JP2008221674A - モールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】モールドの平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法を提供する。
【解決手段】被加工部材にパターンをインプリントするモールドであって、
前記モールドは、少なくとも、前記モールド本体において前記パターンが形成された面側である表面に被覆層１０２が設けられていると共に、前記表面と対向する面側である裏面に、開口部２０２が一部に形成された被覆層１０３が設けられている構成とする。
【選択図】 図２
【解決手段】被加工部材にパターンをインプリントするモールドであって、
前記モールドは、少なくとも、前記モールド本体において前記パターンが形成された面側である表面に被覆層１０２が設けられていると共に、前記表面と対向する面側である裏面に、開口部２０２が一部に形成された被覆層１０３が設けられている構成とする。
【選択図】 図２
Description
本発明は、モールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法に関するものである。
近年、モールド上の微細な構造を、樹脂や金属等の被加工部材に転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
さらに、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等として幅広い分野への応用が期待されている。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
さらに、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（Ｍｉｃｒｏ Ｔｏｔａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｓｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等として幅広い分野への応用が期待されている。
このようなインプリントによる加工は、例えば非特許文献１に紹介されているように、半導体製造技術に適用する場合には以下のように行われる。
即ち、被加工部材である基板（例えば半導体ウェハー）上に光硬化型の樹脂層を有するワークに対して、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当て、さらに加圧し、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。
これにより、樹脂層に上記パターンが転写されるので、この樹脂層をマスク層としてエッチング等を行い、基板へのパターン形成が行われる。
即ち、被加工部材である基板（例えば半導体ウェハー）上に光硬化型の樹脂層を有するワークに対して、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドを押し当て、さらに加圧し、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。
これにより、樹脂層に上記パターンが転写されるので、この樹脂層をマスク層としてエッチング等を行い、基板へのパターン形成が行われる。
このようなインプリントに用いるモールドにおいて、表面にモールド本体の材料とは異なる材料によって被覆層を形成する場合があることが知られている。
例えば、特許文献１では、図９に示すように、モールド本体９０１の表面に、炭化シリコン、あるいは窒化シリコン等による被覆層９０２を形成している。
この被覆層はモールド表面の強度を確保するための保護膜としての働きをしている。
Ｓｔｅｐｈａｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ．ａｌ．， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，Ｖｏｌ．６７，Ｉｓｓｕｅ ２１，ｐｐ．３１１４−３１１６（１９９５） 特開２００４−１４８４９４号公報
例えば、特許文献１では、図９に示すように、モールド本体９０１の表面に、炭化シリコン、あるいは窒化シリコン等による被覆層９０２を形成している。
この被覆層はモールド表面の強度を確保するための保護膜としての働きをしている。
Ｓｔｅｐｈａｎ Ｙ．Ｃｈｏｕ ｅｔ．ａｌ．， Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，Ｖｏｌ．６７，Ｉｓｓｕｅ ２１，ｐｐ．３１１４−３１１６（１９９５）
しかしながら、上記従来例における特許文献のように、モールド表面の強度を確保するために被覆層を形成したモールドには、モールドと被覆層との界面に働く応力により平坦性が失われるという問題があった。
これを、更に説明すると、図１０に示すように、モールド本体９０１と被覆層９０２の材料が異なることにより、その界面で応力が働き、モールドが反って変形してしまう場合が生じる。その結果、モールドの平坦性が失われ、インプリントの面内均一性が得られなくなってしまうこととなる。
これを、更に説明すると、図１０に示すように、モールド本体９０１と被覆層９０２の材料が異なることにより、その界面で応力が働き、モールドが反って変形してしまう場合が生じる。その結果、モールドの平坦性が失われ、インプリントの面内均一性が得られなくなってしまうこととなる。
