JP2013202974A - インプリント用のモールドおよび微細構造の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望の凹凸構造の凹部への気泡の閉じ込めを抑制できるインプリント用のモールドと、このモールドを使用した微細構造の形成方法を提供する。
【解決手段】基材１２の主面１２ａに主領域１３Ａと該主領域に隣接した補助領域１３Ｂからなる凹凸構造領域１３を有し、主領域１３Ａは転写すべき凹凸構造を備え、補助領域１３Ｂは主領域から被転写材料とともに気泡を誘引するための凹凸構造を備えたモールド１１を準備し、該モールド１１の主領域の凹凸構造の反転したパターンを転写するために必要な量を超える量の被転写材料３１を、転写基材２１上に滴下して供給し、モールドの少なくとも主領域１３Ａが被転写材料３１と接触するようにモールド１１と転写基材２１とを近接させて両者間に被転写材料を介在させ、その後、モールドの主領域１３Ａで余剰となった被転写材料３１をモールドの補助領域１３Ｂに移動させ、次いで、被転写材料を硬化させた後、被転写材料とモールドとを引き剥がすことにより、微細構造を形成する。
【選択図】 図８

Description

本発明は、所望の凹凸構造を形成するインプリント用のモールドとこれを用いた微細構造の形成方法に関する。

微細加工技術として、基材の表面に微細な凹凸構造を形成した型部材（モールド）を用いて微細構造を形成するインプリント方法に注目が集まっている。このインプリント方法では、転写基材にコーティングにより薄膜フィルムを形成し、このフィルムにモールドを押し当て、モールドの凹凸構造をフィルムに転写し硬化させ、その後、モールドとフィルムとを引き離すことで、転写基材上にモールドの凹凸構造が反転した等倍パターンの微細構造を形成する（特許文献１）。
このようなインプリント方法では、モールドの凹凸構造に被転写材料が完全に充填されることが重要であり、モールドの凹凸構造の凹部に気泡が閉じ込められた場合、この気泡は形成する微細構造の欠陥の原因となる。このような気泡の閉じ込めを防止するために、例えば、モールドの凹凸構造の凹部のコーナー部にマイクロトレンチ（微小凹部）を形成する方法（特許文献２）等が提案されている。

米国特許第５，７７２，９０５号 特開２００７−４２７１５号公報

しかしながら、上記のモールドの凹部のコーナー部にマイクロトレンチを設けるためには、モールドの凹部よりも更に微細なリソグラフィを実施する必要があり工程が煩雑なものとなる。また、インプリント時にモールドの凹部に閉じ込められる気泡の体積は、使用する被転写基材の濡れ性、粘性、被転写材へのモールドの押し当て圧力、押し当て状態での保持時間等により変動するため、あらゆる条件に対応できるマイクロトレンチを形成することは困難であり、条件毎にモールドが必要となりインプリント方法のコスト低減に支障を来すものとなる。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、所望の凹凸構造の凹部への気泡の閉じ込めを抑制できるインプリント用のモールドと、このモールドを使用した微細構造の形成方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明は、凹凸構造を備えるモールドと転写基材との間に被転写材料を介在させて、前記凹凸構造の反転したパターンを前記被転写材料に転写する微細構造の形成方法において、凹凸構造を備えた凹凸構造領域を基材の主面に有するモールドであって、該凹凸構造領域は転写すべき凹凸構造を備えた主領域と、気泡捕捉用の凹凸構造を備え前記主領域に隣接する補助領域と、有するモールドを準備する工程と、該モールドの前記主領域の凹凸構造の反転したパターンを転写するために必要な量を超える量の被転写材料を、転写基材上に滴下して供給する工程と、前記モールドの少なくとも前記主領域が前記被転写材料と接触するように前記モールドと前記転写基材とを近接させ、前記モールドと前記転写基材との間に被転写材料を介在させ、前記モールドの前記主領域で余剰となった前記被転写材料を前記モールドの前記補助領域に移動させるとともに、前記主領域に発生した気泡を前記補助領域に移送する工程と、前記被転写材料を硬化させる工程と、硬化後の前記被転写材料と前記モールドとを引き剥がす工程と、を有するような構成とした。

