(57)【要約】【課題】ナノインプリント用のモールドにおいて、レジストの厚さムラを低減することを可能とし、かつモールドに高い耐久性を付与することを可能とする。【解決手段】微細な凹凸パターン１２が形成されたパターン領域１３を一方の表面１１に有し、かつ、他方の表面１４における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板１０と、少なくともパターン領域１３に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板１０の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板３０と、上記他方の表面１４と当該他方の表面１４に対向する中抜き基板３０の表面とを接合するように、パターン付基板１０および中抜き基板３０の間に形成された金属膜２０とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノインプリント用のモールドであって、
微細な凹凸パターンが形成されたパターン領域を一方の表面に有し、かつ、他方の表面における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板と、
少なくとも前記パターン領域に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、前記パターン付基板の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板と、
前記他方の表面と該他方の表面に対向する前記中抜き基板の表面とを接合するように、前記パターン付基板および前記中抜き基板の間に形成された金属膜とを備えることを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記金属膜が、前記パターン領域に対応する前記他方の表面を実質的に被覆しない形状に形成されたものであることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
４００ｎｍ以下の波長における前記金属膜の光の透過率が１％以下であることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項４】
前記金属膜の材料が、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または前記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料を含むことを特徴とする請求項１から３いずれかに記載のモールド。
【請求項５】
ナノインプリント用のモールドの製造方法であって、
微細な凹凸パターンが形成されたパターン領域を一方の表面に有し、かつ、他方の表面における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板と、少なくとも前記パターン領域に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、前記パターン付基板の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板とを用意し、
前記パターン付基板の前記他方の表面と前記中抜き基板の一方の表面とを金属膜を介して接合することを特徴とするモールドの製造方法。
【請求項６】
前記金属膜を介した接合が、
前記パターン付基板の前記他方の表面に第１の金属層を形成し、
前記中抜き基板の前記一方の表面に第２の金属層を形成し、
前記第１の金属層および前記第２の金属層を互いに密着させて接合することにより実施されることを特徴とする請求項５に記載のモールドの製造方法。
【請求項７】
前記第１の金属層および前記第２の金属層の接合が原子拡散接合法により実施されることを特徴とする請求項６に記載のモールドの製造方法。
【請求項８】
前記パターン付基板の材料がＳｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英または金属であり、
前記パターン付基板の厚さが０．３〜１．５ｍｍであり、
前記第１の金属層および前記第２の金属層の接合が、外圧がおよそ５ｇ／ｃｍ２である状態で実施されることを特徴とする請求項７に記載のモールドの製造方法。
【請求項９】
前記第１の金属層が、前記パターン領域に対応する前記他方の表面を実質的に被覆しない形状に形成されたものであることを特徴とする請求項６から８いずれかに記載のモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の金属層の材料および／または前記第２の金属層の材料が、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または前記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料であることを特徴とする請求項６から９いずれかに記載のモールドの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、被加工物上に塗布されたレジストにナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００２】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工物上に塗布されたレジストに押し付け、レジストを力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００３】
