JP2018190844A - モールドおよび物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】モールドのパターン部の変形制御における自由度を向上させるために有利な技術を提供する。
【解決手段】基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成するためのモールドは、互いに反対側の面である第１面および第２面を有する隔膜部と、前記第１面から突出するように前記第１面に設けられたパターン部と、前記隔膜部の周囲を支持する支持部と、を含み、前記隔膜部は、第１の厚さを有する部分と、前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する部分とを含む。
【選択図】図１

Description

本発明は、モールドおよび物品製造方法に関する。

インプリント装置では、基板の上に配置されたインプリント材にモールドのパターン部を接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることによって硬化させる。これによって、硬化したインプリント材からなるパターンが基板の上に形成される。基板の上のインプリント材にモールドのパターン部を接触させる際に、まず、パターン部の中央部をインプリント材に接触させ、その後に、インプリント材とパターン部との接触部分の面積を徐々に拡大させる方法が採られうる。この方法を実現するために、パターン部を板状部材（以下、隔膜部）の中央部に配置し、隔膜部に圧力を加えることによって隔膜部を凸状に変形させ、これによってパターン部を基板に対して凸状に変形させる技術がある（特許文献１参照）。

特表２００９−５３６５９１号公報

従来、隔膜部は、厚さが均一な板状部材で構成されてきており、変形させたときの隔膜部の形状は、もっぱら隔膜部に与える圧力の大きさによって調整されていた。しかし、変形させたときの隔膜部の形状は、パターン部に形成された溝へのインプリント材の充填に対して大きな影響を及ぼしうる。パターン部の溝へのインプリント材の充填は、溝内の気泡がインプリント材によって吸収されるか、凝縮することによって完了する。パターン部の溝へのインプリント材の充填に要する時間を短くすることは、スループットの向上において重要である。

基板の上のインプリント材とパターン部との接触は、パターン部の中央部において開始されるので、パターン部の周辺部とインプリント材との接触時間は、パターン部の中央部とインプリント材との接触時間より短い。よって、パターン部の中央部よりもパターン部の周辺部における充填を速やかに終了させることがスループットの向上に寄与しうる。しかし、パターン部の中央部をインプリント材に接触させた後、即座にパターン部の周辺部をインプリント材に接触させようとすると、中央部に大きな気泡が形成される可能性があり、この気泡を消滅させるために長時間を要することになりうる。したがって、インプリント材へのパターン部の接触開始時およびその後におけるパターン部の形状の精密な制御が重要である。

一方、溝へのインプリント材の充填に要する時間は、溝の寸法、面積、ピッチ、密度等の種々の仕様に依存しうる。また、溝の仕様は、パターン部の全域において一様ではない。例えば、メモリおよびイメージセンサ等のように素子のアレイ部および周辺回路部を有する半導体装置では、アレイ部における溝の密度が周辺回路部における溝の密度より高いかもしれない。よって、アレイ部が配置された中央部の方が、周辺回路部が配置された周辺部よりも溝へのインプリント材の充填に長時間を要しうる。よって、中央部においてインプリント材にパターン部を接触させた後におけるインプリント材とパターン部との接触領域の拡大を緩やかにしても良いかもしれない。また、論理回路を主とする半導体装置では、溝の密度は、アレイ部を有する半導体装置に比べて一様であるかもしれない。溝の密度が一様な半導体装置に関しては、周辺部における充填の完了を早くしたいとの要求が強いかもしれない。

あるいは、インプリント材の種類、基板の上に形成すべきパターンの厚さ、基板の表面状態、基板（インプリント材）とモールドとの間の空間の雰囲気などの種々の条件によって、パターン部の最適な形状制御は変化しうる。

以上を考慮すると、隔膜部を厚さが均一な板状部材で構成し、変形時の隔膜部およびパターン部の形状を圧力のみによって制御しようとする方法では柔軟性が低いことが分かる。

本発明は、上記のような課題認識を契機としてなされたものであり、モールドのパターン部の変形制御における自由度を向上させるために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成するためのモールドに係り、前記モールドは、互いに反対側の面である第１面および第２面を有する隔膜部と、前記第１面から突出するように前記第１面に設けられたパターン部と、前記隔膜部の周囲を支持する支持部と、を含み、前記隔膜部は、第１の厚さを有する部分と、前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する部分とを含む。

