JP2009143089A - 微細構造転写用モールド及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】微細構造転写用モールド10Aは、基板部11と、基板部11の表面に形成された凹凸パターンを有するパターン部12とを備えており、パターン部12は機能領域21と測定領域22a,22bを有している。機能領域21に形成された開口部26の形状を測定領域22bに形成された開口部28aの形状から求めることができるように、開口部26の短軸方向長さL1と開口部28aの短軸方向長さL2との間にL1<L2の関係が満たされており、L1の短軸方向長さでは開口部26の深さを所定の非破壊測定装置を用いて測定不能であるが、L2の短軸方向長さがあれば開口部28aの深さを非破壊測定装置を用いて測定できるようにL1,L2を設定する。
【選択図】図1
Description
図1に第1実施形態に係る微細構造転写用モールド(以下「微細モールド」という)の概略構造を表した断面図を示し、図2に微細モールドの概略構造を表した平面図を示す。図1は図2に示す矢示AA断面図に相当する。微細モールド10Aは、基板部11と、基板部11の表面に形成された微細な凹凸パターンを有するパターン部12aとを備えている。パターン部12aの外周には位置検出用凹凸部13が形成されている。
図4に第2実施形態に係る微細モールドの概略構造を表した断面図を示す。この微細モールド10Bは、機能領域21と測定領域22aとの間に、また機能領域21と測定領域22bとの間にそれぞれ、緩衝領域23としての開口部が形成されたパターン部12bが基板部11の表面に形成された構造を有している。なお、図4では図1に示した機能領域21と測定領域22a,22bを簡略化して示している。
図5に第3実施形態に係る微細モールドの概略構造を表した平面図を示す。この微細モールド10Cは、3カ所に分けられて形成されている機能領域21の間にそれぞれ測定領域22a,22cが形成されてなるパターン部12cが、基板部11の表面に形成された構造を有している。
図6に第4実施形態に係る微細モールドの概略構造を表した断面図を示す。この微細モールド10Dにおいて基板部11の表面に形成されたパターン部12dの機能領域21aには、深さの異なる開口部26,26a,26bが形成されている。これに対応して、測定領域22dには、開口部26,26a,26bのそれぞれの深さに対応する階段状の底部を備えた開口部29が形成されている。
図7に第5実施形態に係る微細モールドの概略構造を表した断面図を示す。微細モールド50は、基板部51と、基板部51の表面に形成された樹脂からなるパターン部53とから構成されている。パターン部53の凹凸パターンは、前記した微細モールド10Aのパターン部12aの凹凸パターンを樹脂膜に型押しして転写することにより形成されたものである。したがって、パターン部53の凹凸パターンは前記した微細モールド10Aのパターン部12aの凹凸パターンと逆になっており、パターン部53は、前記した微細モールド10Aの機能領域21に起因する機能領域31と、測定領域22a,22bにそれぞれ起因する測定領域32a,32bとを有している。
前記した微細モールド50は、別の微細モールドを電鋳インプリント法を用いて製造するための型として用いることができる。図9に電鋳インプリント法による微細モールドの製造プロセスを模式的に示す。図9(d)に第6実施形態に係る微細モールド60が示されている。微細モールド60は、全体がニッケル(Ni)で構成されており、その製造プロセスは、無電解Niめっきと電解Niめっきの二段階からなる。
実施例1に係る微細モールドとして石英からなる微細モールドを作製した。図10に実施例1に係る微細モールドの製造プロセスを模式的に示す。まず、石英基板(外径:4インチ、厚さ:0.5mm(信越化学製))81の表面にメタルマスク層82を形成し、このメタルマスク層82の表面にEBレジスト層83を形成した(図10(a))。EBレジスト層83の中央の60mm×60mm枠を描画領域として、EBプロセスにより、所定のパターンを描画し、現像して凹凸パターンを作製した(図10(b))。
実施例3に係る微細モールドとして、Siウエハの表面にSiO2からなる凹凸パターン部が形成された微細モールドを作製した。図13に実施例3に係る微細モールドの製造プロセスを模式的に示す。Siウエハ(外径:4インチ、厚さ:0.5mm(信越化学製))85の表面にSiO2層86を厚さが約100nmとなるように形成し(図13(a))、SiO2層86の表面にEBレジスト層87を形成した(図13(b))。EBレジスト層87の中央の60mm×60mm枠を描画領域として、EBプロセスにより、前記した実施例1に係る微細モールド80Aの製造プロセスに用いたパターンと同じパターンを描画し、現像して凹凸パターンを作製した(図10(c))。なお、図13(c)には機能領域のみが図示されており、測定領域は図示されていない(図13(d),(e)についても同様)。
