(57)【要約】【課題】マスターモールドのパターン転写性に優れ、かつ、非常に優れた硬度、透明性、耐熱性および耐薬品性を有するレプリカモールドおよびその簡便・安価な製造方法を提供すること。【解決手段】本発明のレプリカモールドの製造方法は、ポリシランとシリコーン化合物とを含むレプリカモールド用材料を基板に塗布する工程と；所定の微細パターンが形成されたマスターモールドを、塗布されたレプリカモールド用材料に圧接する工程と；マスターモールドとレプリカモールド用材料とを圧接した状態で、基板側からエネルギー線を照射する工程と；マスターモールドを離型する工程と；レプリカモールド用材料に、マスターモールドが圧接されていた側からエネルギー線を照射する工程とを含む。【選択図】図１
2008207475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシランとシリコーン化合物とを含むレプリカモールド用材料を基板に塗布する工程と、
所定の微細パターンが形成されたマスターモールドを、該塗布されたレプリカモールド用材料に圧接する工程と、
該マスターモールドと該レプリカモールド用材料とを圧接した状態で、該基板側からエネルギー線を照射する工程と、
該マスターモールドを離型する工程と、
該レプリカモールド用材料に、該マスターモールドが圧接されていた側からエネルギー線を照射する工程とを含む
レプリカモールドの製造方法。
【請求項２】
前記マスターモールドを離型した後に、酸素プラズマを照射する工程をさらに含む、請求項１に記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項３】
前記圧接工程が常温付近で行われる、請求項１または２に記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項４】
前記マスターモールドが圧接されていた側からエネルギー線を照射した後に、前記レプリカモールド用材料を加熱する工程をさらに含む、請求項１から３のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項５】
前記加熱工程が、１５０℃〜４５０℃で行われる、請求項４に記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項６】
前記ポリシランが分岐型ポリシランである、請求項１から５のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項７】
前記分岐型ポリシランの分岐度が２％以上である、請求項６に記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項８】
前記レプリカモールド用材料が、前記ポリシランおよび前記シリコーン化合物を重量比８０：２０〜５：９５の割合で含有する、請求項１から７のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項９】
前記レプリカモールド用材料が増感剤をさらに含む、請求項１から８のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記レプリカモールド用材料が金属酸化物粒子をさらに含む、請求項１から９のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれかに記載の方法により得られた、レプリカモールド。
【請求項１２】
１０ｎｍオーダーから１０μｍオーダーまでの異なるサイズを有する複数の微細パターンが形成されている、請求項１１に記載のレプリカモールド。
【請求項１３】
硬度が３００ＨＶ以上であり、かつ、可視光領域における光透過率が９０％以上であり、波長３００ｎｍの紫外領域における光透過率が７０％以上である、請求項１１または１２に記載のレプリカモールド。
【請求項１４】
ポリシランおよびシリコーン化合物由来の二酸化ケイ素骨格を有し、硬度が３００ＨＶ以上であり、かつ、可視光領域における光透過率が９０％以上であり、波長３００ｎｍの紫外領域における光透過率が７０％以上であり、１０ｎｍオーダーから１０μｍオーダーまでの異なるサイズを有する複数の微細パターンが形成されている、レプリカモールド。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レプリカモールドの製造方法およびレプリカモールドに関する。より詳細には、本発明は、レプリカモールドの簡便・安価な製造方法およびそのような方法で得られたレプリカモールドに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノメートル（ｎｍ）オーダーの微細な凹凸構造を有する微細パターンを形成する手法として、ナノインプリント技術が知られている。ナノインプリント技術によるパターン形成の代表的な手順は以下のとおりである：（１）基板にパターニング材料を塗布し、（２）所定の凹凸構造を有する微細パターンを形成したモールドを、所定の圧力で当該パターニング材料に押し付け、加熱処理による熱変形または紫外線照射による紫外線硬化を促し、（３）所定時間経過後にパターニング材料からモールドを引き離して、モールドに形成された微細パターンをパターニング材料に反転転写する。ナノインプリント技術によるパターン形成は、フォトリソグラフィーに用いられるステッパーに比べて格段に安価な装置で実施することができ、かつ、装置のメンテナンスが容易であるという利点を有している。
【０００３】
一方、ナノインプリント技術に用いられるモールドは、硬度、耐薬品性に加え、熱インプリント用モールドの場合は耐熱性、光インプリント用モールドの場合は紫外光透過性が要求され、かつ、目的に応じた所望の微細パターンが形成されなければならない。さらに、ナノインプリントにより積層構造を作製する場合には、下部構造とのアライメントが必要となるためアライメント用光源に対して透明である必要がある。このような観点から、モールドは、代表的には、石英ガラスやシリコンを精密に微細加工（例えば、金属マスクを用いたドライエッチング）して得られる。しかし、従来のモールドの製造プロセスは、非常に煩雑であり、その結果、モールドは非常に高価なものとなる。したがって、このようなモールドをマスターモールドとして、当該マスターモールドからレプリカモールドを作成することが、経済的に非常に好ましい。
【０００４】
上記の観点から、マスターモールドと同等の特性を有するレプリカモールドおよびその簡便・安価な製造方法が強く望まれている。
【非特許文献１】“Comparison of infraredfrequency selective surfaces fabricated by direct-wire electron-beam andbilayer nanoimprint lithographies”, IrinaPuscasu, G. Boreman, R. C. Tiberio, D. Spencer, and R. R. Krchnavek, J. Vac.Sci. Technol. B 18 3578 (2000).
【非特許文献２】“Nonlinear opticalpolymer patterned by nanoimprint lithography as a photonic crystal waveguidestructure”, Motoki Okinaka, Shin-ichiro Inoue, KazuhitoTsukagoshi, and Yoshinobu Aoyagi, J. Vac. Sci. Technol. B 24 271 (2006).
