(57)【要約】      （修正有）【課題】  アスペクト比の高い微細な凹凸を転写成形するために微細成形モールドの離型性を向上させる。【解決手段】  微細成形モールドは、ネガ型感光性成形対象膜を成形するための微細成形モールドであって、凸部１６１を有する成形面と、前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、前記凸部の先端を内包し前記凸部の先端からはみ出す投影領域を前記ネガ型感光性成形対象膜に形成する遮光部と、を備える。前記凸部は、テーパー形状である。前記凸部の基端の輪郭は、前記遮光部の輪郭に重なる。【選択図】図１
2008168475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ネガ型感光性成形対象膜を成形するための微細成形モールドであって、
凸部を有する成形面と、
前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、
前記凸部の先端を内包し前記凸部の先端からはみ出す投影領域を前記ネガ型感光性成形対象膜に形成する遮光部と、
を備える微細成形モールド。
【請求項２】
前記凸部はテーパー形状である、
請求項１に記載の微細成形モールド。
【請求項３】
前記凸部の基端の輪郭は前記遮光部の輪郭に重なる、
請求項２に記載の微細成形モールド。
【請求項４】
前記凸部は、
柱状の芯と、
前記芯の外側に接合されているテーパー形状の側壁部と、
を備える請求項３に記載の微細成形モールド。
【請求項５】
前記凸部の基端の輪郭は前記遮光部の輪郭に内包される、
請求項１に記載の微細成形モールド。
【請求項６】
少なくとも一部が前記透光部の一部を構成する透光性基板と、
少なくとも一部が前記透光部の一部を構成し表面が前記成形面の一部を構成し前記透光性基板に接合している透光性膜と、
前記遮光部の少なくとも一部を構成し前記透光性基板に接合している遮光性膜と、
前記凸部の少なくとも一部を構成し前記遮光性膜に接合している膜と、
を備え、
前記遮光性膜の開口部は前記透光性膜で埋められている、
請求項５に記載の微細成形モールド。
【請求項７】
透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、
前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部を形成するための膜を形成し、
前記凸部を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、
前記保護膜にテーパー形状の開口部または凹部を形成し、
前記保護膜もろともに異方性エッチングすることにより前記凸部を形成するための膜にテーパー形状の開口部を形成し、
前記凸部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。
【請求項８】
透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、
前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部を形成するための膜を形成し、
前記凸部を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、
前記保護膜に開口部を形成し、
前記保護膜の開口部から露出した前記凸部を形成するための膜に異方性エッチングにより開口部を形成し、
前記凸部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成した後に、前記凸部を形成するための膜を等方性エッチングする、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。
【請求項９】
透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、
前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部の芯を形成するための膜を形成し、
前記凸部の芯を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、
前記保護膜に開口部を形成し、
前記保護膜の開口部から露出した前記凸部の芯を形成するための膜に異方性エッチングにより開口部を形成し、
前記凸部の芯を形成するための膜の表面上と前記遮光性膜との表面上とに、前記凸部の側壁部を形成するための膜を形成し、
前記凸部の側壁部を形成するための膜の異方性エッチングにより、前記凸部の側壁部をテーパー形状に成形するとともに前記凸部の側壁部を形成するための膜に開口部を形成し、
前記凸部の側壁部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。
【請求項１０】
凸部を有する成形面と、
前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、
前記凸部の先端を内包し前記凸部の先端からはみ出す投影領域を形成する遮光部と、
を備える微細成形モールドを、ネガ型感光性成形対象膜に圧着し、
前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記ネガ型感光性成形対象膜を露光し、
前記ネガ型感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを引き離し、
前記ネガ型感光性成形対象膜の前記遮光部の投影領域を現像により除去する、
ことを含む微細転写成形方法。
【請求項１１】
ポジ型感光性成形対象膜を成形するための微細成形モールドであって、
凹部を有する成形面と、
前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、
前記凹部の底に内包される投影領域を前記ポジ型感光性成形対象膜に形成する遮光部と、
を備える微細成形モールド。
【請求項１２】
請求項１１に記載の微細成形モールドを製造する方法であって、
犠牲基板の表面上に遮光性膜を形成し、
前記犠牲基板の裏面上に支持膜を形成し、
前記遮光性膜に開口部を形成して前記遮光性膜からなる前記遮光部を形成し、
