(57)【要約】【課題】硬度が高く、凹凸を構成する要素面の平滑度が高い微細成形モールドを製造する。【解決手段】犠牲モールドの表面に凹凸領域を形成し、微細成形モールドの成形面を構成する皮膜を前記凹凸領域上に堆積させ、前記皮膜の上に前記皮膜より硬度が低く前記微細成形モールドの内部層を構成する基膜を前記皮膜より厚く堆積させ、前記犠牲モールドを除去することにより前記微細成形モールドの前記成形面を形成する、ことを含む微細成形モールドの製造方法。【選択図】図１
2008044328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
犠牲モールドの表面に凹凸領域を形成し、
微細成形モールドの成形面を構成する皮膜を前記凹凸領域上に堆積させ、
前記皮膜の上に前記皮膜より硬度が低く前記微細成形モールドの内部層を構成する基膜を前記皮膜より厚く堆積させ、
前記犠牲モールドを除去することにより前記微細成形モールドの前記成形面を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。
【請求項２】
アンカー効果を得るための微細凹凸を、前記皮膜の堆積とともに、または前記皮膜の堆積後に、前記皮膜の表面に形成する、
請求項１に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項３】
前記皮膜を堆積させるとき、高融点金属または高融点金属の化合物を前記凹凸領域に析出させる、
請求項１または２に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項４】
前記高融点金属の化合物は高融点金属の窒化物または酸化窒化物である、
請求項３に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項５】
前記皮膜を堆積させるとき、ＴｉＮを前記凹凸領域に析出させ、
前記基膜を形成するとき、Ｗを前記皮膜の表面に析出させる、
請求項４に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項６】
前記皮膜を堆積させるとき、ＷをＣＶＤ法により析出させる、
請求項４に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項７】
前記基膜を堆積させるとき、前記皮膜より熱伝導率が高い金属を前記皮膜の表面に析出させる、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項８】
前記基膜を堆積させるとき、湿式めっきにより金属を前記皮膜の表面に析出させる、
請求項１〜７のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項９】
前記基膜を堆積させた後に前記基膜の表面を平坦化する、
請求項１〜８のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項１０】
前記犠牲モールドの表面にリソグラフィ技術を用いて前記凹凸領域を形成する、
請求項１〜９のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項１１】
フォトレジストマスクのパターンをＲＩＥによってシリコンウェハに転写することにより前記犠牲モールドの表面に前記凹凸領域を形成する、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項１２】
シリコンウェハ上にフォトレジストのパターンを形成することにより前記シリコンウェハの表面と前記フォトレジストの表面とからなる前記凹凸領域を形成する、
請求項１〜１０のいずれか一項に記載の微細成形モールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は微細成形モールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高アスペクトで微細な凹凸をフォトリソグラフィで形成する場合や電子ビームで直接形成する場合に比べて低コストで形成するため技術として、微細成形モールドを用いたホットエンボスやナノインプリントなどの微細成形技術が知られている。高硬度、高熱伝導率、高耐久性などの複合的な要求を満たす高機能な微細成形モールドを低いコストで製造するために、皮膜形成に関する様々な技術開発が行われている。