一方、このような表面被覆層の形成に起因する応力による平坦性の問題に対処するため、モールドの裏面全面に被覆層を設けて解決を図ろうとすると、平坦性は保たれるものの、光学観察によりアライメントを行うに際して、つぎのような問題が生じる。
例えば、モールドに光学観測ができる特定の波長域の光の透過が可能な透明な材料を用いても、被覆層に光学観測が不可能な不透明な材料を用いた場合には、アライメントマークの観察に支障が生じる。
また、モールドと被覆層との双方に光学観測が可能な透明な材料を用いた場合においても、この裏面の被覆層とモールドとの界面で光学観察用の光が反射してしまう場合が生じ、被覆層の膜厚が観測光のコヒーレンス長に近いと、不要な干渉を引き起こし光学観察の妨げとなることがある。
例えば、モールドに光学観測ができる特定の波長域の光の透過が可能な透明な材料を用いても、被覆層に光学観測が不可能な不透明な材料を用いた場合には、アライメントマークの観察に支障が生じる。
また、モールドと被覆層との双方に光学観測が可能な透明な材料を用いた場合においても、この裏面の被覆層とモールドとの界面で光学観察用の光が反射してしまう場合が生じ、被覆層の膜厚が観測光のコヒーレンス長に近いと、不要な干渉を引き起こし光学観察の妨げとなることがある。
本発明は、上記課題に鑑み、モールドの平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法の提供を目的とする。
本発明は、次のように構成したモールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法を提供するものである。
本発明のモールドは、被加工部材にパターンをインプリントするモールドであって、
前記モールドは、少なくとも、モールド本体において前記パターンが形成された面側である表面に被覆層が設けられていると共に、前記表面と対向する面側である裏面に、開口部が一部に形成された被覆層が設けられていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記モールド本体は、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光に対して透明な材料で構成され、
前記被覆層は、前記モールド本体と異なる光学特性を有する透明な材料で形成され、または不透明な材料で構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層を構成する透明な材料は、紫外光の少なくとも一部の波長域に対し、前記被加工部材を構成する光硬化樹脂を硬化させることが可能な光学的透過率を有することを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層を構成する透明な材料と、前記光硬化樹脂は、光学観察の可能な一部の波長域の光に対して、屈折率の差が０．２以上となる材料により構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層が、導電性を有する材料で構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記モールド本体の裏面の被覆層には、前記モールド本体の表面のパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンが形成されていることを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、被加工部材にパターンをインプリントする際に用いるモールドの製造方法であって、
基板の表面と裏面とに被覆層を形成する工程と、
前記基板の表面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板の表面に形成された被覆層をエッチングすることにより、表面が前記被覆層で覆われた凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、基板上に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板をエッチングすることによって、表面に凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記凹凸パターンを含め前記モールドの表面に被覆層を形成すると共に、前記モールドの裏面に被覆層を形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、裏面の被覆層に開口部を形成する工程において、前記裏面の被覆層に形成された開口部が、
前記裏面の被覆層の一部に形成されたアライメントマークの観察用の穴であり、または前記観察用の穴および前記モールドのパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンであることを特徴とする。
本発明の加工装置は、被加工物にモールドのパターンを形成する加工装置において、前記モールドとして、上記したいずれかに記載のモールドを備えていることを特徴とする。
本発明の加工方法は、被加工物にモールドのパターンを形成する加工方法において、前記モールドとして、上記したいずれかに記載のモールドを用いることを特徴とする。
