JP2015063065A - インプリントモールド用基板、インプリントモールド及びそれらの製造方法、並びにインプリントモールドの再生方法 - Google Patents

Abstract

【課題】所望とする精度の凹部を有し、部分的に再利用可能なインプリントモールド用基板及びインプリントモールド、それらのインプリントモールド用基板及びインプリントモールドを製造する方法、並びにインプリントモールドを再生する方法を提供する。【解決手段】インプリントモールド用基板１は、微細凹凸パターンが形成され得る主面２Ａを有する薄板部２と、薄板部２の主面２Ａに対向する対向面２Ｂを支持する、中空筒状の支持部３と、薄板部２及び支持部３の間に介在し、それらを連結する接合部４とを備え、薄板部２は、中空筒状の支持部３の開口一端３１を対向面２Ｂで閉塞するようにして、接合部４を介して支持部３と連結されており、接合部４は、薄板部２と支持部３とを分離可能に構成されている。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリントモールド用基板、インプリントモールド及びそれらの製造方法、並びにインプリントモールドの再生方法に関する。

微細加工技術としてのナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなる型部材（インプリントモールド）を用い、当該微細凹凸パターンをインプリント樹脂等の被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である（特許文献１参照）。特に、半導体デバイスにおける配線パターン等のさらなる微細化の進行等に伴い、半導体デバイスの製造プロセス等においてナノインプリント技術が益々注目されている。

このようなナノインプリント技術において、インプリントモールドと被加工物としてのインプリント樹脂とが密着している状態から、当該インプリントモールドを剥離するためには、強い力を必要とする。そのため、インプリントモールドの剥離時などに、インプリント樹脂に転写された微細凹凸パターンの破壊や、インプリントモールドの破壊などが生じるおそれがある。

このような問題を解決すべく、従来、微細凹凸パターンが形成されている面と対向する面に、基板外縁部から基板中心部に向けて窪みが深くなるように形成された凹部を有するインプリントモールドが提案されている（特許文献２参照）。

米国特許第５，７７２，９０５号 特開２００９−１７０７７３号公報

特許文献２に開示されているインプリントモールドにおいては、微細凹凸パターンが形成されている面と対向する面に凹部を有することで、インプリント樹脂からインプリントモールドを剥離する際に、インプリントモールドを湾曲させることができ、より小さな力で離型が可能である。

しかしながら、インプリントモールドを湾曲可能にするための上記凹部を加工する技術は、非常に高度な技術である。というのも、所望とする剥離性能が得られる程度にインプリントモールドを湾曲させ得る凹部を、切削器具等を用いた機械加工により形成しようとすると、当該凹部の底部の厚みの制御、表面仕上げ等、加工の難易度が非常に高い。そのため、意図した凹部形状を有するインプリントモールドの製造に時間がかかり、歩留まりの問題が生じるおそれがある。また、当該凹部を有するインプリントモールドを製造するための高額な設備投資が必要となる。

また、一般に、電子線露光や自己組織化等の微細加工技術を用い、微細凹凸パターンが形成されてなり、当該微細凹凸パターンが形成されている面と対向する面に凹部を有するモールド（マスターモールド）を作製し、当該マスターモールドを用いたインプリント処理により、当該マスターモールドの微細凹凸パターンが凹凸反転してなるモールド（レプリカモールド）が大量に作製される。このレプリカモールドが、半導体製品等の製造工程の一つであるインプリント処理に使用されるのが通常である。このようなレプリカモールドを用いてインプリント処理を行うのは、作製に多大な時間とコストを要するマスターモールドの破損リスクを低減するためである。

上記マスターモールドやレプリカモールドは、いずれ破損して廃棄されることがある。その際、高精度に形成された凹部を有するマスターモールドやレプリカモールドをそのまま廃棄することは、製造コストや、環境上の観点から好ましくない。

上記課題に鑑みて、本発明は、所望とする精度の凹部を有し、部分的に再利用可能なインプリントモールド用基板及びインプリントモールド、それらのインプリントモールド用基板及びインプリントモールドを製造する方法、並びにインプリントモールドを再生する方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、微細凹凸パターンが形成され得る主面を有する薄板部と、前記薄板部の主面に対向する対向面を支持する、中空筒状の支持部と、前記薄板部及び前記支持部の間に介在し、それらを連結する接合部とを備え、前記薄板部は、前記中空筒状の支持部の開口一端を前記対向面で閉塞するようにして、前記接合部を介して前記支持部と連結されており、前記接合部は、前記薄板部と前記支持部とを分離可能に構成されていることを特徴とするインプリントモールド用基板を提供する（発明１）。

