(57)【要約】【課題】  ホットエンボス加工やナノインプリントに好適な微細成形モールドの反りを低減する。【解決手段】  微細成形モールドは、高融点金属または高融点金属の化合物からなり成形面の一部を形成し分断されている硬質膜を備える。【選択図】図１
2008074042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高融点金属または高融点金属の化合物からなり成形面の一部を形成し分断されている硬質膜を備える、
微細成形モールド。
【請求項２】
基板と、
前記基板の表面に接合され表層の少なくとも一部が前記基板の表面より硬度が高い前記硬質膜で形成されている複数の突部と、
を備える請求項１に記載の微細成形モールド。
【請求項３】
前記突部を形成している前記硬質膜は、前記基板の表面の凹部の側面と底面とに密着している、
請求項２に記載の微細成形モールド。
【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１〜３のいずれか一項に記載の微細成形モールド。
【請求項５】
犠牲基板の表面に凹凸領域を形成し、
前記硬質膜を前記凹凸領域上に堆積させ、
前記犠牲基板が露出するまで前記硬質膜を除去し、
前記犠牲基板上と前記硬質膜上とに前記微細成形モールドの前記基板を形成するための膜を堆積させ、
前記犠牲基板を除去することにより前記突部を形成する、
請求項２に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項６】
犠牲基板上に微細成形モールドの前記基板を形成するための膜を堆積させ、
前記基板を形成するための膜に至る複数の通孔を前記犠牲基板に形成し、
前記硬質膜を前記犠牲基板の上と前記通孔内に露出している前記基板を形成するための膜の上とに堆積させ、
前記犠牲基板が露出するまで前記突部を形成するための膜の表層を除去した後に、前記犠牲基板を除去することにより前記突部を形成する、
請求項２に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項７】
微細成形モールドの前記基板を形成するための材料基板の表面に凹凸領域を形成し、
前記微細成形モールドの前記突部を形成するための前記硬質膜を前記凹凸領域上に堆積させ、
前記材料基板が露出するまで前記硬質膜を除去し、
前記材料基板の表層を除去することにより前記突部と前記基板とを形成する、
請求項２に記載の微細成形モールドの製造方法。
【請求項８】
微細成形モールドの前記基板を形成するための材料基板の表面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材料基板の表面と前記フォトレジストの表面とからなる凹凸領域を形成し、
前記硬質膜を前記凹凸領域内に露出している前記材料基板上に電解めっきにより堆積させ、
前記フォトレジストを除去することにより前記突部を形成する、
ことを含む請求項２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及びそ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立体形状を低コストで形成するための技術として、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。用途に応じた皮膜を形成することにより、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製造するために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】
特許文献１、２、３に開示された方法では、微細成形モールドの成形面全体が堆積によって形成された硬質皮膜で覆われることになる。しかし、一般に膜を堆積によって形成する場合、硬度が高い膜ほど堆積時に蓄積される応力が高くなる。したがって、微細成形モールドの成形面全体を硬質皮膜で覆うと、微細成形モールドに反りが生ずるという問題がある。また特許文献２に開示されているように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。
【０００７】
本発明はこの問題を解決するために創作されたものであって、ホットエンボス加工やナノインプリントに好適な微細成形モールドの反りを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）上記目的を達成するための微細成形モールドは、高融点金属または高融点金属の化合物からなり成形面の一部を形成し分断されている硬質膜を備える。
【０００９】
微細成形モールドの成形面の一部だけを分断された硬質膜で形成することにより、成形面の全体を硬質膜で形成する場合に比べて微細成形モールドの反りを低減することができる。また、高融点金属も高融点金属の化合物も、ホットエンボス加工やナノインプリントに好適な硬度や靱性や熱伝導率を有する。
【００１０】
（２）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、基板と、前記基板の表面に接合され表層の少なくとも一部が前記基板の表面より硬度が高い前記硬質膜で形成されている複数の突部と、を備えてもよい。
【００１１】
このように微細成形モールドが構成される場合、微細成形モールドの成形面の凹凸は基板の表面と突部の表面とで構成される。複数の突部が基板上に分散している場合、突部の表層を形成している硬度が高い膜の応力によっては微細成形モールドは反りにくい。したがって、この微細成形モールドの構造を採用することにより、微細成形モールドの反りを低減することができる。