本発明によれば、モールドのパターン部の変形制御における自由度を向上させるために有利な技術が提供される。

本発明の一実施形態のモールドの構成を示す図。 インプリント装置の構成例を示す図。 インプリント装置の構成例を示す図。 第１構成例のモールドの構成を示す図。 第２構成例のモールドの構成を示す図。 第３構成例のモールドの構成を示す図。 第４構成例のモールドの構成を示す図。 第５構成例のモールドの構成を示す図。 第６構成例のモールドの構成を示す図。 第７構成例のモールドの構成を示す図。 第８構成例のモールドの構成を示す図。 第９構成例のモールドの構成を示す図。 境界角度を示す模式図。 物品製造方法を例示する図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

まず、図１を参照しながら本発明の一実施形態のモールド１００の構成を例示的に説明する。モールド１００は、基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成するためのインプリント処理において使用される。モールド１００は、インプリント材を硬化させるためのエネルギ（例えば、紫外線）を透過する材料（例えば、石英）で構成されうる。

モールド１００は、互いに反対側の面である第１面１１１および第２面１１２を有する隔膜部１１０と、第１面１１１から突出するように第１面１１１に設けられたパターン部１２０（メサ部）と、隔膜部１１０の周囲を支持する支持部１３０とを含む。隔膜部１１０は、第１の厚さｔ１を有する部分Ｐ１と、第１の厚さｔ１とは異なる第２の厚さｔ２を有する部分Ｐ２とを含む。このような隔膜部１１０を有するモールド１００は、パターン部１２０の変形制御における自由度の向上に寄与するものであり、従来のような均一な厚さを有する隔膜部を有するモールドとは区別される。パターン部１２０は、第１面１１１に加わる圧力と第２面１１２に加わる圧力とに差を設けることによって隔膜部１１０を変形させることによって変形されうる。例えば、第１面１１１に大気圧が加わった状態で、第２面１１２に対して大気圧より高い圧力を加えることによって隔膜部１１０が変形し、これによってパターン部１２０が変形する。

パターン部１２０は、隔膜部１１０の中央部に配置されうる。モールド１００は、図１に模式的に示されるような断面において線対称な構造を有しうる。あるいは、モールド１００は、モールド１００を第１面１１１の側または第２面１１２の側から見た平面図において、対称性を有する構造（例えば、線対称な構造、点対称な構造、回転対称な構造の少なくとも１つを満たす構造）を有しうる。

隔膜部１１０の第１面１１１は、隔膜部１１０が変形していない状態において平面でありうる。第１面１１１は、モールド１００が配置された空間に対して露出した露出面１２１１と、パターン部１２０の表面１２１（パターン面）と第２面１１２との間に位置する非露出面１２１２とで構成されうる。ここで、非露出面１２１２は、露出面１２１１の包絡面でありうる。露出面１２１１が平面の一部分で構成される場合、非露出面１２１２は当該平面の他の一部分によって構成されうる。非露出面１２１２は、典型的には、仮想的な面であり、物理的に存在する面ではない。非露出面１２１２は、隔膜部１１０とパターン部１２０との境界として定義されうる。パターン部１２０の表面１２１には、基板の上のインプリント材に転写すべきパターンを構成する溝が形成されうる。モールド１００は、基板の上のインプリント材に転写すべきパターンを有しないモールド（ブランクモールド）であってもよいし、基板の上のインプリント材に転写すべきパターンを有するモールドであってもよい。

隔膜部１１０の第１面１１１と支持部１３０の一部分である第３面１３１とは、連続的な面を構成しうる。支持部１３０は、隔膜部１１０の第２面１１２が面する空間の側方を取り囲む第４面１３３（内側面）を有しうる。第４面１３３は、柱面（例えば、円筒面）を構成しうる。また、支持部１３０は、第３面１３１の反対側の面である第５面１３２を有しうる。第５面１３２は、モールド１００を保持するモールド保持部によって保持される面でありうる。第４面１３３が属する柱面は、隔膜部１１０と支持部１３０との境界として定義されうる。

隔膜部１１０、パターン部１２０および支持部１３０は、相互に物理的な境界を有しない部材として構成されうる。例えば、隔膜部１１０、パターン部１２０および支持部１３０は、１つの塊を削ることによって構成されうる。あるいは、モールド１００は、複数の部材を結合することによって構成されうる。例えば、隔膜部１１０、パターン部１２０および支持部１３０のうちの少なくとも２つが相互に結合されることによってモールド１００が製造されうる。

