(57)【要約】【課題】インプリント法の条件出しを効率よく行う転写性評価用のインプリントモールドおよびその製造方法を提供する。【解決手段】基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、深さ、幅又は形状の異なる凹凸パターンが形成されていることを特徴とするインプリントモールド。また、基板上にレジストを形成し、レジストに深さを異ならせた複数の凹凸パターンを形成し、複数の凹凸パターンを形成した前記レジストの表面から基板に向かってドライエッチング処理を行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。【選択図】  図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、深さ、幅又は形状の異なる凹凸パターンが形成さ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２】
基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、深さの異なる凹凸パターンが前記基板に形成されており、
前記基板上の所定の軸方向について、凹凸パターンの深さが段階的に深くなることを特徴とするインプリントモールド。
【請求項３】
基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、幅の異なる凹凸パターンが前記基板に形成されており、
前記基板上の所定の軸方向について、凹凸パターンの幅が段階的に狭くなることを特徴とするインプリントモールド。
【請求項４】
基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、複数の凹凸パターンが前記基板に形成されており、
前記基板上の所定の軸方向について、異なった形状を有する凹凸パターンが並列していることを特徴とするインプリントモールド。
【請求項５】
基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、
前記基板上の所定の軸方向をＸ軸とし、
前記Ｘ軸と直行する軸をＹ軸とし、
凹凸パターンの深さ、線幅、形状からなる群から選ばれた一つのパラメータをＸ軸方向に変化させ、
凹凸パターンの深さ、線幅、形状からなる群から選ばれた他の一つのパラメータをＹ軸方向に変化させ、
ＸＹマトリックス状に凹凸パターンを配列したことを特徴とするインプリントモールド。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のインプリントモールドを用いたインプリント評価装置。
【請求項７】
請求項１から５のいずれかに記載のインプリントモールドを、レジストの形成された基板に圧接させてレジストを成形し、
前記成形されたレジスト硬化させ、
前記硬化されたレジストから前記インプリントモールドを離型することを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項８】
請求項７記載のレジストパターン形成方法において、
前記圧接前に、前記インプリントモールドを洗浄することを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項９】
基板上にレジストを形成し、
前記レジストに深さを異ならせた複数の凹凸パターンを形成し、
前記複数の凹凸パターンを形成した前記レジストの表面から基板に向かってドライエッチング処理を行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、電子線描画においてドーズ量を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１１】
請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、電子線描画において加速電圧を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビーム描画においてドーズ量を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１３】
請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビーム描画において加速電圧を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１４】
請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、レーザ描画において露光量を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１５】
基板を準備し、