従来、上記のようなナノインプリントは、全面にわたって平坦な円盤形状の基板の表面に凹凸パターンが形成されたモールドを使用して実施されている。しかしながら、上記のようなモールドを使用した場合には、凹凸パターンが形成された面の全面がレジストと密着してしまい剥離性が低下するといった問題が生じていた。
【０００４】
そこで、例えば特許文献１および特許文献２に示されるように、近年、凹凸パターンが形成された表面と反対側の表面に窪みを有するモールドを使用したナノインプリントの開発が進められている。
【０００５】
具体的には、特許文献１のモールド８は、図７Ａに示されるように、凹凸パターン８１が表面に形成され、その反対側の表面に窪み８２を有する構造を有する。このモールドは、例えば、凹凸パターン８１が表面に形成された基板の反対側の表面をエッチング法等によって除去することにより製造される。
【０００６】
一方、特許文献２のモールド９は、図７Ｂに示されるように、凹凸パターン９１が表面に形成された基板９ａと、中央付近９２が中抜きされた環形状の基板９ｂとが接着剤９５によって張り合わされた構造を有する。
【０００７】
上記のようにモールドが窪みを有する場合には、レジストからモールドを剥離する時に、レジストおよびモールドの付着力と剥離方向に働く剥離力とによって窪み近傍の部分に応力がかかり、モールド自体が湾曲することとなる。このため、レジストおよびモールドの界面の周囲に剥離力が集中して働くため、従来よりも小さな力で剥離を開始することができる。そして、剥離が進行するにつれて剥離力は周囲から中心へと順次効率よく働いていくため、剥離性が向上する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００９−１７０７７３号公報
【特許文献２】特表２００９−５３６５９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１のモールドでは、モールドの窪みをエッチング法、リソグラフィ法およびレーザ加工法等の加工方法を用いているため、凹凸パターンが形成された表面と反対側の表面８４（窪みの底面）の平坦性を担保できないという問題がある。表面８４の平坦性が低く凹凸がある場合、凹凸パターンが形成された表面にもその影響が及び、インプリント後のレジストの厚さにムラが生じてしまう。
【００１０】
また、特許文献２のモールドでは、有機系の接着剤を使用して基板同士が張り合わされるため、紫外光による露光工程において接着剤が紫外光に暴露されることにより、接着剤が劣化するという問題がある。これは、モールドの耐久性を低下させる要因となる。
【００１１】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ナノインプリント用のモールドにおいて、レジストの厚さムラを低減することを可能としかつ高い耐久性を有する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ものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明に係るモールドは、ナノインプリント用のモールドであって、
微細な凹凸パターンが形成されたパターン領域を一方の表面に有し、かつ、他方の表面における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板と、
少なくともパターン領域に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板と、
上記他方の表面と当該他方の表面に対向する中抜き基板の表面とを接合するように、パターン付基板および中抜き基板の間に形成された金属膜とを備えることを特徴とするものである。
【００１３】
本明細書において、「高低差分布」とは、表面形状の高さに関する平均値を基準とした高低差の分布を意味する。
【００１４】
「３σ値」とは、高低差分布をガウス分布で近似したときの平均値から±３σにおける値の絶対値を意味する。ここで、σはガウス分布における標準偏差である。
【００１５】
そして、本発明に係るモールドにおいて、金属膜は、パターン領域に対応する上記他方の表面を実質的に被覆しない形状に形成されたものであることが好ましい。
【００１６】
また、本発明に係るモールドにおいて、４００ｎｍ以下の波長における金属膜の光の透過率は１％以下であることが好ましい。
【００１７】