【０００３】
特許文献１には無電解めっきで形成されたニッケルからなる下地上にチタン又はクロムの窒化物からなる皮膜をＰＶＤにより形成し、微細成形モールドの耐腐食性を向上させる方法が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、微細成形モールドに金属、セラミクス、またはこれらの複合材料からなる皮膜を溶射によって形成する方法が開示されている。
【０００５】
特許文献３には、シリコン基板表面のプラズマ浸炭処理またはプラズマ窒化処理によって微細成形モールドに硬質皮膜を形成する方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０５０３９号公報
【特許文献２】特開２００５−４７１４８号公報
【特許文献３】特開２００４−１４８４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に開示された方法には次の問題がある。ＰＶＤにより下地上に皮膜を形成すると、表面の平滑度が低く角部が丸まりやすいためフォトレジストマスクよりも解像度が低くなり、突部側壁にオーバーハングが形成されるため離型が困難になる。また、ＰＶＤは湿式めっきに比べて処理温度が高いため、ＰＶＤによって下地上に皮膜を形成する場合には、下地材料と皮膜材料との熱膨張係数の差によって下地と皮膜の界面に熱応力が生ずる。この熱応力は微細成形モールドの撓みや皮膜の剥離をもたらす。またＰＶＤはＣＶＤに比べると膜の密着性が劣るため、皮膜が下地から剥離しやすい。またニッケルもクロムも金属としては熱伝導率が低いため、加熱成形されるワークに収縮斑による形状斑が発生しやすい。
【０００７】
また、特許文献２に開示された方法には次の問題がある。溶射の前工程において有効付着面積を増大させるためのブラスト処理によって表面が荒れ、また溶射膜の膜厚が２５μｍ以上と厚いため、微細化が困難である。またこの方法によっても、皮膜材料と下地材料との熱膨張係数の差による、成形モールドの反りや皮膜の剥離の問題が生ずる。またセラミクスで皮膜を形成する場合には靭性が低いためチッピングが起こりやすい。
【０００８】
また、特許文献３に開示された方法には次の問題がある。炭化珪素、窒化珪素、および炭化窒化珪素は金属に比べて靭性が低いため、これらを皮膜とする成形モールドは欠けやすい。また、炭化珪素、窒化珪素、および炭化窒化珪素は金属に比べて熱伝導率が低いため、これらを皮膜材料とする成形モールドには、加熱成形されるワークに形状斑が発生しやすいという問題もある。またプラズマ浸炭処理もプラズマ窒化処理も皮膜形成速度が遅いため、これらの処理で厚い皮膜を形成することはコスト的に困難である。
【０００９】
本発明は、硬度が高く、凹凸を構成する要素面の平滑度が高い微細成形モールドを製造することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）堆積によって膜を形成することにより微細な凹凸がある膜を形成することができる。一般に、硬度が高い材料ほど堆積時に蓄積される応力が高くなるため、硬度が高く厚い膜を堆積によって形成することは困難である。
そこで上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法は、犠牲モールドの表面に凹凸領域を形成し、微細成形モールドの成形面を構成する皮膜を前記凹凸領域上に堆積させ、前記皮膜の上に前記皮膜より硬度が低く前記微細成形モールドの内部層を構成する基膜を前記皮膜より厚く堆積させ、前記犠牲モールドを除去することにより前記微細成形モールドの前記成形面を形成する、ことを含む。
【００１１】
この製造方法を特定するために用いられた用語の定義は次の通りである。犠牲モールドとは、微細成形モールドを転写により形成するためのマスタモールドである。微細成形モールドの成形面とは、成形対象のワークに特定の形状を形成するための面であって成形対象のワークに直接接触する面である。皮膜とは基膜に対して相対的に微細成形モールドの表層側にある単層又は複層の膜である。基膜とは皮膜に対して相対的に微細成形モールドの深層側にある単層又は複層の膜である。
【００１２】