前記基板表面に収束イオンビームを照射して深さを異ならせた複数の凹凸パターンを形成することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビームのドーズ量を変化させることにより行うことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１７】
請求項１５に記載のインプリントモールドの製造方法において、前記基板表面にＡＦＭプローブによるスクラッチ加工を行う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、これを用いたインプリント評価装置、レジストパターン形成方法及びインプリントモールドの製造方法に関するものである。より詳細には、インプリント法における条件設定・評価をするに好適なインプリントモールド、インプリント評価装置及びインプリントモールドの製造方法に関し、また、このインプリントモールドを用いたレジストパターンの好適な形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細なパターンの形成方法として、インプリント法（もしくはナノインプリント法）と呼ばれる非常に簡易であるが大量生産にも向く、微細なパターンを忠実に転写可能な技術が提案されている（非特許文献１参照）。ここで、インプリント法とナノインプリント法に厳密な区別はないが、ナノメーターオーダーのものをナノインプリント法と呼び、その他のマイクロメーターオーダーのものをインプリント法と呼ぶことが多い。ここでは、両者併せて全てをインプリント法と呼ぶことにする。
【０００３】
インプリント法は、最終的に転写すべきパターンのネガポジ反転像に対応するパターンが形成されたモールド（テンプレートという場合もある）と呼ばれる金型（金属で形成される必要はなく、石英基板やシリコン基板上に形成されることが通常である。）を、樹脂に型押しし、その状態で樹脂を硬化させることで、パターン転写を行うものである。熱により樹脂を硬化させる熱インプリント法（非特許文献１、非特許文献２参照）、紫外線により樹脂を硬化させる光インプリント法（特許文献１参照）、などが提案されている。
【０００４】
図７は熱インプリント法によりパターンを形成する方法を示した工程断面図である。シリコン基板１０１の表面に、形成すべきパターンの鏡像の凹みを有するシリコン酸化膜１０２を形成したモールドを準備する（ａ）。次いで、シリコン基板１１１上にレジスト１１２を形成する（ｂ）。次いで、モールド１００とレジスト１１２を形成したシリコン基板１１１を圧着加熱する（ｃ）。その後、モールド１００を離型すると、シリコン基板１１１上のレジスト１１２に所望のパターンに対応する凹凸が形成される（ｄ）。最後に、酸素を用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）処理を施すことにより、所望のレジストパターンが形成される（ｅ）。
【０００５】
図８は光インプリント法によりパターンを形成する方法を示した工程断面図である。はじめに、形成すべきパターンの鏡像の凹みを有する石英モールド１２０を準備する（ａ）。次いで、シリコン基板１１１上にレジスト１１２を形成する（ｂ）。次いで、石英モールド１２０とレジスト１１２を形成したシリコン基板１１１を圧着し、石英モールド１２０の裏面からＵＶ（紫外線）照射する（ｃ）。その後、石英モールド１２０を離型すると、シリコン基板１１１上のレジスト１１２に所望のパターンに対応する凹凸の形成される（ｄ）。最後に、酸素を用いたＲＩＥ（リアクティブイオンエッチング）処理を施すことにより、所望のレジストパターンが形成される（ｅ）。
【０００６】
インプリント法において、樹脂のモールドパターンへの充填性は極めて重要である。樹脂に型押しする際に、圧力を加えることによって、モールドパターンの溝部に樹脂が充填されるため、高アスペクト比（パターン深さ／パターン幅の値が大きい）のパターンや、低アスペクト比の大開口パターンのモールドでは、充填不良を起こし、樹脂パターンが形成されないことがある。この様子を図９に示す（非特許文献３参照）。
【０００７】
一方、インプリント法において、モールドと基板上に形成した樹脂パターンとの離型性も極めて重要である。図１０に示すとおり、樹脂（レジスト）１３２を形成したシリコン基板１３１とモールド１３０をプレスし（ａ）、モールドと樹脂を引き離す工程に際して、モールドと樹脂の付着や摩擦により、樹脂パターンの大部分が折れたり（ｂ）、樹脂パターンの一部分が折れたり（ｃ）、あるいは樹脂が延伸されて形成する（ｄ）などの離型不良が発生することがある。これは、モールドまたは樹脂の表面エネルギーが大きい（付着力が大きい）ため起こると考えられる。
【０００８】
上述したモールドパターンの破壊を避けるために、表面エネルギーの小さいフッ素ポリマーを離型層としてモールド表面に形成し、モールドと樹脂との離型性を向上させる方法が提案されている（非特許文献２参照）。
【０００９】