図２を参照しながら、モールド１００を使用して基板４の上にパターンを形成するインプリント装置１の構成例を説明する。インプリント装置１は、基板４の上に配置されたインプリント材ＩＭにモールド１００のパターン部１２０の表面１２１を接触させ、表面１２１に形成された溝にインプリント材ＩＭが充填された後にインプリント材ＩＭに対して硬化用のエネルギーを与える。これによってインプリント材ＩＭが硬化し、硬化したインプリント材ＩＭからなるパターンが基板４の上に形成（転写）される。

インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられうる。電磁波は、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される光、例えば、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物でありうる。これらのうち、光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を更に含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。インプリント材は、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下でありうる。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、基板とは別の材料からなる部材が設けられてもよい。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスである。

インプリント装置１は、基板４を保持する基板保持部５と、基板保持部５を駆動することによって基板４を駆動する基板駆動機構３と、モールド１００を保持し駆動するモールド駆動機構６と備えうる。モールド駆動機構６は、モールド１００の隔膜部１１０の第２面１１２に対して圧力を加えるための空間Ｃを規定する窓部材９を有しうる。窓部材９は、インプリント材ＩＭを硬化させるためのエネルギーを透過する材料で構成されうる。インプリント装置１は、空間Ｃの圧力を調整することによって隔膜部１１０（パターン部１２０）の形状を制御する形状制御部１２を備えうる。形状制御部１２が空間Ｃに対して大気圧より高い圧力を与えることによって、隔膜部１１０は、第１面１１１が面している空間側（基板側）に膨らんだ凸形状（凸レンズ形状）に変形しうる。また、隔膜部１１０の変形にならってパターン部１２０も凸形状に変形しうる。

インプリント装置１は、更に、窓部材９およびモールド１００を介してインプリント材ＩＭに硬化用のエネルギーを供給する硬化部１１を備えうる。硬化部１１は、例えば、波長フィルタ１３を介して、硬化用のエネルギーとしての紫外線をインプリント材ＩＭに供給するように構成されうる。インプリント装置１は、更に、基板４の上のインプリント材ＩＭとモールド１００のパターン部１２０との接触状態を観察するためのカメラ１４を備えうる。インプリント装置１は、更に、基板４の上にインプリント材ＩＭを配置するディスペンサ１５を備えうる。ただし、インプリント材ＩＭは、インプリント装置１の外部装置において基板４の上に配置されてもよい。その他、インプリント装置１は、基板駆動機構３、モールド駆動機構６、形状制御部１２、硬化部１１、カメラ１４およびディスペンサ１５を制御する制御部１０を備えうる。

インプリント装置１は、形状制御部１２が空間Ｃに対して大気圧より高い圧力を与えることによって、図３に模式的に示されるように、モールド１００の隔膜部１１０およびパターン部１２０を凸形状に変形させる。そして、この状態でインプリント装置１は、モールド駆動機構６によってモールド１００を下降させることにてよって、基板４の上に配置されたインプリント材ＩＭにモールド１００のパターン部１２０の中央部を接触させる。その後、インプリント装置１は、パターン部１２０の全域がインプリント材ＩＭに接触するように、インプリント材ＩＭとパターン部１２０との接触部分の面積を徐々に拡大させる。インプリント材ＩＭとパターン部１２０との接触によって、パターン部１２０の表面１２１に形成された溝に対するインプリント材ＩＭの充填が開始される。パターン部１２０の全域において溝に対するインプリント材ＩＭの充填が終了した後に、インプリント装置１は、硬化部１１からインプリント材ＩＭに硬化用のエネルギーを供給することによってインプリント材ＩＭを硬化せる。これによって、硬化したインプリント材ＩＭからなるパターンが基板４の上に形成（転写）される。

図４（ａ）、（ｂ）には、第１構成例のモールド１００の構成が示されている。図４（ａ）モールド１００の断面図であり、図４（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第１構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、第１構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において連続的に変化している。更に具体的には、第１構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて徐々に大きくなっている。第１構成例は、隔膜部１１０の凸形状の変形を中央部に集中させ、パターン部１２０の変形量を大きくするために有利である。また、第１構成例は、インプリント材ＩＭとパターン部１２０（の表面１２１）との接触領域とその外側の非接触領域の境界における表面１２１の角度（水平面（ＸＹ面）に対する角度）（以下、境界角度）を大きくしうる。このような構成は、インプリント材ＩＭとパターン部１２０との間の気泡を外側方向に追い出し充填時間を短縮するために有利である。図１３には、境界角度αが模式的に示されている。境界角度αは、インプリント材ＩＭとパターン部１２０（の表面１２１）との接触領域ＣＲとその外側の非接触領域ＮＣＲとの境界Ｂにおける表面１２１の角度（水平面（ＸＹ面）に対する角度）である。