本発明の他の態様として、前記モールドの主領域と補助領域との境界から、該境界の最近傍に位置する主領域の凹凸構造における凹部までの距離を１０００ｎｍ以下とするような構成とした。
本発明の他の態様として、前記モールドの前記補助領域の凹凸構造を、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも浅い凹部を備える構造とするような構成とした。
本発明の他の態様として、前記モールドの前記補助領域の凹凸構造を、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも深い凹部を備える構造とするような構成とした。

また、本発明は、転写基材に供給された被転写材料に所望のパターンを転写するインプリント用のモールドにおいて、基材と、該基材の一主面に位置する凹凸構造領域と、を有し、該凹凸構造領域は転写すべき凹凸構造を備える主領域と、該主領域に隣接するとともに気泡を捕捉するための凹凸構造を備える補助領域と、を有するような構成とした。
本発明の他の態様として、前記主領域と前記補助領域との境界から、該境界の最近傍に位置する主領域の凹凸構造における凹部までの距離は、１０００ｎｍ以下であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記補助領域の凹凸構造は、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも浅い凹部を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記補助領域の凹凸構造は、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも深い凹部を備えるような構成とした。

本発明の微細構造の形成方法では、モールドの主領域と転写基材との間隙空間に収容しきれずに余剰となった被転写材料が、主領域から補助領域へ移動し、このとき、主領域の凹凸構造の凹部に存在する気泡も被転写材料と共に補助領域に移送されて、補助領域およびこの補助領域の凹凸構造の凹部に気泡が捕捉され、これにより、主領域の凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することができ、微細構造の形成における欠陥の発生を大幅に低減することが可能となる。
また、本発明のインプリント用のモールドは、転写すべき凹凸構造を備える主領域に隣接して、気泡を捕捉するための凹凸構造を備える補助領域を有するので、インプリント時にモールドと転写基材との間に被転写材料が介在した状態で、主領域の凹部に気泡が発生しても、余剰となった被転写材料が主領域から補助領域へ移動するのに伴って、主領域の凹部に発生した気泡が補助領域に移送されて、補助領域およびこの補助領域の凹凸構造の凹部に気泡が捕捉され、これにより、主領域の凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することができる。

図１は、本発明のインプリント用のモールドの一実施形態を説明するための平面図である。 図２は、図１に示されるインプリント用のモールドのＩ−Ｉ線における縦断面図である。 図３（Ａ）〜（Ｃ）は、モールドの主領域と補助領域の境界部位の部分拡大断面図である。 図４は、モールドの主領域と補助領域の境界部位の部分拡大断面図である。 図５（Ａ）〜（Ｂ）は、モールドの主領域と補助領域の境界部位の部分拡大断面図である。 図６は、本発明のインプリント用のモールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図７は、本発明のインプリント用のモールドの他の実施形態を説明するための平面図である。 図８は、本発明の微細構造の形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。 図９は、本発明の微細構造の形成方法の他の実施形態を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
［インプリント用のモールド］
図１は、本発明のインプリント用のモールドの一実施形態を説明するための平面図であり、図２は、図１に示されるインプリント用のモールドのＩ−Ｉ線における縦断面図である。図１および図２において、インプリント用のモールド１１は基材１２を有し、この基材１２の一主面１２ａには、凹凸構造領域１３が位置している。図示例では、この凹凸構造領域１３は、転写すべき凹凸構造を備える主領域１３Ａと、この主領域１３Ａの周囲に位置し、気泡を捕捉するための凹凸構造を備える補助領域１３Ｂに画定されている。そして、主領域１３Ａの凹凸構造は凹部１４Ａを有し、補助領域１３Ｂの凹凸構造は凹部１４Ｂを有している。尚、図２における凹凸構造は便宜的に示したものであり、これに限定されるものではない。

インプリント用のモールド１１の基材１２は、被転写材料が光硬化性である場合には、これらを硬化させるための照射光が透過可能な材料を用いることができ、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラス類の他、サファイアや窒化ガリウム、更にはポリカーボネート、ポリスチレン、アクリル、ポリプロピレン等の樹脂、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。また、使用する被転写材料が光硬化性ではない場合や、転写基材側から被転写材料を硬化させるための光を照射可能である場合には、モールドは光透過性の材料でなくてもよく、上記の材料以外に、例えば、シリコンやニッケル、チタン、アルミニウム等の金属およびこれらの合金、酸化物、窒化物、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。
また、被転写材料とモールドとの引き剥がしを容易とするために、モールド１１の基材１２は、主面１２ａに離型剤層を備えていてもよい。しかし、離型剤層が主面１２ａに存在し、被転写材料と主面１２ａとの濡れ性が低下することにより、後述するキャピラリーフォース（毛細管現象）による主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの被転写材料の移動容易性が低下するので、離型剤層を設ける場合は、離型性と移動容易性を考慮することが好ましい。