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記従来の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、マスターモールドのパターン転写性に優れ、かつ、非常に優れた硬度、耐薬品性、耐熱性、および可視領域から紫外領域に対する透明性を有するレプリカモールドおよびその簡便・安価な製造方法に関する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のレプリカモールドの製造方法は、ポリシランとシリコーン化合物とを含むレプリカモールド用材料を基板に塗布する工程と；所定の微細パターンが形成されたマスターモールドを、該塗布されたレプリカモールド用材料に圧接する工程と；該マスターモールドと該レプリカモールド用材料とを圧接した状態で、該基板側からエネルギー線を照射する工程と；該マスターモールドを離型する工程と；該レプリカモールド用材料に、該マスターモールドが圧接されていた側からエネルギー線を照射する工程とを含む。
【０００７】
好ましい実施形態においては、上記方法は、上記モールドを離型した後に、酸素プラズマを照射する工程をさらに含む。
【０００８】
好ましい実施形態においては、上記圧接工程は常温付近で行われる。
【０００９】
好ましい実施形態においては、上記方法は、上記モールドが圧接されていた側からエネルギー線を照射した後に、上記レプリカモールド用材料を加熱する工程をさらに含む。好ましい実施形態においては、上記加熱工程は１５０℃〜４５０℃で行われる。
【００１０】
好ましい実施形態においては、上記ポリシランは分岐型ポリシランである。好ましい実施形態においては、上記分岐型ポリシランの分岐度は２％以上である。好ましい実施形態においては、上記レプリカモールド用材料は、上記ポリシランおよび上記シリコーン化合物を重量比８０：２０〜５：９５の割合で含有する。
【００１１】
好ましい実施形態においては、上記レプリカモールド用材料は増感剤をさらに含む。好ましい実施形態においては、上記レプリカモールド用材料は金属酸化物粒子をさらに含む。
【００１２】
本発明の別の局面によれば、レプリカモールドが提供される。このレプリカモールドは、上記の方法により得られる。
【００１３】
好ましい実施形態においては、上記レプリカモールドは、１０ｎｍオーダーから１０μｍオーダーまでの異なるサイズを有する複数の微細パターンが形成されている。好ましい実施形態においては、上記レプリカモールドは、硬度が３００ＨＶ以上であり、かつ、可視光領域における光透過率が９０％以上であり、波長３００ｎｍの紫外領域における光透過率が７０％以上である。
【００１４】
本発明の別の実施形態によるレプリカモールドは、ポリシランおよびシリコーン化合物由来の二酸化ケイ素骨格を有し、硬度が３００ＨＶ以上であり、かつ、可視光領域における光透過率が９０％以上であり、波長３００ｎｍの紫外領域における光透過率が７０％以上であり、１０ｎｍオーダーから１０μｍオーダーまでの異なるサイズを有する複数の微細パターンが形成されている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ポリシランとシリコーン化合物とを含むレプリカモールド用材料を用い、かつ、特定の手順でエネルギー線照射を行うことにより、低温・低圧・短時間でマスターモールドのパターンを転写することが可能となる。その結果、レプリカモールドを、非常に簡便かつ安価に製造することができる。さらに、低温プロセスによりレプリカモールドを作製できるので、転写中の温度変化による熱膨張・収縮が無視できる程度に小さくなり、マスターモールドに忠実な反転レプリカモールドが得られる。加えて、上記のようなレプリカモールド用材料を用いることにより、非常に優れた硬度、透明性、耐熱性および耐薬品性を同時に有するレプリカモールドを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明に用いられるレプリカモールド用材料について説明し、次いで、レプリカモールドの製造方法の具体的手順について説明する。
【００１７】
Ａ．レプリカモールド用材料
本発明に用いられるレプリカモールド用材料は、ポリシランとシリコーン化合物とを含む。レプリカモールド用材料は、一般的には、溶媒をさらに含む。レプリカモールド用材料は、目的に応じて任意の適切な添加剤をさらに含み得る。添加剤の代表例としては、増感剤、表面調整剤、硬度を調整するための金属酸化物粒子等が挙げられる。
【００１８】
Ａ−１．ポリシラン
本明細書において「ポリシラン」とは、主鎖がケイ素原子のみからなる高分子をいう。本発明で使用するポリシランは、直鎖型であってもよく分岐型であってもよい。分岐型が好ましい。溶媒やシリコーン化合物に対する溶解性および相溶性に優れかつ成膜性に優れるからである。分岐型と直鎖型は、ポリシラン中に含まれるＳｉ原子の結合状態によって区別される。分岐型ポリシランとは、隣接するＳｉ原子と結合している数(結合数)が、３または４であるＳｉ原子を含むポリシランである。これに対して、直鎖型のポリシランでは、Ｓｉ原子の、隣接するＳｉ原子との結合数は２である。通常、Ｓｉ原子の原子価は４であるので、ポリシラン中に存在するＳｉ原子の中で結合数が３以下のものは、Ｓｉ原子以外に、水素原子、炭化水素基、アルコキシ基等の有機置換基と結合している。好ましい炭化水素基の具体例としては、ハロゲンで置換されていてもよい炭素数１〜１０の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１４の芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、トリフルオロプロピル基およびノナフルオロヘキシル基などの鎖状炭化水素基、および、シクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基のような脂環式炭化水素基などが挙げられる。芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ビフェニル基およびアントラシル基などが挙げられる。アルコキシ基としては、炭素数１〜８のものが挙げられる。具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、オクチルオキシ基などが挙げられる。合成の容易さを考慮すると、これらの中でもメチル基およびフェニル基が特に好ましい。例えば、ポリメチルフェニルシラン、ポリジメチルシラン、ポリジフェニルシランやそれらの共重合体が好適に用いられ得る。例えば、ポリシランの構造を変化させることにより、得られるパターンや光学素子の屈折率を調整することができる。具体的には、高屈折率が所望の場合はジフェニル基を共重合にて多く導入し、低屈折率を所望の場合はジメチル基を共重合にて多く導入することで調整可能である。