隔膜部１１０は、隔膜部１１０は、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）４１が円形となる部分、または、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）４２がパターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含みうる。

図５（ａ）、（ｂ）には、第２構成例のモールド１００の構成が示されている。図５（ａ）モールド１００の断面図であり、図５（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第２構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、第２構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において連続的に変化している。更に具体的には、第２構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて徐々に小さくなっている。第２構成例は、パターン部１２０の周辺部における境界角度を大きくするために有利である。これは、パターン部１２０の角部分（パターン部１２０の中心から最も遠い部分）において気泡を外側方向に追い出し、角部分における充填時間（結果として全体の充填時間）を短縮するために有利である。

隔膜部１１０は、隔膜部１１０は、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）５１が円形となる部分、または、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）５２がパターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含みうる。

図６（ａ）、（ｂ）には、第３構成例のモールド１００の構成が示されている。図６（ａ）モールド１００の断面図であり、図６（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第３構成例は、第２構成例の改良例として理解されうる。第３構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、第２構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において連続的に変化している。更に具体的には、第２構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて徐々に小さくなった後に徐々に大きくなって支持部１３０に至っている。このような構成によれば、隔膜部１１０と支持部１３０との境界部において厚さが急激に変化することによって該境界部に応力が集中し破損することが抑制されうる。

隔膜部１１０は、隔膜部１１０は、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）６１が円形となる部分、または、同一厚さを有する点を結んだ線（等高線）６２がパターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含みうる。

図７（ａ）、（ｂ）には、第４構成例のモールド１００の構成が示されている。図７（ａ）モールド１００の断面図であり、図７（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第４構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、第４構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて段階的に変化している。更に具体的には、第４構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて段階的に大きくなっている。また、第４構成例では、隔膜部１１０は、厚さが異なる２つの領域の境界７１が円形である。第４構成例は、隔膜部１１０の凸形状の変形を中央部に集中させ、パターン部１２０の変形量を大きくするために有利である。また、第４構成例は、境界角度を大きくするために有利である。

図８（ａ）、（ｂ）には、第５構成例のモールド１００の構成が示されている。図８（ａ）モールド１００の断面図であり、図８（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第５構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、第５構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて段階的に変化している。更に具体的には、第５構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部から隔膜部１１０の周辺部に向けて段階的に大きくなっている。また、第５構成例では、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界８１は、パターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含む。第５構成例は、隔膜部１１０の凸形状の変形を中央部に集中させ、パターン部１２０の変形量を大きくするために有利である。また、第５構成例は、境界角度を大きくするために有利である。

図９（ａ）、（ｂ）には、第６構成例のモールド１００の構成が示されている。図９（ａ）モールド１００の断面図であり、図９（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第６構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、隔膜部１１０は、第２面１１２が隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間に１又は複数の段差を有するように、隔膜部１１０の厚さが隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。第６構成例では、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界９１、９２は、円形である。

第６構成例は、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置の設定によって、境界角度を大きくすべき部分を調整することができる。例えば、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置をパターン部１２０の外側にした構成は、パターン部１２０の周辺部における境界角度を大きくするために有利である。これは、パターン部１２０の角部分（パターン部１２０の中心から最も遠い部分）において気泡を外側方向に追い出し、角部分における充填時間（結果として全体の充填時間）を短縮するために有利である。

図１０（ａ）、（ｂ）には、第７構成例のモールド１００の構成が示されている。図１０（ａ）モールド１００の断面図であり、図１０（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第７構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、隔膜部１１０は、第２面１１２が隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間に１又は複数の段差を有するように、隔膜部１１０の厚さが隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。第７構成例では、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界９３、９４は、パターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含む。

第７構成例は、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置の設定によって、境界角度を大きくする部分を調整することができる。例えば、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置をパターン部１２０の外側にした構成は、パターン部１２０の周辺部における境界角度を大きくするために有利である。これは、パターン部１２０の角部分（パターン部１２０の中心から最も遠い部分）において気泡を外側方向に追い出し、角部分における充填時間（結果として全体の充填時間）を短縮するために有利である。

図１１（ａ）、（ｂ）には、第８構成例のモールド１００の構成が示されている。図１１（ａ）モールド１００の断面図であり、図１１（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第８構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、隔膜部１１０は、第２面１１２が隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間に１又は複数の段差を有するように、隔膜部１１０の厚さが隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。第８構成例では、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界９６は円形であり、隔膜部１１０における厚さが異なる他の２つの領域の境界９５はパターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含む。