また、本発明に係るモールドにおいて、金属膜の材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または上記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料を含むことが好ましい。
【００１８】
本発明に係るモールドの製造方法は、ナノインプリント用のモールドの製造方法であって、
微細な凹凸パターンが形成されたパターン領域を一方の表面に有し、かつ、他方の表面における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板と、少なくともパターン領域に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板とを用意し、
パターン付基板の上記他方の表面と中抜き基板の一方の表面とを金属膜を介して接合することを特徴とするものである。
【００１９】
そして、本発明に係るモールドの製造方法において、金属膜を介した接合は、パターン付基板の上記他方の表面に第１の金属層を形成し、中抜き基板の上記一方の表面に第２の金属層を形成し、第１の金属層および第２の金属層を互いに密着させて接合することにより実施されることが好ましい。
【００２０】
また、本発明に係るモールドの製造方法において、第１の金属層および第２の金属層の接合は原子拡散接合法により実施されることが好ましい。
【００２１】
また、本発明に係るモールドの製造方法において、パターン付基板の材料はＳｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英または金属であり、パターン付基板の厚さは０．３〜１．５ｍｍであり、第１の金属層および第２の金属層の接合は、外圧がおよそ５ｇ／ｃｍ２である状態で実施されることが好ましい。
【００２２】
また、本発明に係るモールドの製造方法において、第１の金属層は、パターン領域に対応する上記他方の表面を実質的に被覆しない形状に形成されたものであることが好ましい。
【００２３】
また、本発明に係るモールドの製造方法において、第１の金属層の材料および／または第２の金属層の材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または上記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料であることが好ましい。
【発明の効果】
【００２４】
本発明に係るモールドは、微細な凹凸パターンが形成されたパターン領域を一方の表面に有し、かつ、他方の表面における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板と、少なくともパターン領域に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板と、上記他方の表面と当該他方の表面に対向する中抜き基板の表面とを接合するように、パターン付基板および中抜き基板の間に形成された金属膜とを備えることを特徴とする。このような構成により、本発明に係るモールドでは、凹凸パターンが形成された表面と反対側の表面の平坦性を担保することができ、かつ紫外光への暴露によって基板同士の接合部分が劣化するという問題が生じない。この結果、ナノインプリント用のモールドにおいて、レジストの厚さムラを低減することが可能となり、かつモールドに高い耐久性を付与することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態のモールドを概略的に示す斜視図である。
【図２】実施形態のモールドを構成要素ごとに示す分解図である。
【図３】実施形態のモールドを概略的に示す切断部端面図である。
【図４Ａ】実施形態のモールドの製造方法の一工程を概略的に示す切断部端面図である。
【図４Ｂ】実施形態のモールドの製造方法の一工程を概略的に示す切断部端面図である。
【図４Ｃ】実施形態のモールドの製造方法の一工程を概略的に示す切断部端面図である。
【図５】他の形態のモールドを概略的に示す切断部端面図である。
【図６】インプリント後のレジスト膜の厚みムラの評価基準を示す図である。
【図７Ａ】従来のモールドを概略的に示す切断部端面図である。
【図７Ｂ】従来の他のモールドを概略的に示す切断部端面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００２７】
図１は、実施形態のモールド１を概略的に示す斜視図である。図２は、実施形態のモールド１を構成要素ごとに示す分解図である。図３は、実施形態のモールド１を概略的に示す切断部端面図である。また、図４Ａから図４Ｃは、実施形態のモールド１の製造方法の一工程を概略的に示す切断部端面図である。
【００２８】
実施形態のモールド１は、図１から図３に示されるように、パターン付基板１０と、中抜き基板３０と、これらの間に形成された金属膜２０とを備えるものである。
【００２９】