【００１２】
（３）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記突部を形成している前記硬質膜は、前記基板の表面の凹部の側面と底面とに密着していてもよい。
【００１３】
このように微細成形モールドが構成される場合、平坦な基板の表面に突部が接合されている場合に比べて突部を構成する膜と基板との接合面積が増大する。したがってこの構造を採用することにより、微細成形モールドの強度が増大する。
【００１４】
（４）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、セラミクスに比べて靱性も熱伝導率も高い。
【００１５】
したがって上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、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。
【００１６】
（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は、犠牲基板の表面に凹凸領域を形成し、微細成形モールドの前記硬質膜を前記凹凸領域上に堆積させ、前記犠牲基板が露出するまで前記硬質膜を除去し、前記犠牲基板上と前記硬質膜上とに前記微細成形モールドの前記基板を形成するための膜を堆積させ、前記犠牲基板を除去することにより前記突部を形成する、ことを含む。
【００１７】
この製造方法では、突部を形成するための硬質膜を犠牲基板が露出するまで除去することにより、突部を形成するための硬質膜が分断される。したがって、この製造方法を採用することにより、微細成形モールドの反りを低減することができる。リソグラフィ技術等を用いることにより、成形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領域を犠牲基板に形成でき、凹凸領域を構成する面の平滑度が高くなる。リソグラフィ技術の他に凹凸領域を形成する好適な方法としては、例えば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）、イオンビーム直接描画法、ナノオーダでの機械加工、放電加工などがある。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凹凸領域を形成してもよい。この製造方法によると、凹凸領域に突部を形成するための硬質膜を堆積させるため、成形対象面に対して垂直な側面を有し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。また成形対象面に対して垂直で平滑度が高い側面を有する突部を微細成形モールドの成形面に形成することにより、離型時に成形対象品が変形しにくくなる。
【００１８】
（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は、犠牲基板上に微細成形モールドの前記基板を形成するための膜を堆積させ、前記基板を形成するための膜に至る複数の通孔を前記犠牲基板に形成し、前記硬質膜を前記犠牲基板の表面と前記通孔内に露出している前記基板を形成するための膜の表面に堆積させ、前記犠牲基板が露出するまで前記硬質膜を除去した後に、前記犠牲基板を除去することにより前記突部を形成する、ことを含む。
【００１９】
この製造方法では、突部を形成するための硬質膜を犠牲基板が露出するまで除去することにより、突部を形成するための硬質膜が分断される。したがって、この製造方法を採用することにより、微細成形モールドの反りを低減することができる。リソグラフィ技術などを用いることにより、成形対象面に対して垂直で平滑度の高い側面を有しアスペクトが高い通孔を犠牲基板に形成できる。リソグラフィ技術の他に通孔を形成する好適な方法としては、例えば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）、イオンビーム直接描画法、ナノオーダでの機械加工、放電加工などがある。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凹凸領域を形成してもよい。この製造方法によると凹凸領域に突部を形成するための硬質膜を堆積させるため、成形対象面に対して垂直な側面を有し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。また成形対象面に対して垂直で平滑度が高い側面を有する突部を微細成形モールドの成形面に形成することにより、離型時に成形対象品が変形しにくくなる。
【００２０】
（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は、微細成形モールドの前記基板を形成するための材料基板の表面に凹凸領域を形成し、前記硬質膜を前記凹凸領域上に堆積させ、前記材料基板が露出するまで前記硬質膜を除去し、前記材料基板の表層を除去することにより前記突部と前記基板とを形成する、ことを含む。
【００２１】