薄板部の対向面側に、接合部を介して支持部が連結され、薄板部の対向面により支持部の開口一端が閉塞されていることで、支持部の中空部分と薄板部とにより、インプリントモールド用基板の微細凹凸パターンが形成され得る面と対向する面側に、凹部が形成されることになる。この凹部の側壁を構成する支持部の中空部分は、高精度に形成するのが容易である。また、凹部の底面を構成する薄板部の対向面は、高い平坦度を有する面として容易に構成され得る。よって、上記発明（発明１）によれば、所望とする精度の凹部を有するインプリントモールド用基板を提供することができる。また、上記発明（発明１）によれば、接合部が、薄板部と支持部とを分離可能に構成されていることで、上記インプリントモールド用基板から作製されたインプリントモールドを廃棄するときに、薄板部又は支持部を再利用することができる。

上記発明（発明１）においては、前記接合部を、前記支持部と前記薄板部の前記対向面とを接着可能な樹脂材料により構成することができ（発明２）、かかる発明（発明２）においては、前記接合部と、前記支持部又は前記薄板部の前記対向面との間に介在する剥離層をさらに備えるのが好ましい（発明３）。

また、上記発明（発明１）においては、前記接合部を、空隙を有する構造体により構成することができ（発明４）、かかる発明（発明４）において、前記接合部を、多孔質の構造体により構成してもよいし（発明５）、ピラーアレイ構造体により構成してもよい（発明６）。

また、本発明は、上記発明（発明１〜６）に係るインプリントモールド用基板の前記薄板部の前記一の面に対向する他の面に、微細凹凸パターンが形成されてなることを特徴とするインプリントモールドを提供する（発明７）。

さらに、本発明は、上記発明（発明１〜６）に係るインプリントモールド用基板を製造する方法であって、前記支持部の前記開口一端を前記薄板部で閉塞するように、前記接合部を介して前記支持部と前記薄板部とを連結する工程を含むことを特徴とするインプリントモールド用基板の製造方法を提供する（発明８）。

さらにまた、本発明は、上記発明（発明１〜６）に係るインプリントモールド用基板を準備する工程と、前記インプリントモールド用基板の前記薄板部の主面に微細凹凸パターンを形成する工程とを含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法を提供する（発明９）。

また、微細凹凸パターンが形成されてなる主面を有する薄板部及び中空筒状の支持部を準備する工程と、前記支持部の開口一端を前記薄板部の主面に対向する対向面で閉塞するように、前記支持部及び前記薄板部を接合する工程とを含み、前記接合する工程において、前記支持部及び前記薄板部を分離可能な構成を有する接合部を介して、前記支持部及び前記薄板部を接合することを特徴とするインプリントモールドの製造方法を提供する（発明１０）。

また、本発明は、上記発明（発明７）に係るインプリントモールドを再生する方法であって、前記支持部から、前記微細凹凸パターンを有する前記薄板部を分離する工程と、前記薄板部が分離された前記支持部の開口一端を新たな薄板部で閉塞するようにして、前記接合部を介して前記支持部及び前記薄板部を連結する工程とを含むことを特徴とするインプリントモールドの再生方法を提供する（発明１１）。

上記発明（発明１１）においては、前記分離する工程において、前記薄板部側に前記接合部の少なくとも一部が残るように、前記支持部から前記薄板部を分離するのが好ましい（発明１２）。

本発明によれば、所望とする精度の凹部を有し、部分的に再利用可能なインプリントモールド用基板及びインプリントモールド、それらのインプリントモールド用基板及びインプリントモールドを製造する方法、並びにインプリントモールドを再生する方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の概略構成を示す切断端面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の概略構成を示す分解斜視図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の他の構成例を概略的に示す切断端面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板における接合部近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板における接合部近傍の他の構成例を概略的に示す部分拡大切断端面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の製造方法の各工程を断面図にて示す工程フロー図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の製造方法における薄板部と支持部とを連結する工程の他の例を示す断面図である。 図８は、本発明の一実施形態におけるインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図である。 図９は、本発明の一実施形態におけるインプリントモールドの概略構成を示す平面図である。 図１０は、本発明の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。 図１１は、本発明の一実施形態におけるインプリントモールド用基板の再生方法の各工程を断面図にて示す工程フロー図である。