前記遮光性膜の開口部から露出した前記犠牲基板の表面上と前記遮光性膜の表面上とに、前記遮光部の輪郭と前記凹部の底の輪郭との間の幅を規定するための犠牲膜を形成し、
前記犠牲膜を異方性エッチングすることにより前記犠牲膜に開口部を形成するとともに前記犠牲膜を前記遮光部の周囲に所定幅だけ残存させ、
前記犠牲膜と前記遮光性膜とを保護膜として異方性エッチングすることにより前記犠牲基板に開口部を形成するとともに前記犠牲基板を前記凹部の反転形状に成形し、
前記犠牲基板と前記遮光部とを埋め前記透光部となる透光性膜を前記支持膜の表面上に形成し、
前記支持膜と前記犠牲基板とを除去する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。
【請求項１３】
凹部を有する成形面と、
前記成形面の裏面から前記成形面に至る遮光部と、
前記凹部の底に内包される投影領域を形成する遮光部と、
を備える微細成形モールドを、ポジ型感光性成形対象膜に圧着し、
前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記ポジ型感光性成形対象膜を露光し、
前記ポジ型感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを引き離し、
前記ポジ型感光性成形対象膜の前記遮光部の投影領域を現像により除去する、
ことを含む微細転写成形方法。
【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に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細な転写成形技術の一つとして光インプリントが知られている。光インプリントは、微細成形モールド（以下、スタンパともいうものとする。）を圧着した光硬化性樹脂を露光して硬化させることにより、光硬化性樹脂にスタンパの成形面の形状を転写する技術である。光インプリントでは、光硬化性樹脂が塗布される支持基板とスタンパの凸部との間に残る残膜は、離型後のエッチング工程において除去される。特許文献１には光インプリントにおける離型後のエッチング工程を不要とする技術が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３０４０９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インプリント技術では離型工程における成形体の変形が課題となっている。特に、アスペクト比の高い凸部を成型しようとするときには、スタンパの凹部にはまりこんで硬化している成形体の凸部に大きな応力が離型時に加わり、凸部を損傷してしまうという問題がある。
【０００５】
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、アスペクト比の高い微細な凹凸を転写成形するために微細成形モールドの離型性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
（１）上記目的を達成するための微細成形モールドは、ネガ型感光性成形対象膜を成形するための微細成形モールドであって、凸部を有する成形面と、前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、前記凸部の先端を内包し前記凸部の先端からはみ出す投影領域を前記ネガ型感光性成形対象膜に形成する遮光部と、を備える。
【０００７】
この微細成形モールドをネガ型感光性成形対象膜に圧着し、成形面の裏側から成形対象膜を露光すると、成形面の凸部を内包する投影領域が遮光部によって形成される。遮光部によって形成される投影領域においては感光性成形対象膜が硬化しないため、成形面の凸部側面と硬化した成形対象膜とが固着することはない。一方、遮光部の投影領域の成形面の凸部からはみ出している領域では感光成形対象膜が硬化しないためにこの微細成形モールドの成形面の形状がそのまま転写されることはない。しかし、成形面の凸部から遮光部の投影領域がはみ出す領域の幅を適度に小さく設定することにより、成形面の形状をほぼ感光性成形対象膜に転写しつつ、離型性を高めることができる。尚、成形面の凸部から遮光部の投影領域がはみ出す領域の幅は、露光波長が最小値の目安となる。
【０００８】
本明細書において、成形面は成形対象物との界面に相当するモールドの面をいう。また表裏は相対的な位置関係の概念であり、ある物について裏側というときには、その物について表面と称する面の裏側を意味する。また透光性や遮光性という用語が物について用いられるときは、その物を介して露光する工程において用いられる波長の光に対する透光性または遮光性を意味する。また透光性や遮光性は、透光率または遮光率という階調をともなう概念であり、露光される感光性材料の現像時の溶解特性に実質的な差を生じさせる程度に、物が透明または不透明であることを意味する。
【０００９】
（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、前記凸部はテーパー形状であってもよい。
成形面の凸部がテーパー形状である場合、離型性がさらに向上する。
【００１０】
（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、前記凸部の基端の輪郭は前記遮光部の輪郭に重なってもよい。
この場合、離型性を損ねることなく、現像により除去される領域を小さくすることが出来る。すなわち、成形のスループットを向上させることが出来る。
【００１１】
（４）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、柱状の芯と、前記芯の外側に接合されているテーパー形状の側壁部と、を備えてもよい。
このような構造の微細成形モールドは、成形面の凸部から遮光部の投影領域がはみ出す領域の幅を均一にすることが容易である。
【００１２】
（５）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記凸部の基端の輪郭は前記遮光部の輪郭に内包されてもよい。
【００１３】