この製造方法によると、下地膜である基膜に比べて硬度が高い皮膜を基膜より薄く堆積させるため、硬度が高い微細成形モールドを製造することができる。そしてこの製造方法によると、犠牲モールドの凹凸領域上に皮膜を堆積させるため、皮膜で構成される成形面の平滑度と形状は犠牲モールドの凹凸領域を構成する要素面の平滑度と形状によって決まる。犠牲モールドの凹凸領域を構成する要素面を、ＰＶＤや溶射で形成する膜の表面よりも高い平滑度にできる技術が種々確立されている。したがってこの製造方法によると、要素面の平滑度が高い凹凸を微細成形モールドの成形面に形成することができる。
【００１３】
（２）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、アンカー効果を得るための微細凹凸を、前記皮膜の堆積とともに、または前記皮膜の堆積後に、前記皮膜の表面に形成してもよい。
【００１４】
アンカー効果を得るための微細凹凸を皮膜の表面に形成することにより、皮膜と基膜との密着力を高めることができる。尚、ここでいう皮膜の表面とは、微細成形モールドの成形面を構成する皮膜の面の裏面に相当する。アンカー効果を得るための微細凹凸は、皮膜を堆積させる処理条件の調節によって形成することもできるし、皮膜を堆積させた後に皮膜をアニールしたり皮膜の表面を微細加工することによっても形成することができる。例えば、めっき処理の電流密度・濃度・浴組成・浴温度・添加剤の種類、プラズマプロセスのバイアス電圧・温度、アニール温度などの成膜条件の制御によって皮膜のモルフォロジーを粗に制御することができる。また例えば、皮膜を成膜した後に、例えばウェットエッチングやイオンボンバードメントなどで皮膜表面を微視的に荒らすことができる。
【００１５】
（３）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記皮膜を堆積させるとき、高融点金属または高融点金属の化合物を前記凹凸領域に析出させてもよい。
【００１６】
この製造方法を特定するために用いられた用語の定義は次の通りである。高融点金属とは、金属のなかでも相対的に融点が高いＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ等である。高融点金属の化合物とは、これらの高融点金属元素と他元素との化合物である。
高融点金属も高融点金属の化合物も金属または金属の化合物のなかでは硬度が高い。また高融点金属も高融点金属の化合物も、セラミクス等に比べて靱性が高い。したがって、この製造方法によると、硬度も靭性も高い微細成形モールドを製造することができる。
【００１７】
（４）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記高融点金属の化合物は高融点金属の窒化物または酸化窒化物であってもよい。
【００１８】
高融点金属の窒化物も酸化窒化物も金属又は金属の化合物の中では特に硬度が高い。また高融点金属の窒化物も酸化窒化物も高融点金属の化合物も、セラミクス等に比べて靱性が高い。したがって、この製造方法によると、硬度も靱性も高い微細成形モールドを製造することができる。
【００１９】
（５）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記皮膜を堆積させるとき、ＴｉＮを前記凹凸領域に析出させてもよいし、前記基膜を形成するとき、Ｗを前記皮膜の表面に析出させてもよい。
【００２０】
ともに析出によって形成されるＴｉＮからなる膜とＷからなる膜の密着力は高い。したがって、この製造方法によると、皮膜の剥離耐性が高い微細成形モールドを製造することができる。
【００２１】
（６）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記皮膜を堆積させるとき、ＷをＣＶＤ法により析出させてもよい。
【００２２】
ＣＶＤ法により形成されるＷの膜の表面には、Ｗの柱状に発達した結晶構造が顕著に表れるため、基膜に対するアンカー効果が高くなる。したがってこの製造方法によると、皮膜の剥離耐性が高い微細成形モールドを製造することができる。
【００２３】
（７）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記基膜を堆積させるとき、前記皮膜より熱伝導率が高い金属を前記皮膜の表面に析出させてもよい。