本発明の加工方法は、前記被加工物にモールドのパターンを形成するに際し、前記モールド本体の裏面の被覆層に形成された開口部から、前記被加工物とモールドとのそれぞれのアライメントマークを光学観察し、位置合わせを行うことを特徴とする。
本発明のモールドは、被加工部材にパターンをインプリントするモールドであって、
前記モールドは、少なくとも、モールド本体において前記パターンが形成された面側である表面に被覆層が設けられていると共に、前記表面と対向する面側である裏面に、開口部が一部に形成された被覆層が設けられていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記モールド本体は、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光に対して透明な材料で構成され、
前記被覆層は、前記モールド本体と異なる光学特性を有する透明な材料で形成され、または不透明な材料で構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層を構成する透明な材料は、紫外光の少なくとも一部の波長域に対し、前記被加工部材を構成する光硬化樹脂を硬化させることが可能な光学的透過率を有することを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層を構成する透明な材料と、前記光硬化樹脂は、光学観察の可能な一部の波長域の光に対して、屈折率の差が０．２以上となる材料により構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記被覆層が、導電性を有する材料で構成されていることを特徴とする。
本発明のモールドは、前記モールド本体の裏面の被覆層には、前記モールド本体の表面のパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンが形成されていることを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、被加工部材にパターンをインプリントする際に用いるモールドの製造方法であって、
基板の表面と裏面とに被覆層を形成する工程と、
前記基板の表面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板の表面に形成された被覆層をエッチングすることにより、表面が前記被覆層で覆われた凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、基板上に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板をエッチングすることによって、表面に凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記凹凸パターンを含め前記モールドの表面に被覆層を形成すると共に、前記モールドの裏面に被覆層を形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とする。
本発明のモールドの製造方法は、裏面の被覆層に開口部を形成する工程において、前記裏面の被覆層に形成された開口部が、
前記裏面の被覆層の一部に形成されたアライメントマークの観察用の穴であり、または前記観察用の穴および前記モールドのパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンであることを特徴とする。
本発明の加工装置は、被加工物にモールドのパターンを形成する加工装置において、前記モールドとして、上記したいずれかに記載のモールドを備えていることを特徴とする。
本発明の加工方法は、被加工物にモールドのパターンを形成する加工方法において、前記モールドとして、上記したいずれかに記載のモールドを用いることを特徴とする。
本発明の加工方法は、前記被加工物にモールドのパターンを形成するに際し、前記モールド本体の裏面の被覆層に形成された開口部から、前記被加工物とモールドとのそれぞれのアライメントマークを光学観察し、位置合わせを行うことを特徴とする。
本発明によれば、モールドの平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールド、モールドの製造方法、加工装置及び加工方法を実現することができる。
本発明の実施形態のモールドにおいては、上記した本発明の構成を適用して、モールドの表裏面に被覆層を形成することにより、応力を相殺するように構成する。
それと共に、前記モールドの裏面に形成した被覆層の一部に観察用の穴を開けることによって、モールド裏面からアライメントを行うに際して光学観測が可能となるように構成する。
その際、前記モールドの本体は、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光に対して透明な材料で構成し、前記被覆層は、前記モールドの本体と異なる光学特性を有する透明な材料、あるいは不透明な材料で構成する。そして、このようなモールドを、被加工物にモールドのパターンを形成する加工装置に適用し、位置合わせ精度の向上を図ることができる。
また、このようなモールドを用い、前記観察用の穴から、前記被加工物とモールドとのそれぞれのアライメントマークを光学観察し、位置合わせを行うことにより、精度良く位置合わせを行うことが可能となる加工方法を実現することができる。