そして、実施形態のモールドの製造方法は、パターン領域１３を一方の表面１１に有するパターン付基板１０を形成し、中抜き基板３０を形成し、パターン付基板１０の他方の表面１４に材料５２を堆積させて第１の金属層２２を形成し（図４Ａ）、上記他方の表面１４と接合させる中抜き基板３０の表面に材料５４を堆積させて第２の金属層２３を形成し（図４Ｂ）、第１の金属層２２および第２の金属層２３を互いに密着させて原子拡散接合法により接合する（図４Ｃ）ものである。
【００３０】
なお、パターン付基板１０を形成する工程および中抜き基板３０を形成する工程の順序、並びに、第１の金属層２２を形成する工程および第２の金属層２３を形成する工程の順序はこれに限られない。
【００３１】
（パターン付基板）
パターン付基板１０は、微細な凹凸パターン１２が形成されたパターン領域１３を一方の表面１１に有し、かつ、他方の表面１４における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍである基板部材である。この凹凸パターン１２が形成された表面が、ナノインプリントの際にレジストに押し当てられる。
【００３２】
凹凸パターン１２は、レジストに転写すべき形状に応じて適宜設計される。例えば、凹凸パターン１２の凸部の幅、凸部の高さおよび凸部同士の間隔は、それぞれ５〜５００ｎｍ、５〜８００ｎｍおよび５〜８００ｎｍである。凹凸パターン１２の凸部の形状は、例えば平面視で矩形状、ドット形状である。また、凹凸パターン１２の凸部の形状は、平面視で長方形の凸部を基本単位として、複数の凸部が頂点で結合したり一部の辺を共有したりした形状となる場合もある。実施形態では、凹凸パターン１２は、パターン付基板１０の中央付近に形成されているが、必ずしもこれに限られない。なお、パターン付基板の表面１１のうち実際に凹凸パターン１２が形成されている領域を「パターン領域」と称する。
【００３３】
パターン付基板１０の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英、金属、及び樹脂のいずれかの材料が好適である。前記金属としては、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ等の各種金属、又はこれらの合金を用いることができる。これらの中でも、Ｎｉ、Ｎｉ合金が特に好ましい。前記樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、低融点フッ素樹脂等が用いられる。
【００３４】
パターン付基板１０の厚さＨ１は、特に限定されないが、モールドをレジストから剥離する際に湾曲する程度の剛性をパターン付基板１０が有するような厚さであることが好ましい。例えば、パターン付基板１０の材料がＳｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英または金属である場合には、パターン付基板１０の厚さＨ１は、０．３〜１．５ｍｍであることが好ましく、０．５〜１．２ｍｍであることがより好ましく、０．６〜１．０ｍｍであることが特に好ましい。
【００３５】
凹凸パターン１２の製造方法は、特に限定されない。例えば、下記のようなフォトエッチング法により製造することができる。
【００３６】
まず、Ｓｉ基板（或いは石英基板）表面上にフォトレジスト膜を設け、凹凸パターンに対応する部分のフォトレジスト膜を電子線により露光描画する。そして、露光した部分のフォトレジスト膜を現像により除去し、残ったフォトレジストをマスクとして、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）により当該基板表面をエッチングする。この結果、Ｓｉ（或いは石英）を材料とするパターン付基板１０が形成される。または、上記のようにして製造したモールドを用いて、Ｓｉ基板（或いは石英基板）にナノインプリントを実施して凹凸パターンを転写し、例えばＲＩＥにより当該基板表面をエッチングするようにしてもよい。
【００３７】
パターン付基板１０の上記他方の表面１４は、高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるように設計されている。このように上記他方の表面１４の平坦性が担保された基板を使用することにより、ナノインプリントにおけるレジストの厚さムラを低減することができる。この３σ値は好ましくは１〜３ｎｍである。上記表面形状の３σ値は、ＺＹＧＯ社製のＮｅｗＶｉｅｗ６３００によって計測した。
【００３８】
３σ値は、少なくとも３０ｍｍ四方の範囲について表面形状の測定が行われた結果、算出された値であることが好ましい。ここで、上記測定範囲は、より好ましくは４０ｍｍ四方であり、特に好ましくは５０ｍｍ四方である。これは、より巨視的な範囲を評価対象として表面形状の高低差分布の解析を行うことにより、１ｍｍ程度に比較的離れた２点同士の高さの差も低減することができるためである。また、一般的な半導体チップの１つあたり大きさが２６ｍｍ×３３ｍｍであることを考慮すると、１チップ領域全体に相当する範囲におけるレジストの厚みムラやインプリント欠陥の評価は、上記のような広さの範囲を評価対象とすることでより信頼性を確保することができるためである。