【００２４】
この製造方法によると、微細成形モールドの成形面に温度斑が生じにくくなるため、加熱成形されるワークに収縮斑による形状斑が発生しにくい微細成形モールドを製造することができる。
【００２５】
（８）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記基膜を堆積させるとき、湿式めっきにより金属を前記皮膜の表面に析出させてもよい。
【００２６】
湿式めっきは、気相粒子の析出によって膜を形成する方法に比べて処理温度が低く、膜の堆積速度が速く、厚い膜を安価に形成することができる。また金属はセラミクス等に比べて熱伝導率が高い。したがってこの製造方法によると、皮膜が硬く剥離しにくく、熱伝導率が高い微細成形モールドを安価に製造することができる。
【００２７】
（９）薄膜の重積によって形成されるシート状の微細成形モールドは、平坦で剛性の高いプレートに裏面が接合された状態で使用される。また厚い膜ほど堆積速度の偏りによって膜厚に斑が出やすくなる。
そこで上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記基膜を堆積させた後に前記基膜の表面を平坦化してもよい。
【００２８】
この製造方法によると、基膜を堆積させた後に基膜の表面を平坦化するため、皮膜と基膜とでシート状の微細成形モールドを構成し、微細成形モールドをプレートに接合した状態で使用することにより、成形対象のワークに設計通りの形状を形成することができる。
【００２９】
（１０）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記犠牲モールドの表面にリソグラフィ技術を用いて前記凹凸領域を形成しても良い。
リソグラフィ技術とは、フォトレジストの塗布、露光、現像によるフォトレジストマスクの形成技術とフォトレジストマスクを用いたエッチング技術とをいうものとする。この製造方法によると、リソグラフィ技術を用いることにより、平滑度が高い凹凸領域を犠牲モールドの表面に形成できる。
【００３０】
（１１）フォトレジストマスクの解像度は年々増大しているし、ＲＩＥではワークの処理対象面に対して垂直な側面を有しアスペクトが高い凹凸を形成でき、凹凸を構成する要素面の平滑度が高くなる。
そこで上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、フォトレジストマスクのパターンをＲＩＥによってシリコンウェハに転写することにより前記犠牲モールドの表面に前記凹凸領域を形成してもよい。
【００３１】
（１２）表面が平滑になるようにフォトレジストを塗布する方法が確立されている。またフォトレジストの現像技術では、露光領域と未露光領域との境界においてフォトレジストの塗布面に対して垂直で平滑な側面を形成する方法が確立されている。またシリコンウェハの平滑化技術も確立されている。
そこで上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、シリコンウェハ上にフォトレジストのパターンを形成することにより前記シリコンウェハの表面と前記フォトレジストの表面とからなる前記凹凸領域を形成してもよい。
【００３２】
尚、請求項において「〜上に」というときは、技術的な阻害要因がない限りにおいて「上に中間物を介在させずに」と「〜上に中間物を介在させて」の両方を意味する。また、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。各実施形態において対応している構成要素には共通の符号を付し、重複する説明は省略する。
１．第一実施形態
図１は本発明による微細成形モールドの製造方法の第一実施形態を示す断面図である。
はじめに図１Ａに示すように単結晶Ｓｉウェハにフォトレジストを塗布しプリベークして硬化させた後にステッパ、アライナ、電子ビームなどで露光し、現像し、ポストベークすることにより、フォトレジストマスク１２を形成する。フォトレジストの塗膜厚さは例えば１００μｍとする。フォトレジストマスク１２のパターンは、微細成形モールド２０の成形面１９の形状に応じて設定される（図１Ｅ参照）。パターンのスケールは例えば突部幅が２０μｍ、凹部幅（Ｗ）が２０μｍといったものである。
【００３４】