モールド１１の基材１２の厚みは、主面１２ａに備える凹凸構造の形状、基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定することができる。また、モールド１１は、凹凸構造を有する主面１２ａが、その周囲の領域に対して１段、あるいは、２段以上の凸構造となっている、いわゆるメサ構造であってもよい。

モールド１１の基材１２の一主面１２ａに位置する凹凸構造領域１３は、上述のように、転写すべき凹凸構造を備える主領域１３Ａと、気泡捕捉用の凹凸構造を備える補助領域１３Ｂに画定されている。主領域１３Ａの凹凸構造は凹部１４Ａを有し、補助領域１３Ｂの凹凸構造は凹部１４Ｂを有しており、この凹部１４Ｂは気泡捕捉用の凹部として機能する。モールド１１では、モールド１１の主領域１３Ａと転写基材との間隙空間に収容しきれずに余剰となった被転写材料が、キャピラリーフォース（毛細管現象）によって、モールド１１と転写基材との間隙空間を主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動する。そして、主領域１３Ａの凹部１４Ａに気泡が発生した場合、被転写材料の主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの移動に伴って、主領域１３Ａの凹部１４Ａに発生した気泡が補助領域１３Ｂに移送され、補助領域１３Ｂおよびこの補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂに気泡が捕捉される。これにより、主領域１３Ａの凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することができる。本発明のインプリント用のモールドでは、主領域１３Ａに発生した気泡を補助領域１３Ｂに移送することにより、主領域１３Ａから気泡を排除することを目的としており、この目的からすると、気泡が補助領域１３Ｂに移送された時点で主領域１３Ａから気泡が排除されたとすることができ、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂに気泡が捕捉されることを必須とするものではない。

ここで、本発明のモールド１１において、補助領域１３Ｂは、主領域１３Ａに存在する気泡が補助領域１３Ｂへの被転写材料の移動に伴って移送され得る位置に存在することが必要である。例えば、気泡が数分間以内、好ましくは１分間以内で到達できる位置に補助領域１３Ｂを存在させることが好適である。一方、主領域１３Ａでは、モールド１１と転写基材との間隙空間を、被転写材料がキャピラリーフォース（毛細管現象）によって広がり、補助領域１３Ｂ方向へ移動する。このため、主領域１３Ａで発生した気泡は、この被転写材料の広がりに伴って、主領域１３Ａ内を順次補助領域１３Ｂとの境界方向に移送される。したがって、その後の主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの余剰の被転写材料の移動による主領域１３Ａからの気泡の排除は、主領域１３Ａと補助領域１３Ｂとの境界の最近傍に位置する主領域１３Ａの凹部１４Ａから補助領域１３Ｂへの気泡の移送として想定することができる。そして、この気泡の移送を数分間以内、好ましくは１分間以内に行うためには、主領域１３Ａと補助領域１３Ｂとの境界の最近傍に位置する主領域１３Ａの凹部１４Ａから補助領域１３Ｂまでの距離Ｌ（図２を参照）を、１０００ｎｍ以下、好ましくは５００ｎｍ以下、より好ましくは１００〜３００ｎｍの範囲で設定することができる。主領域１３Ａの凹部１４Ａから補助領域１３Ｂまでの距離が１０００ｎｍを超えると、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの余剰の被転写材料の移動に伴って、気泡を主領域１３Ａから排除するのに要する時間が１分以上、場合によっては数分間となり、被転写材料の揮発による体積減少が生じて気泡の増加や、主領域１３Ａの凹凸構造での気泡の閉じ込めが生じるおそれがあり、また、インプリントのスループットが低下して好ましくない。