【００３９】
３σ値が１〜６ｎｍである上記他方の表面１４は、例えば化学機械研磨（Chemical Mechanical Polishing:ＣＭＰ）することにより実現される。
【００４０】
（中抜き基板）
中抜き基板３０は、少なくともパターン領域１３に対応する部分Ｒが中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板１０の厚さＨ１以上の厚さＨ３を有する基板部材である。中抜き基板３０は、パターン付基板１０を補強するとともに、モールド１のハンドリン性を向上させる役割を果たす。
【００４１】
「パターン領域に対応する」とは、パターン領域を平面視から見たときに当該パターン領域と重なる空間領域Ｒに含まれることを意味する。
【００４２】
中抜き基板３０の中抜き部分の大きさは、パターン付基板１０の湾曲を阻害しないこと、およびモールド１のハンドリング性を考慮しながら、適宜設定される。
【００４３】
中抜き基板３０の材料としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、Ｓｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英、金属、及び樹脂のいずれかの材料が好適である。前記金属としては、例えばＮｉ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ａｕ等の各種金属、又はこれらの合金を用いることができる。これらの中でも、Ｎｉ、Ｎｉ合金が特に好ましい。前記樹脂としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタアクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、トリアセテートセルロース（ＴＡＣ）、低融点フッ素樹脂等が用いられる。
【００４４】
中抜き基板３０の厚さＨ３は、モールド１のハンドリング性を考慮して、パターン付基板１０の厚さＨ１以上とする。例えば、中抜き基板３０の材料がＳｉ、Ｓｉ酸化物、Ｓｉ窒化物、石英または金属である場合には、中抜き基板３０の厚さＨ３は、３〜８ｍｍであることが好ましく、４〜７ｍｍであることがより好ましく、５〜６ｍｍであることが特に好ましい。
【００４５】
中抜き基板３０を製造するための基板の中抜きは、例えば研削加工またはレーザ加工することにより実現される。
【００４６】
なお、中抜き基板３０は、複数の中抜き基板が積層された構造を有するようにしてもよい。
【００４７】
（金属膜）
金属膜２０は、パターン付基板１０の上記他方の表面１４と当該他方の表面１４に対向する中抜き基板３０の表面とを接合するように、パターン付基板１０および中抜き基板３０の間に形成されたものである。つまり、パターン付基板１０および中抜き基板３０を接合する接合剤として機能する。
【００４８】
金属膜２０の材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または上記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料を含むことが好ましい。
【００４９】
本実施形態において金属膜２０は、パターン付基板１０の上記他方の表面１４に第１の金属層を形成し、当該他方の表面１４に対向することになる中抜き基板３０の表面に第２の金属層を形成した後、第１の金属層と第２の金属層とを密着させることにより形成される。この場合、第１の金属層の材料および第２の金属層の材料が異なれば、金属膜２０は積層構造となる。
【００５０】
その他、金属膜２０を形成する方法は、パターン付基板１０の上記他方の表面１４（または当該他方の表面１４に対向することになる中抜き基板３０の表面）に金属層を形成した後、当該金属層と当該他方の表面１４に対向することになる中抜き基板３０の表面（または上記他方の表面１４）とを密着させる方法を採用することもできる。
【００５１】
金属層の材料は、Ｔｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｈｆ、Ｔａ、ＰｔおよびＡｕの材料群から選択されたいずれか１つの金属材料、または上記材料群より選択された１以上の材料を含む合金材料であることが好ましい。また、第１の金属層および第２の金属層を形成する場合には、これらの材料は異なってもよい。
【００５２】
金属膜２０は、パターン領域１３に対応する上記他方の表面１４を実質的に被覆しない形状に形成されたものであることが好ましい。図４Ａでは、マスク５０を配置することによりこれを実現している。「実質的に被覆しない」とは、４００ｎｍ以下の波長における金属膜の光の透過率が９９％以上であることを意味する。また、この場合において、４００ｎｍ以下の波長における金属膜（パターン領域１３に対応する上記他方の表面１４上にわずかに金属膜が存在する場合には、パターン領域１３に対応する部分以外の金属膜）の光の透過率は１％以下であることが好ましい。