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
〔インプリントモールド用基板〕
図１は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の概略構成を示す切断端面図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の概略構成を示す分解斜視図であり、図３は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の他の構成例を概略的に示す切断端面図であり、図４は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板における接合部近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図であり、図５は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールド用基板における接合部近傍の他の構成例を概略的に示す部分拡大切断端面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態に係るインプリントモールド用基材１は、インプリントモールドの微細凹凸パターンが形成され得る主面２Ａを有する薄板部２と、薄板部２の主面２Ａに対向する対向面２Ｂを支持する中空筒状の支持部３と、薄板部２及び支持部３の間に介在し、薄板部２及び支持部３を連結する接合部４とを備える。

薄板部２は、中空筒状の支持部３の開口一端３１を閉塞するように、接合部４を介して支持部３と連結されている。

薄板部２としては、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス基板、ホウケイ酸ガラス基板等のガラス基板；ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、その他ポリオレフィン基板等の樹脂基板等からなる単層基板や、上記基板のうちから任意に選択された２以上を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。

なお、本実施形態において「透明」とは、インプリント樹脂としての光硬化性樹脂を硬化させることが可能な波長の光、例えば波長２００〜４００ｎｍの光線を対象物（本実施形態においては薄板部２）の片側から照射した際、照射された側とは反対側へ光が到達することを意味する。透明であるのは光硬化性樹脂を硬化させることが目的であるのだから、好適な基準を透過率で示すならば６０％以上、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９６％以上である。

本実施形態において、薄板部２の形状（平面視形状）は略矩形状であるが、このような形状に限定されるものではなく、インプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドの用途等に応じた任意の形状、例えば、略円形状等であってもよい。また、薄板部２の大きさ（平面視の大きさ）も、特に限定されるものではなく、インプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドの用途等に応じた大きさに設定され得る。

さらに、薄板部２の厚さＴ２は、薄板部２の材質、インプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドの用途等に応じて適宜設定され得るが、当該薄板部２が石英ガラスにより構成される場合、０．３〜１．５ｍｍ程度に設定され得る。本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールド１０（図８参照）は、支持部３の中空部３０の開口一端３１が薄板部２により閉塞されることで形成される凹部６を有することで、インプリント処理時、特にインプリントモールド１０の剥離時において、薄板部２のうちの微細凹凸パターンが形成されている領域を少なくとも湾曲させることができ、インプリントモールド１０の剥離を容易にするという効果を奏する。そのため、薄板部２の厚さＴ２が薄すぎたり、厚すぎたりすると、インプリントモールド１０の剥離時に意図したとおりに湾曲させるのが困難となるおそれがある。また、薄板部２の厚さＴ２が薄すぎると、インプリントモールド１０の強度が低下するおそれもある。

本実施形態に係るインプリントモールド用基板１において、薄板部２の主面２Ａに対向する対向面２Ｂの外縁部近傍には、接合部４を介して支持部３が連結されているが、薄板部２の対向面２Ｂのうち、少なくとも接合部４に当接する領域である外縁部近傍の表面には、粗面化、密着層形成等、接合部４との密着性を向上させる処理がなされているのが好ましい。当該外縁部近傍の表面に当該処理がなされていることで、薄板部２及び支持部３を分離するときに、接合部４を薄板部２側に残存させることができ、支持部３の再利用がより容易になる。

本実施形態において、薄板部２は、図３（Ａ）に示すように、主面２Ａ側に凸構造部２１を有する、いわゆるメサ構造を有するものであってもよい。また、図３（Ｂ）に示すように、薄板部２の主面２Ａには、Ｃｒ、Ｃｒの窒化物等のクロム系材料；シリコン、シリコンを含む合金、シリコン酸化物、シリコン窒化物等のシリコン系材料等により構成されるハードマスク層５が形成されていてもよい。

支持部３は、外形が平面視略方形状の中空角筒状を有しており、平面視において略中心に略円形の中空部３０が形成されてなる。支持部３の主面３Ａが、支持部３の開口一端３１を薄板部２（対向面２Ｂ）で閉塞するようにして、接合部４を介して薄板部２の対向面２Ｂに連結されていることで、有底略円筒状の凹部６が形成される。

支持部３を構成する材料としては、特に限定されるものではなく、薄板部２を構成する材料と同一材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。支持部３が、薄板部２を構成する材料と異なる材料により構成される場合、当該支持部３を構成する材料としては、例えば、シリコン系材料、金属材料、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス、ホウケイ酸ガラス等のガラス材料；ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン、その他ポリオレフィン類等の樹脂材料のほか、低膨張セラミックス等のセラミックス材料等が挙げられる。