（６）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、少なくとも一部が前記透光部の一部を構成する透光性基板と、少なくとも一部が前記透光部の一部を構成し表面が前記成形面の一部を構成し前記透光性基板に接合している透光性膜と、前記遮光部の少なくとも一部を構成し前記透光性基板に接合している遮光性膜と、前記凸部の少なくとも一部を構成し前記遮光性膜に接合している膜と、を備え、かつ、前記遮光性膜の開口部は前記透光性膜で埋められててもよい。
遮光性膜の開口部に成形対象膜が入り込む構成の場合、成形対象膜に形成される凸部の先端部側面は遮光性膜の開口側面に固着することになる。しかし、遮光性膜の開口部が透光性膜で埋められていれば、成形対象膜に形成される凸部の先端部側面が遮光性膜の開口側面に固着することもない。
【００１４】
（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、透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部を形成するための膜を形成し、前記凸部を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、前記保護膜にテーパー形状の開口部または凹部を形成し、前記保護膜もろともに異方性エッチングすることにより前記凸部を形成するための膜にテーパー形状の開口部を形成し、前記凸部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成する、ことを含む。
【００１５】
この方法によると、透光性基板と遮光性膜と成形面の凸部を形成するための膜とを備える微細成形モールドが製造される。そして成形面の凸部は、テーパー形状の開口部を有する保護膜もろともに異方性エッチングされることによってテーパー形状になる。またこの方法によって製造された微細成形モールドの成形面の裏側から成形対象膜を露光すると、成形面の凸部の先端は遮光性膜の投影領域に内包される。したがって、成形対象膜がネガ型感光性材料からなるのであれば遮光性膜の投影領域は硬化しないため、この方法によって製造された微細成形モールドの凸部側面と、硬化した成形対象膜とが固着することはない。すなわち、この方法によって製造される微細成形モールドは、ネガ型感光性成形対象膜との離型性がよく、アスペクト比が高い微細な凹凸を転写成形できるものになる。
【００１６】
（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、透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部を形成するための膜を形成し、前記凸部を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、前記保護膜に開口部を形成し、前記保護膜の開口部から露出した前記凸部を形成するための膜に異方性エッチングにより開口部を形成し、前記凸部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成した後に、前記凸部を形成するための膜を等方性エッチングする、ことを含む。
【００１７】
この方法によると、透光性基板と遮光性膜と成形面の凸部を形成するための膜とを備える微細成形モールドが製造される。そして成形面の凸部は、等方性エッチングによってテーパー形状になる。またこの方法によって製造された微細成形モールドの成形面の裏側から成形対象膜を露光すると、成形面の凸部の先端は遮光性膜の投影領域に内包される。したがって、成形対象膜がネガ型感光性材料からなるのであれば遮光性膜の投影領域は硬化しないため、この方法によって製造された微細成形モールドの凸部側面と、硬化した成形対象膜とが固着することはない。すなわち、この方法によって製造される微細成形モールドは、ネガ型感光性成形対象膜との離型性がよく、アスペクト比が高い微細な凹凸を転写成形できるものになる。
【００１８】
（９）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、透光性基板の表面上に遮光性膜を形成し、前記遮光性膜の表面上に成形面の凸部の芯を形成するための膜を形成し、前記凸部の芯を形成するための膜の表面上に保護膜を形成し、前記保護膜に開口部を形成し、前記保護膜の開口部から露出した前記凸部の芯を形成するための膜に異方性エッチングにより開口部を形成し、前記凸部の芯を形成するための膜の表面上と前記遮光性膜との表面上とに、前記凸部の側壁部を形成するための膜を形成し、前記凸部の側壁部を形成するための膜の異方性エッチングにより、前記凸部の側壁部をテーパー形状に成形するとともに前記凸部の側壁部を形成するための膜に開口部を形成し、前記凸部の側壁部を形成するための膜の開口部から露出した前記遮光性膜に異方性エッチングによって開口部を形成する、ことを含む。
【００１９】
この方法によると、透光性基板と遮光性膜と成形面の凸部とを備える微細成形モールドが製造される。成形面の凸部は、その芯を形成するための膜と、その側壁部を形成するための膜とを構成要素とし、側壁部がテーパー形状になるために凸部全体としてもテーパー形状になる。またこの方法によって製造された微細成形モールドの成形面の裏側から成形対象膜を露光すると、成形面の凸部の先端は遮光性膜の投影領域に内包される。したがって、成形対象膜がネガ型感光性材料からなるのであれば遮光性膜の投影領域は硬化しないため、この方法によって製造された微細成形モールドの凸部側面と、硬化した成形対象膜とが固着することはない。すなわち、この方法によって製造される微細成形モールドは、ネガ型感光性成形対象膜との離型性がよく、アスペクト比が高い微細な凹凸を転写成形できるものになる。また、異方性エッチングにより形成される成形面の凸部の側壁部の厚さが均一になる結果、成形面の凸部の芯は成形面の凸部の中央に位置するようになる。遮光性膜は成形面の凸部の側壁部が保護膜となって異方性エッチングされるため、成形面の凸部基端の輪郭と遮光性膜の輪郭とが重なるとともに、ネガ型感光性成形対象膜の露光・現像によって除去される領域が厚さが均一になる。すなわち、この製造方法では、ネガ型感光性成形対象膜の露光・現像によって除去される領域が厚さが均一になるゆえに成形精度が高くなる微細成形モールドを製造することが出来る。
【００２０】