モールド１１の補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂは、その形状、寸法を、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動する余剰の被転写材料の想定される量等に応じて適宜設定することができる。図３は、モールド１１の主領域１３Ａと補助領域１３Ｂの境界部位の部分拡大断面図であり、図３（Ａ）に示される例では、補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂの深さｄは、主領域１３Ａの凹凸構造の凹部１４Ａの深さｄと同じである。このように補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂの深さと主領域１３Ａの凹部１４Ａの深さを同じとすることにより、モールド１１は製造が容易なものとなる。
また、図３（Ｂ）に示される例では、補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂの深さｄ′は、主領域１３Ａの凹凸構造の凹部１４Ａの深さｄよりも小さいものである。このように補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂを、主領域１３Ａの凹部１４Ａよりも浅くすることにより、補助領域１３Ｂにおいて被転写材料に作用するキャピラリーフォース（毛細管現象）がより強くなり、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの被転写材料の移動に伴う気泡の移送、捕捉がより効果的に行われる。

また、図３（Ｃ）に示される例では、補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂの深さｄ″は、主領域１３Ａの凹凸構造の凹部１４Ａの深さｄよりも大きいものである。同じ開口面積の凹部１４Ｂ同士で比較した場合、このように補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂを主領域１３Ａの凹部１４Ａよりも深くすることにより、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動する余剰の被転写材料の収容量が多くなり、平面視的により狭い面積の補助領域１３Ｂで気泡の捕捉を行うことができる。
また、補助領域１３Ｂの複数の凹部１４Ｂは、同じ深さでなくてもよい。例えば、図４に示されるように、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂが、主領域１３Ａの凹部１４Ａと同じ深さｄの凹部と、深さがｄ′であって主領域１３Ａの凹部１４Ａよりも浅い凹部との組み合わせであってもよい。この場合、主領域１３Ａと補助領域１３Ｂの境界部位の最近傍に位置する凹部１４Ｂは、深さｄの凹部、深さｄ′の凹部のいずれであってもよい。また、主領域１３Ａの凹部１４Ａよりも深い凹部を組み合わせてもよく、組み合わせる凹部の種類、位置は特に限定されない。

また、主領域１３Ａの凹部１４Ａの深さが均一でない場合も、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂの深さは、凹部１４Ｂの幅、形状、および、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動する余剰の被転写材料の想定される量等に応じて適宜設定することができる。例えば、図５（Ａ）に示されるように、主領域１３Ａの凹部１４Ａが、深さｄ１の浅い凹部と、深さｄ２の深い凹部からなるとき、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂを深さｄ１としてもよい。また、図５（Ｂ）に示されるように、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂを深さｄ１の浅い凹部と、深さｄ２の深い凹部との組み合わせとしてもよい。この場合、主領域１３Ａと補助領域１３Ｂの境界部位の最近傍に位置する凹部１４Ｂは、深さｄ１の凹部、深さｄ２の凹部のいずれであってもよい。また、主領域１３Ａの凹部１４Ａよりも更に深い凹部、あるいは、更に浅い凹部を組み合わせてもよく、組み合わせる凹部１４Ｂの種類、位置は特に限定されない。

上述の補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂの例では、主領域１３Ａと補助領域１３Ｂとの境界から離間する方向に複数列で凹部１４Ｂが配置されているが、これに限定されるものではなく、所望の形状、寸法の凹部１４Ｂが主領域１３Ａと補助領域１３Ｂとの境界に沿って１列で配置されるものであってもよい。また、凹部１４Ｂを、開口部形状が長方形のライン状の凹部とし、この凹部１４Ｂの長手方向が主領域１３Ａと補助領域１３Ｂとの境界に対して直角をなすように設けることもできる。このような補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂは、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの余剰の被転写材料の移動をより円滑にし、気泡の捕捉をより確実なものとすることができる。
上述のインプリント用のモールドの実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態では、凹凸構造領域１３を構成する補助領域１３Ｂは主領域１３Ａを囲むように位置するが、主領域１３Ａに隣接して１個、あるいは、複数個の補助領域１３Ｂが位置するものであってもよい。例えば、図６に示されるように、主領域１３Ａが備える転写すべき凹凸構造が、図示の矢印ａ方向に被転写材料の移動容易性をもつ場合、補助領域１３Ｂを主領域１３Ａの両側２箇所に画定することにより、矢印ａ方向に沿って主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの余剰の被転写材料の移動が容易に行われる。
また、図７に示されるように、補助領域１３Ｂが主領域１３Ａの矢印ａ方向の一端部側に画定されるものであってもよい。