【００１９】
分岐型ポリシランは、その分岐度が好ましくは２％以上であり、さらに好ましくは５％〜４０％であり、特に好ましくは１０％〜３０％である。分岐度が２％未満である場合には、溶解性が低く、また得られる膜中に微結晶が生成しやすく、当該微結晶が散乱の原因となるので、透明性が不十分となる場合がある。分岐度が大きすぎると、高分子量体の重合が困難となる場合があり、また分岐に起因して可視領域での吸収が大きくなる場合がある。上記好ましい範囲においては、分岐度が高いほど、より光透過率を高めることができる。なお、本明細書において「分岐度」とは、隣接するＳｉ原子との結合数が３または４であるＳｉ原子が、分岐型ポリシラン中の全体のＳｉ原子数に占める割合をいう。ここで、例えば、「隣接するＳｉ原子との結合数が３である」とは、Ｓｉ原子の結合手のうち３つがＳｉ原子と結合していることをいう。
【００２０】
本発明に使用されるポリシランは、ハロゲン化シラン化合物をナトリウムのようなアルカリ金属の存在下、ｎ−デカンやトルエンのような有機溶媒中において８０℃以上に加熱することによる重縮合反応によって製造することができる。また、電解重合法や、金属マグネシウムと金属塩化物を用いた方法でも合成可能である。
【００２１】
分岐型ポリシランは、例えば、オルガノトリハロシラン化合物、テトラハロシラン化合物およびジオルガノジハロシラン化合物を含むハロシラン混合物を加熱して重縮合することにより得られる。ハロシラン混合物中のオルガノトリハロシラン化合物およびテトラハロシラン化合物の量を調整することにより、分岐型ポリシランの分岐度を調整することができる。例えば、オルガノトリハロシラン化合物およびテトラハロシラン化合物が全体量の２モル％以上であるハロシラン混合物を用いることにより、分岐度が２％以上である分岐型ポリシランが得られ得る。ここで、オルガノトリハロシラン化合物は、隣接するＳｉ原子との結合数が３であるＳｉ原子源となり、テトラハロシラン化合物は、隣接するＳｉ原子との結合数が４であるＳｉ原子源となる。なお、分岐型ポリシランの分岐構造は、紫外線吸収スペクトルや硅素の核磁気共鳴スペクトルの測定により確認することができる。
【００２２】
上記オルガノトリハロシラン化合物、テトラハロシラン化合物、およびジオルガノジハロシラン化合物がそれぞれ有するハロゲン原子は、好ましくは塩素原子である。オルガノトリハロシラン化合物およびジオルガノジハロシラン化合物が有するハロゲン原子以外の置換基としては、上述の水素原子、炭化水素基、アルコキシ基または官能基が挙げられる。
【００２３】
上記分岐型ポリシランは、有機溶媒に可溶でありシリコーン化合物と相溶し、塗布により透明な膜が成膜できるものであれば特に限定されない。
【００２４】
ポリシランは、目的に応じて、その少なくとも一部をフッ素化してもよい。このような変性を適切に行うことにより、表面エネルギーが小さく、離型剤を使わなくてもよいレプリカモールドを得ることができる。
【００２５】
上記ポリシランの重量平均分子量は、好ましくは５０００〜５００００であり、さらに好ましくは１００００〜２００００である。
【００２６】
上記ポリシランは、必要に応じて、シランオリゴマーを含んでいてもよい。ポリシラン中のシランオリゴマー含有量は、好ましくは５重量％〜２５重量％である。このような量でシランオリゴマーを含有することにより、より低温での圧接工程が可能となる。オリゴマー量が２５重量％を超える場合には、加熱工程においてパターンの流動や消失が起こる場合がある。
【００２７】
上記シランオリゴマーの重量平均分子量は、好ましくは２００〜３０００であり、さらに好ましくは５００〜１５００である。
【００２８】
Ａ−２．シリコーン化合物
本発明に用いられるシリコーン化合物としては、ポリシランおよび有機溶媒と相溶し、透明な膜を形成し得る任意の適切なシリコーン化合物が採用され得る。１つの実施形態においては、シリコーン化合物は、以下の一般式で表される化合物である。
【００２９】
【化１】
2008207475.tif 000003
【００３０】
［式中、Ｒ１からＲ１２は、それぞれ独立して、ハロゲンまたはグリシジルオキシ基で置換されていてもよい炭素数１〜１０の脂肪族炭化水素基、炭素数６〜１２の芳香族炭化水素基、炭素数１〜８のアルコキシ基からなる群から選択される基である。ａ、ｂ、ｃおよびｄは、それぞれ０を含む整数であり、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ≧１を満たすものである。］
【００３１】
具体的には、有機置換基が２つあるＤ体と呼ばれるジクロロシランと、有機置換基が１つであるＴ体と呼ばれるトリクロロロシランの２種類以上を加水分解縮合したものが挙げられる。
【００３２】
上記脂肪族炭化水素基の具体例としては、メチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基、オクチル基、デシル基、トリフルオロプロピル基、グリシジルオキシプロピル基などの鎖状炭化水素基、およびシクロヘキシル基、メチルシクロヘキシル基のような脂環式炭化水素基などが挙げられる。上記芳香族炭化水素基の具体例としては、フェニル基、ｐ−トリル基、ビフェニル基などが挙げられる。上記アルコキシ基の具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、フェノキシ基、オクチルオキシ基、ｔｅｒ‐ブトキシ基などが挙げられる。
【００３３】
上記Ｒ１からＲ１２の種類ならびにａ、ｂ、ｃおよびｄの値は、目的に応じて適切に選択され得る。例えば、ポリシランが有する炭化水素基と同じ基をシリコーン化合物に導入することにより、相溶性を向上させることができる。したがって、例えばポリシランとしてフェニルメチル系ポリシランを用いる場合には、フェニルメチル系またはジフェニル系のシリコーン化合物を使用することが好ましい。また例えば、１分子中にアルコキシ基を２つ以上有するシリコーン化合物（具体的には、Ｒ１からＲ１２のうち少なくとも２つが炭素数１〜８のアルコキシ基であるシリコーン化合物）は、架橋剤として利用可能である。このようなシリコーン化合物の具体例としては、アルコキシ基を１５重量％〜３５重量％含んだメチルフェニルメトキシシリコーンやフェニルメトキシシリコーンなどを挙げることができる。この場合、アルコキシ基の含有量は、シリコーン化合物の平均分子量とアルコキシユニットの分子量とから算出され得る。
【００３４】
上記シリコーン化合物の重量平均分子量は、好ましくは１００〜１００００、さらに好ましくは１００〜３０００である。
【００３５】