（１０）上記目的を達成するための微細転写成形方法は、凸部を有する成形面と、前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、前記凸部の先端を内包し前記凸部の先端からはみ出す投影領域を形成する遮光部と、を備える微細成形モールドを、ネガ型感光性成形対象膜に圧着し、前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記ネガ型感光性成形対象膜を露光し、前記ネガ型感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを引き離し、前記ネガ型感光性成形対象膜の前記遮光部の投影領域を現像により除去する、ことを含む。
【００２１】
この方法によると、成形面の凸部を内包する投影領域が遮光部によって形成される。遮光部によって形成される投影領域においては感光性成形対象膜が硬化しないため、成形面の凸部側面と硬化した成形対象膜とが固着することはない。一方、遮光部の投影領域の成形面の凸部からはみ出している領域では感光成形対象膜が硬化しないために微細成形モールドの成形面の形状がそのまま転写されることはない。しかし、成形面の凸部から遮光部の投影領域がはみ出す領域の幅を適度に小さく設定することにより、成形面の形状をほぼ感光性成形対象膜に転写しつつ、離型性を高めることができる。尚、成形面の凸部から遮光部の投影領域がはみ出す領域の幅は、露光波長が最小値の目安となる。
【００２２】
（１１）上記目的を達成するための微細成形モールドは、ポジ型感光性成形対象膜を成形するための微細成形モールドであって、凹部を有する成形面と、前記成形面の裏面から前記成形面に至る透光部と、前記凹部の底に内包される投影領域を前記ポジ型感光性成形対象膜に形成する遮光部と、を備える。
【００２３】
この微細成形モールドをポジ型感光性成形対象膜に圧着し、成形面の裏側から成形対象膜を露光すると、成形面の凹部の底に内包される投影領域が遮光部によって形成される。遮光部によって形成される投影領域においては感光性成形対象膜が硬化しないため、成形面の凹部側面と硬化した成形対象膜とが固着することはない。一方、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出している部分に重なる領域では感光成形対象膜が光分解するためにこの微細成形モールドの成形面の形状がそのまま転写されることはない。しかし、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出す幅を適度に小さく設定することにより、成形面の形状をほぼ感光性成形対象膜に転写しつつ、離型性を高めることができる。尚、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出す幅は、露光波長が最小値の目安となる。
【００２４】
（１２）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、上記（１１）に記載の微細成形モールドを製造する方法であって、犠牲基板の表面上に遮光性膜を形成し、前記犠牲基板の裏面上に支持膜を形成し、前記遮光性膜に開口部を形成して前記遮光性膜からなる前記遮光部を形成し、前記遮光性膜の開口部から露出した前記犠牲基板の表面上と前記遮光性膜の表面上とに、前記遮光部の輪郭と前記凹部の底の輪郭との間の幅を規定するための犠牲膜を形成し、前記犠牲膜を異方性エッチングすることにより前記犠牲膜に開口部を形成するとともに前記犠牲膜を前記遮光部の周囲に所定幅だけ残存させ、前記犠牲膜と前記遮光性膜とを保護膜として異方性エッチングすることにより前記犠牲基板に開口部を形成するとともに前記犠牲基板を前記凹部の反転形状に成形し、前記犠牲基板と前記遮光部とを埋め前記透光部となる透光性膜を前記支持膜の表面上に形成し、前記支持膜と前記犠牲基板とを除去する、ことを含む。
【００２５】
この製造方法によると、支持膜と犠牲基板とを除去すると、犠牲基板が除去されることによって露出した透光部の表面と遮光性膜の表面とからなる成形面の凹部が形成される。このように形成される成形面の凹部の輪郭と遮光部の輪郭との間の幅は、遮光性膜の周囲において異方性エッチングにより成形される犠牲膜によって規定されるため、精度よく均一にすることが出来る。
【００２６】
（１３）上記目的を達成するための微細転写成形方法は、凹部を有する成形面と、前記成形面の裏面から前記成形面に至る遮光部と、前記凹部の底に内包される投影領域を形成する遮光部と、を備える微細成形モールドを、ポジ型感光性成形対象膜に圧着し、前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記ポジ型感光性成形対象膜を露光し、前記ポジ型感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを引き離し、前記ポジ型感光性成形対象膜の前記遮光部の投影領域を現像により除去する、ことを含む。
【００２７】
この方法によると、成形面の凹部の底に内包される投影領域が遮光部によって形成される。遮光部によって形成される投影領域においては感光性成形対象膜が硬化しないため、成形面の凹部側面と硬化した成形対象膜とが固着することはない。一方、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出している部分に重なる領域では感光成形対象膜が光分解するためにこの微細成形モールドの成形面の形状がそのまま転写されることはない。しかし、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出す幅を適度に小さく設定することにより、成形面の形状をほぼ感光性成形対象膜に転写しつつ、離型性を高めることができる。尚、成形面の凹部の底の遮光部の投影領域からはみ出す幅は、露光波長が最小値の目安となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照しながら説明する。尚、各図において対応する構成要素には同一の符号が付され、重複する説明は省略される。
１．第一実施形態
・スタンパの構成
図１は、本発明による微細成形モールド（以下、スタンパという。）の第一実施形態を示す断面図である。スタンパ１は、ネガ型感光性樹脂膜を成形するためのものであり、透光性基板１３と遮光性膜１２と成形面の凸部１６１を構成するための膜１１とで構成されている。