それと共に、前記モールドの裏面に形成した被覆層の一部に観察用の穴を開けることによって、モールド裏面からアライメントを行うに際して光学観測が可能となるように構成する。
その際、前記モールドの本体は、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光に対して透明な材料で構成し、前記被覆層は、前記モールドの本体と異なる光学特性を有する透明な材料、あるいは不透明な材料で構成する。そして、このようなモールドを、被加工物にモールドのパターンを形成する加工装置に適用し、位置合わせ精度の向上を図ることができる。
また、このようなモールドを用い、前記観察用の穴から、前記被加工物とモールドとのそれぞれのアライメントマークを光学観察し、位置合わせを行うことにより、精度良く位置合わせを行うことが可能となる加工方法を実現することができる。
以下に、本発明の実施例について説明する。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したモールドの平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールドの構成例について説明する。
図１に、本実施例における裏面の被覆層に観察用の穴を備えたモールドを構成するに際し、被覆の形態としてどのような形態を採ることができるかについて説明するための模式的断面図を示す。
図２に、本実施例における裏面に観察用の穴を備えたモールドの構成を説明するための模式的断面図を示す。
図１及び図２において、１０１はモールド本体、１０２は被覆層、１０３は被覆層、１０４は被覆層、２０１は光学観察の対象、２０２は光学観察用の穴、２０３はモールドである。
［実施例１］
実施例１においては、本発明を適用したモールドの平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールドの構成例について説明する。
図１に、本実施例における裏面の被覆層に観察用の穴を備えたモールドを構成するに際し、被覆の形態としてどのような形態を採ることができるかについて説明するための模式的断面図を示す。
図２に、本実施例における裏面に観察用の穴を備えたモールドの構成を説明するための模式的断面図を示す。
図１及び図２において、１０１はモールド本体、１０２は被覆層、１０３は被覆層、１０４は被覆層、２０１は光学観察の対象、２０２は光学観察用の穴、２０３はモールドである。
まず、図１を用いて、被覆の形態としてどのような形態を採ることができるかについて説明する。
被覆の形態の一つとして、図１（ａ）に示すように、モールドの表裏のみでなく側面にも被覆層１０４を形成し、モールドの全てを覆った形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｂ）に示すように、モールドの表面と裏面を覆って、側面は剥き出しになっている形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｃ）に示すように、表面のパターンの凸部、あるいはその一部を被覆層１０２が覆っている形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｄ）に示すように、モールドの表面の被覆層１０２に、インプリント用の凹凸を形成した形態を採ることができる。
被覆の形態の一つとして、図１（ａ）に示すように、モールドの表裏のみでなく側面にも被覆層１０４を形成し、モールドの全てを覆った形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｂ）に示すように、モールドの表面と裏面を覆って、側面は剥き出しになっている形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｃ）に示すように、表面のパターンの凸部、あるいはその一部を被覆層１０２が覆っている形態を採ることができる。
また、他の被覆の形態として、図１（ｄ）に示すように、モールドの表面の被覆層１０２に、インプリント用の凹凸を形成した形態を採ることができる。
ここで、モールド本体１０１の材料は透明体であり、これに対し、少なくともモールドの表面と裏面に、被覆層１０２と１０３をそれぞれ形成する。
被覆層１０２、１０３は、不透明な材料、あるいは、モールド本体１０１の材料とは異なる光学特性を持つ材料から選択する。
なお、ここでの透明とは、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光を透過させることが出来ることを意味している。
また、被覆層１０２、１０３、１０４は、同じ材料でも、異なる材料でもよく、表裏面の応力が相殺できる適切な材料、及び膜厚から選択される。このような構成を用いることにより、表面の被覆層を、任意の膜厚に形成することが出来る。
被覆層１０２、１０３は、不透明な材料、あるいは、モールド本体１０１の材料とは異なる光学特性を持つ材料から選択する。
なお、ここでの透明とは、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光を透過させることが出来ることを意味している。
また、被覆層１０２、１０３、１０４は、同じ材料でも、異なる材料でもよく、表裏面の応力が相殺できる適切な材料、及び膜厚から選択される。このような構成を用いることにより、表面の被覆層を、任意の膜厚に形成することが出来る。