しかしながら、上述のようにモールド表面に離型層を形成し、樹脂との付着力を下げたとしても、付着力が完全にゼロにはならない。特に、高アスペクト比（パターン深さ／パターン幅の値が大きい）のパターンでは、モールドの溝とそこに充填された樹脂の接触面積が大きくなるため、付着力が樹脂材料の破壊応力を上回ると、樹脂パターンの破壊が生じる。この点につき、図１１を参照して説明する。例えば、図１１（ａ）に示すように、アスペクト比が異なるパターンを有するモールド１４０で樹脂１４２が形成された基板１４１をインプリントした場合、図１１（ｂ）に示すように高アスペクト比のパターンほど、離型時に樹脂１４２のパターンが破壊し、モールドに樹脂１４２の凸部が突き刺さったまま取り残されてしまう。この現象は、光インプリントでも熱インプリントでも見られる現象であるが、概ねアスペクト比が３以上で顕著になる。
【００１０】
大阪府立大の平井教授の報告によると、このような樹脂パターンの破壊は、離型時に樹脂内部の応力が集中する樹脂パターンの根元で破壊することが知られている（非特許文献４参照）。この報告によれば、図１２に示すように、凹凸のあるモールド１５０の凹部の辺縁に応力集中箇所１５４ができ、この部分に起因して、樹脂１５２の取り残しが生じることになる。
【００１１】
インプリント法では、上述したような充填性と離型性を合わせた評価を転写性という。熱インプリント法と光インプリント法で条件パラメータの種類が一部異なるものの、いずれの場合も良好な転写性を得るために、樹脂の選択、樹脂の初期膜厚、樹脂温度、インプリント圧力、加圧速度、インプリント保持時間、離型速度、離型処理材料、離型処理方法、ＵＶ光の波長、ＵＶ照射エネルギー、等の様々な条件パラメータの最適化が必要である。
【特許文献１】特開２０００−１９４１４２号公報
【非特許文献１】Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ  ｅｔ  ａｌ．  Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．、ｖｏｌ．６７、１９９５年、Ｐ３３１４
【非特許文献２】「ナノインプリント技術徹底解説」、Ｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｊｏｕｒｎａｌ、２００４年１１月２２日、ＰＰ２０−３８
【非特許文献３】Ｙ．  Ｈｉｒａｉ  ｅｔ  ａｌ．  Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ  ２２（６），  Ｎｏｖ／Ｄｅｃ  ２００４
【非特許文献４】Ｙ．  Ｈｉｒａｉ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｊ．  Ｖａｃ．  Ｓｃｉ．  Ｔｅｃｈｎｏｌ．  Ｂ  ２１（６），  Ｎｏｖ／Ｄｅｃ  ２００３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、これらのインプリント条件の条件パラメータは、パターン形状、幅、深さによって最適条件が異なるため、これまでは、実際に転写したいパターン（形状、幅、深さ）においてのみ、条件出しが行われており、転写したいパターンの種類が多い場合は、膨大な時間や樹脂材料、モールドが消費されるという問題があった。また、これまではパターンが異なると、使用するモールドも異なり、インプリント条件も異なるとうことになり、定量的に転写性を評価することが出来ないという問題もあった。
【００１３】
本発明は、上述の問題を解決するためになされたもので、インプリント法において、インプリント条件出しの時間やコスト面で効率のアップが可能となり、あるいは、インプリント条件に対する転写性の定量的評価を可能となるインプリントモールドおよ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】
【００１４】
上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、深さ、幅又は形状の異なる凹凸パターンが形成さ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。なお、本明細書において、「凹凸パターン」とは、３次元構造パターンのことを意味し、矩形状の溝パターンに限らず、任意の形状の段差を有するパターンの場合（例えば、錐形状）、該段差が多段の場合も含むものとして定義する。
【００１５】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、深さの異なる凹凸パターンが基板に形成されており、基板上の所定の軸方向について、凹凸パターンの深さが段階的に深くなることを特徴とするインプリントモールドを提供する。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、幅の異なる凹凸パターンが基板に形成されており、基板上の所定の軸方向について、凹凸パターンの幅が段階的に狭くなることを特徴とするインプリントモールドを提供する。