【００２９】
透光性基板１３は、成形対象である光硬化性樹脂の露光波長に対して十分な透光性のある材料である例えば石英、ガラス、樹脂などからなる。
遮光性膜１２は、成形面の凸部１６１の基端部１２２を構成している。遮光性膜１２は、成形対象である光硬化性樹脂の露光波長に対して十分な遮光性のある材料からなり、透光性基板１３の表面に接合されている。
【００３０】
膜１１は、遮光性膜１２の表面に接合され、成形面の凸部１６１の先端部１１２を構成している。膜１１の材料として、遮光性材料、透光性材料のいずれを選択してもよい。
成形面の凸部１６１の先端の輪郭は遮光性膜１２の輪郭に内包されている。具体的には、膜１１によって構成される先端部１１２の側面は遮光性膜１２の輪郭より内側に位置している。
【００３１】
成形面の凸部１６１を構成する膜１１と遮光性膜１２の材料は、スタンパ１に求められる硬度や靭性といった機械的特性と、製造工程におけるエッチング選択性を考慮して選択される。具体的には例えば膜１１の材料にはＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣ等が選択され、遮光性膜１２の材料にはＷＳｉが選択される。
スタンパ１の成形面の裏側から光を照射すると、遮光性膜１２に重なっていない領域Ｔにおいて光は成形面に到達し、遮光性膜１２は成形面の凸部の先端部１１２を覆う影を形成する。透光性基板１３の遮光性膜１２に重なっていない領域Ｔがスタンパ１の透光部である。
【００３２】
・スタンパの製造方法
図２から図４はスタンパ１の製造工程を示す断面図である。
はじめに図２に示すように、透光性基板１３の上に遮光性膜１２、膜１１、保護膜としてのフォトレジスト膜１０を形成する。具体的には例えば次の通りである。透光性基板１３の表面上にＷＳｉからなる遮光性膜１２を蒸着、スパッタなどによって形成する。次に遮光性膜１２の表面上にＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣなどからなる凸部を形成するための膜１１をスパッタなどによって形成する。次にポジ型フォトレジストを厚さ５μｍ塗布し、フォトマスクを用いて露光した後に現像して開口部１０１を有するフォトレジスト膜１０を形成する。
【００３３】
次にフォトレジスト膜１０を保護膜とする異方性エッチングにより、開口部１０１から露出している膜１１に図３に示すように開口部１１１を形成する。具体的には例えばＣＦ４、ＣＨＦ３、ＣＨ２Ｆ２ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によってＳｉＮからなる膜１１に開口部１１１を形成する。
【００３４】
次にフォトレジスト膜１０を例えばアセトン、ＮＭＰ（エヌ・メチル・ジ・ピロリドン）等の有機溶剤を用いて除去する。Ｏ２プラズマを用いたドライエッチングによりフォトレジスト膜１０を除去してもよい。
【００３５】
次に膜１１を保護膜とする異方性エッチングにより開口部１１１から露出している遮光性膜１２に図４に示すように開口部１２１を形成し、透光性基板１３を遮光性膜１２の開口部１２１から露出させる。具体的には例えばＣＣｌ４またはＳＦ６のガスを用いたＲＩＥによってＷＳｉからなる遮光性膜１２に開口部１２１を形成する。
【００３６】
最後に膜１１を等方的にエッチングすると図１に示すスタンパ１が完成する。具体的には例えばＳｉＮからなる膜１１をＷＳｉからなる遮光性膜１２に対して選択性の高い熱硝酸（Ｈ３ＰＯ４）を用いて１７０℃の温度条件で等方的にエッチングする。
【００３７】
・微細転写成形方法
図５から図９はスタンパ１を用いた微細転写成形方法を示す断面図である。
はじめに図５に示すように支持基板１５の表面上にネガ型感光性成形対象膜１４を形成する。具体的には例えば、ネガ型フォトレジスト、ネガ型感光性ポリイミドなどの光硬化性樹脂を支持基板１５の表面に塗布する。塗膜の厚さはスタンパ１の成形面の凹部の深さによるが、例えば７０μｍとする。
【００３８】
次に図６に示すようネガ型感光性成形対象膜１４にスタンパ１を圧着する。このときスタンパ１を加圧してもスタンパ１の成形面１６が支持基板１５に接することはなく、成形面１６の先端と支持基板１５との間においてもネガ型感光性成形対象膜１４が残る。
【００３９】
次に図７に示すようにスタンパ１の成形面の裏側から紫外線や可視光線などの光を照射し、スタンパ１を介してネガ型感光性成形対象膜１４を露光する。このとき、遮光性膜１２がネガ型感光性成形対象膜１４に投影領域１４２を形成し、投影領域１４２においてネガ型感光性成形対象膜１４は硬化しない。透光性基板１３を透過し、遮光性膜１２の開口部１２１を通過した光はネガ型感光性成形対象膜１４を硬化させる。成形面の凸部の先端部１１２の側面は遮光性膜１２の輪郭に内包されているため、成形面の凸部の先端部１１２の周囲においてネガ型感光性成形対象膜１４は硬化しない。したがって、成形面の凸部の先端部１１２にネガ型感光性成形対象膜１４の硬化した感光領域１４１が固着することはない。
【００４０】
次に図８に示すようにスタンパ１をネガ型感光性成形対象膜１４から引き離す。このとき成形面１６の凸部の先端部１１２にネガ型感光性成形対象膜１４の感光領域１４１が固着していないため、硬化した感光領域１４１が変形したり破損しにくい。尚、スタンパ１をネガ型感光性成形対象膜１４に圧着する前に、成形面１６、ネガ型感光性成形対象膜１４の表面のいずれかまたは両方に離型剤を成膜してもよい。この離型剤は成形面１６の凸部の基端部１２２と感光性成形対象膜１４との固着力を低下させ、離型性をさらに向上させる。
【００４１】
最後に図９に示すようにネガ型感光性成形対象膜１４を現像し未感光領域１４２を除去すると感光領域１４１からなる成形膜が完成する。このような成形膜はエッチングやリフトオフの保護膜として用いることも出来るし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の構造体として用いることも出来る。
【００４２】