平面視における支持部３の外形の大きさは、薄板部２の大きさと略同一であってもよいし、薄板部２よりも大きくてもよい。それらの大きさが略同一である場合には薄板部２側から見たときに段差を有しないため、例えば、薄板部２と支持部３とを接合した後に端面部分の面取り等が必要な場合には容易に実施可能である。一方で、支持部３が薄板部２よりも大きい場合、例えば支持部３と薄板部２とを分離する際、支持部３を保持可能な領域として、大きさの差分が生じた箇所を保持することが可能となる。また接合時の位置ずれも許容される。また、平面視における中空部３０（薄板部２により閉塞される開口一端３１）の大きさは、少なくとも、薄板部２の主面２Ａ上に微細凹凸パターンが形成される領域を包含し得る大きさである。平面視において、中空部３０が微細凹凸パターンを内包可能な大きさであることで、インプリントモールド用基板１から作製されたインプリントモールドを用いたインプリント処理時、特にインプリントモールドの剥離時に、微細凹凸パターンが形成されている領域を少なくとも湾曲させ、インプリント樹脂からの剥離を容易にするという効果が発揮され得る。

支持部３の厚さＴ３は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールド１０の凹部６の深さに応じて適宜設定され得るが、例えば、３〜１０ｍｍ程度に設定され得る。

接合部４は、薄板部２及び支持部３を接着可能であって、かつ薄板部２及び支持部３を分離可能な構成を有する。なお、本実施形態において、接合部４が薄板部２と支持部３との間にのみ存在している態様を例に挙げるが、インプリント処理に影響を及ぼさないのであれば、このような態様に限定されるものではない。例えば、接合部４は、薄板部２の対向面２Ｂの全面を覆っていてもよいし、中空部３０から露出する対向面２Ｂの一部を覆っていてもよい。このような態様のインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドを用いたインプリント処理において、インプリント樹脂として光硬化性樹脂を用いるのであれば、接合部４は、当該光硬化性樹脂を硬化させ得る光を透過可能に構成されていればよい。

このような接合部４として、薄板部２及び支持部３を接着可能であって、加熱等により、少なくとも支持部３に対する粘着力を低下させ得る樹脂材料（光硬化性粘着剤、ワックス系粘着剤等）を例示することができる。特に、接合部４を構成する材料として、薄板部２及び支持部３を常温で連結可能な光硬化性粘着剤を用いることで、連結時に薄板部２や支持部３に生じ得る内部応力を低減することができるため、薄板部２の主面２Ａの平坦性に影響を与えにくくなる。

上記樹脂材料の粘着力（被着体である薄板部２及び支持部３に対する粘着力）は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドをインプリント処理に使用しているときに、薄板部２と支持部３とが分離してしまわない程度であればよく、硬化させたインプリント樹脂（光硬化性樹脂）から薄板部２を垂直方向に剥離するのに要する力の２倍以上、好ましくは５倍以上の力に耐えられるものであればよい。例えば、接合部４が上記樹脂材料により構成され、薄板部２及び支持部３がともに石英により構成される場合、硬化させたインプリント樹脂（光硬化性樹脂）から薄板部２を垂直方向に剥離するのに要する力の最大値が２０Ｎであったならば、硬化させたインプリント樹脂（光硬化性樹脂）と薄板部２との接触面積と同一面積で石英に接着させた上記樹脂材料を剥離するのに要する力の最大値が４０Ｎ以上であるのが好ましい。ただし、実際のインプリント処理において、インプリントモールドを剥離するときに薄板部２が湾曲することで、接合部４には、垂直方向の力と薄板部２の湾曲による水平方向の力との合力が加わるため、インプリント処理での繰り返し利用や、インプリント処理以外の不慮の外力による剥離を防ぐために、硬化させたインプリント樹脂（光硬化性樹脂）から薄板部２を垂直方向に剥離するのに要する力の５倍以上（１００Ｎ以上）とすることが好ましい。

また、接合部４が上記樹脂材料により構成される場合、薄板部２と接合部４との間又は支持部３と接合部４との間に、さらに剥離層７を有するのが好ましい（図４（Ａ），（Ｂ）参照）。特に好ましくは、剥離層７は、支持部３と接合部４との間に位置する（図４（Ｂ）参照）。薄板部２と支持部３とを分離したときに、接合部４としての樹脂材料が支持部３側に残存すると、支持部３を再利用する場合に当該接合部４を除去する必要があるが、支持部３と接合部４との間に剥離層７を有することで、接合部４としての樹脂材料が薄板部２側に残存しやすくなり、支持部３の再利用をより容易にすることができる。