つぎに、本実施例における裏面の被覆層に観察用の穴を備えたモールドの構成例を、図２を用いて説明する
図２の構成例は、図１（ｂ）の被覆の形態を用いて、モールド表面に、光学観察の対象２０１を、それに対向するモールドの裏面側に、観察用の穴２０２を設けたものである。
即ち、この２０２の領域には、被覆材料が存在しない構成となっている。このようなモールド２０３は、例えば図３のように、モールド２０３の裏面からの観察により、基板３０１とモールド２０３の位置合わせを行う場合において有効である。
これを更に説明すると、インプリントでのアライメントに際して、アライメントマークとして基板側のパターン３０２と光学観察の対象となるモールド側のパターン２０１を用いる。
そして、これらのアライメントマークを、モールド本体の裏面の被覆層に形成された開口部の観察用の穴２０２から、光学観察して位置合わせを行うことにより、被加工物であるインプリント用の樹脂３０３に、モールドのパターンをインプリントすることができる。
以上のように、本実施例における図２の構成例によるモールドを用いると、観察用の穴２０２、透明なモールド本体１０１を透過して、モールド裏面からモールド表面のマークを観察することが出来る。
以上のような方法は、紫外光照射による光インプリント、あるいは熱インプリントのいずれにも用いることが出来る。
図２の構成例は、図１（ｂ）の被覆の形態を用いて、モールド表面に、光学観察の対象２０１を、それに対向するモールドの裏面側に、観察用の穴２０２を設けたものである。
即ち、この２０２の領域には、被覆材料が存在しない構成となっている。このようなモールド２０３は、例えば図３のように、モールド２０３の裏面からの観察により、基板３０１とモールド２０３の位置合わせを行う場合において有効である。
これを更に説明すると、インプリントでのアライメントに際して、アライメントマークとして基板側のパターン３０２と光学観察の対象となるモールド側のパターン２０１を用いる。
そして、これらのアライメントマークを、モールド本体の裏面の被覆層に形成された開口部の観察用の穴２０２から、光学観察して位置合わせを行うことにより、被加工物であるインプリント用の樹脂３０３に、モールドのパターンをインプリントすることができる。
以上のように、本実施例における図２の構成例によるモールドを用いると、観察用の穴２０２、透明なモールド本体１０１を透過して、モールド裏面からモールド表面のマークを観察することが出来る。
以上のような方法は、紫外光照射による光インプリント、あるいは熱インプリントのいずれにも用いることが出来る。
モールド本体１０１には、例えば酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、窒化シリコン、酸化チタン、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の透明体から選択できる。
また、被覆層１０２、１０３、１０４は、金属、シリコン、炭化シリコン等の不透明な材料から選択してもよいが、モールド本体とは光学特性の異なる透明な材料を選択してもよい。
被覆層に透明な物質を用いた場合、基板側のマークを鮮明に観察出来るという利点がある。被覆層に用いる透明な材料は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、窒化シリコン、酸化チタン、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の透明体の中で、モールド本体１０１とは異なる材料から選ぶことが出来る。
また、被覆層１０２、１０３、１０４は、金属、シリコン、炭化シリコン等の不透明な材料から選択してもよいが、モールド本体とは光学特性の異なる透明な材料を選択してもよい。
被覆層に透明な物質を用いた場合、基板側のマークを鮮明に観察出来るという利点がある。被覆層に用いる透明な材料は、酸化シリコン、酸化アルミニウム、フッ化カルシウム、窒化シリコン、酸化チタン、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化亜鉛等の透明体の中で、モールド本体１０１とは異なる材料から選ぶことが出来る。
被覆層に不透明な材料を選んだ場合においても、少なくともモールド表面の光学観察の対象２０１において、図２の構成例によるモールドには表面の被覆層１０２に切れ目があることから、観察用の穴２０２により光学観察が可能となる。このような構成のモールドは、熱インプリントに用いることが出来る。
被覆層に透明な材料を選んだ場合には、観察用の穴２０２がなくても光学観察が可能であるが、裏面の被覆層１０３の厚みが観測光のコヒーレンス長に近いと、不要な干渉を引き起こし観測の妨げとなる場合が生じる。
しかしながら、図２の構成例によるモールドには観察用の穴２０２があることから、このような妨げが生じることなく、インプリントでのアライメントが可能となる。
このような構成のモールドは、熱インプリントと光インプリントの双方に用いることが出来る。
被覆層に透明な材料を選んだ場合には、観察用の穴２０２がなくても光学観察が可能であるが、裏面の被覆層１０３の厚みが観測光のコヒーレンス長に近いと、不要な干渉を引き起こし観測の妨げとなる場合が生じる。