［微細構造の形成方法］
図８は、本発明の微細構造の形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。
本発明の微細構造の形成方法では、凹凸構造を備えた凹凸構造領域を基材の主面に有するモールドであって、この凹凸構造領域が、転写すべき凹凸構造を備えた主領域と、気泡捕捉用の凹凸構造を備え主領域に隣接する補助領域と、有するモールドを準備する。このようなモールドとして、上述の本発明のインプリント用のモールドを使用することができ、当該実施形態では、本発明のインプリント用のモールドとして図１、図２および図３（Ａ）に示されるモールド１１を準備する。したがって、モールド１１の詳細な説明は、ここでは省略する。尚、図８におけるモールド１１の凹凸構造は便宜的に示したものであり、これに限定されるものではない。
次に、モールド１１の主領域１３Ａの凹凸構造の反転したパターンを転写するために必要な量を超える量の被転写材料３１を、転写基材２１上に滴下して供給する（図８（Ａ））。転写基材２１において被転写材料３１を供給する領域は、少なくともモールド１１の主領域１３Ａの所望部位に相対する領域であればよい。したがって、被転写材料３１を供給する転写基材２１の領域は、モールド１１の主領域１３Ａの全域に相対する領域であってもよく、また、モールド１１の補助領域１３Ｂの一部の部位に相対する領域を含むものでもよく、さらに、モールド１１の凹凸構造領域１３を除く主面１２ａの一部の部位に相対する領域を含むものでもよい。

使用する被転写材料３１は、インプリントが可能な流動性を有する材料であればよく、例えば、光硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂等の樹脂を挙げることができる。また、例えば、石英、ソーダライムガラス、金属イオン含有ガラス等の加熱により流動性を発現する無機材料、あるいは、無機材料と有機材料との混合物等を用いることも可能である。このような被転写材料３１は、インクジェットやディスペンサ等を用いて液滴として転写基材２１上に供給することができる。
また、被転写材料３１の供給量は、上記のように、モールド１１の主領域１３Ａの凹凸構造の反転したパターンを転写するために必要な量を超える量である。すなわち、モールド１１の主領域１３Ａと転写基材２１との間隙空間とモールド１１の主領域１３Ａの凹部１４Ａ内とに収容可能な量を超える量となるように、被転写材料３１の供給量を適宜設定する。例えば、モールド１１の主領域１３Ａと転写基材２１との間隙空間と主領域１３Ａの凹部１４Ａ内とに収容可能な量に、モールド１１の補助領域１３Ｂと転写基材２１との間隙空間と補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂ内とに収容可能な量を加えた量を供給量とすることができる。このような被転写材料３１の供給量設定により、後工程において、余剰となった被転写材料が、キャピラリーフォース（毛細管現象）によって、モールド１１と転写基材２１との間隙空間を主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動可能となる。

次に、モールド１１の少なくとも主領域１３Ａが被転写材料３１と接触するようにモールド１１と転写基材２１とを近接させ、モールド１１と転写基材２１との間に所望の残膜厚となるように被転写材料３１を介在させ（図８（Ｂ））、モールド１１の主領域１３Ａで余剰となった被転写材料３１をモールド１１の補助領域１３Ｂに移動させる（図８（Ｃ））。少なくとも主領域１３Ａが被転写材料３１と接触するようにモールド１１と転写基材２１とを近接させることにより、モールド１１と転写基材２１との間に介在することとなった被転写材料３１は、主領域１３Ａに位置する転写すべき凹凸構造と接触し、主領域１３Ａの凹部１４Ａ内に充填される。この接触充填段階で、気泡３５が主領域１３Ａの凹部１４Ａ内に発生する場合がある（図８（Ｂ）参照）。この主領域１３Ａでは、モールド１１と転写基材２１との間隙空間を、キャピラリーフォース（毛細管現象）によって被転写材料が広がり、補助領域１３Ｂ方向へ移動する。このため、主領域１３Ａで発生した気泡は、この被転写材料の広がりに伴って、主領域１３Ａ内を順次補助領域１３Ｂとの境界方向に移送される。そして、余剰の被転写材料３１は、更にキャピラリーフォース（毛細管現象）によって、モールド１１と転写基材２１との間隙空間を補助領域１３Ｂへ移動する。このような余剰の被転写材料３１の主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの移動に伴って、主領域１３Ａの凹部１４Ａに発生した気泡３５が補助領域１３Ｂに移送され、補助領域１３Ｂの凹凸構造の凹部１４Ｂに捕捉される（図８（Ｃ）参照）。尚、本発明の微細構造の形成方法では、主領域１３Ａの凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することを目的としており、この目的からすると、気泡が補助領域１３Ｂに移送された時点で主領域１３Ａから気泡が排除されたとすることができ、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂに気泡が捕捉されることを必須とするものではない。