【００５３】
このように構成することにより、中抜き基板３０側から露光を行う際に、パターン領域１３のみに光が照射されるように光の照射範囲を制御することが可能となる。これは、ステップアンドリピート方式のナノインプリントを実施する上で、所望の範囲にのみ露光を行うことが可能となる点で有利となる。
【００５４】
（接合方法）
パターン付基板１０の上記他方の表面１４と中抜き基板３０の一方の表面とを金属膜２０を介して接合する方法は、特に制限されないが、原子拡散接合法により実施されることが好ましい。すなわち、これらの基板の接合は、塑性変形ができるだけ生じない程度の外圧および材料の融点以下の温度の条件で、接合面間に生じる原子の拡散を利用して接合される。
【００５５】
例えば、原子拡散接合法による接合方法としては、パターン付基板１０の上記他方の表面１４に第１の金属層２２を真空中で蒸着法により形成し（図４Ａ）、中抜き基板３０の上記一方の表面に第２の金属層２３を同じ真空中で蒸着法により形成し（図４Ｂ）、その真空状態を維持したまま第１の金属層および第２の金属層を互いに密着させて接合する方法が挙げられる（図４Ｃ）。金属層が成膜された直後では金属層は活性状態であるため、このような活性状態を利用することにより、効率よく原子の拡散を誘起することが可能である。なお、上記蒸着法に代えて、スパッタリング法等のその他の堆積法を使用することもできる。
【００５６】
なお、本発明ではパターン付基板１０の剛性が低いため、原子拡散接合法による接合（基板と金属層との接合、および金属層同士の接合を含む）は、外圧がおよそ５ｇ／ｃｍ２である状態で実施されることが好ましい。この場合、接合面が接近した結果、接合面間で発生する力（例えばクーロン力）によって接合面が引き寄せられ、時間の経過とともに拡散接合が進行することとなる。
【００５７】
また、パターン付基板１０および中抜き基板３０の接合は、図４Ｃに示されるように、ハンドリング部材５５でパターン付基板１０を、ハンドリング部材５６で中抜き基板３０を保持して、これらの基板を立てた状態（つまり、基板面が重力方向に平行な状態）で行うことが好ましい。パターン付基板１０が撓んだまま接合されることを防止するためである。
【００５８】
上記のような構成により、本発明に係るモールド１は窪み３２を有する構造となる。
【００５９】
（本発明の作用効果）
本発明に係るモールドは、上記のように微細な凹凸パターン１２が形成されたパターン領域１３を一方の表面１１に有し、かつ、他方の表面１４における高低差分布に関する３σ値が１〜６ｎｍであるパターン付基板１０と、少なくともパターン領域１３に対応する部分が中抜きされた形状を有し、かつ、パターン付基板１０の厚さ以上の厚さを有する中抜き基板３０と、上記他方の表面１４と当該他方の表面１４に対向する中抜き基板３０の表面とを接合するように、パターン付基板１０および中抜き基板３０の間に形成された金属膜２０とを備えることを特徴とする。このような構成により、本発明に係るモールドでは、凹凸パターンが形成された表面と反対側の表面の平坦性を担保することができ、かつ紫外光への暴露によって基板同士の接合部分が劣化するという問題が生じない。この結果、ナノインプリント用のモールドにおいて、レジストの厚さムラを低減することが可能となり、かつモールドに高い耐久性を付与することが可能となる。
【００６０】
さらに、金属膜２０を、パターン領域１３に対応する上記他方の表面１４を実質的に被覆しない形状に形成した場合には、中抜き基板３０側から露光を行う際に、パターン領域１３のみに光が照射されるように光の照射範囲を制御することが可能となる。
【００６１】
（実施形態の設計変更）
上記の実施形態では、モールド１は平面視で矩形状であったが、本発明のモールドはこれに限られない。例えば、本発明のモールドは平面視で円形状でもよい。この場合、中抜き基板は例えば円筒形状となる。
【００６２】
また、実施形態では、金属膜２０の面積は、パターン付基板１０および中抜き基板３０が接合される面積と一致する場合について説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、本発明におけるモールドは、図５に示されるように、パターン付基板１０および中抜き基板３０が接合される面積よりも広い面積を有する金属膜２１を備えたモールド２でもよい。
【実施例】
【００６３】
本発明に係るモールドの実施例を以下に示す。
【００６４】
＜実施例１＞
まず、インプリント用のスタンパの基板として、８インチサイズのシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハに、ポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５２０、日本ゼオン株式会社製）をレジスト膜の厚さが５０ｎｍとなるようにスピンコートした。その後、電子線描画装置を用いて、２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、その後現像することによりレジストパターンを上記レジスト膜に形成した。