１つの実施形態においては、シリコーン化合物は、必要に応じて、二重結合含有シリコーン化合物を含む。シリコーン化合物中における二重結合含有シリコーン化合物の含有量は、好ましくは２０重量％〜１００重量％、さらに好ましくは５０重量％〜１００重量％である。このような範囲で二重結合含有シリコーン化合物を用いることにより、エネルギー線照射時の反応性を高め、より低温での圧接やより低照度での加工が可能となる。また、ポリシランに対してシリコーン化合物が多くなる配合の場合に、固形性の低下による熱処理時のパターンの流動や消失を防止することができる。
【００３６】
二重結合含有シリコーン化合物の重量平均分子量は、好ましくは１００〜１００００、さらに好ましくは１００〜５０００である。
【００３７】
上記二重結合含有シリコーン化合物において二重結合を提供する化学基は、好ましくはビニル基、アリル基、アクリロイル基またはメタクリロイル基である。例えば、一般にシランカップリング剤と呼ばれているシリコーン化合物の中で二重結合を有するものを用いることができる。この場合、ヨウ素価は、好ましくは１０〜２５４である。シリコーン化合物１分子中の二重結合の個数は２つ以上であってもよい。このようなシリコーン化合物は、架橋剤として利用可能である。このようなシリコーン化合物の具体例としては、二重結合を１重量％〜３０重量％含んだビニル基含有メチルフェニルシリコーンレジンなどを挙げることができる。
【００３８】
二重結合含有シリコーン化合物としては、市販品を用いることができる。例えば、以下の表１に示す化合物を用いることができる。
【表１】
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【００３９】
上記シリコーン化合物は、ポリシラン／シリコーン化合物の重量比が好ましくは８０：２０〜５：９５の割合、さらに好ましくは７０：３０〜４０：６０の割合でレプリカモールド用材料中に含有されている。このような範囲でシリコーン化合物を含有させることにより、十分に硬化し（すなわち、非常に硬度に優れ）、クラックが非常に少なく、かつ、透明性の高いレプリカモールドが得られ得る。
【００４０】
Ａ−３．溶媒
上記レプリカモールド用材料は、一般的には溶媒を含む。溶媒は、好ましくは有機溶媒である。好ましい有機溶媒としては、炭素数５〜１２の炭化水素系溶媒、ハロゲン化炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒が挙げられる。炭化水素系溶媒の具体例としては、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、ｎ−デカン、ｎ−ドデカン等の脂肪族系溶媒、ベンゼン、トルエン、キシレン、メトキシベンゼン等の芳香族系溶媒などが挙げられる。ハロゲン化炭化水素系溶媒の具体例としては、四塩化炭素、クロロホルム、１，２−ジクロロエタン、ジクロロメタン、クロロベンゼンなどが挙げられる。エーテル系溶媒の具体例としては、ジエチルエーテル、ジブチルエーテル、テトラハイドロフランなどが挙げられる。溶媒の使用量は、レプリカモールド用材料中のポリシラン濃度が１０重量％〜５０重量％となるような範囲が好ましい。
【００４１】
Ａ−４．増感剤
上記レプリカモールド用材料は、好ましくは、増感剤をさらに含み得る。増感剤の代表例としては、有機過酸化物が挙げられる。有機過酸化物としては、ポリシランのＳｉ−Ｓｉ結合間に効率良く酸素を挿入できる化合物であれば任意の適切な化合物が採用され得る。例えば、パーオキシエステル系過酸化物、ベンゾフェノン骨格を有する有機過酸化物が挙げられる。より具体的には、３，３'，４，４'−テトラ（ｔ−ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノン（以下、「ＢＴＴＢ」という）が好ましく用いられる。また、有機過酸化物は、二重結合含有シリコーン化合物の二重結合に作用して、二重結合間同士の付加重合反応を促進する効果を有する。
【００４２】
上記増感剤は、上記ポリシランおよびシリコーン化合物の合計１００重量部に対して、好ましくは１重量部〜３０重量部、さらに好ましくは２重量部〜１０重量部の割合で用いられ得る。このような範囲で増感剤を用いることにより、非酸化雰囲気下でもポリシランの酸化が促進され、非常に優れた硬度を有するレプリカモールドを低温・低圧・短時間で形成することができる。
【００４３】
Ａ−５．表面調整剤
上記表面調整剤の具体例としては、フッ素系の界面活性剤が挙げられる。表面調整剤は、上記ポリシランおよびシリコーン化合物の合計１００重量部に対して、好ましくは０．０１重量部〜０．５重量部の割合で用いられ得る。表面調整剤を用いることにより、レプリカモールド用材料の塗布性を向上させることができる。
【００４４】
Ａ−６．金属酸化物粒子
上記金属酸化物粒子としては、本発明の効果が得られる限りにおいて任意の適切な粒子が用いられ得る。金属酸化物を構成する金属の具体例としては、リチウム（Ｌｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、アルミニウム（Ａｌ）、イットリウム（Ｙ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ケイ素（Ｓｉ）、チタン（Ｔｉ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、スズ（Ｓｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、アンチモン（Ｓｂ）、タンタル（Ｔａ）、ビスマス（Ｂｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ルテニウム（Ｒｕ）およびこれらの合金が挙げられる。金属酸化物における酸素の組成は、金属の価数に応じて決定される。本発明においては、金属酸化物として、酸化ジルコン、酸化チタンおよび／または酸化亜鉛が好適に用いられ得る。これらを用いることにより、非常に優れた硬度を有するレプリカモールドを得ることができる。
【００４５】
上記金属酸化物粒子の平均粒子径は、好ましくは１ｎｍ〜１００ｎｍであり、さらに好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍである。このような範囲の平均粒子径を有する金属酸化物粒子を用いることにより、硬度および透明性に特に優れたレプリカモールドを得ることができる。
【００４６】
上記金属酸化物粒子は、上記ポリシラン１００重量部に対して好ましくは５０重量部〜５００重量部、さらに好ましくは１００重量部〜３００重量部の割合でレプリカモールド用材料に含有される。このような範囲で金属酸化物粒子を含有することにより、所望の硬度を有するレプリカモールドを得ることができ、かつ、製造時および／またはパターン形成時の塗膜形成特性にも優れる。
【００４７】