【００１７】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、複数の凹凸パターンが基板に形成されており、基板上の所定の軸方向について、異なった形状を有する凹凸パターンが並列し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。
【００１８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上に凹凸パターンの形成されたインプリントモールドであって、基板上の所定の軸方向をＸ軸とし、Ｘ軸と直行する軸をＹ軸とし、凹凸パターンの深さ、線幅、形状からなる群から選ばれた一つのパラメータをＸ軸方向に変化させ、凹凸パターンの深さ、線幅、形状からなる群から選ばれた他の一つのパラメータをＹ軸方向に変化させ、ＸＹマトリックス状に凹凸パターンを配列したことを特徴とするインプリントモールドを提供する。
【００１９】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、上記いずれかに記載のインプリントモールドを用いたインプリント評価装置を提供する。
【００２０】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、上記いずれかに記載のインプリントモールドを、レジストの形成された基板に圧接させてレジストを成形し、成形されたレジスト硬化させ、硬化されたレジストからインプリントモールドを離型することを特徴とするレジストパターン形成方法を提供する。
【００２１】
上記レジストパターン形成方法において、圧接前に、インプリントモールドを洗浄してもよい。
【００２２】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板上にレジストを形成し、レジストに深さを異ならせた複数の凹凸パターンを形成し、複数の凹凸パターンを形成したレジストの表面から基板に向かってドライエッチング処理を行う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。
【００２３】
上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、電子線描画においてドーズ量を変化させてもよい。
【００２４】
また、上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、電子線描画において加速電圧を変化させてもよい。
【００２５】
上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビーム描画においてドーズ量を変化させてもよい。
【００２６】
上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビーム描画において加速電圧を変化させてもよい。
【００２７】
上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、レーザ描画において露光量を変化させてもよい。
【００２８】
また、上記課題を解決するため、本発明の一実施形態においては、基板を準備し、基板表面に収束イオンビームを照射して深さを異ならせた複数の凹凸パターンを形成する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。
【００２９】
上記インプリントモールドの製造方法において、深さを異ならせた複数の凹凸パターンの形成は、イオンビームのドーズ量を変化させてもよい。
【００３０】
上記インプリントモールドの製造方法において、基板表面にＡＦＭプローブによるスクラッチ加工を行なってもよい。
【発明の効果】
【００３１】
本発明のインプリントモールドは、パターンの種類、幅、深さが異なるパターンがＸＹマトリックス状に配置してあるため、インプリントにおける充填性や離型性を含む転写性を定量的評価することが可能となり、さらには、インプリントや離型処理などの条件出しが効率的に行なえるため、時間や材料費などのコスト面での効率アップが可能となる。また、本発明の評価装置を用いれば、インプリントにおける充填性や離型性を含む転写性を定量的評価することが可能となり、さらには、インプリントや離型処理などの条件出しが効率的に行なえるため、時間や材料費などのコスト面での効率アップが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明のインプリント用モールドについて、図面を参照して説明する。  
【００３３】
本発明のインプリントモールドは、基板上に様々なパターンを有するチップ領域が形成されており、少なくともそのチップ領域には、図１（ｅ）に示されるとおり、多数の凹みが形成されており、その凹みのパターンの形状と深さ、あるいは形状と幅、あるいは幅と深さが異なる。一例においては、パターンの種類がＸ方向に、深さがＹ方向に異なるように配置したチップを、モールドの複数箇所に縮小率を変えて配置する。チップ縮小率は、パターンの幅に相当する。パターンの種類と深さと幅のうち、どのパラメータをＸＹマトリックス状に配置するかは、任意であるが、目的に応じて適宜決定する。