この製造方法では、突部を形成するための硬質膜を材料基板が露出するまで除去することにより、突部を形成するための硬質膜が分断される。したがって、この製造方法を採用することにより、微細成形モールドの反りを低減することができる。リソグラフィ技術などを用いることにより、成型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領域を材料基板に形成でき、凹凸領域を構成する面の平滑度が高くなる。リソグラフィ技術の他に凹凸領域を形成する好適な方法としては、例えば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）、イオンビーム直接描画法、ナノオーダでの機械加工、放電加工などがある。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凹凸領域を形成してもよい。したがってこの製造方法によると、成形対象面に対して垂直な側面を有し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。成形対象面に対して垂直で平滑度が高い側面を有する突部を微細成形モールドの成形面に形成することにより、離型時に成形対象品が変形しにくくなる。
【００２２】
またこの製造方法では、材料基板の表層を除去して突部と基板とを形成するとき、材料基板の凹凸領域の凹部が残存するように終点制御すると、突部の表層を構成している硬質膜が基板の凹部の底面と側面とに密着した状態で微細成形モールドが完成するため、材料基板の凹凸領域の凹部が消滅するように終点制御する場合に比べて突部を構成する膜と基板との接合面積が増大し、微細成形モールドの強度が増大する。
【００２３】
（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は、微細成形モールドの前記基板を形成するための材料基板の表面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材料基板の表面と前記フォトレジストの表面とからなる凹凸領域を形成し、前記硬質膜を前記凹凸領域内に露出している前記材料基板上に電解めっきにより堆積させ、前記フォトレジストを除去することにより前記突部を形成する、ことを含む。
【００２４】
この製造方法では、突部を形成するための硬質膜がフォトレジストによって分断された形状で材料基板の表面に堆積する。したがって、この製造方法を採用することにより、微細成形モールドの反りを低減することができる。
【００２５】
上述の発明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。成形面とは成形対象物に接する微細成形モールドの表面である。硬質膜は、複層の膜でも単層の膜でも良い。また請求項において「〜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】
【００２６】
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。
（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。
【００２７】
はじめに図１Ａに示すように犠牲基板としての単結晶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１１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１１のパターンは、微細成形モールド１（図１Ｅ参照）の成形面の形状に応じて設定される。パターンのスケールは例えば突部幅が２０μｍ、凹部幅が２０μｍといったものである。
【００２８】
続いてフォトレジストマスク１１のパターンをＲＩＥなどの異方性エッチングによってウェハに転写することにより凹凸領域１０を有する犠牲モールド１２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。エッチングの終点制御は例えば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１２の凹凸領域１０を形成することにより、凹凸領域１０を構成する要素面の平滑度が高くなる。
【００２９】
犠牲基板の材料は、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で構成される凹凸領域１０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などを用いても良い。
【００３０】
尚、フォトレジストマスク１１を用いずに、イオンビーム直接描画法、インプリント法、めっき法を用いて凹凸領域１０を有する犠牲モールド１２を形成しても良い。以下に析出法とインプリント法を用いて犠牲モールド１２を形成する方法を述べる。
【００３１】
析出法では、マスタモールドの表面に剥離容易な金属膜をめっき、蒸着またはスパッタにより形成し、マスタモールドから金属膜を剥離させることにより犠牲モールド１２を得ることができる。マスタモールドの表面には、ナノオーダの機械加工や放電加工によって犠牲モールド１２に転写すべき凹凸を形成することができる。金属膜を剥離可能なマスタモールドの材料としてはステンレスが好適である。ステンレスからなるマスタモールドの表面に形成されたＳｎ、亜鉛、ビスマス、インジウムなどはフッ素系またはフッ素−過水系の剥離剤を用いてマスタモールドから剥離することができる。
【００３２】
インプリント法では、ステンレスなどからなるマスタモールドを低融点ガラス、低融点金属、熱硬化樹脂、光硬化樹脂、熱可塑性樹脂などに押し付けることによってマスタモールドの凹凸が転写された犠牲モールド１２を形成することができる。
以上、犠牲モールド１２を形成する方法について説明した。
【００３３】