上記金属酸化物粒子は、任意の適切な方法を用いて得ることができる。例えば、湿式法、焼成法などを用いて形成することができる。また、上記金属酸化物粒子は、市販品を用いてもよい。市販品の具体例としては、住友大阪セメント株式会社製の商品名ナノジルコニア分散液NZD-8J61が挙げられる。金属酸化物粒子は、１つの実施形態においては、分散液の形態で提供される。この場合、代表的には、レプリカモールド用材料は、金属酸化物粒子の分散液に他の成分を撹拌しながら加えることにより調製され得る。別の実施形態においては、金属酸化物粒子は、分散していない形態（実質的に粒子の形態）で提供されてもよい。この場合、金属酸化物粒子は、レプリカモールド用材料の他の成分中に分散され、後述の溶媒等を用いてレプリカモールド用材料の固形分濃度を調整することができる。いずれの実施形態においても、分散剤が好適に用いられる。
【００４８】
なお、本発明においては、上記金属酸化物粒子の他にも、例えば５００ＨＶ以上の硬度を有する硬質粒子を用いることができる。このような硬質粒子の具体例としては、ＳｉＣ粒子、ＳｉＮ粒子が挙げられる。
【００４９】
Ｂ．レプリカモールドの製造方法
図面を参照して、本発明の実施形態によるレプリカモールドの製造方法を説明する。図１（ａ）〜（ｅ）は、本発明の好ましい実施形態によるレプリカモールドの製造方法の手順を説明する模式図であり、図２（ａ）〜（ｄ）は、レプリカモールド用材料中のポリシランの化学変化を説明する模式図である。
【００５０】
まず、図１（ａ）に示すように、上記Ａ項で説明したレプリカモールド用材料１０２を基板１００に塗布する。基板としては、エネルギー線を透過し得る任意の適切な基板が採用され得る。基板の代表例としては、エネルギー線として紫外線を用いる場合には石英基板が挙げられる。レプリカモールド用材料の塗布方法としては、任意の適切な方法が採用され得る。代表例としては、スピンコートが挙げられる。レプリカモールド用材料の塗布厚みは、モールド微細パターン部の高さより大きいことが好ましい。例えばモールドの微細パターン部の高さが１．０μｍである場合には、レプリカモールド用材料の塗布厚みは、好ましくは１．１μｍ〜２．０μｍ程度である。レプリカモールド用材料の塗布厚みは、レプリカモールド用材料の濃度、スピンコーターの回転数を調整することにより制御され得る。
【００５１】
次に、図１（ｂ）に示すように、目的に応じて所定の微細パターンが形成されたマスターモールド１０４を、塗布されたレプリカモールド用材料１０２に圧接する。圧接は、好ましくは常温付近で行われる。上記のようなレプリカモールド用材料を用いて、かつ、後述する一連の処理を行うことにより、常温付近での圧接が可能となる。常温付近での圧接は昇温および降温に必要な時間を最小限にすることができるので、ナノインプリントプロセス（具体的には、マスターモールドのパターン転写プロセス）の処理時間が大幅に短縮され得る。さらに、常温付近での圧接のメリットは、圧接中の温度変化による膨張や収縮が無視できる程小さくなるので、マスターモールドに対するレプリカモールドに形成された微細パターンの変形がきわめて良好に防止され得ることにある。このような常温付近での圧接を実現したことが本発明の成果の１つである。１つの実施形態においては、圧接温度は常温〜８０℃であり、圧接圧力は１ＭＰａ〜３ＭＰａであり、圧接時間は５秒〜１５秒である。本発明によれば、このような低温・低圧・短時間でのナノインプリント（具体的には、マスターモールドのパターン転写）が可能となる。なお、本発明においては、圧接前のレプリカモールド用材料に加熱処理（いわゆるプリベーク処理）を行うことが好ましい、プリベーク処理の条件としては、例えば、加熱温度は５０℃〜１００℃であり、加熱時間は３分〜７分である。
【００５２】
上記マスターモールド１０４は、好ましくはエネルギー線透過性材料で構成され、さらに好ましくはマスターモールドとレプリカモールドのアラインメントを行うために光透過性材料で構成される。マスターモールドを構成する材料の具体例としては、石英ガラスや加工性に優れたＳｉ基板が挙げられる。
【００５３】
次に、図１（ｃ）に示すように、マスターモールド１０４とレプリカモールド用材料１０２とを圧接した状態で、エネルギー線（代表的には紫外線、後述）を照射する。その結果、レプリカモールド用材料中のポリシランのＳｉ−Ｓｉ結合がＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合に変化し、レプリカモールド用材料がガラス化する。その結果、マスターモールドに形成された微細パターンがレプリカモールド用材料に転写され、かつ、当該パターンが固定される。エネルギー線照射は、基板１００側から行われる。基板１００側からエネルギー線照射を行うことにより、図２（ａ）に示すように、レプリカモールド用材料全体としてはモールドのパターンを十分固定するまで酸化（代表的には光酸化）を進行させ、かつ、基板１００近傍のレプリカモールド用材料については、例えば石英基板を用いる場合には基板のＳｉ原子との間でもＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を形成し、非常に強固な密着を実現することができる。しかも、図２（ａ）に示すように、マスターモールド１０４近傍のレプリカモールド用材料については適度な光照射量を選択することにより酸化（代表的には光酸化）の進行を抑制し、マスターモールドとの優れた離型性を確保することができる。マスターモールドとレプリカモールド用材料との界面に光酸化されていない部分を残した結果、マスターモールドとレプリカモールド用材料が固着することなく離型を行うことができ、非常に高い歩留まりでレプリカモールドを形成することができる。
【００５４】
上記エネルギー線の代表例としては、光（可視光、赤外線、紫外線）、電子線、熱が挙げられる。本発明においては、紫外線が特に好適に用いられる。紫外線は、好ましくは、波長スペクトルのピークが３６５ｎｍ以下のものである。紫外線源の具体例としては、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプが挙げられる。１つの実施形態においては、レプリカモールド用材料の塗布厚みが２μｍ程度である場合には、水平放射強度が１０５μＷ／ｃｍ（波長λ＝３６０ｎｍ〜３７０ｎｍ）の紫外光を３分間程度照射することにより、ガラス化を行うことができる。
【００５５】
次に、マスターモールド１０４を、レプリカモールド用材料１０２から離型する。上記のように、マスターモールド近傍のレプリカモールド用材料は酸化が適度に抑制されているので、マスターモールドの離型はきわめて容易であり、離型時のパターン欠落や歩留まりの低下が顕著に抑制され得る。しかも、図１（ｄ）に示すように、マスターモールドを離型した時点で、レプリカモールドは、外見上、十分良好に形成されている。
【００５６】