本実施形態において、接合部４は、上記樹脂材料に限定されるものではなく、空隙を有する構造体により構成されていてもよい。接合部４内に空隙が存在することで、接合部４を物理的に破壊して、薄板部２及び支持部３を容易に分離することができる。

上記空隙を有する構造体としては、例えば、多孔質体や、図５に示すようなピラーアレイ４１等が挙げられる。特に、支持部３がシリコン系材料により構成される場合、支持部３の主面３Ａ上に形成した多孔質シリコン層を、接合部４として用いることができる。

接合部４が空隙を有する構造体により構成される場合、接合部４の空隙率は、２０〜６０％とすることができ、３０〜５０％とするのが好ましい。当該空隙率が上記範囲内であれば、接合部４を破壊して、薄板部２及び支持部３を分離することができるとともに、他の部分（薄板部２及び支持部３）に比較して低強度の接合部４が破損することなく、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されたインプリントモールドをインプリント処理に使用することができる。

接合部４の厚さＴ４は、可能な限り薄いのが好ましいが、接合部４や薄板部２を構成する材料に応じて適宜設定することができる。接合部４として上記樹脂材料を用いた場合、接合部４の厚さＴ４が薄くなると、薄板部２と支持部３との接合時に薄板部２に生じ得る内部応力がより低減される。例えば、接合部４の厚さＴ４は、３〜１００ｎｍ程度とすることができる。薄板部２に生じ得る内部応力は、例えば、接合前後の上記樹脂材料（接合部４）の収縮率や膨張率、さらに熱膨張係数に依存する。このため、収縮率や膨張率が低く、または熱膨張係数が薄板部２に近い樹脂材料を接合部４として用いる場合には、接合部４の厚さＴ４を前述の数値範囲（３〜１００ｎｍ）に比べて厚くすることができる。また、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールドを、薄板部２に生じ得る内部応力を無視することが可能な用途に使用する際には、上述の数値範囲によらず、例えばサブミクロン又はミクロン単位の厚さＴ４の樹脂材料を接合部４として使用することができる。なお、後述するように薄板部２の主面２Ａを平坦な面として構成させるために、接合部４は、薄板部２に引張応力を与える目的とする、薄板部２に生じ得る内部応力を調整可能な層であってもよい。

上述した構成を有するインプリントモールド用基板１は、薄板部２及び支持部３が接合部４を介して連結した構成を有することで、支持部３の中空部３０とその開口一端３１を閉塞する薄板部２（対向面２Ｂ）により、有底略円筒状の凹部６が形成される。そして、支持部３の中空部３０は、容易な加工技術により高精度に形成可能であり、薄板部２の対向面２Ｂは、高い平坦度を有する面として構成可能であるため、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１は、高精度の凹部６を有することになる。また、接合部４が薄板部２及び支持部３を分離可能に構成されていることで、インプリントモールド用基板１から作製されたインプリントモールドを廃棄するときに、薄板部２及び支持部３を容易に分離し、少なくとも支持部３を再利用することが容易となる。

〔インプリントモールド用基板の製造方法〕
上述した構成を有するインプリントモールド用基板１は、以下のようにして製造することができる。図６は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１の製造工程を断面図にて概略的に示す工程フロー図である。

図６（Ａ）に示すように、まず、薄板部２及び支持部３を準備し、支持部３の主面３Ａ上に接合部４を設ける。なお、薄板部２の対向面２Ｂにおける接合部４と当接する部分には、必要に応じて表面処理（粗面化処理、密着層形成処理等）がなされている。また、薄板部２の主面２Ａ上には、予めハードマスク層５（図３（Ｂ）参照）が形成されていてもよい。

支持部３は、所定形状の基材を準備し、当該基材の略中心に中空部３０を形成することにより得られる。中空部３０の形成方法は、特に限定されるものではなく、例えば、切削器具等を用いて機械的に加工してもよいし、中空部３０に相当する開口部を有するレジストパターン等を形成してエッチングしてもよい。