実施例5に係る微細モールドとして、高さの異なる線部を有するパターン部を備えた微細モールドを作製した。図14に実施例5に係る微細モールドの作製プロセスを模式的に示す。なお、図14には機能領域のみを示している。前記した微細モールド80Bを用い(図14(a))、微細モールド80Bの表面にEBレジスト層88を形成し(図14(b))、SiO2層86の一部が露出するようにEB描画し、現像を行う(図14(c))。
前記した第5実施形態に係る微細モールド50を用いて電鋳インプリント法により前記した第6実施形態に係る微細モールド60を作製した方法と同様の方法にしたがって(図9参照)、前記した実施例2に係る微細モールドを用いて実施例7に係る微細モールドを作製した。
前記した実施例1に係る微細モールドの製造プロセスにおいて、測定領域を設けずに機能領域のみからなるパターン部が形成されるようにすることにより、比較例1に係る微細モールドを作製した。この比較例1に係る微細モールドの機能領域における開口部の深さを、前記したAFMを用いて測定し、また断面SEM観察により測定した。その結果を表1に併記する。AFMによる測定結果は約78.5nmであり、断面SEM観察による測定結果は約95.8nmであった。測定値の差異は約18%もあり、短軸方向長さが50nmで深さが約100nm(つまり、アスペクト比が2)の開口部については、その深さをAFMでは正確に測定できない結果となった。
前記した実施例3に係る微細モールドの製造プロセスにおいて、測定領域を設けずに機能領域のみからなるパターン部が形成されるようにすることにより、比較例2に係る微細モールドを作製した。この比較例2に係る微細モールドの機能領域における開口部の深さを、前記したAFMを用いて測定し、また断面SEM観察により測定した。その結果を表1に併記する。AFMによる測定結果は約76.3nmであり、断面SEM観察による測定結果は約96.2nmであった。測定値の差異は約21%もあり、開口部の深さをAFMでは正確に測定できない結果となった。
11,51 基板部
12a〜12d,53 パターン部
13 位置検出用凹凸部
18 AFMプローブ
21,21a 機能領域
22a〜22d 測定領域
23 緩衝領域
25,27a,27b,36,38a,38b 線部
26,26a,26b,28a,28b,29,35,37a,37b 開口部
52 樹脂膜
61 無電解Niめっき層
81 石英基板
82 メタルマスク層
83,87,88 EBレジスト層
85 Siウエハ
86 SiO2層
Claims (19)
- 基板部と、前記基板部の表面に設けられた微細な凹凸パターンを有するパターン部とを具備する微細構造転写用モールドであって、
前記パターン部は機能領域と測定領域とを有しており、
前記機能領域に形成された凹凸パターンの開口部における短軸方向長さL1と前記測定領域に形成された凹凸パターンの開口部における短軸方向長さL2との間にL1<L2の関係が成立するとともに、
前記機能領域に形成された凹凸パターンの開口部の深さを前記L1の短軸方向長さでは所定の非破壊測定装置を用いて測定することができず、前記測定領域に形成された凹凸パターンの開口部の深さを前記L2の短軸方向長さでは前記非破壊測定装置を用いて測定することができることを特徴とする微細構造転写用モールド。 - 前記L1と前記L2との間に、さらに、L2≦2L1の関係が成立していることを特徴とする請求項1に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記機能領域に形成された凹凸パターンの線部の線幅L3と、前記測定領域に形成された凹凸パターンの線部の線幅L4との間にL3<L4の関係が成立するとともに、
前記パターン部の凹凸パターンを所定の被転写体に転写することにより前記被転写体に形成される凹凸パターンにおいて、前記線幅L3の線部に起因して形成される第1開口部の短軸方向長さL3′では前記第1開口部の深さを所定の非破壊測定装置を用いて測定することができず、前記線幅L4の線部に起因して形成される第2開口部の短軸方向長さL4′では前記第2開口部の深さを前記非破壊測定装置を用いて測定することができることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の微細構造転写用モールド。 - 基板部と、前記基板部の表面に設けられた微細な凹凸パターンを有するパターン部とを具備する微細構造転写用モールドであって、
前記パターン部は機能領域と測定領域とを有しており、
前記機能領域に形成された凹凸パターンの線幅L3と、前記測定領域に形成された凹凸パターンの線幅L4との間にL3<L4の関係が成立するとともに、