第８構成例は、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置の設定によって、境界角度を大きくする部分を調整することができる。例えば、隔膜部１１０における厚さが異なる２つの領域の境界の位置をパターン部１２０の外側にした構成は、パターン部１２０の周辺部における境界角度を大きくするために有利である。これは、パターン部１２０の角部分（パターン部１２０の中心から最も遠い部分）において気泡を外側方向に追い出し、角部分における充填時間（結果として全体の充填時間）を短縮するために有利である。

図１２（ａ）、（ｂ）には、第９構成例のモールド１００の構成が示されている。図１２（ａ）モールド１００の断面図であり、図１２（ｂ）は、モールド１００を隔膜部１１０の第２面１１２の側から見た図である。第９構成例では、隔膜部１１０の厚さは、隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。具体的には、隔膜部１１０は、第２面１１２が隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間に複数の段差を有するように、隔膜部１１０の厚さが隔膜部１１０の中央部と隔膜部１１０の周辺部との間において変化している。第９構成例では、隔膜部１１０における厚さが異なる領域の境界が複数の存在し、該境界は円形である。ただし、該境界の全部または一部がパターン部１２０の外形の少なくとも一部に平行な部分を含むように変更されてもよい。

インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、インプリント装置１によって基板にパターンを形成し、該パターンが形成された基板を処理し、該処理が行われた基板から物品を製造する物品製造方法について説明する。図１４（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１４（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１４（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１４（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１４（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１４（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

１００：モールド、１１０：隔膜部、１１１：第１面、１１２：第２面、１２０：パターン部（メサ部）、１３０：支持部、１３１：第３面、１３２：第５面、１３３：第４面、１２１１：露出面、１２１２：被露出面

Claims (18)

1. 基板の上にインプリント材の硬化物からなるパターンを形成するためのモールドであって、
   互いに反対側の面である第１面および第２面を有する隔膜部と、前記第１面から突出するように前記第１面に設けられたパターン部と、前記隔膜部の周囲を支持する支持部と、を含み、
   前記隔膜部は、第１の厚さを有する部分と、前記第１の厚さとは異なる第２の厚さを有する部分とを含む、
   ことを特徴とするモールド。
2. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部と前記隔膜部の周辺部との間において変化している、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
3. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部と前記隔膜部の周辺部との間において連続的に変化している、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
4. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部から前記隔膜部の周辺部に向けて徐々に大きくなっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
5. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部から前記隔膜部の周辺部に向けて徐々に小さくなっている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
6. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部から前記隔膜部の周辺部に向けて、徐々に小さくなった後に徐々に大きくなって前記支持部に至っている、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
7. 前記隔膜部は、同一厚さを有する点を結んだ線が円形である部分を含む、
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のモールド。
8. 前記隔膜部は、同一厚さを有する点を結んだ線が前記パターン部の外形の少なくとも一部に平行な部分を含む、
   ことを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のモールド。
9. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部から前記隔膜部の周辺部に向けて段階的に変化している、
   ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
10. 前記隔膜部の厚さは、前記隔膜部の中央部から前記隔膜部の周辺部に向けて段階的に大きくなっている、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
11. 前記隔膜部の前記第２面は、１又は複数の段差を有する、
    ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
12. 前記隔膜部における厚さが異なる２つの領域の境界が円形である、
    ことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載のモールド。
13. 前記隔膜部は、前記隔膜部における厚さが異なる２つの領域の境界が前記パターン部の外形の少なくとも一部に平行な部分を含む、
    ことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載のモールド。
14. 前記隔膜部が変形していない状態において前記第１面が平面である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のモールド。
15. 前記第１面は、前記モールドが配置された空間に対して露出した露出面と、前記パターン部の表面と前記第２面との間に位置する非露出面とで構成され、前記非露出面は、前記露出面の包絡面である、
    ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のモールド。
16. 前記第１面と前記支持部の一部分とが連続的な面を構成する。
    ことを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のモールド。
17. 前記支持部は、前記第２面が面する空間の側方を取り囲む内側面を有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のモールド。
18. 基板の上にインプリント材を配置し、前記インプリント材に請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のモールドを接触させ、前記インプリント材を硬化させることによって、硬化した前記インプリント材からなるパターンを形成する工程と、
    前記パターンが形成された前記基板を加工して物品を得る工程と、
    を含むことを特徴とする物品製造方法。

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