接合部４が上記樹脂材料により構成される場合、スピンコート法、インクジェット法、ディスペンサー法、上記樹脂材料を揮発させて塗布する蒸着法等の任意の塗布方法により、支持部３の主面３Ａ上に接合部４を設けることができる。なお、接合部４と支持部３との間に剥離層７（図４（Ｂ）参照）を設ける場合、支持部３の主面３Ａ上に剥離層７を形成し、当該剥離層７上に接合部４を設ければよい（図７（Ａ）参照）。また、接合部４と薄板部２との間に剥離層７（図４（Ａ）参照）を設ける場合、支持部３の主面３Ａ上に接合部４を設けるとともに、薄板部２の対向面２Ｂにおける接合部４と当接する面に剥離層７を形成してもよいし（図７（Ｂ）参照）、薄板部２の対向面２Ｂにおける接合部４と当接する面に剥離層７及び接合部４をこの順に設けてもよい（図７（Ｃ）参照）。

また、接合部４が空隙を有する構造体により構成される場合には、以下のようにして接合部４を設けることができる。

接合部４が多孔質シリコンにより構成される場合、例えば、シリコンウェハから作製された支持部３の主面３Ａを、陽極化成法によりＨＦ水溶液中で電界エッチングすることにより、当該支持部３の主面３Ａ上に多孔質シリコン層を形成することができる。この多孔質シリコン層を接合部４として用いることができる。

また、接合部４がピラーアレイ構造体（図５参照）により構成される場合、例えば、支持部３の主面３Ａ上にピラーアレイに対応するレジストパターンを形成した後、エッチングすることで、支持部３の主面３Ａ上にピラーアレイ構造体を形成することができる。このピラーアレイ構造体を接合部４として用いることができる。

なお、接合部４が空隙を有する構造体である場合、上述した方法により形成し、支持部３と一体的に構成される接合部４に限定されるものではなく、接合部４としての上記多孔質シリコン層やピラーアレイ構造体を別途作製し、支持部３の主面３Ａ上に当該接合部４（多孔質シリコン、ピラーアレイ構造体等）を設けてもよい。

次に、図６（Ｂ）に示すように、支持部３の開口一端３１を薄板部２（対向面２Ｂ）にて閉塞するように、薄板部２の対向面２Ｂと支持部３の主面３Ａとを、接合部４を介して連結する。これにより、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１を製造することができる。

薄板部２と支持部３とを連結する方法としては、例えば、接合部４が光硬化性粘着剤により構成される場合、薄板部２と、支持部３の主面３Ａに設けられた接合部４とを貼り合わせ、光（例えば紫外線等）を照射する方法等が挙げられる。

また、接合部４が多孔質シリコン層により構成される場合、当該多孔質シリコン層あるいは薄板部２や支持部３としての石英の表面を、プラズマやレーザー等を用いて表面活性化処理し接合する直接接合法、ホウケイ酸ガラスを薄板部２及び支持部３とする場合には陽極接合法、シリコン酸化物を介して多孔質シリコン層とシロキサン結合により接合する方法等が挙げられる。

さらに、接合部４がピラーアレイ構造体により構成される場合、各ピラーの天面（頂部）に粘着剤層等を形成し、薄板部２の対向面２Ｂに当該粘着剤層等を介して貼り合わせる方法等が挙げられる。

〔インプリントモールド〕
続いて、上述した本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製され得るインプリントモールドについて説明する。図８は、本実施形態におけるインプリントモールド１０を示す切断端面図であり、図９は、当該インプリントモールド１０を示す平面図である。

図８に示すように、本実施形態におけるインプリントモールド１０は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１の薄板部２の主面２Ａ上に、所望の微細凹凸パターン１１が形成されてなる。微細凹凸パターン１１の形状、寸法、アスペクト比等は、インプリントモールド１０の用途に応じて適宜設定され得る。

図９に示すように、インプリントモールド１０の平面視において、微細凹凸パターン１１の形成されている領域ＰＡは、支持部３の中空部３０の外形により規定される領域ＨＡに包含されている。したがって、当該インプリントモールド１０を用いたインプリント処理時において、インプリントモールド１０の薄板部２のうち、微細凹凸パターン１１の形成されている領域ＰＡを少なくとも湾曲させることができるため、被転写材としてのインプリント樹脂から容易に剥離することができる。

上記インプリントモールド１０は、薄板部２と支持部３とが、それらを分離可能な接合部４を介して連結されているため、例えば、複数回の使用により破損したときなど、当該インプリントモールド１０を廃棄するときに、薄板部２と支持部３とを容易に分離し、少なくとも支持部３を再利用することができる。

〔インプリントモールドの製造方法〕
上記インプリントモールド１０は、例えば下記のようにして製造することができる。図１０は、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の各工程を断面図にて示す工程フロー図である。