ここで、必要に応じて、レプリカモールド用材料（外見的には、十分に形成されたレプリカモールド）１０２に、酸素プラズマを照射してもよい。酸素プラズマを照射することにより、酸化が完了していないマスターモールド近傍のレプリカモールド用材料に十分な量の酸素が供給され、その結果、図２（ｂ）に示すように表面に硬質の酸化被膜が形成される。その結果、レプリカモールドに形成された微細パターンの型崩れが、非常に良好に防止される。プラズマ処理で形成される酸化被膜の厚みは、例えば２ｎｍ〜３ｎｍである。酸素プラズマの照射条件は、例えば、酸素流量８００ｃｃ、チャンバー圧力１０Ｐａ、照射時間１分間、出力４００Ｗである。
【００５７】
次に、図１（ｄ）に示すように、レプリカモールド用材料（外見的には、十分に形成されたレプリカモールド）１０２に、基板１００とは反対側（すなわち、マスターモールド１０４が圧接されていた側）からエネルギー線（代表的には、紫外線）を照射する。当該紫外線照射により、マスターモールド近傍のレプリカモールド用材料の光酸化が実質的に完了し、パターン表面の酸化が十分なものとなる（図２（ｃ）参照）。１つの実施形態においては、紫外線照射は、オゾン存在下で行われ得る。オゾン存在下で紫外線照射を行うことにより、紫外線照射による光酸化反応に加えてオゾンによる化学的な酸化反応が進行し、未反応のパターン表面の酸化をきわめて良好に完了させることができる。
【００５８】
好ましくは、上記マスターモールド側からのエネルギー線照射の後に、加熱処理（いわゆるポストベーク処理）がさらに行われ得る。ポストベーク処理を行うことにより、上記紫外線照射によるポリシランの酸化反応（光酸化）に加えて、熱によるポリシランの酸化反応（熱酸化）が起こる。その結果、ポリシランの酸化がさらに進み、非常に硬質のガラス化が実現され得る（図１（ｅ）および図２（ｄ）参照）。１つの実施形態においては、ポストベーク処理の条件は、加熱温度が好ましくは１５０℃〜４５０℃であり、加熱時間が３分〜１０分である。なお、加熱温度は、目的に応じて変化し得る。例えば、１５０℃〜２００℃でポストベークすることにより、得られるレプリカモールドに耐薬品性が付与され得る。従来のポストベーク処理（例えば、３５０℃以上）に比べて格段に低温でのポストベーク処理を実現したことが、本発明の特徴の１つである。また例えば、４００℃でポストベークすることにより、低融点ガラスに匹敵するビッカーズ硬度を有するレプリカモールドが得られ得る。
【００５９】
実用的には、レプリカモールド表面にシランカップリング剤などによる離型剤の塗布が行われる。通常、レプリカモールド上の微細パターンは、その微細パターンにより表面積が増大し、転写すべきパターニング材料が付着しやすい状況になっている。これを防止するために、表面エネルギーを下げるＣＦ３基などを含むシランカップリング剤をモールド表面に付着させることが好ましい。離型剤の塗布方法としては、例えば、真空蒸着やカップリング剤中へのディッピングなどが挙げられる。ディッピングが好ましい。離型剤とモールド表面に強固な結合が生じるからである。また、レプリカモールドのパターンがナノメートルオーダーであるので、離型剤の膜厚は単一分子膜程度の厚さ（数ｎｍ）であることが望ましい。離型剤の塗布の具体的な手順としては、例えば以下が挙げられる：アセトンなどの薬品によりモールド表面から汚染物質やゴミ等を除去した後、ＵＶオゾンクリーナーなどによりモールドレプリカをＳｉＯ２清浄面とし、次いで１％程度のトリクロロ(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル)シラン溶液中に５分間ディッピングすることにより、離型剤を塗布する。
【００６０】
以上のようにして、レプリカモールドが得られる。
【００６１】
Ｃ．レプリカモールド
本発明のレプリカモールドは、上記レプリカモールド用材料に含まれるポリシランおよびシリコーン化合物由来の二酸化ケイ素骨格を有する。このレプリカモールドは、通常のガラスと同等の硬度および透明性を有する。本発明のレプリカモールドは、硬度が好ましくは３００ＨＶ以上、より好ましくは４５０ＨＶ以上、さらに好ましくは８００ＨＶ程度である。さらに、光透過率は、光学アラインメントに用いられる場合には、可視光領域において好ましくは９０％以上であり、ＵＶインプリントに用いられる場合には紫外光領域において好ましくは７０％以上である。好ましくは、本発明のレプリカモールドは、光透過率が可視光領域において９０％以上であり、かつ、紫外光領域において７０％以上である。
【００６２】
本発明のレプリカモールドは、好ましくは、２５０℃で５分間の加熱処理の前後でパターンの高さ比が実質的に変化しないような耐熱性を有する。また、本発明のレプリカモールドは、好ましくは、３５０℃で５分間の加熱処理の前後におけるパターン高さの変化率が±５％以内であるような耐熱性を有する。さらに、本発明のレプリカモールドは、非常に優れた耐薬品性を有する。より詳細には、本発明のレプリカモールドは、有機溶媒、強酸および強塩基のいずれに対しても、非常に高い耐性を有する。例えば、本発明のレプリカモールドは、アセトン中での５分間の超音波洗浄後にパターン形状を実質的に完全に維持し得る。また例えば、本発明のレプリカモールドは、ＨＣｌ、ＨＦまたはＮａＯＨへの３０分間の浸漬後にパターン形状を実質的に完全に維持し得る。
【００６３】
好ましくは、本発明のレプリカモールドは、１０ｎｍオーダーから１０μｍオーダーまでの異なるサイズを有する複数の微細パターンが形成されている。上記レプリカモールド用材料はマスターモールドのパターン転写性に非常に優れるので、このような３桁異なるサイズのパターンを一括して形成することができる。例えば、線幅および線間隔がともに５０ｎｍ〜２５μｍのラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターンを、一括して形成することができる。
【００６４】
以上のように、本発明のレプリカモールドは、パターン転写性、硬度、透明性（可視領域および紫外領域における光透過率）、耐熱性および耐薬品性のすべてを同時に満足し得る。しかも、上記Ｂ項で説明したように、本発明のレプリカモールドは、低温・低圧・短時間のプロセスで、きわめて簡便・安価に製造され得る。これらの特性をすべて兼ね備えたレプリカモールドを実際に得たことが、本発明の大きな成果の１つである。
【００６５】
以下、実施例により本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例には限定されない。
【００６６】
（参考例１：ポリシランの合成）