以上説明したように本実施形態によると、遮光性膜１２の輪郭が成形面１６の凸部の先端部側面より外側にあるため、スタンパ１とネガ型感光性成形対象膜１４の離型性が高く、硬化した成形膜が離型によって変形したり損傷しにくい。また成形面１６の凸部を用いずに露光・現像によって成形膜に凹部を形成する場合に比べると、現像によって除去される成形対象膜の体積が小さくなるため、スループットが高くなる。また成形面１６の先端と支持基板１５との間の残膜を異方性エッチングで除去する必要がない。またスタンパ1に付着する成形対象膜は、硬化していない状態であるため、除去することが容易である。また、スタンパ１の凸部が硬化したネガ型感光性成形対象膜１４に固着して破断しにくいため、スタンパ１の耐久寿命が延びる。
【００４３】
２．第二実施形態
図１０は、本発明の第二実施形態によるスタンパ２を示す断面図である。
スタンパ２において、遮光性膜１２の開口部は透光性基板１３の表面に接合されている透光性膜１７で埋められており、太線で示す成形面１６の凹部に遮光性膜１２による段差がなく、成形面１６の凸部全体が膜１１で構成されている形状になっている。スタンパ２の遮光性膜１２に重なっていない部分は、透光性基板１３と透光性膜１７とで構成され、これらが成形面１６の裏面から成形面１６に至る透光部を構成している。
【００４４】
スタンパ２では、成形面１６の凸部全体が膜１１で構成され、膜１１からなる凸部の全体が遮光性膜１２の輪郭に内包されているため、成形面の凸部のいずれの部分にも硬化したネガ型感光性成形対象膜が固着することがない。
したがって図１１に示すように、スタンパ２を圧着した状態でネガ型感光性成形対象膜１４を露光した後にネガ型感光性成形対象膜１４からスタンパ２を引き離すとき、離型性がさらに良好になる。
【００４５】
図１２、図１３は、スタンパ２の製造方法を示す断面図である。
はじめに中間生成物として第一実施形態のスタンパ１を製造する。
【００４６】
次に図１２に示すように透光性膜１７を膜１１が埋没する厚さに形成する。
【００４７】
次に図１３に示すように透光性膜１７の表面を研削および研磨の少なくともいずれか一方によって平坦化する。このとき、成形面の凸部を形成する膜１１に達する手前で研削または研磨を終了してもよいし、膜１１の表層もろとも研削又は研磨してもよい。また、透光性膜１７の表面を研削又は研磨せずに次の工程に進んでもよい。
【００４８】
最後に透光性膜１７の表面全体を選択的にエッチングすると図１０に示すスタンパ２が完成する。エッチングの終点は、遮光性膜１２が露出する手前か、遮光性膜１２がちょうど露出する深さに設定し、成形面の凹部に遮光性膜１２による段差が出ないように制御する。
【００４９】
３．第三実施形態
図１４は、本発明の第三実施形態によるスタンパ３を示す断面図である。
スタンパ３の成形面には、テーパー形状の凸部１６２が形成されている。凸部１６２の先端部はテーパー形状の開口部１１３を有する膜１１で形成されている。
図１５に示すように、スタンパ３をネガ型感光性成形対象膜１４に圧着した状態でスタンパ３を介してネガ型感光性成形対象膜１４を露光しても、遮光性膜１２の投影領域１４２ではネガ型感光性成形対象膜１４は硬化しない。ネガ型感光性成形対象膜１４の硬化する感光領域１４１のパターンは遮光性膜１２のパターンによって決まる。成形しようとするパターンが同一である場合、膜１１によって構成される成形面の凸部をその基端の輪郭が遮光性膜１２の輪郭に重なるテーパー形状にした方が、成形面の凸部を柱形状にするときに比べて未感光領域１４２の体積が小さくできる。したがって、膜１１によって構成される成形面の凸部がテーパー形状である方が、成形面の凸部が柱形状である場合に比べて、ネガ型感光性成形対象膜１４の未感光領域１４２を現像によって除去する時間を短縮することが出来る。また成形面の凸部がテーパー形状である方が、成形面の凸部が柱形状である場合に比べ、離型性がよくなる。
【００５０】
図１６、図１７はスタンパ３の製造方法を示す断面図である。
はじめに図１６に示すように透光性基板１３の上に遮光性膜１２、膜１１を形成した後に、テーパー形状の開口部１０２を有するフォトレジスト膜１０を形成する。テーパー形状の開口部１０２は、開口部がテーパー形状になるフォトレジスト材料と現像液とを用いることにより形成することが出来る。フォトレジスト膜１０の厚さは例えば３０μｍとする。尚、フォトレジスト膜１０にはテーパー形状の開口部１０２に代えてテーパー形状の凹部を形成してもよい。
【００５１】
次に図１７に示すようにフォトレジスト膜１０もろともに膜１１を例えばＲＩＥなどで異方性エッチングすることにより膜１１にテーパー形状の開口部１１３を形成する。フォトレジスト膜１０と膜１１との選択比によって開口部１１３の壁面斜度が決定される。
【００５２】
最後に、残存したフォトレジスト膜１０を除去すると図１４に示すスタンパ３が完成する。
【００５３】
４．第四実施形態
図１８は、本発明の第四実施形態によるスタンパ４を示す断面図である。
スタンパ４の成形面のテーパー形状の凸部１６２は、柱形状の芯を形成する膜１１とテーパー形状の側壁部１８とで構成される。側壁部１８は、膜１１に接合されており、透光性であっても遮光性であってもよい。成形面の裏面からスタンパ４の透光性基板１３に入射した光は、遮光性膜１２の開口部を埋めている透光性膜１７を透過して成形面に至る。すなわち、スタンパ４の透光部は透光性基板１３と透光性膜１７とによって構成されている。
【００５４】
図１９は、スタンパ４を用いた微細転写成形方法を示す断面図である。遮光性膜１２の輪郭が膜１１と側壁部１８とで構成される成形面の凸部１６２の先端の輪郭を内包しており、遮光性膜１２の投影領域に凸部１６２の全体が含まれるため、成形面の凸部１６２とネガ型感光性成形対象膜１４の硬化した感光領域１４１とが固着することがない。
【００５５】
図２０、図２１、図２２は、スタンパ４の製造方法を示す断面図である。
はじめに図２０に示すように、透光性基板１３の表面上に遮光性膜１２を形成し、遮光性膜１２の表面上に開口部１１１を有する膜１１を形成する。
【００５６】
次に図２１に示すように、側壁部１８を形成するための膜１８１を膜１１の表面上と開口部１１１から露出している遮光性膜１２の表面上とに形成する。具体的には例えばＣＶＤ、スパッタ、蒸着などによってＳｉＯ２からなる膜１８１を形成する。
【００５７】
次に図２２に示すように、膜１８１の表面全体を異方性エッチングすることにより、膜１１の側面に接合されたテーパー形状の側壁部１８を成形する。
【００５８】