次いで、モールド１１と転写基材２１との間に被転写材料３１が介在する状態で、被転写材料３１を硬化する。被転写材料３１の硬化は、被転写材料３１が光硬化性であり、モールド１１がこれらを硬化させるための照射光を透過可能である場合には、モールド１１側から光照射することができる。また、転写基材２１が光を透過可能である場合には、転写基材２１側から光照射を行ってもよく、さらに、モールド１１側と転写基材２１側の両方から光照射を行ってもよい。また、被転写材料３１が熱硬化性、あるいは、熱可塑性である場合には、それぞれ被転写材料３１に対して加熱処理、あるいは、冷却（放冷）処理を施すことができる。

次に、硬化後の被転写材料３１とモールド１１とを引き剥がすことにより、転写基材２１上に微細構造４１が形成される（図８（Ｄ））。この微細構造４１は、モールド１１の主領域１３Ａの凹凸構造の反転パターンである微細構造４１Ａを有するとともに、モールド１１の補助領域１３Ｂの凹凸構造の反転パターンである微細構造４１Ｂを備えている。このため、例えば、微細構造４１を用いて転写基材２１のエッチングパターン形成を行い、所望のパターン形状を転写基材２１に形成した後、微細構造４１Ｂを用いて形成さした部位をダイシングして除去することにより、微細構造４１Ａのパターン形状を反映したパターン構造体を得ることができる。また、微細構造４１Ｂのパターン形状を反映したパターン構造体が共存することが許容される場合には、上記のようなダイシングを行わず、微細構造４１の全パターン形状を反映したパターン構造体とすることができる。
このような本発明の微細構造の形成方法では、モールド１１の主領域１３Ａと転写基材２１との間隙空間に収容しきれずに余剰となった被転写材料が、モールド１１の主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ移動し、このとき、主領域１３Ａの凹凸構造の凹部１４Ａに存在する気泡も被転写材料３１と共に補助領域１３Ｂの凹凸構造に移送されて、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂに気泡が捕捉される。これにより、主領域１３Ａの凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することができ、微細構造４１Ａの形成における欠陥の発生を大幅に低減することが可能となる。

さらに、上記のような本発明の作用効果を以下のように利用することができる。従来はモールドと転写基材２１とを近接させる際、気泡が生じないように、モールドの凹凸構造の凹部に被転写材料が完全に充填されるような低速で近接させたり、モールドと被転写材料との濡れ性を良好なものとする必要があった。しかし、本発明では、主領域１３Ａに発生した気泡は、余剰の被転写材料が主領域１３Ａに隣接する補助領域１３Ｂに移動するのに伴って、補助領域１３Ｂの凹部１４Ｂに捕捉されることから、主領域１３Ａでの気泡の発生を許容するような条件でモールド１１と転写基材２１とを近接させることができる。これにより、インプリントに要する時間短縮、インプリントの使用する部材の前処理の簡素化、インプリントの工程管理の簡素化が可能となる。

ここで、気泡の発生を許容するような条件とは、モールド１１の主領域１３Ａと転写基材２１とがなす間隙空間に被転写材料が展開した段階で、主領域１３Ａの凹部１４Ａに閉じ込められた気泡が存在するような条件である。このような条件は、モールド１１の主領域１３Ａの凹凸構造、モールド１１に対する被転写材料の濡れ性、転写基材２１に対する被転写材料の濡れ性、近接段階でのモールド１１と転写基材２１とがなす角度等により適宜設定することができる。例えば、モールド１１と被転写材料の接触開始から被転写材料がモールド１１の主領域１３Ａの全域に展開完了するまでの時間が１０秒以下であるような高速での近接条件を挙げることができる。また、モールド１１に対する被転写材料の接触角を、転写基材２１に対する被転写材料の接触角よりも大きいものとし、例えば、モールド１１に対する被転写材料の接触角が３０°以上であるような低い濡れ性条件とすることができる。このような気泡の発生を許容するような条件でインプリントを行えることにより、モールド１１と転写基材２１との近接時間の短縮や、硬化後の被転写材料とモールド１１との引き剥がし時間の短縮が可能となり、インプリントのスループットを向上させることができる。尚、上記の接触角は、温度２５℃、湿度３０％、大気圧下でマイクロシリンジから液滴（液量５μＬ）を滴下して１０秒後に接触角測定器（協和界面科学（株）製 ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定する。