【００３４】
基板に用いる基板材料としては、特に限定されず、例えば、基板材料として、シリコン、酸化シリコン、炭化シリコン、ニッケル、アルミ、アルミナ、石英ガラス、珪ホウ酸ガラス、ダイヤモンド、チタン、クロムなどを用いても良い。このため、本発明のインプリントモールドは、特定のインプリント法に限定されず、熱可塑性樹脂にパターン転写する熱インプリント法、光硬化性樹脂にパターン転写する光インプリント法、熱や光を必要としないＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ  Ｓｉｌｓｅｓ  Ｑｕｉｏｘａｎｅ）にパターン転写する室温インプリント法、金属やガラスへ直接パターン転写する直接インプリント法など、それぞれに適する基板材料を選択することが出来る。
【００３５】
以下、本発明のインプリントモールド製造方法について、図１、２を用いて説明を行う。
【００３６】
本発明のインプリントモールド製造方法の一つは、基板表面にレジストのパターニングを行い、パターニングを行ったレジスト側から基板にドライエッチング処理を行い、ドライエッチング後に残ったレジストを剥離処理することを特徴とするインプリントモールド製造方法である。
【００３７】
＜レジストのパターニング＞
はじめに、最終的にモールド材料となる基板１６１を用意する（図１（ａ））。続いて、基板１６１の表面にレジスト１６２を塗布する（図１（ｂ））。レジストは後述するパターニング方法に適したものを選択する。その後のパターニングに電子線描画を用いる場合は電子線レジスト、イオンビーム描画機を用いる場合はイオンビーム用レジスト、レーザ描画機を用いる場合はフォトレジストを選択する。
【００３８】
次に、レジスト１６２について、深さを異ならせてパターニングを行う。パターニングに電子線描画機を用いる場合は、現像後のレジストの溝パターンを深くしたい部分において電子線のドーズ量を大きくし、浅くしたい部分においてはドーズ量を小さくすれば良い。
【００３９】
また、レジスト１６２のパターニングに電子線描画機を用いる場合、現像後のレジストパターンを深くしたい部分において電子線の加速電圧を大きくし、浅くしたい部分において加速電圧を小さくしても良い。
【００４０】
また、レジスト１６２のパターニングにイオンビーム描画機を用いる場合、現像後のレジストパターンを深くしたい部分においてイオンビームのドーズ量を大きくし、浅くしたい部分においてドーズ量を小さくすれば良い。
【００４１】
また、レジスト１６２のパターニングにイオンビーム描画機を用いる場合、現像後のレジストパターンを深くしたい部分においてイオンビームの加速電圧を大きくし、浅くしたい部分において加速電圧を小さくしても良い。
【００４２】
また、レジスト１６２のパターニングにレーザ描画機を用いる場合、現像後のレジストパターンを深くしたい部分においてレーザの露光量を大きくし、浅くしたい部分において露光量を小さくすれば良い。
【００４３】
このようにして、所望の異なった深さを有する溝パターンを有するようレジスト１６２がパターニングされる（図１（ｃ））。
【００４４】
＜レジスト側から基板にドライエッチング処理＞
前述した方法により、レジスト１６２をパターニングした面から、基板のドライエッチング処理を行うことにより、レジストで形成したパターンが、基板に転写される（図１（ｄ））。このとき、レジストパターンで深い部分は、残っているレジストが少ないために、基板が早く露出するため、基板は長い時間エッチングされることになる。よって、レジストパターンの深いところは、エッチング後の基板のパターンも深くなり、レジストパターンの浅いところでは、エッチング後の基板のパターンも浅くすることが可能となる。
【００４５】
エッチング処理は、異方性エッチング（垂直エッチング）であればよく、例えば、ドライエッチングを好適に用いることが出来る。ドライエッチング装置は、ＩＣＰ型ドライエッチング装置、ＲＩＥ型ドライエッチング装置、ＥＣＲ型ドライエッチング装置、マイクロ波型ドライエッチング装置、並行平板型ドライエッチング装置、ヘリコン派型ドライエッチング装置などを用いることができる。
【００４６】
ドライエッチングに用いるガスとしては、選択した基板材料に応じて適宜選択して良い。例えば、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン族の原子を含むガス（ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｉ２）の単体もしくは混合ガスを、基板材料に応じて用いても良い。また、エッチング形状や対レジスト選択比の調整のために、Ｏ２、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒ、Ｈｅ等のガスを添加しても良い。