次に図１Ｂに示すように金属からなる皮膜１３と基膜１４とを犠牲モールド１２の凹凸領域１０上に堆積させる。皮膜１３と基膜１４とは、微細成形モールド１の突部１８を形成するための膜であり、高融点金属または高融点金属の化合物で形成され、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形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。
【００３４】
まず基膜１４のシード層としても機能するＴｉＮをスパッタで犠牲モールド１２の表面に析出させることにより皮膜１３を形成する。皮膜だけで犠牲モールド１２の凹部が埋まらないように、皮膜１３と基膜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。皮膜１３の材料は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によって皮膜１３を堆積させても良い。
【００３５】
皮膜１３を堆積させた後に金属を皮膜１３の表面に析出させることにより例えば厚さ５０μｍの基膜１４を形成する。具体的には例えばＣＶＤ法によりＷを皮膜１３の表面に析出させる。基膜１４の材料組成は、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｏＮ、ＮｉＰ、ＮｉＷ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｎ、ＮｉＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒ等、微細成形モールド１に要求される機能によって適宜選択される。また、基膜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。
【００３６】
次に図１Ｃに示すように犠牲モールド１２が露出するまで基膜１４と皮膜１３とを研削又は研磨により除去する。その結果、犠牲モールド１２と基膜１４と皮膜１３とで構成されるワークの表面が平坦化されるとともに、皮膜１３と基膜１４とがともに分断される。
【００３７】
次に図１Ｄに示すように犠牲モールド１２と基膜１４と皮膜１３とで構成されるワークの表面上にシード層１５を介して金属膜１６を厚く（例えば２００μｍ）形成する。シード層１５と金属膜１６に強い応力が生じないように、これらの材料には皮膜１３よりも基膜１４よりも硬度が低い材料を用いる。また金属膜１６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１を用いてホットエンボス加工や熱インプリントが行われる場合には、たとえ皮膜１３や基膜１４の熱伝導率が低くても、成形対象物の表面に温度斑が生じにくくなる。
【００３８】
シード層１５は例えばスパッタを用いて０．５μｍ程度Ｃｕを析出させることにより形成する。Ｃｕを析出させる前にＣｒ、Ｔｉ等の中間層を０．１μｍ程度形成し、密着力を向上させても良い。
【００３９】
金属膜１６の材質は、Ｃｕの他、Ｎｉなど微細成形モールド１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、金属膜１６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。
【００４０】
次に金属膜１６の表面を平坦化する。金属膜１６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１をプレートに接合して用いるときに、微細成形モールド１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。
【００４１】
最後に図１Ｅに示すように犠牲モールド１２を除去すると、皮膜１３と基膜１４とからなる突部１８とシード層１５と金属膜１６とからなる基板１７とが形成され、基板１７をダイシングにより分断すると微細成形モールド１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１２が除去される。尚、この後に皮膜１３を除去しても良い。例えばＴｉＮｘからなる皮膜１３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皮膜１３を除去しても良い。またＣｒ、Ｔｉなどの硬質材料によってシード層１５が形成されている場合、シード層１５の露出部分を除去することが望ましい。
【００４２】
このように製造される微細成形モールド１は、突部１８の表面が高融点金属または高融点金属の化合物からなる硬質膜で形成されているためホットエンボス加工やナノインプリントに好適である。また、突部１８の表面を形成している皮膜１３も突部１８の内部を形成している基膜１４も突部１８毎に分断されているため、皮膜１３と基膜１４の成膜時に生ずる応力による微細成形モールド１の反りが生じにくい構造である。
【００４３】
（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。
はじめに図２Ａに示すように、単結晶Ｓｉウェハからなる犠牲基板２０上に微細成形モールド２の基板２９（図２Ｅ参照）を形成するためのシード層２１と基膜２２とを堆積させる。犠牲基板２０には石英、ガラス、結晶化ガラス、ＳｉＮｘ、ＡｌＮｘ、ＡｌＯ等を用いても良い。シード層２１は例えばスパッタによりＣｒを犠牲基板２０の表面に０．０２μｍ析出させ、続いてＣｕをスパッタにより０．１μｍ析出させることにより形成する。シード層２１の形成にＣＶＤ等を用いても良い。基膜２２は例えばＣｕをシード層２１の表面に電解めっきにより２００μｍ析出させることにより形成される。基膜２２には例えばＣｕなどの金属の中でも相対的に熱伝導率が高い材料を用いることが望ましい。尚、Ｃｕの代わりにスズやはんだ等の低融点金属や樹脂を基膜２２の材料に用いても良い。