攪拌機を備えた１０００ｍｌフラスコにトルエン４００ｍｌおよびナトリウム１３．３ｇを充填した。このフラスコの内容物を紫外線から遮断したイエロールーム中で１１１℃に昇温し、高速攪拌することによりナトリウムをトルエン中に微細に分散させた。ここにフェニルメチルジクロロシラン４２．１ｇ、テトラクロロシラン４．１ｇを添加し、３時間攪拌することにより重合を行った。その後、得られた反応混合物にエタノールを添加することにより、過剰のナトリウムを失活させた。水洗後、分離した有機層をエタノール中に投入することにより、ポリシランを沈澱させた。得られた粗製のポリシランをエタノールから３回再沈殿させることにより、重量平均分子量１１６００で、オリゴマーを１０％含有した、分岐型ポリメチルフェニルシランを得た。
【００６７】
（参考例２：フッ素含有ポリシランの合成）
フェニルメチルシジクロロシランの代わりにフェニルメチルジクロロシラン２５．８ｇとメチルトリフルオロプロピルジクロロシラン２８．５ｇとを用いたこと以外は参考例１と同様にして、重量平均分子量１００００で、オリゴマーを１０％含有したフェニルメチル／メチルトリフルオロプロピル（１／１）コポリシランを得た。
【００６８】
（参考例３：レプリカモールド用材料の調製）
参考例１で得られたポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）、参考例２で得られたフェニルメチル／メチルトリフルオロプロピル（１／１）コポリシラン（ＰＭＴＦＰＣＰＳ）、ビニル基含有フェニルメチルシリコーンレジン（商品名「ＫＲ−２０２０」、Ｍｗ＝２９００、ヨウ素価＝６１）、及び有機過酸化物ＢＴＴＢ（日本油脂製、固形分２０重量％）を表２に示す割合で配合し、メトキシベンゼン（商品名「アニソール−Ｓ」、協和発酵ケミカル社製）に固形分７７重量％となるように溶解しレプリカモールド用材料Ｎｏ．１〜Ｎｏ．７を調製した。レプリカモールド用材料Ｎｏ．７においては、酸化ジルコンナノ粒子分散液（住友大阪セメント株式会社製、商品名  NZD-8J61  、固形分１６％）を上記材料と組み合わせて用いた。
【００６９】
【表２】
2008207475.tif 000005
【００７０】
（実施例１）
石英基板から５ｍｍ×５ｍｍの試料片を切り出し、十分に洗浄して、基板として用いた。洗浄は、アセトン中で３分間超音波洗浄した後、ＵＶオゾンクリーナー中に１０分間静置することにより行った。この基板表面に、参考例２で得られたレプリカモールド用材料Ｎｏ．１を、２５００ｒｐｍで４０秒間スピンコートすることにより、厚み約２μｍの塗布膜を得た。当該レプリカモールド用材料が塗布された基板を、８０℃で５分間プリベークした。
【００７１】
次いで、複数のサイズのラインアンドスペース（Ｌ＆Ｓ）パターンが形成されたＳｉ製マスターモールドを、８０℃および圧力２ＭＰａで１０秒間、上記塗布膜に押し当ててインプリントを行った。本実施例で用いたモールドのＬ＆Ｓパターンは、ラインとスペースの比Ｌ：Ｓが１：１で、ライン（スペース）の大きさが２５０ｎｍから２５μｍの２桁大きさの異なるものであった。さらに、マスターモールドを押し当てた状態で、基板側から紫外線照射（光源：超高圧水銀ランプ、出力：２５０Ｗ、照射時間：約３分間）を行い、塗布膜のほぼ全体を光酸化させた。次いで、マスターモールドを垂直に引き上げて離型した。マスターモールド離型後の塗布膜（レプリカモールド）表面には、マスターモールドのパターンが良好に反転転写されていた。
【００７２】
さらに、レプリカモールド表面に酸素プラズマ処理を行った。酸素プラズマ処理の条件は、酸素流量８００ｃｃ、チャンバー圧力１０Ｐａ、照射時間１分間、出力４００Ｗであった。次に、レプリカモールドのパターン表面側（マスターモールドが押し当てられていた側）から、紫外線照射を行った。この紫外線照射は、ＵＶオゾンクリーナーを用いて、オゾン存在下で行った。ここでは、酸素流量０．５Ｌ／ｍｉｎで３０分間処理した。最後に、上記のようにして得られたレプリカモールドを、ホットプレート上、４００℃で５分間、ポストベーク処理した。以上のようにして、レプリカモールドを得た。
【００７３】
得られたレプリカモールドの微細パターンを、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。結果を図３（ａ）および図３（ｂ）に示す。図３（ａ）は、本発明の実施例で用いたマスターモールドの微細パターンのＳＥＭ写真であり、図３（ｂ）は本発明の実施例により得られたレプリカモールドの微細パターンのＳＥＭ写真である。図３（ａ）および図３（ｂ）から明らかなように、２５０ｎｍ〜２．５μｍのＬ＆Ｓパターンが一括して、非常に良好にインプリントされていた。さらに、同条件において５０ｎｍ〜２５μｍまでのＬ＆Ｓパターンの転写が良好に行えることを確認しており、おおよそ３桁異なるサイズを有する構造の一括形成に成功した。このように、本発明のレプリカモールドの製造方法によれば、低温・低圧・短時間で非常に良好にマスターモールドのパターンをレプリカモールドに転写できることがわかった。しかも、低温処理が可能となったことにより、プロセス全体に要する時間が従来に比べて顕著に短縮化された。その結果、レプリカモールドを、非常に簡便・安価に製造することができた。
【００７４】
得られたレプリカモールド表面をアセトンで洗浄し、汚染物質やゴミ等を除去した。次いで、ＵＶオゾンクリーナーを用いてモールドレプリカをＳｉＯ２清浄面とし、さらに、１％程度のトリクロロ(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル)シラン溶液中に５分間ディッピングすることにより、離型剤を塗布した。ディッピングの後、１８０℃での熱処理によりレプリカモールド間との強固な結合を形成させた。最後に、余分な離型剤を除去するために1分間アセトン中で超音波洗浄を行った。
【００７５】
さらに、得られたレプリカモールドの特性に関して、以下の評価を行った：
（１）耐熱性
得られたレプリカモールドをホットプレート上で加熱し、加熱前後のパターンの高さの比を耐熱性の指標とした。本実施例で得られたレプリカモールドは２５０℃、５分間の加熱処理後のパターン高さ比が１であった（加熱前後で形状が変化しなかった）。さらに、３５０℃、５分間の加熱処理後のパターン高さ比が０．９５であった（加熱による収縮率が５％であった）。このように、本実施例で得られたレプリカモールドは、優れた耐熱性を示した。
（２）機械的特性
マイクロビッカーズ硬度を測定して評価した。本実施例で得られたレプリカモールドのビッカーズ硬度は３１０ＨＶであり、ＰＭＭＡの約３倍の硬度であった。このように、本実施例で得られたパターンは、優れた機械的特性（硬度）を示した。
（３）光透過性・透明性
通常の方法で透過率を測定した。その結果、本実施例で得られたレプリカモールドの可視光透過率は約９０％以上であり、かつ、波長３００ｎｍの深紫外光の透過率が７０％以上であった。このように、本実施例で得られたレプリカモールドは、可視領域のみならず深紫外領域でも優れた透過性を有しており、ＵＶインプリント用モールドレプリカとしても好適に使用可能であることを確認した。
（４）耐薬品性