上述の微細構造の形成方法の実施形態は例示であり、本発明はこのような実施形態に限定されるものではない。したがって、上述の本発明のインプリント用のモールドは、いずれも使用することができる。例えば、上述の図７に示したモールド１１を使用する場合、図９に示すように、モールド１１と転写基材２１との間に被転写材料３１を介在させる操作を、図示の矢印ａ方向に沿って、主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへ徐々に移行するように行う。これにより、キャピラリーフォース（毛細管現象）による矢印ａ方向に沿った主領域１３Ａから補助領域１３Ｂへの余剰の被転写材料３１の移動が確実に行われ、主領域１３Ａの凹凸構造での気泡の閉じ込めを抑制することができる。

インプリント方法による種々の微細構造の形成、微細加工等に利用可能である。

１１…モールド
１２…基材
１２ａ…主面
１３…凹凸構造領域
１３Ａ…主領域
１３Ｂ…補助領域
１４Ａ…主領域の凹部
１４Ｂ…補助領域の凹部
２１…転写基材
３１…被転写材料
４１…微細構造

Claims (8)

1. 凹凸構造を備えるモールドと転写基材との間に被転写材料を介在させて、前記凹凸構造の反転したパターンを前記被転写材料に転写する微細構造の形成方法において、
   凹凸構造を備えた凹凸構造領域を基材の主面に有するモールドであって、該凹凸構造領域は転写すべき凹凸構造を備えた主領域と、気泡捕捉用の凹凸構造を備え前記主領域に隣接する補助領域と、有するモールドを準備する工程と、
   該モールドの前記主領域の凹凸構造の反転したパターンを転写するために必要な量を超える量の被転写材料を、転写基材上に滴下して供給する工程と、
   前記モールドの少なくとも前記主領域が前記被転写材料と接触するように前記モールドと前記転写基材とを近接させ、前記モールドと前記転写基材との間に被転写材料を介在させ、前記モールドの前記主領域で余剰となった前記被転写材料を前記モールドの前記補助領域に移動させるとともに、前記主領域に発生した気泡を前記補助領域に移送する工程と、
   前記被転写材料を硬化させる工程と、
   硬化後の前記被転写材料と前記モールドとを引き剥がす工程と、を有することを特徴とする微細構造の形成方法。
2. 前記モールドの主領域と補助領域との境界から、該境界の最近傍に位置する主領域の凹凸構造における凹部までの距離を１０００ｎｍ以下とすることを特徴とする請求項１に記載の微細構造の形成方法。
3. 前記モールドの前記補助領域の凹凸構造を、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも浅い凹部を備える構造とすることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細構造の形成方法。
4. 前記モールドの前記補助領域の凹凸構造を、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも深い凹部を備える構造とすることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに微細構造の形成方法。
5. 転写基材に供給された被転写材料に所望のパターンを転写するインプリント用のモールドにおいて、
   基材と、該基材の一主面に位置する凹凸構造領域と、を有し、該凹凸構造領域は転写すべき凹凸構造を備える主領域と、該主領域に隣接するとともに気泡を捕捉するための凹凸構造を備える補助領域と、を有することを特徴とするインプリント用のモールド。
6. 前記主領域と前記補助領域との境界から、該境界の最近傍に位置する主領域の凹凸構造における凹部までの距離は、１０００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項５に記載のインプリント用のモールド。
7. 前記補助領域の凹凸構造は、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも浅い凹部を備えることを特徴とする請求項５または請求項６に記載のインプリント用のモールド。
8. 前記補助領域の凹凸構造は、前記主領域の凹凸構造における凹部よりも深い凹部を備えることを特徴とする請求項５乃至請求項７のいずれかにインプリント用のモールド。

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