フォトレジストマスク１２のパターンをＲＩＥによってウェハに転写することにより凹凸領域１１を有する犠牲モールド１０が形成される。エッチングガスは例えばＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆなどから選択される。終点制御は例えば３０μｍの深さとする。また、凹部側面は図示されているような垂直面でなくともよく、例えばテーパ面でもよい。ＲＩＥによって犠牲モールド１０の凹凸領域１１を形成することにより、凹凸領域１１を構成する要素面１３の平滑度が高くなる。
【００３５】
犠牲モールド１０の材料は、単結晶Ｓｉウェハに限らず、エッチングによって十分平滑な要素面１３で構成される凹凸領域１１を形成できるものであればよく、例えばＳｉＮｘ、ＳｉＯ２、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉなどで表層が構成されている基板を用いても良い。
【００３６】
次に図１Ｂに示すように金属からなる表層皮膜１６と深層皮膜１４とを犠牲モールド１０の凹凸領域１１上に堆積させる。表層皮膜１６と深層皮膜１４とは、微細成形モールド２０の硬質皮膜を構成する膜であり、高融点金属または高融点金属の化合物で構成することが望ましく、特に高融点金属の窒化物または酸化窒化物で硬質皮膜を構成することが望ましい。具体的には例えば次の通りである。
【００３７】
まず深層皮膜１４のシード層としても機能するＴｉＮをスパッタで堆積させ表層皮膜１６を形成する。皮膜だけで犠牲モールド１０の凹部が埋まらないように、表層皮膜１６と深層皮膜１４の合計膜厚は凹部幅（Ｗ）の１／２未満とすることが望ましく、例えば表層皮膜の膜厚は０．５μｍとする。ＴｉＮを堆積させる前にＴｉ等の中間層を例えば０．１μｍの厚さ堆積させ、密着力を向上させても良い。表層皮膜１６の組成はＴｉＯＮ、ＴａＮでもよい。スパッタに用いるガスは不活性ガスでも反応性ガスでも良い。スパッタの代わりにＣＶＤによって表層皮膜１６を堆積させても良い。
【００３８】
表層皮膜１６を堆積させた後に金属を表層皮膜１６の表面に析出させることにより厚さ２μｍの深層皮膜１４を形成する。具体的には例えばＣＶＤ法によりＷを表層皮膜１６の表面に析出させる。ＣＶＤによってＷが堆積するとき、結晶構造が柱状に成長する。このため、ＣＶＤによって堆積したＷからなる深層皮膜１４の表面１７（図１Ｄ参照）には、アンカー効果をもたらす微細凹凸が形成される。この微細凹凸は次に重積される基膜１８（図１Ｃ参照）と深層皮膜１４との密着力を大幅に向上させる。
【００３９】
尚、深層皮膜１４の材料組成は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｏＮ、ＮｉＦｅ等、微細成形モールド２０に要求される機能によって適宜選択される。また、深層皮膜１４を堆積させる方法は、電解めっきや無電解めっきでもよい。めっきによって深層皮膜１４を堆積させる場合には、電流密度、金属濃度、浴組成、浴温度、添加剤の種類などを調節することにより深層皮膜１４の表面にアンカー効果をもたらす微細凹凸を形成することが望ましい。
【００４０】
また、深層皮膜１４の堆積後に、その表面をエッチングすることにより深層皮膜１４の表面に微細凹凸を形成しても良い。例えば、ＮｉＦｅを堆積させた後に塩化第二鉄水溶液によってウェットエッチングするとＮｉＦｅからなる深層皮膜１４の表面にアンカー効果をもたらす微細凹凸を形成することができる。
【００４１】
次に図１Ｃに示すように深層皮膜１４の上に基膜１８を皮膜より厚く堆積させる。基膜１８は例えば無電解めっきによりＣｕを堆積させることにより形成される。微細成形モールド２０の硬度は表層皮膜１６と深層皮膜１４とによってほぼ決まるため、基膜１８の硬度は表層皮膜１６や深層皮膜１４よりも低くてよい。基膜１８の膜厚は、シート状の微細成形モールド２０の取り扱いを容易にするため、十分な撓み剛性や破断強度が確保できる厚さとし、例えば２００μｍに設定される。基膜１８を低い硬度の材料で構成することにより、応力が小さくなるため、基膜１８を厚く形成することができる。
【００４２】
基膜１８の材料に金属の中でも相対的に熱伝導率が高いＣｕなどを用いることにより、微細成形モールド２０を用いてホットエンボス加工やナノインプリントが行われる場合には、たとえ皮膜の熱伝導率が低くても、皮膜が十分に薄ければ、成形対象物の表面に温度斑が生じにくくなる。