得られたレプリカモールドをアセトン中で５分間超音波洗浄した。本実施例で得られたレプリカモールドは、超音波洗浄後も、その形状を実質的に完全に維持していた。
また、得られたレプリカモールドを、１０％のＨＣｌ水溶液、１０％のＮａＯＨ水溶液、および５％のＨＦ水溶液にそれぞれ３０分間浸漬した。その結果、本実施例で得られたレプリカモールドは、いずれの溶液処理においても、その形状を実質的に完全に維持していた。このように、本実施例で得られたレプリカモールドは、非常に優れた耐薬品性を有していた。モールドはパターン材料の付着が起こるため優れた耐薬品性が要求されるが、その要件を満たすことを確認した。
（５）アスペクト比
得られたパターンのＳＥＭ写真から解析した。その結果、２５０ｎｍのＬ＆Ｓパターンにおいてアスペクト比５を達成した。本発明のレプリカモールド用材料は、通常のガラスとは異なり、紫外線照射前は非常に柔らかいので、さらに高いアスペクト比を有するパターン形成が可能であることを確認した。
【００７６】
（実施例２）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．２を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。
【００７７】
（実施例３）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．３を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。
【００７８】
（実施例４）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．４を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。
【００７９】
（実施例５）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．５を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。
【００８０】
（実施例６）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．６を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。さらに、表面接触角を測定したところ水に対して１１０°の接触角となり表面エネルギーが低下しており、フッ素系のシランカップリング剤（トリクロロ(1H,1H,2H,2H-パーフルオロオクチル)シラン）（離型剤）の塗布が不要であることを確認した。
【００８１】
（実施例７）
レプリカモールド用材料Ｎｏ．７を用いたこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを形成した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、実施例１と同様に、マスターモールドのパターンが非常に良好にレプリカモールドに転写されていること、ならびに、レプリカモールドが、優れた硬度および透明性のみならず、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比を有することを確認した。特に硬度は５００ＨＶに向上していた。
【００８２】
（比較例１）
実施例１と同様にして、基板に塗布されたレプリカモールド用材料に紫外光を透過する石英製マスターモールドを押し当ててインプリントを行った。次いで、マスターモールド側から紫外線を照射したこと以外は実施例１と同様にして紫外線照射を行った。次いで、マスターモールドを引き上げたところ、ほとんどの部分でマスターモールドとレプリカモールド用材料が固着して、実質的にパターンを形成できなかった。
【００８３】
（比較例２）
モールド離型後に酸素プラズマ処理も紫外線照射も行わなかったこと以外は実施例１と同様にしてレプリカモールドを作製した。得られたレプリカモールドを実施例１と同様の評価に供した。その結果、パターンの崩れを観察した。
【００８４】
（比較例３）
水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ：Hydrogen Silsequioxane、東レ・ダウコーニング社製）を用いて、Jpn. J. Appl. Phys.,
41,4198(2002).に記載の手順に従って、レプリカモールドの作製を試みた。インプリントの条件は、４ＭＰａ、５０℃であった。このような条件で、実施例１と同様のＬ＆Ｓパターンを形成しようとしたが、材料がわずかにへこむ程度であり、パターンは形成されなかった。また、一様なサイズのピラー状パターンの形成も試みたが、こちらも失敗に終わった。
【００８５】
（比較例４）
ＰＭＭＡを用いてレプリカモールドの作製を試みた。インプリントの条件は、１５０℃、４ＭＰａ、１０秒であった。この条件で、実施例１と同様のＬ＆Ｓパターンが一応形成された。しかし、１５０℃でベークすると、パターンが消失した。また、得られたレプリカモールドをアセトンに浸漬すると即座に溶解した。さらに、得られたレプリカモールドのビッカース硬度は１００ＨＶであり、実施例１のレプリカモールドのビッカーズ硬度の３分の１より小さかった。
【００８６】
実施例および比較例の結果から明らかなように、特定のレプリカモールド用材料を用いて本発明の製造方法によりレプリカモールドを作製することによって、パターン転写性、硬度、透明性、耐熱性、耐薬品性およびアスペクト比のすべてに優れたレプリカモールドが得られることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明のレプリカモールドは、ＵＶおよび熱ナノインプリント技術に好適に利用され得る。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明の好ましい実施形態によるレプリカモールドの製造方法の手順を説明する模式図である。
【図２】本発明の好ましい実施形態によるレプリカモールドの製造方法におけるレプリカモールド用材料中のポリシランの化学変化を説明する模式図である。
【図３】（ａ）は、本発明の実施例で用いたマスターモールドの微細パターンのＳＥＭ写真であり、図３（ｂ）は本発明の実施例により得られたレプリカモールドの微細パターンのＳＥＭ写真である。
【符号の説明】
【００８９】
１００  基板
１０２  レプリカモールド用材料（レプリカモールド）
１０４  マスターモールド
【図１】
2008207475.tif 000006
【図２】
2008207475.tif 000007
【図３】
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