【００４７】
例えば、シリコンを基板材料としドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素、臭素などを含むガスを用いることが好ましい。また、アルミ、クロム、及び、その酸化物、窒化物を基板材料としドライエッチングを行う場合、塩素を含むガスを用いることが好ましい。また、ＳｉＯ２を含む材料を基板材料としドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素などを含むガスを用いることが好ましい。
【００４８】
＜ドライエッチング後に残ったレジストを剥離処理＞
前述のドライエッチング後にレジスト１６２が残った場合は、そのレジスト１６２を剥離するには、酸素プラズマアッシングやウェット洗浄などが用いられる（図１（ｅ））。
【００４９】
＜モールド材料に直接パターニング＞
本発明のインプリントモールド製造方法の他の実施形態によれば、モールド材料に直接パターニングを行う。図２に示すとおり、基板１６１に直接パターニングを行い、モールド１６０を形成する（図２（ｂ））。
【００５０】
形状、深さ、幅が異なるパターンをモールドに直接パターニングするには、収束イオンビーム（ＦＩＢ：Ｆｏｃｕｓｅｄ  Ｉｏｎ  Ｂｅａｍ）により加工が可能となる。この際、イオンビームのドーズ量をパラメータとし、深いパターンを掘りたい部分はドーズ量を大きくし、浅いパターンを掘りたい部分はドーズ量を小さくすることにより、パターン深さの制御が可能となる。
【００５１】
あるいは、ＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ  Ｆｏｒｃｅ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）を用いて、ＡＦＭプローブ（探針）によるスクラッチ加工によっても、モールドへの直接パターニングが可能となる。
【００５２】
＜転写性評価モールドのパターンの配置＞
図３に転写性評価モールドのパターンを配置する例を示す。
【００５３】
図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、形状の異なるパターンをＸ方向に配置し、Ｙ方向には上述した方法により同じ形状パターンで深さの異なるパターンを配置する。
【００５４】
このチップ内の各パターンの幅は特定の寸法に統一しておき、チップ全体を拡大縮小することで、幅の異なるチップを作製する（図３（ａ））。
【００５５】
このとき、パターンの形状、深さ、幅をパラメータとしてあればよく、それらの配置は評価方法に応じて、任意に入れ替えても良い。
【００５６】
以上により、本発明のインプリントモールドを製造することが出来、本発明のモールドを用いてインプリントの転写性評価を行うことが可能となる。
【実施例】
【００５７】
＜実施例１＞
熱インプリント用のインプリントモールドとして、Ｓｉモールドを製造した。インプリントモールドの製造方法を図１に示す。
【００５８】
まず、インプリントモールドの基板として、４インチシリコンウェハを用意した（図１（ａ）に対応）。
【００５９】
次に、シリコンウェハに、ポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５２０／日本ゼオン社製）を５００ｎｍ厚コートし（図１（ｂ）に対応）、電子線描画装置（日本電子製）を用いて、ドーズ量を１０〜１００μＣ／ｃｍ２の範囲で描画し、現像によりパターン深さの異なる（深さ０．１〜１０μｍ）レジストパターンを形成した（図１（ｃ）に対応）。
【００６０】
次に、ＩＣＰドライエッチング装置を用いた異方性ドライエッチングによって、シリコン基板をエッチングすることで、パターン深さの異なる（深さ５０〜４５０ｎｍ）凹凸パターンを形成した（図１（ｄ）に対応）。異方性エッチングの条件は、Ｃｌ２流量３０ｓｃｃｍ、Ｏ２流量５ｓｃｃｍ、Ａｒ流量８０ｓｃｃｍ、圧力２Ｐａ、ＩＣＰパワー４００Ｗ、ＲＩＥパワー１３０Ｗとした。
【００６１】
次に、Ｏ２プラズマアッシング（条件：Ｏ２流量５００ｓｃｃｍ、圧力３０Ｐａ、ＲＦパワー１０００Ｗ）によってレジストを剥離し、Ｓｉモールドを製造した（図１（ｅ）に対応）。
【００６２】
このようにして、Ｘ方向にパターン形状が７種類、Ｙ方向にパターン深さが１０種類（０．１〜１０μｍ）異なるパターン群のチップを配置した。また、パターンの幅は、１０μｍ、１μｍ、０．５μｍの３種類のパターン群チップをモールドの３箇所に配置した。（図３）
【００６３】
＜実施例２＞
以下、本実施例にかかる熱インプリント法について図４を用いて説明する。まず、熱インプリント前にＳｉモールド２００のパターン面には、離型剤としてフッ素系表面処理剤ＥＧＣ−１７２０（住友スリーエム社製）を浸漬処理した（図４（ａ））。次に、インプリントの対象となる転写基板として、４インチシリコン基板２０１を用意し、シリコン基板２０１上に熱可塑性樹脂ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を２０μｍ厚でコートした（図４（ｂ））。次に、上記Ｓｉモールド２００を、熱可塑性樹脂ＰＭＭＡに、熱インプリントし（図４（ｃ））、Ｓｉモールドを離型した（図４（ｄ））。このとき、熱インプリント条件は、基板及びモールド温度１１０℃、プレス圧力１０ＭＰａ、保持時間１分とした。