【００４３】
基膜１８の材質は、Ｃｕの他、Ｎｉ、ＮｉＰ、ＮｉＷ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｎ、ＮｉＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒなど微細成形モールド２０に要求される機能に応じて適宜選択することができる。また、基膜１８の形成方法も、無電解めっき、電解めっき、スパッタ、ＣＶＤ、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）など、積層膜を構成する材料の組み合わせ等に応じて適宜選択すればよい。
【００４４】
また、膜厚の偏りを修正するため、パルスめっきを行っても良いし、基膜１８の堆積後に研削加工や研磨加工を実施して基膜１８の表面を平坦化しても良い。基膜１８の表面を平坦化することにより、シート状の微細成形モールド２０をプレートに接合して用いるときに、微細成形モールド２０を構成する各膜の膜厚の偏りによって成形対象物の表面がうねることを防止できる。
【００４５】
最後に図１Ｅに示すように犠牲モールド１０を除去して表層皮膜１６を露出させると微細成形モールド２０が完成する。具体的には例えば、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆのいずれかのガスを用いて反応性ドライエッチングを実施することにより、単結晶Ｓｉウェハからなる犠牲モールド１０が除去される。尚、この後に表層皮膜１６をエッチングにより選択的に除去しても良い。
【００４６】
このようにして製造された微細成形モールド２０は、表層皮膜１６と深層皮膜１４からなる硬質皮膜を有する。また硬質皮膜が金属で構成されているため、硬質皮膜がセラミクスで構成される場合に比べて、微細成形モールド２０の硬質皮膜は靱性が高い。例えば、微細成形モールド２０の使用時に混入した異物が押し当てられることによって微細成形モールド２０の表面が陥没すると、それ以後の成形対象物の表面にその異物の表面形状が転写されるし、硬質皮膜の靭性が低ければ成形面１９の角にチッピングが生じやすくなるが、靱性の高い硬質皮膜を有する微細成形モールド２０を用いることにより、そのような不具合を解消することができる。
【００４７】
また近年の微細加工技術を用いれば、犠牲モールド１０の表面の凹凸領域１１の要素面１３を十分平滑に形成することができるため、犠牲モールド１０の凹凸領域１１の上に形成された皮膜で構成される微細成形モールド２０の成形面１９は、離型時に成形対象物を変形したり破壊しにくい十分平滑な面となる。また、微細成形モールド２０の成形面の形状は、犠牲モールド１０の表面の凹凸領域１１の形状によって決まるため、フォトレジストマスク１２のパターニング精度と同等の精度で制御できる。また、フォトレジストマスク１２を用いずに、イオンビーム描画法によって犠牲モールド１０の凹凸領域１１を形成しても、同様のことがいえる。
【００４８】
また上述したように硬質皮膜の表面１７に微細凹凸が形成されていると、硬質皮膜と基膜１８との密着力が高くなり、応力や熱応力によって基膜１８から硬質皮膜が剥離しにくくなる。特に、皮膜の硬度が高い場合には応力が高くなるため、皮膜と基膜１８との密着力を上げることは重要である。さらに、表層皮膜１６の堆積法や堆積時の処理条件や表層皮膜１６と深層皮膜１４の材料の組み合わせを調節することにより、表層皮膜１６の表面１５（図１Ｄ参照）にも微細凹凸が形成されるため、深層皮膜１４から表層皮膜１６が剥離することも防止される。例えば表層皮膜１６をスパッタされたＴｉＮで構成し、深層皮膜１４をＷで構成することにより、表層皮膜１６の密着力は十分高いものになる。また微細成形モールド２０は、硬質皮膜と基膜１８がいずれも金属で構成されているため、界面の熱応力による剥離が起こりにくい構造となっている。
【００４９】
また表層皮膜１６と深層皮膜１４とで構成される硬質皮膜を薄く形成し、基膜１８を厚く形成することにより、硬質皮膜の応力を低減しつつ、十分な硬度と撓み剛性と破断強度とを兼ね備えた微細成形モールド２０を製造することができる。
また基膜１８を湿式めっき法によって形成すれば、基膜１８を厚くしても、ＣＶＤなどで基膜１８を形成する場合に比べて微細成形モールド２０の製造コストを抑制することができる。