続いて膜１１と膜１８１とからなる成形面の凸部を保護膜として膜１８１の開口部から露出している遮光性膜１２をエッチングすることにより開口部を形成し、遮光性膜１２の開口部を埋める透光性膜１７を形成すると図１８に示すスタンパ４が完成する。
【００５９】
この製造方法によると、膜１１からなる成形面の凸部の芯に対して遮光性膜１２が自己整合的に形成される。具体的には、膜１１からなる成形面の凸部の芯の輪郭と遮光性膜１２の輪郭の間の幅が精度よく均一になる。その理由は、膜１１の側面に接合されている膜１８１が異方性エッチングによってテーパー形状の側壁部１８に成形されるからである。その結果、成形面の凸部の周囲において硬化しない未感光領域１４２（図１９参照）の厚さ（幅）が精度よく均一になる。
【００６０】
５．第五実施形態
図２３は本発明の第五実施形態によるスタンパ５を示す断面図である。
スタンパ５は、ポジ型感光性成形対象膜を成形するためのものであり、透光性基板２０と遮光部としての遮光性膜２１とで構成されている。太線で示す成形面２２の凹部２２１は、透光性基板２０の表面と遮光性膜２１の表面とからなる。
透光性基板２０は、成形対象である光分解性樹脂の露光波長に対して十分な透光性のある材料である例えば樹脂、ＳｉＯ２、低融点ガラスなどからなる。
【００６１】
遮光性膜２１は、成形対象である光分解性樹脂の露光波長に対して十分な遮光性のある材料である例えばＣｒなどからなる。遮光性膜２１の輪郭は成形面の凹部２２１の底の輪郭に内包されている。換言すると、遮光性膜２１の輪郭は成形面の凸部の輪郭の外側にある。
スタンパ５の成形面２２の裏側から光を照射すると、遮光性膜２１に重なっていない領域Ｔにおいて光は成形面２２に到達し、遮光性膜２１は成形面２２の凹部２２１の内側に影を形成する。透光性基板２０の遮光性膜２１に重なっていない領域Ｔがスタンパ５の透光部である。
【００６２】
図２４、図２５、図２６はスタンパ５を用いた微細成形転写方法を示す断面図である。
はじめに図２４に示すように、支持基板１５の表面上にポジ型感光性成形対象膜２３を形成し、スタンパ５をポジ型感光性成形対象膜２３に圧着した状態で、スタンパ５を介してポジ型感光性成形対象膜２３を露光する。具体的には例えばポジ型フォトレジスト、ポジ型感光性ポリイミドなどの光分解性樹脂を支持基板１５の表面に塗布する。次にスタンパ５を加圧してポジ型感光性成形対象膜２３に圧着し、紫外線や可視光線などの光をスタンパ５の成形面の裏側から照射する。このとき、遮光性膜２１がポジ型感光性成形対象膜２３に投影領域２３２を形成し、ポジ型感光性成形対象膜２３は投影領域２３２において分解せず、感光領域２３１において分解する。
【００６３】
次に図２５に示すように、ポジ型感光性成形対象膜２３からスタンパ５を引き離す。このとき、ポジ型感光性成形対象膜２３の硬化している未感光領域２３２とスタンパ５の成形面の凹部２２１の側壁面との間にはポジ型感光性成形対象膜２３の感光して軟化した部分が存在する。このため、スタンパ５の成形面の凹部２２１にはまりこんで硬化した部分がスタンパ５の離型によって変形しにくい。
【００６４】
最後に図２６に示すようにポジ型感光性成形対象膜２３を現像し感光領域２３１を除去すると未感光領域２３２からなる成形膜が完成する。このような成形膜はエッチングやリフトオフの保護膜として用いることも出来るし、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical System）の構造体として用いることも出来る。
【００６５】
図２７から図３５はスタンパ５の製造方法を示す断面図である。
はじめに図２７に示すように支持膜としての犠牲膜２６、シード層２５、犠牲基板２４、遮光性膜２１、フォトレジスト膜２８がこの順に積層された積層体を形成する。具体的には例えば、まずＳｉＮ、ＡｌＮ、ＳｉＣなどからなる犠牲基板２４の表面上にＣｕからなる厚さ０．３μｍのシード層２５をスパッタで形成する。犠牲基板２４とシード層２５との間にＣｒ、Ｔｉなどからなる厚さ０．０５μｍ程度の密着層を形成してもよい。次に電解めっきによりＣｕなどからなる厚さ１ｍｍ程度の犠牲膜２６を形成する。次に犠牲基板２４の裏面上にＣｒなどからなる厚さ０．１μｍ程度の遮光性膜２１を蒸着やスパッタなどで形成する。次に遮光性膜２１の表面上にポジ型フォトレジスト材料などを塗布し、露光・現像して厚さ５μｍ程度のフォトレジスト膜２８を形成する。
【００６６】
次にフォトレジスト膜２８を保護膜として遮光性膜２１をエッチングすることにより図２８に示すように開口部２１１を形成した後に、フォトレジスト膜２８を除去する。例えばＣｒからなる遮光性膜２１を硝酸第二セリウムアンモニウム溶液に浸して湿式でエッチングしてもよいし、Ｃｌ２ガス又はＣＣｌ４ガスを用いて遮光性膜２１をドライエッチングしてもよい。
【００６７】
次に図２９に示すように第二の犠牲膜２７を遮光性膜２１の表面の上と開口部２１１から露出した犠牲基板２４の表面の上とに形成する。具体的には例えばＳｉＯ２、多結晶Ｓｉなどからなる第二の犠牲膜２７をＣＶＤ、スパッタ、蒸着などによって形成する。
【００６８】
次に図３０に示すように第二の犠牲膜２７を全面的に異方性エッチングすることにより開口部２７１を形成するとともに遮光性膜２１の周囲において犠牲基板２４を一定幅保護するための形状に第二の犠牲膜２７を成形する。具体的には例えばＣＦ４ガスまたはＣＨ２Ｆ２ガスを用いたＲＩＥによって第二の犠牲膜２７を成形する。
【００６９】
次に図３１に示すように遮光性膜２１と第二の犠牲膜２７とを保護膜とする異方性エッチングにより犠牲基板２４に開口部２４１を形成する。具体的には例えばＲＩＥによって開口部２４１を形成する。その結果、犠牲基板２４は成形面の凹部の反転形状に成形される。
【００７０】
次に図３２に示すように第二の犠牲膜２７をエッチングにより除去する。
【００７１】
次に図３３に示すように、遮光性膜２１の表面上と、遮光性膜２１の開口部から露出している犠牲基板２４の表面上と、犠牲基板２４の開口部から露出しているシード層２５の表面上とに、犠牲基板２４の開口部を埋める透光性膜２０１を形成し、透光性膜２０１の表面を研削および研磨の少なくとも一方により平坦化することにより透光性基板２０を成形する。透光性基板２０の材料としては例えば樹脂、ＳｉＯ２、低融点ガラスを用いる。ＣＩＭ（Ceramic Injection Molding）によって透光性基板２０を形成してもよい。
【００７２】