しかしながら、図２の構成例によるモールドには観察用の穴２０２があることから、このような妨げが生じることなく、インプリントでのアライメントが可能となる。
このような構成のモールドは、熱インプリントと光インプリントの双方に用いることが出来る。
特に、光インプリントに用いる場合は、被覆層の材料としては、紫外光の少なくとも一部の波長域に対し、光硬化樹脂を硬化させることが可能な光学的透過率を有する透明であるものが望ましい。
また、モールド本体と被覆層とは、異なる光学特性を有するものから選択すると前述したが、光インプリントを行う場合、被覆層に光硬化樹脂と異なる屈折率を持つ材料を選ぶことが望ましい。
光硬化樹脂と被覆層の屈折率が等しい、あるいは接近した値であると、図４に示すようにモールド表面に樹脂が接液した際に、モールド側の位置合わせ用マークが見え難くなってしまう場合がある。
これに対し、観測光の波長域において、光硬化樹脂とは屈折率の異なる材料を用いることにより、モールド上の位置合わせ用マークの観測が可能となる。
また、モールド本体と被覆層とは、異なる光学特性を有するものから選択すると前述したが、光インプリントを行う場合、被覆層に光硬化樹脂と異なる屈折率を持つ材料を選ぶことが望ましい。
光硬化樹脂と被覆層の屈折率が等しい、あるいは接近した値であると、図４に示すようにモールド表面に樹脂が接液した際に、モールド側の位置合わせ用マークが見え難くなってしまう場合がある。
これに対し、観測光の波長域において、光硬化樹脂とは屈折率の異なる材料を用いることにより、モールド上の位置合わせ用マークの観測が可能となる。
一般的に、光硬化樹脂の屈折率は１．５程度であるが、被覆層には、光硬化樹脂の屈折率との屈折率差が０．２以上となる透明な材料を用いることが望ましい。
それらは、例えば、酸化アルミニウム（ｎ≒１．７８）、窒化シリコン（ｎ≒２．０）、酸化チタン（ｎ≒２．４）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）（ｎ≒１．７８）、酸化亜鉛（ｎ≒２．０）等の屈折率の高い透明体から選択することができる（ｎは屈折率）。
もちろん、屈折率の低い側でも、十分な屈折率差が得られる透明な材料があれば、本モールドに適用することが出来る。
それらは、例えば、酸化アルミニウム（ｎ≒１．７８）、窒化シリコン（ｎ≒２．０）、酸化チタン（ｎ≒２．４）、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）（ｎ≒１．７８）、酸化亜鉛（ｎ≒２．０）等の屈折率の高い透明体から選択することができる（ｎは屈折率）。
もちろん、屈折率の低い側でも、十分な屈折率差が得られる透明な材料があれば、本モールドに適用することが出来る。
以上の説明では、裏面の被覆層は均一な膜を形成することを前提としていたが、表面のパターンの疎密により、モールドに働く応力に差が生じる場合が考えられる。
このような場合には、例えば図５に示すように、表面のパターンの密度に合わせて裏面にパターン５０１を形成するのが有効である。
これにより、面内の応力の差をさらに厳密に補正することが出来る。
このような場合には、例えば図５に示すように、表面のパターンの密度に合わせて裏面にパターン５０１を形成するのが有効である。
これにより、面内の応力の差をさらに厳密に補正することが出来る。
［実施例２］
実施例２においては、本発明を適用した平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールドの製造方法の構成例について説明する。
モールドの作製方法の例について、図６〜８に示す。
（１）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図６（ａ））。
被覆層１０２、１０３の形成方法は、例えばＬＰ−ＣＶＤで一度に両面に成膜する方法、Ｐ−ＣＶＤやスパッタ等で片面ずつ成膜する方法が挙げられる。被覆層１０２、１０３は同じ材料でも異なる材料でも構わない。
（２）モールド表面の被覆層１０２に、レジスト６０１によるマスクを形成する（図６（ｂ））。
パターニング方法は、例えば、ステッパ、スキャナ等による光露光、電子ビームによる描画がある。
（３）レジスト６０１をマスクにして、表面の被覆層１０２をエッチングする（図６（ｃ））。このエッチングは、被覆層１０２の途中、あるいはモールド本体１０１の表面が露出するまで行う。
その後、引き続きレジスト６０１をマスクにモールド本体をエッチングしてもよいし、レジスト６０１と被覆層１０２の併用、あるいは被覆層１０２をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。エッチング後にレジスト６０１は除去する。
（４）モールド裏面の被覆層１０３に、レジスト６０２によるマスクを形成する（図６（ｄ））。
このパターンは、観察用の穴の他に、図５に示した、応力調節用のパターンを含む場合もある。
（５）裏面の被覆層１０３をエッチングする（図６（ｅ））。その後、引き続きレジスト６０２をマスクにモールド本体をエッチングしてもよいし、レジスト６０２と被覆層１０３の併用、あるいは被覆層１０３をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。
実施例２においては、本発明を適用した平坦性が失われることがなく、アライメントを行うに際して光学観察が可能となる被覆層を備えたモールドの製造方法の構成例について説明する。