【００６４】
インプリントに使用したＳｉモールド２００のパターン幅が０．５μｍのチップにおける、パターンの形状と深さに対する転写結果にかかる図表を図５に示す。○印は樹脂パターンが良好に転写されており、×印は樹脂パターンが転写されていないことを示している。
【００６５】
このとき、インプリントの転写結果を判定する際には、走査電子顕微鏡により観察を行い、Ｓｉモールドのパターンの深さは、同様の方法で作製した別のＳｉモールドの断面を、走査電子顕微鏡により測定した。
【００６６】
この結果から、タイプ１〜４のライン系パターンが比較的深いパターン（アスペクト比２〜３）でも転写出来ているのに対し、タイプ５〜７のホール系パターンは浅いパターン（アスペクト比１程度）までしか転写出来ていないことが分かる。転写パターンの観察の結果から、転写出来ていない部分は、図１１のような離型時に樹脂がもげた状態であることが分かった。
【００６７】
＜実施例３＞
実施例２の結果から、転写不良は、離型性に問題があると考えられるため、Ｓｉモールドの離型処理の前に硫酸洗浄とＵＶオゾン洗浄の工程を追加した。それ以外の離型処理方法、インプリント条件は、実施例２と同様である。
【００６８】
実施例２と同様に、インプリントに使用したＳｉモールドのパターン幅が０．５μｍのチップにおける、パターンの形状と深さに対する転写結果にかかる図表を図６に示す。○印は樹脂パターンが良好に転写されており、×印は樹脂パターンが転写されていないことを示している。
【００６９】
この結果から、実施例２と比較して全てのパターンで、より深いパターンまで良好に転写されている。このことは、離型処理前のＳｉモールドを洗浄することで、Ｓｉ表面から有機物を十分に除去し、離型剤による離型処理の効果が高まったためと考察できる。
【００７０】
以上より、本発明のモールドを用いて、パターンの形状、深さ、幅によって、転写性を定量的に評価できることが示された。
【００７１】
＜実施例４＞
基板材料として石英を用いて、実施例１と同様にインプリントモールドを作製し、実施例２、３と同様のモールドの離型処理や洗浄処理を行い、光インプリントを実施し、評価を行った。その結果、Ｓｉモールドによる熱インプリントと同様に、離型処理前にモールド洗浄処理工程を加えることで、高アスペクト比の樹脂パターンが転写できることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明のインプリント用モールドは、微細なパターン形成を必要とする広範な分野に応用可能であり、例えば、半導体集積回路、拡散板や導光板等のディスプレイ部材、ハードディスクやＤＶＤ等の高密度記録メディア、ＤＮＡチップなどのバイオチップ、回折格子やホログラムなどの光学部品、等々の様々なパターン形成に利用することが期待出来る。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のモールドの製造工程を示す断面図
【図２】本発明のモールドの製造工程を示す断面図
【図３】本発明のモールドの例
【図４】実施例２における熱インプリントの工程を示す行程断面図
【図５】実施例２の転写結果の例を表す図表（パターンの幅は０．５μｍのチップ）
【図６】実施例３の転写結果の例を表す図表（パターンの幅は０．５μｍのチップ）
【図７】熱インプリント法によるパターン形成方法を示す工程断面図
【図８】光インプリント法によるパターン形成方法を示す工程断面図
【図９】インプリント法におけるモールド加圧時の充填不良を示す断面図
【図１０】インプリント法におけるモールド離型時の離型不良を示す断面図
【図１１】インプリント法におけるモールドの離形時のパターン破壊を示す断面図（高アスペクト比のパターンを有するモールド）
【図１２】インプリントの離型時にレジスト内部の応力集中箇所を示す断面図
【符号の説明】
【００７４】
１００  モールド
１０１  シリコン基板
１０２  シリコン酸化膜
１１１  シリコン基板
１１２  レジスト
１２０  石英モールド
１３０  モールド
１３２  樹脂（レジスト）
１３１  シリコン基板
１４０  モールド
１４１  基板
１４２  樹脂
１５０  モールド
１５２  樹脂
１５４  応力集中箇所
１６０  モールド
１６１  基板
１６２  レジスト
２００  Ｓｉモールド
２０１  シリコン基板
２０２  ＰＭＭＡ
【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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