本実施形態におけるインプリントモールド１０の製造方法においては、まず、金属クロム膜等のハードマスク層５が薄板部２の主面２Ａに設けられているインプリントモールド用基板１を用意し、微細凹凸パターン１１に対応するレジストパターン６０を当該主面２Ａの微細凹凸パターン１１を形成する領域ＰＡ上に形成する（図１１（Ａ）参照）。

なお、ハードマスク層５の厚さは、インプリントモールド用基板１の薄板部２を構成する材料に応じたエッチング選択比、インプリントモールド１０における微細凹凸パターン１１のアスペクト比等を考慮して適宜設定され得る。

レジストパターン６０を構成するレジスト材料としては、特に限定されるものではなく、従来公知のエネルギー線感応型レジスト材料（例えば、電子線感応型レジスト材料、紫外線感応型レジスト材料等）等を用いることができる。

レジストパターン６０を形成する方法としては、特に限定されるものではない。例えば、電子線リソグラフィー法やフォトリソグラフィー法等によりレジストパターン６０を形成することができる。

続いて、レジストパターン６０をマスクとして用いてハードマスク層５をドライエッチング法によりエッチングし、ハードマスクパターン５１を形成する（図１１（Ｂ）参照）。そして、当該ハードマスクパターン５１をマスクとして用いてインプリントモールド用基板１の薄板部２の主面２Ａをエッチングし、微細凹凸パターン１１を形成する（図１１（Ｃ）参照）。

最後に、ハードマスクパターン５１を除去する（図１１（Ｄ）参照）。これにより、薄板部２の主面２Ａに微細凹凸パターン１１が形成されてなり、高精度の凹部６を有するインプリントモールド１０を製造することができる。

なお、レジストパターン６０を形成する際に電子線リソグラフィー法やフォトリソグラフィー法を用いる場合には、露光光源側から見たときに、薄板部２はたわみを持たず一様に平坦であることがより好ましい。そのため、薄板部２は大きさに応じた厚みを有するか、あるいは張力を有するように支持部３に貼り付けられていることが好ましい。

〔インプリントモールドの再生方法〕
続いて、上記インプリントモールド１０の再生方法について説明する。図１１は、本実施形態におけるインプリントモールドの再生方法の各工程を断面図により示す工程フロー図である。

本実施形態においては、まず、使用済みのインプリントモールド１０の薄板部２と支持部３とを分離する（図１１（Ａ）参照）。薄板部２と支持部３とを分離する方法としては、例えば、接合部４が上記樹脂材料により構成される場合、当該接合部４に赤外線を照射して加熱することにより、接合部４の粘着力を低下させ、薄板部２と支持部３とを分離する方法等を挙げることができる。このとき、支持部３と接合部４との間に剥離層７が設けられていれば（図４（Ｂ）参照）、接合部４を薄板部２側に残存させるようにして薄板部２と支持部３とを分離することができる。

また、接合部４が空隙を有する構造体により構成される場合、当該接合部４（構造体）を機械的に切断することにより薄板部２と支持部３とを分離する方法等を挙げることができる。

次に、必要に応じて支持部３の主面３Ａに残存する接合部４を除去したり、主面３Ａを清浄化したりするとともに、別途新たな薄板部２’を準備し、支持部３の開口一端３１を当該薄板部２’にて閉塞するように、当該薄板部２’の対向面２Ｂ’と支持部３の主面３Ａとを、接合部４’を介して連結する。（図１１（Ｂ）参照）。これにより、使用済みのインプリントモールド１０をインプリントモールド用基板１として再生することができる。

なお、使用済みのインプリントモールド１０の支持部３の、薄板部２が連結していた主面３Ａに対向する面に、別途新たな薄板部２’を連結して、インプリントモールド用基板１として再生してもよい。

薄板部２’の主面２Ａ’には、金属クロム膜等により構成されるハードマスク層５が形成されていてもよい（図３（Ａ）参照）。薄板部２と支持部３とを、接合部４を介して連結する方法としては、上記インプリントモールド用基板１の製造方法において説明した方法と同様の方法（図６（Ｂ）参照）を採用することができる。

そして、再生されたインプリントモールド用基板１を用いて、図１０に示す方法によりインプリントモールド１０を製造することで、インプリントモールド１０を再生することができる。