モールドの作製方法の例について、図６〜８に示す。
（１）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図６（ａ））。
被覆層１０２、１０３の形成方法は、例えばＬＰ−ＣＶＤで一度に両面に成膜する方法、Ｐ−ＣＶＤやスパッタ等で片面ずつ成膜する方法が挙げられる。被覆層１０２、１０３は同じ材料でも異なる材料でも構わない。
（２）モールド表面の被覆層１０２に、レジスト６０１によるマスクを形成する（図６（ｂ））。
パターニング方法は、例えば、ステッパ、スキャナ等による光露光、電子ビームによる描画がある。
（３）レジスト６０１をマスクにして、表面の被覆層１０２をエッチングする（図６（ｃ））。このエッチングは、被覆層１０２の途中、あるいはモールド本体１０１の表面が露出するまで行う。
その後、引き続きレジスト６０１をマスクにモールド本体をエッチングしてもよいし、レジスト６０１と被覆層１０２の併用、あるいは被覆層１０２をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。エッチング後にレジスト６０１は除去する。
（４）モールド裏面の被覆層１０３に、レジスト６０２によるマスクを形成する（図６（ｄ））。
このパターンは、観察用の穴の他に、図５に示した、応力調節用のパターンを含む場合もある。
（５）裏面の被覆層１０３をエッチングする（図６（ｅ））。その後、引き続きレジスト６０２をマスクにモールド本体をエッチングしてもよいし、レジスト６０２と被覆層１０３の併用、あるいは被覆層１０３をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。
図７は、モールド表面をエッチング後に被覆層１０２、１０３を形成する方法である。
（１）モールド本体１０１を形成するための基板上に、レジスト７０１によるマスクを形成する（図７（ａ））。あるいは、レジスト７０１とモールド本体１０１を形成するための基板との間に、ハードマスク層７０２を用いることも出来る。
（２）レジスト７０１をマスクにして、モールド本体１０１を形成するための基板をエッチングする（図７（ｂ））。
ハードマスク層７０２を用いた場合は、レジスト７０１とハードマスク層７０２の併用、あるいはレジスト７０１を除去後、ハードマスク層７０２をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。
エッチング後にレジスト７０１は除去し、表面に凹凸パターンを有するモールド本体を形成する。ハードマスク層７０２は必要に応じて除去する。
（３）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図７（ｃ））。
被覆層１０２、１０３の形成方法は、例えばＬＰ−ＣＶＤで一度に両面に成膜する方法、Ｐ−ＣＶＤやスパッタ等で片面ずつ成膜する方法が挙げられる。被覆層１０２、１０３は同じ材料でも異なる材料でも構わない。
（４）裏面のパターニングは図６に同じ。
（１）モールド本体１０１を形成するための基板上に、レジスト７０１によるマスクを形成する（図７（ａ））。あるいは、レジスト７０１とモールド本体１０１を形成するための基板との間に、ハードマスク層７０２を用いることも出来る。
（２）レジスト７０１をマスクにして、モールド本体１０１を形成するための基板をエッチングする（図７（ｂ））。
ハードマスク層７０２を用いた場合は、レジスト７０１とハードマスク層７０２の併用、あるいはレジスト７０１を除去後、ハードマスク層７０２をマスクにモールド本体のエッチングを行ってもよい。
エッチング後にレジスト７０１は除去し、表面に凹凸パターンを有するモールド本体を形成する。ハードマスク層７０２は必要に応じて除去する。
（３）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図７（ｃ））。
被覆層１０２、１０３の形成方法は、例えばＬＰ−ＣＶＤで一度に両面に成膜する方法、Ｐ−ＣＶＤやスパッタ等で片面ずつ成膜する方法が挙げられる。被覆層１０２、１０３は同じ材料でも異なる材料でも構わない。
（４）裏面のパターニングは図６に同じ。
また、被覆層１０２のパターニングを、エッチングでなくリフトオフで形成することも出来る。その作製方法を図８に示す。
（１）モールドの表面と裏面に、レジスト８０１、８０２によるマスクを形成する（図８（ａ））。
（２）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図８（ｂ））。
（３）リフトオフにより、パターンを形成する（図８（ｃ）。
以上の図８（ａ）〜図８（ｃ）を、表面と裏面でそれぞれ別々に行うことも出来る。また、片方のみをリフトオフで行い、他方をエッチングによって形成することも出来る。
（１）モールドの表面と裏面に、レジスト８０１、８０２によるマスクを形成する（図８（ａ））。
（２）モールド本体１０１に、表面の被覆層１０２と裏面の被覆層１０３を形成する（図８（ｂ））。
（３）リフトオフにより、パターンを形成する（図８（ｃ）。
以上の図８（ａ）〜図８（ｃ）を、表面と裏面でそれぞれ別々に行うことも出来る。また、片方のみをリフトオフで行い、他方をエッチングによって形成することも出来る。
被覆層の働きとしては、前記のように光学計測に用いる場合もあるが、従来例に記載のように、モールドの強度を確保し、傷や破損を抑制する目的で用いることも出来る。