【００５０】
２．第二実施形態
図２は本発明による微細成形モールドの製造方法の第二実施形態を示す断面図である。第二実施形態は、犠牲モールド１０の形成方法が上述の第一実施形態と異なる。
【００５１】
はじめに図２Ａに示すように単結晶Ｓｉウェハ２２の上にフォトレジストを塗布しプリベークして硬化させた後にステッパ、アライナ、電子ビームなどで露光し、現像し、ポストベークすることにより、単結晶Ｓｉウェハ２２とともに凹凸領域１１を構成するフォトレジスト２１のパターンを形成する。
【００５２】
その後、図２Ｂに示すように表層皮膜１６と深層皮膜１４とを形成する。さらに図２Ｃに示すように基膜１８を形成し、最後に図２Ｅに示すように犠牲モールド１０を除去すると、微細成形モールド３０が完成する。犠牲モールド１０を除去するとき、ＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆのいずれかのガスを用いて反応性ドライエッチングを実施することにより単結晶Ｓｉウェハ２２を除去し、さらにＮＭＰ（エヌ・メチル・２・ピロリドン）やアセトンなどでフォトレジスト２１を除去する。Ｏ２プラズマやアミン系有機剥離液を用いても、これらを組み合わせて犠牲モールド１０を除去しても良い。
【００５３】
フォトリソグラフィ技術によって形成されたフォトレジスト２１の側面２３と、フォトレジスト２１の表面２４とは、ＰＶＤで形成される膜の表面に比べて十分平滑である。また、単結晶Ｓｉウェハ２２の表面２５もＰＶＤで形成される膜の表面に比べて十分平滑である。微細成形モールド３０の成形面１９を構成する要素面２６、２７、２８の平滑度はそれぞれフォトレジスト２１の側面２３、単結晶Ｓｉウェハ２２の表面２５、フォトレジスト２１の表面２４の平滑度によって決まる。したがって、本実施形態によっても、微細成形モールド３０の成形面１９を平滑な要素面２６、２７、２８で構成することができる。
【００５４】
３．第三実施形態
図３は本発明による微細成形モールドの製造方法の第三実施形態を示す断面図である。
はじめに、図３Ａに示すように第一実施形態と同様に犠牲モールド１０を形成する。
【００５５】
次に、図３Ｂに示すように犠牲モールド１０の凹凸領域１１上に金属を堆積させることにより皮膜１６と基膜３０とを形成する。
皮膜１６は、第一実施形態の表層皮膜１６と実質的に同一である。皮膜１６の表面１７（図３Ｃ参照）には第一実施形態と同様に微細凹凸を形成することが望ましい。
基膜３０は、皮膜１６の上に金属を皮膜１６より厚く（例えば５０μｍ）析出させることにより形成される。具体的には例えばＣＶＤ法によりＷを表層皮膜１６の表面に析出させる。基膜３０の材料組成は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｏＮ、ＮｉＦｅ等、微細成形モールド２０に要求される機能によって適宜選択される。また、基膜３０を堆積させる方法は、電解めっきや無電解めっきでもよい。
【００５６】
次に、基膜３０の表面を研削又は研磨することにより図３Ｄに示すように平坦化してもよい。
【００５７】
最後に犠牲モールド１０を除去することにより微細成形モールド３２が完成する。
【００５８】
４．第四実施形態
図４は本発明による微細成形モールドの製造方法の第四実施形態を示す断面図である。
はじめに第三実施形態に準じて表層皮膜１６と深層皮膜１４とを形成する（図４Ａ、図４Ｂ参照）。
【００５９】
次に図４Ｃに示すように深層皮膜１４の上にシード層４１を介して基膜４０を厚く（例えば２００μｍ）形成する。基膜４０の材料に金属の中でも相対的に熱伝導率が高いＣｕなどを用いることにより、微細成形モールド４２を用いてホットエンボス加工やナノインプリントが行われる場合には、たとえ皮膜の熱伝導率が低くても、皮膜が十分に薄ければ、成形対象物の表面に温度斑が生じにくくなる。
【００６０】
シード層４１は例えばスパッタを用いて０．５μｍ程度堆積させたＣｕで構成される。Ｃｕを堆積させる前にＣｒ、Ｔｉ等の中間層を０．１μｍ程度堆積させ、密着力を向上させても良い。