【００６５】
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、シリコンウェハをエッチングすることで、凹凸パターンを当該シリコンウェハに形成した。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。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）によって上記レジスト膜を剥離し、Ｓｉ製のスタンパを製造した。
【００６６】
続いて、上記スタンパ表面に離型処理を施し、スタンパ表面に離型層を成膜した。離型材料としては、ダイキン工業株式会社製のデュラサーフ（登録商標）ＨＤ−１１０１Ｚをオプツール（登録商標）ＨＤ−ＺＶで２５％濃度に希釈したものを使用した。浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、引き上げ速度５ｍｍ／ｓｅｃの条件で、スタンパを離型材料に浸漬し、その後、浸漬速度１５ｍｍ／ｓｅｃ、引き上げ速度５ｍｍ／ｓｅｃの条件で、三井・デュポンフロロケミカル株式会社製のバートレル（登録商標）ＸＦ−ＵＰでスタンパをリンス処理することにより離型処理を行った。
【００６７】
次に、パターン付基板の基となる基板として、厚さが０．７ｍｍ、大きさが６インチの石英ウェハを用意した。この石英ウェハの表面形状について、高低差分布に関する３σ値が１〜３ｎｍであるものを選択して使用した。
【００６８】
そして、石英ウェハ上にインプリントレジスト液を塗布してレジスト膜を形成し、前述のスタンパを当該レジスト膜に押し当てて、ＵＶ光を照射してレジスト膜を硬化させた。その後、このスタンパをレジスト膜から剥離し、石英ウェハ上に凹凸パターンが転写されたレジスト膜を形成した。
【００６９】
次に、上記のレジストパターンをマスクとして、異方性ドライエッチングによって、石英ウェハをエッチングすることで、石英ウェハにスタンパの凹凸パターンを転写した。異方性エッチングの条件は、ＣＨＦ３流量：２０ｓｃｃｍ、ＣＦ４流量：２０ｓｃｃｍ、Ａｒ流量：８０ｓｃｃｍ、圧力：２Ｐａ、ＩＣＰパワー：３００Ｗ、ＲＩＥパワー：５０Ｗとした。
【００７０】
そして、石英ウェハを６インチ四方の大きさに加工し、石英からなるパターン付基板を作製した。
【００７１】
次に、予め中抜き加工を施した石英基板を用意した。基板の大きさは６インチ四方であり、その厚みは５．６５ｍｍのものを使用した。
【００７２】
次に、これら２種類の石英基板の貼り合わせる表面をＵＶオゾン処理法で表面洗浄した。その後、到達真空度が１×１０−６Ｐａの高真空である真空容器において、パターン付基板の凹凸パターンが形成された表面とは反対側の表面および中抜き基板の表面のそれぞれに厚さ５ｎｍのＴｉ層をスパッタリング法により成膜し、真空中でこれらの基板のＴｉ層を接触させて、本発明に係るモールドを製造した。なお、Ｔｉ層を接触させる際、外圧はかけていない。
【００７３】
＜実施例２＞
Ｔｉ層の厚さが２０ｎｍであること以外は、実施例１と同じ方法によりモールドを製造した。
【００７４】
＜比較例１＞
実施例１と同じ方法によりスタンパを製造した。
【００７５】
そして、厚さが６．３５ｍｍ、大きさが６インチ四方の石英基板を用意した。この石英基板に対して、実施例１の同様の方法により、スタンパの凹凸パターンを転写した。
【００７６】
さらに、上記石英基板の凹凸パターンが転写された表面と反対側の表面を、研削加工により窪みを形成するように加工して、モールドを製造した。
【００７７】
＜比較例２＞
パターン付基板および中抜き基板の接合を、エポキシ系の接着剤を用いて貼り合わせることにより実施したこと以外は、実施例１と同じ方法によりモールドを製造した。
【００７８】
＜比較例３＞
実施例１と同じ方法により、パターン付基板および中抜き基板を用意した。
【００７９】
そして、金属膜を介さずに、パターン付基板の凹凸パターンが形成された表面とは反対側の表面および中抜き基板の表面を直接張り合わせながら加熱しおよび外圧を加えて、これらの表面を接合した。これによりモールドが製造された。
【００８０】
＜評価方法＞
実施例および比較例で製造したモールドを用いて、インプリント時のレジスト膜の厚みムラ、パターン領域外への紫外光の漏れ、およびインプリントの耐久性についてそれぞれ下記のように評価した。
【００８１】
＜インプリント時のレジスト膜の厚みムラの評価＞
インプリント後のレジスト膜の厚みムラの評価は、１０名の人間による目視で行った。具体的には、図６ａに示すような表面形状である場合、レジスト膜の厚みムラは解消された（○）と評価し、図６ｂに示すような表面形状である場合、レジスト膜の厚みムラは解消することができなかった（×）と評価した。
【００８２】
＜パターン領域外への紫外光の漏れの評価＞