また、被覆層を導電性を有する材料で構成すれば、静電気を抑制して、大気中のゴミの付着を抑制することが可能となる。
また、被覆層を導電性を有する材料で構成すれば、静電気を抑制して、大気中のゴミの付着を抑制することが可能となる。
１０１：モールド本体
１０２：被覆層
１０３：被覆層
１０４：被覆層
２０１：光学観察の対象となるモールド側のパターン
２０２：光学観察用の穴
２０３：モールド
３０１：基板
３０２：基板側のパターン
３０３：樹脂
５０１：パターン
６０１：レジスト
６０２：レジスト
７０１：レジスト
７０２：ハードマスク層
８０１：レジスト
８０２：レジスト
９０１：モールド本体
９０２：被覆層
１０２：被覆層
１０３：被覆層
１０４：被覆層
２０１：光学観察の対象となるモールド側のパターン
２０２：光学観察用の穴
２０３：モールド
３０１：基板
３０２：基板側のパターン
３０３：樹脂
５０１：パターン
６０１：レジスト
６０２：レジスト
７０１：レジスト
７０２：ハードマスク層
８０１：レジスト
８０２：レジスト
９０１：モールド本体
９０２：被覆層
Claims (12)
- 被加工部材にパターンをインプリントするモールドであって、
前記モールドは、少なくとも、モールド本体において前記パターンが形成された面側である表面に被覆層が設けられていると共に、前記表面と対向する面側である裏面に、開口部が一部に形成された被覆層が設けられていることを特徴とするモールド。 - 前記モールド本体は、可視光、あるいは少なくとも光学観察の可能な一部の波長域の光に対して透明な材料で構成され、
前記被覆層は、前記モールド本体と異なる光学特性を有する透明な材料で形成され、または不透明な材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のモールド。 - 前記被覆層を構成する透明な材料は、紫外光の少なくとも一部の波長域に対し、前記被加工部材を構成する光硬化樹脂を硬化させることが可能な光学的透過率を有することを特徴とする請求項２に記載のモールド。
- 前記被覆層を構成する透明な材料と、前記光硬化樹脂は、光学観察の可能な一部の波長域の光に対して、屈折率の差が０．２以上となる材料により構成されていることを特徴とする請求項３に記載のモールド。
- 前記被覆層が、導電性を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のモールド。
- 前記モールド本体の裏面の被覆層には、前記モールド本体の表面のパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンが形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のモールド。
- 被加工部材にパターンをインプリントする際に用いるモールドの製造方法であって、
基板の表面と裏面とに被覆層を形成する工程と、
前記基板の表面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板の表面に形成された被覆層をエッチングすることにより、表面が前記被覆層で覆われた凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするモールドの製造方法。 - 基板上に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記基板をエッチングすることによって、表面に凹凸パターンを有するモールドを形成する工程と、
前記凹凸パターンを含め前記モールドの表面に被覆層を形成すると共に、前記モールドの裏面に被覆層を形成する工程と、
前記モールドの裏面に形成された被覆層に、レジストを形成してパターニングし、該パターニングされたレジストをマスクとして、前記モールドの裏面に形成された被覆層をエッチングすることにより、前記裏面の被覆層に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするモールドの製造方法。 - 裏面の被覆層に開口部を形成する工程において、前記裏面の被覆層に形成された開口部が、
前記裏面の被覆層の一部に形成されたアライメントマークの観察用の穴であり、または前記観察用の穴および前記モールドのパターンの密度に合わせた応力調節用のパターンであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載のモールドの製造方法。 - 被加工物にモールドのパターンを形成する加工装置において、前記モールドとして、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモールドを備えていることを特徴とする加工装置。
- 被加工物にモールドのパターンを形成する加工方法において、前記モールドとして、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモールドを用いることを特徴とする加工方法。
- 前記被加工物にモールドのパターンを形成するに際し、前記モールド本体の裏面の被覆層に形成された開口部から、前記被加工物とモールドとのそれぞれのアライメントマークを光学観察し、位置合わせを行うことを特徴とする請求項１１に記載の加工方法。
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