基膜４０の材質は、Ｃｕの他、Ｎｉ、ＮｉＰ、ＮｉＷ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｎ、ＮｉＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒなど微細成形モールド４２に要求される機能に応じて適宜選択することができる。また、深層皮膜１４の形成方法も、無電解めっき、電解めっき、スパッタ、ＣＶＤ、ＭＩＭなど、積層膜を構成する材料の組み合わせ等に応じて適宜選択すればよい。
【００６１】
次に図４Ｄに示すように基膜４０の表面を平坦化する。
【００６２】
最後に図４Ｅに示すように犠牲モールド１０を除去すると微細成形モールド４２が完成する。尚、表層皮膜１６を除去しても良い。例えばＴｉＮｘからなる表層皮膜１６をＣＦ４、Ｃｌ２などの反応性ガスを用いたイオンエッチングで除去しても良いし、エチレンジアミン４酢酸や硫酸を用いて表層皮膜１６を除去しても良い。
【００６３】
５．第５実施形態
図５は本発明による微細成形モールドの製造方法の第五実施形態を示す断面図である。本発明の第５実施形態は、成形面１９がなめらかな曲面で構成されている微細成形モールド５４の製造方法である。
【００６４】
はじめに図５Ａに示すように基板５１の上になだらかな凹面を有するフォトレジストマスク５０を形成する。基板５１の材質には、パイレックスガラス（パイレックスは登録商標）、石英、ＳｉＮｘ、アルミナ、ＡｉＮｘ、樹脂、ＳＵＳ、Ａｌなどを用いることができる。フォトレジストマスク５０の表面になだらかな凹部を形成するには、光透過率が連続的に変化する透過型マスク（所謂グレーマスク）を用いてフォトレジストを露光する。フォトレジストマスク５０の表面形状は、微細成形モールド５４の成形面１９の形状と、フォトレジストマスク５０と基板５１とのエッチング選択比とに応じて設計される。
【００６５】
次に図５Ｂに示すようにＲＩＥによってフォトレジストマスク５０の表面形状を基板５１に転写するとなだらかな凹凸領域１１を表面に有する犠牲モールド５２を形成することができる。このとき、例えばＣＦ４とＯ２の混合ガスを用い、Ｏ２の流量を制御することにより、フォトレジストマスク５０と基板５１の選択比を１：１に制御すると、フォトレジストマスク５０の表面形状をそのまま基板５１に転写することができる。
【００６６】
次に図５Ｃに示すように、犠牲モールド５２の上に皮膜１６と基膜３０とを堆積させる。皮膜１６と基膜３０の材質や成膜方法は他の実施形態に準ずる。
【００６７】
次に図５Ｄに示すように研磨又は研削することにより基膜３０の表面を平坦化する。
【００６８】
最後に図５Ｅに示すように犠牲モールド５２を除去すると微細成形モールド５４が完成する。
【００６９】
以上、本発明の実施形態を詳細に説明したが、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上述した製造工程において、膜の組成、成膜方法などは、要求される機能、膜材料の組み合わせや、膜厚などに応じて適宜選択されるものであって、特に限定されない。具体的には、樹脂基板のプレス加工（ナノインプリントやホットエンボス加工）によって犠牲モールドの凹凸領域を形成しても平滑度が高い要素面で構成される凹凸領域を形成することができる。また、ガラス基板の切削加工やサンドブラスト加工などの機械加工によって犠牲モールドの凹凸領域を形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる断面図。
【図２】本発明の第二実施形態にかかる断面図。
【図３】本発明の第三実施形態にかかる断面図。
【図４】本発明の第四実施形態にかかる断面図。
【図５】本発明の第五実施形態にかかる断面図。
【符号の説明】
【００７１】
１０：犠牲モールド、１１：凹凸領域、１２：フォトレジストマスク、１３：要素面、１４：深層皮膜、１６：表層皮膜、皮膜、１８：基膜、１９：成形面、２０：微細成形モールド、２１：フォトレジスト、２６：要素面、３０：微細成形モールド、３０：基膜、３２：微細成形モールド、４０：基膜、４１：シード層、４２：微細成形モールド、４２：基膜４０：微細成形モールド、５０：フォトレジストマスク、５１：基板、５２：犠牲モールド、５４：微細成形モールド
【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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