パターン領域外への紫外光の漏れの評価は、パターン領域よりも広い範囲に塗布したレジストに対して、それぞれのモールドを用いてインプリントを行い、パターン領域外のレジストの硬化状態に基づいて評価した。具体的には、レジストが全く硬化していない場合、充分に遮光できている（◎）と評価し、レジストは硬化されているがそのレジストに再度モールドを押し当てたときパターン転写が可能である場合、遮光の効果がある（○）と評価し、レジストが完全に硬化されてそのレジストに再度モールドを押し当ててもパターン転写は不可能である場合、遮光の効果がない（×）と評価した。
【００８３】
＜インプリントの耐久性の評価＞
インプリントの耐久性の評価は、高圧ＵＶランプを用いて、１００Ｊ／ｃｍ２の紫外線（１ｍＷ／ｃｍ２×１ｓｅｃ×１０万ショット）を照射した後に、パターン付基板および中抜き基板が接合面において剥離できるか否かに基づいて判断した。剥離できなかった場合を良好（○）と評価し、剥離できた場合を不良（×）と評価した。
【００８４】
＜総合評価＞
上記の３つの評価項目のうち、１つも「×」が付与されなかったものを良好（○）と評価し、１つでも「×」が付与されたものを不良（×）と総合評価した。
【００８５】
＜結果＞
表１は上記の評価の結果をまとめた表である。
【００８６】
【表１】
2013073999.tif 000003
【００８７】
実施例１で製造したモールドについての評価結果は以下の通りである。レジスト膜の厚さムラは観察されず良好な結果となった。また、紫外光の漏れについては、Ｔｉ層がある程度の紫外光を遮光したため、パターン領域外のレジストは硬化されているがパターン転写は可能であった。また、耐久性については、基板同士の接合面での剥離は起こらず良好な結果となった。
【００８８】
実施例２で製造したモールドについての評価結果は以下の通りである。レジスト膜の厚さムラは観察されず良好な結果となった。また、紫外光の漏れについては、Ｔｉ層が完全に紫外光を遮光したため、パターン領域外のレジストは全く硬化されていなかった。また、耐久性については、基板同士の接合面での剥離は起こらず良好な結果となった。
【００８９】
比較例１で製造したモールドについての評価結果は以下の通りである。窪み低面における高低差分布が大きいため、その凹凸がインプリント後のレジスト膜に反映されてしまい、その厚さにムラが発生した。また、紫外光の漏れについては、紫外光を遮光するものがないため、パターン領域外のレジストも完全に硬化してしまった。また、耐久性については、基板同士の接合面が存在しないため、劣化はないと判断した。
【００９０】
比較例２で製造したモールドについての評価結果は以下の通りである。レジスト膜の厚さムラは観察されず良好な結果となった。また、紫外光の漏れについては、接着剤がある程度の紫外光を吸収しレジストに到達する光量が減少したため、結果としてパターン領域外のレジストは硬化されているがパターン転写は可能であった。また、耐久性については、基板同士の接合面における接着剤が紫外光により劣化したため、接合面において基板同士が剥離できた結果となった。
【００９１】
比較例３で製造したモールドについての評価結果は以下の通りである。基板の接合において加熱しおよび外圧を加えたため、インプリント面に歪が生じてしまい、レジスト膜の厚さムラが観察された。また、紫外光の漏れについては、紫外光を遮光するものがないため、パターン領域外のレジストも完全に硬化してしまった。また、耐久性については、基板同士の接合面において接着剤を使用していないため、紫外光による劣化がなく、基板同士の接合面での剥離は起こらず良好な結果となった。
【００９２】
この結果、本発明のモールドを使用することで、微細な凹凸パターンを用いたナノインプリントにおいても、インプリント後のレジスト膜の厚さムラを解消することが可能であり、紫外光に対するモールドの耐久性が向上することが立証された。
【００９３】
さらに、金属膜を、パターン領域に対応する上記他方の表面を実質的に被覆しない形状に形成した場合には、連続してインプリントを行う際、隣接した領域に紫外光が漏れることを防止できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００９４】
本発明のインプリント用モールドは、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、ゲル状のガラス材料にパターン転写するゾルゲルインプリント法、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等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００９５】
１     モールド
１０   パターン付基板
１１   パターン付基板のパターンが形成された表面
１２   凹凸パターン
１３   パターン領域
１４   パターン付基板のパターンが形成された表面と反対側の表面
２０   金属膜
２２、２３    金属層
３０   中抜き基板
３２   窪み（中抜き部分）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図６】
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