上述のようにして、本実施形態によれば、少なくとも支持部３を再利用することができ、使用済みのインプリントモールド１０を再生することができる。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上記実施形態においては、薄板部２と支持部３とを連結する接合部４として、両者を接着可能な樹脂材料や空隙を有する構造体（多孔質シリコン層、ピラーアレイ構造体等）を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、薄板部２と支持部３とをネジ等により機械的に連結させてもよい。

上記実施形態においては、薄板部２の対向面２Ｂ又は支持部３の主面３Ａに支持部４を設け、接合部４を介して薄板部２と支持部３とを連結しているが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、薄板部２の対向面２Ｂ及び支持部３の主面３Ａの双方に接合部４を設け、接合部４同士を接合することにより、接合部４を介して薄板部２と支持部３とを連結してもよい。

上記実施形態においては、薄板部２と支持部３とを、接合部４を介して連結してなるインプリントモールド用基板１の薄板部２の主面２Ａ上に微細凹凸パターン１１を形成することによりインプリントモールド１０を製造しているが、本発明はこのような態様に限定されるものではない。例えば、主面２Ａに微細凹凸パターン１１が形成されてなる薄板部２と、支持部３とを準備し、当該薄板部２と支持部３とを、支持部３の開口一端３１を薄板部２の対向面２Ｂで覆うようにして接合部４を介して連結することで、インプリントモールド１０を製造してもよい。

本発明は、半導体基板等に微細凹凸パターンを形成するためにインプリントモールドを用いてナノインプリント工程を実施するような微細加工技術分野において有用である。

１…インプリントモールド用基板
２…薄板部
２Ａ…主面
２Ｂ…対向面
３…支持部
３Ａ…主面
３１…開口一端
４…接合部
６…凹部
７…剥離層
１０…インプリントモールド
１１…微細凹凸パターン

Claims (12)

1. 微細凹凸パターンが形成され得る主面を有する薄板部と、
   前記薄板部の主面に対向する対向面を支持する、中空筒状の支持部と、
   前記薄板部及び前記支持部の間に介在し、それらを連結する接合部と
   を備え、
   前記薄板部は、前記中空筒状の支持部の開口一端を前記対向面で閉塞するようにして、前記接合部を介して前記支持部と連結されており、
   前記接合部は、前記薄板部と前記支持部とを分離可能に構成されていることを特徴とするインプリントモールド用基板。
2. 前記接合部は、前記支持部と前記薄板部の前記対向面とを接着可能な樹脂材料により構成されることを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールド用基板。
3. 前記接合部と、前記支持部又は前記薄板部の前記対向面との間に介在する剥離層をさらに備えることを特徴とする請求項２に記載のインプリントモールド用基板。
4. 前記接合部は、空隙を有する構造体により構成されることを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールド用基板。
5. 前記接合部は、多孔質の構造体により構成されることを特徴とする請求項４に記載のインプリントモールド用基板。
6. 前記接合部は、ピラーアレイ構造体により構成されることを特徴とする請求項４に記載のインプリントモールド用基板。
7. 請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールド用基板の前記薄板部の前記主面に、微細凹凸パターンが形成されてなることを特徴とするインプリントモールド。
8. 請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールド用基板を製造する方法であって、
   前記支持部の前記開口一端を前記薄板部で閉塞するように、前記接合部を介して前記支持部と前記薄板部とを連結する工程を含むことを特徴とするインプリントモールド用基板の製造方法。
9. 請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールド用基板を準備する工程と、
   前記インプリントモールド用基板の前記薄板部の主面に微細凹凸パターンを形成する工程と
   を含むことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
10. 微細凹凸パターンが形成されてなる主面を有する薄板部及び中空筒状の支持部を準備する工程と、
    前記支持部の開口一端を前記薄板部の主面に対向する対向面で閉塞するように、前記支持部及び前記薄板部を接合する工程と
    を含み、
    前記接合する工程において、前記支持部及び前記薄板部を分離可能な構成を有する接合部を介して、前記支持部及び前記薄板部を接合することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
11. 請求項７に記載のインプリントモールドを再生する方法であって、
    前記支持部から、前記微細凹凸パターンを有する前記薄板部を分離する工程と、
    前記薄板部が分離された前記支持部の開口一端を新たな薄板部で閉塞するようにして、前記接合部を介して前記支持部及び前記薄板部を連結する工程と
    を含むことを特徴とするインプリントモールドの再生方法。
12. 前記分離する工程において、前記薄板部側に前記接合部の少なくとも一部が残るように、前記支持部から前記薄板部を分離することを特徴とする請求項１１に記載のインプリントモールドの再生方法。

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