次に、犠牲膜２６、シード層２５を図３４、図３５に示すように順次除去する。Ｃｒからなるシード層２５には例えば硝酸第二セリウムアンモニウム液をエッチャントに用いる。Ｃｌ２ガスまたはＣＣｌ４ガスを用いたドライエッチングによってシード層２５を除去してもよい。
【００７３】
最後に犠牲基板２４をエッチングにより除去すると図２３に示すスタンパ５が完成する。具体的には例えば熱燐酸（Ｈ３ＰＯ４）を用いて１７０℃の温度条件でＳｉＮからなる犠牲基板２４を除去することができる。
【００７４】
以上説明したスタンパ５（図２３参照）の製造方法によると、遮光性膜２１の輪郭に対して成形面２２の凹部２２１を自己整合的に形成することができる。その理由は、凹部２２１の側壁面と遮光性膜２１の輪郭との間の幅は、遮光性膜２１の周囲に成形される第二の犠牲膜２７の形状によって決まり、第二の犠牲膜２７は遮光性膜２１の側面に接合された状態で異方性エッチングによって成形されるからである。
【００７５】
６．第六実施形態
尚、図２９に示した第二の犠牲膜２７が透光性材料からなる場合、図３０に示したように第二の犠牲膜２７を成形し、犠牲基板２４をエッチングした後に、第二の犠牲膜２７を除去することなく、第二の犠牲膜２７を図３６に示すようにスタンパ６の一部として残存させてもよい。
【００７６】
７．他の実施形態
本発明の技術的範囲は、上述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、上記実施形態で示した材質や寸法や成膜方法やパターン転写方法はあくまで例示であるし、当業者であれば自明である工程の追加や削除や工程順序の入れ替えについては説明が省略されている。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図２】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図３】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図４】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図５】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図６】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図７】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図８】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図９】本発明の第一実施形態にかかる断面図である。
【図１０】本発明の第二実施形態にかかる断面図である。
【図１１】本発明の第二実施形態にかかる断面図である。
【図１２】本発明の第二実施形態にかかる断面図である。
【図１３】本発明の第二実施形態にかかる断面図である。
【図１４】本発明の第三実施形態にかかる断面図である。
【図１５】本発明の第三実施形態にかかる断面図である。
【図１６】本発明の第三実施形態にかかる断面図である。
【図１７】本発明の第三実施形態にかかる断面図である。
【図１８】本発明の第四実施形態にかかる断面図である。
【図１９】本発明の第四実施形態にかかる断面図である。
【図２０】本発明の第四実施形態にかかる断面図である。
【図２１】本発明の第四実施形態にかかる断面図である。
【図２２】本発明の第四実施形態にかかる断面図である。
【図２３】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２４】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２５】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２６】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２７】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２８】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図２９】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３０】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３１】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３２】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３３】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３４】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３５】本発明の第五実施形態にかかる断面図である。
【図３６】本発明の第六実施形態にかかる断面図である。
【符号の説明】
【００７８】
１：スタンパ、２：スタンパ、３：スタンパ、４：スタンパ、５：スタンパ、６：スタンパ、１０：フォトレジスト膜、１１：成形面の凸部を形成するための膜、１２：遮光性膜、１３：透光性基板、１４：ネガ型感光性成形対象膜、１５：支持基板、１６：成形面、１７：透光性膜、１８：側壁部、２０：透光性基板、２１：遮光性膜、２２：成形面、２３：ポジ型感光性成形対象膜、２４：犠牲基板、２５：シード層、２６：犠牲膜、２７：第二の犠牲膜、２８：フォトレジスト膜、１０１：開口部、１０２：開口部、１１１：開口部、１１２：先端部、１１３：開口部、１２１：開口部、１２２：基端部、１４１：感光領域、１４２：投影領域、１６１：凸部、１６２：凸部、１８１：膜、２０１：透光性膜、２１１：開口部、２２１：凹部、２３１：感光領域、２３２：投影領域、２４１：開口部、２７１：開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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