前記パターン部の凹凸パターンを所定の被転写体に転写することにより前記被転写体に形成される凹凸パターンにおいて、前記線幅L3の線部に起因して形成される第1開口部の短軸方向長さL3′では前記第1開口部の深さを所定の非破壊測定装置を用いて測定することができず、前記線幅L4の線部に起因して形成される第2開口部の短軸方向長さL4′では前記第2開口部の深さを前記非破壊測定装置を用いて測定することができることを特徴とする微細構造転写用モールド。 - 前記測定領域を2カ所以上有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記測定領域は前記機能領域に隣接していることを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記基板部はSiO2またはSiを主成分とすることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記基板部と前記パターン部とは異なる材質からなることを特徴とする請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記基板部および前記パターン部がニッケルからなる一体構造を有することを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記測定領域に形成された凹凸パターンの開口部の深さと前記機能領域に形成された凹凸パターンの開口部の深さとが同じであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記測定領域に形成された凹凸パターンの開口部のアスペクト比は前記機能領域に形成された凹凸パターンの開口部のアスペクト比よりも小さいことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記機能領域に形成された凹凸パターンは深さの異なる複数の開口部を有し、前記測定領域に形成された凹凸パターンは、前記機能領域に形成された開口部の深さに対応した複数の深さを有する開口部を有することを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記機能領域と前記測定領域の間に緩衝領域が設けられていることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 前記パターン部は、前記非破壊測定装置による測定位置を検出するための凹凸部をさらに有することを特徴とする請求項1から請求項13のいずれか1項に記載の微細構造転写用モールド。
- 基板の表面にレジスト層を形成する成膜工程と、
前記レジスト層に機能領域と測定領域を設定し、前記機能領域と前記測定領域にそれぞれ異なるパターンを描画するパターン描画工程と、
前記レジスト層を現像してレジストパターンを形成する現像工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングするエッチング工程と、
前記レジストパターンを除去するレジスト剥離工程とを有し、
前記現像工程によって前記機能領域に形成される第1レジストパターンと前記測定領域に形成される第2レジストパターンをエッチングマスクとして用いた前記エッチング工程の後に、前記第1レジストパターンに起因して前記基板の表面に形成される第1凹凸パターンの開口部における短軸方向長さL1と前記第2レジストパターンに起因して前記基板の表面に形成される第2凹凸パターンの開口部における短軸方向長さL2との間にL1<L2の関係が成立するとともに、前記第1凹凸パターンの開口部の深さを前記L1の短軸方向長さでは所定の非破壊測定装置を用いて測定することができず、前記第2凹凸パターンの開口部の深さを前記L2の短軸方向長さでは前記非破壊測定装置を用いて測定することができるように、前記パターン描画工程におけるパターン描画が行われることを特徴とする微細構造転写用モールドの製造方法。 - 前記基板の表面に被加工層が形成されており、前記第1凹凸パターンおよび前記第2凹凸パターンが前記被加工層に形成されることを特徴とする請求項15に記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
- さらに、前記基板において前記第1凹凸パターンおよび前記第2凹凸パターンが形成されている面を所定の被転写膜に型押しして、前記被転写膜の表面に前記第1凹凸パターンおよび前記第2凹凸パターンを転写する転写工程と、
前記基板と前記被転写基板とを剥離する剥離工程とを有することを特徴とする請求項15または請求項16に記載の微細構造転写用モールドの製造方法。 - 前記第1凹凸パターンの線部の線幅L3と前記第2凹凸パターンの線部の線幅L4との間にL3<L4の関係が成立するとともに、
前記転写工程において、前記線幅L3の線部に起因して前記被転写膜に形成される第1開口部の短軸方向長さL3′では前記第1開口部の深さを所定の非破壊測定装置を用いて測定することができず、前記線幅L4の線部に起因して前記被転写膜に形成される第2開口部の短軸方向長さL4′では前記第2開口部の深さを前記非破壊測定装置を用いて測定することができるように、前記パターン描画工程におけるパターン描画が行われることを特徴とする請求項17に記載の微細構造転写用モールドの製造方法。 - さらに、前記被転写膜の表面に電鋳層を形成する電鋳工程と、
前記電鋳層と前記被転写膜とを剥離する工程とを有することを特徴とする請求項17または請求項18に記載の微細構造転写用モールドの製造方法。
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