【００４４】
次に図２Ｂに示すように、犠牲基板２０の表面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２３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１１のパターンは、微細成形モールド２（図２Ｅ、図２Ｆ参照）の成形面の形状に応じて設定される。
【００４５】
続いてフォトレジストマスク２３のパターンを異方性エッチングによって犠牲基板２０に転写することにより犠牲基板２０に複数の通孔２４を形成する。この結果、通孔２４からシード層２１が露出する。
【００４６】
次にフォトレジストマスク２３を除去した後に犠牲基板２０の表面とシード層２１の表面とに図２Ｃに示すように微細成形モールド２（図２Ｆ参照）の突部２８を形成するための皮膜２５と基膜２６とを堆積させる。皮膜２５にも基膜２６にも、微細成形モールド２の基板２９を形成するためのシード層２１よりも、基膜２２よりも、硬度が高い材料を用いる。具体的には例えばＣＶＤ、スパッタ等によりシード層２１の表面にＮｉＷを０．５μｍ析出させて皮膜２５を形成し、その後に電解めっき、ＣＶＤ等により皮膜２５の表面にＮｉＷを析出させて基膜２６を形成する。突部２８の材料にＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏ等の他の高融点金属または高融点金属の化合物を用いても良い。
【００４７】
次に図２Ｄに示すように、基膜２６と皮膜２５とを研削、研磨等により犠牲基板２０が露出するまで除去し、ワークの表面を平坦化する。その結果、基膜２６と皮膜２５とがともに分断され、これらの膜に応力があっても、その応力によっては微細成形モールド２が反りにくくなる。放電加工、サンドブラスト、ルータ等を用いてワークの表面を平坦化しても良い。
【００４８】
次に図２Ｅに示すように犠牲基板２０を除去し、基膜２２とシード層２１とからなる基板２９をダイシングにより分断すると微細成形モールド２が完成する。尚、この後に突部２８の皮膜２５とシード層２１の露出部分とをエッチングにより図２Ｆに示すように選択的に除去しても良い。
【００４９】
このようにして製造される微細成形モールド２は突部２８の表面が高融点金属または高融点金属の化合物からなる硬質膜で形成されているためホットエンボス加工やナノインプリントに好適である。また硬度が高い皮膜２５も基膜２６も分断されているため、微細成形モールド２は反りが生じにくい。
【００５０】
（第三実施形態）
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄ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、微細成形モールド３（図３Ｄ参照）の基板３５を形成するための材料基板３０に凹凸領域を形成し、凹凸領域上に微細成形モールド３の突部３４を形成するためのシード層３１、硬質膜３２、導熱膜３３を順次堆積させる。材料基板３０には例えば単結晶Ｓｉを用い、凹凸領域の形成方法は第一実施形態に準ずる。
【００５１】
シード層３１は、材料基板３０よりも硬度が高い例えばＴｉＮ、ＴａＮ等をスパッタ、ＣＶＤ等により材料基板３０の表面に例えば０．５μｍ析出させることにより形成する。
【００５２】
硬質膜３２は、材料基板３０よりも硬度が高い例えばＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｏＮ等をＣＶＤによりシード層３１の表面に析出させることにより形成する。ＣＶＤによってＷが析出するとき、結晶構造が柱状に成長するため、ＣＶＤにより析出したＷによって硬質膜３２が形成される場合には、硬質膜３２の表面にアンカー効果をもたらす微細凹凸が形成され（図３Ｂ参照）、その結果、硬質膜３２と導熱膜３３との密着力が向上する。尚、硬質膜３２は電解めっきや無電解めっきにより析出するＮｉＰ、ＮｉＷ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｎ、ＮｉＭｏ、Ｎｉ、Ｃｒなどで形成しても良い。この場合、膜厚を正確に制御するために、パルスめっきを行っても良い。また硬質膜３２をめっきにより形成する場合には、表面に微細凹凸が形成されるように、電流密度、金属濃度、浴組成、浴温度、添加剤などを調整することが望ましい。また、硬質膜３２を形成した後に、その表面をエッチングすることにより微細凹凸を形成しても良い。例えばＮｉＦｅを電解めっきで堆積した後に塩化第二鉄水溶液でウェットエッチングするとアンカー効果をもたらす微細凹凸を硬質膜３２の表面に形成することができる。尚、スパッタまたはＭＩＭにより硬質膜３２を析出させても良い。また、硬質膜３２の堆積後に硬質膜３２の表面を研削、研磨等により平坦化しても良い。
【００５３】
導熱膜３３は、微細成形モールド３の突部３４の熱伝導率を向上させる機能を有する膜である。例えば無電解めっきにより硬質膜３２の表面にＣｕ等を２００μｍ析出させることにより導熱膜３３を形成する。
【００５４】
次に図３Ｃに示すように、導熱膜３３と硬質膜３２とシード層３１の表層を材料基板３０が露出するまで研削、研磨等により除去する。その結果、導熱膜３３と硬質膜３２とシード層３１が分断され、これらの膜に応力があっても、その応力によっては微細成形モールド３が反りにくくなる。
【００５５】
次に図３Ｄに示すように、材料基板３０の表層をＣＦ４、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆのいずれかのガスを主成分とするドライエッチングにより除去することにより導熱膜３３と硬質膜３２とシード層３１の残存部分を突出させ、これらの膜で構成される突部３４を形成し、材料基板３０をダイシングにより分断して基板３５を形成すると微細成形モールド３が完成する。このとき、材料基板３０に形成した凹部の深さよりも浅くエッチングの終点を設定することにより、図３Ｄに示すように突部３４の底面と側面とが密着する凹部を基板３５の表面に残存させることが望ましい。これにより、基板３５と突部３４との接合強度が増大する。
【００５６】
このようにして製造される微細成形モールド３は、突部３４の側面が硬質膜で形成されているため、ホットエンボス加工やナノインプリントに好適である。また硬質膜３２もシード層３１も分断されているため、微細成形モールド３は反りが生じにくい。
【００５７】
（第四実施形態）
図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｅ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。
第三実施形態に準じて図３Ｃに示すように導熱膜３３と硬質膜３２とシード層３１の表層を材料基板３０が露出するまで研削、研磨等により除去した後に、導熱膜３３をエッチングにより選択的に除去し、材料基板３０をダイシングにより分断すると、図３Ｅに示す微細成形モールド４が完成する。
【００５８】
このように製造される微細成形モールド４は、成形面の凹凸の側面を形成している硬質膜３２が分断されているため、反りが生じにくい。
【００５９】
（第五実施形態）
図４は本発明による微細成形モールドの製造方法の第五実施形態を示す断面図である。
【００６０】
はじめに図４Ａに示すように、材料基板４０の表面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４１を形成する。その結果、フォトレジストマスク４１の表面と材料基板４０の表面とによって凹凸領域４２が形成される。材料基板４０の材料としては例えばＣｕ、Ｎｉを用いてもよいし、ＣｕまたはＷの合金を用いても良いし、ガラス、セラミック、Ｓｉを用いても良い。
【００６１】
尚、材料基板４０上に熱硬化樹脂、光硬化樹脂、熱可塑性樹脂などからなる膜を形成し、その膜のパターンによって凹凸領域４２を形成しても良い。具体的には例えばナノインプリント法を用いて次のように凹凸領域４２を形成する。まず、材料基板の表面に熱硬化樹脂を塗布し、マスタモールドを熱硬化樹脂膜に押し当てた状態で熱硬化樹脂膜を加熱硬化させる。次に、硬化した樹脂膜からマスタモールドを剥離する。続いてＲＩＥによってエッチングすることにより樹脂膜の表層を除去すると、材料基板４０が露出し、図４Ａに示す凹凸領域４２が形成される。
【００６２】
次に図４Ｂに示すように、凹凸領域４２内に露出している材料基板４０上に硬質膜４３を堆積させる。硬質膜４３は材料基板４０よりも硬度が高い例えばＮｉＷ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏ等の高融点金属または高融点金属の化合物を電解めっきにより２０μｍ析出させることにより形成する。このとき、硬質膜４３はフォトレジストマスク４１の各開口部に互いに独立して析出するため、硬質膜４３に強い応力が生じたとしても、硬質膜４３の応力によっては微細成形モールド５が反りにくい。
【００６３】
最後にフォトレジストマスク４１を除去し材料基板４０をダイシングにより分断すると硬質膜４３からなる突部が形成され、微細成形モールド５が完成する。
【００６４】
このようにして製造される微細成形モールド５は、成型面の突部が硬質膜４３で形成されているため、ホットエンボス加工やナノインプリントに好適である。成形面を形成している硬質膜４３が分断されているため、反りが生じにくい。
【００６５】
尚、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。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【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および第四実施形態にかかる断面図。
【図４】本発明の第五実施形態にかかる断面図。
【符号の説明】
【００６７】
１：微細成形モールド、２：微細成形モールド、３：微細成形モールド、４：微細成形モールド、５：微細成形モールド、１０：凹凸領域、１１：フォトレジストマスク、１２：犠牲モールド、１３：皮膜、１４：基膜、１５：シード層、１６：金属膜、１７：基板、１８：突部、２０：犠牲基板、２１：シード層、２２：基膜、２３：フォトレジストマスク、２４：通孔、２５：皮膜、２６：基膜、２８：突部、２９：基板、３０：材料基板、３１：シード層、３２：硬質膜、３３：導熱膜、３４：突部、３５：基板、４０：材料基板、４１：フォトレジストマスク、４２：凹凸領域、４３：金属膜、５０：材料基板、５２：フォトレジストマスク、５４：導熱膜、５５：シード層、５６：硬質膜、５８：突部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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