JP2020167268A - 被加工基板及びインプリント方法 - Google Patents

Abstract

【課題】機能性膜を有し、当該機能性膜の所望しない酸化を防止可能な被加工基板、及び当該被加工基板を用いたインプリント方法を提供する。【解決手段】被加工基板は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の第１面上に形成されてなる機能性膜と、前記機能性膜を被覆するように形成されてなる、前記機能性膜を保護する保護膜とを備える。これにより、機能性膜の所望しない酸化を効果的に防止することができる。【選択図】図１

Description

本開示は、被加工基板及びインプリント方法に関する。

微細加工技術として知られているナノインプリント技術は、基材の表面に凹凸パターンが形成されてなるインプリントモールドを用い、当該凹凸パターンを被加工物に等倍転写するパターン形成技術である。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等に伴い、その製造プロセス等においてナノインプリント技術が注目されている。

ナノインプリント技術において一般に用いられるインプリントモールドは、例えば、第１面及びそれに対向する第２面を有する基材と、基材の第１面から突出する凸構造部と、凸構造部の上面部に形成されてなる凹凸パターンとを備える（特許文献１参照）。このようなインプリントモールドは、例えば、以下のようにして製造され得る。

インプリントモールドの凹凸パターンに対応する凹凸構造を有するマスターモールドを用い、被加工基板としてのインプリントモールド用基板の凸構造部上に供給されたインプリント樹脂にマスターモールドの凹凸構造を接触させて、凹凸構造にインプリント樹脂を充填させる。その状態で当該インプリント樹脂を硬化させ、硬化したインプリント樹脂からマスターモールドを引き離すことで、マスターモールドの凹凸構造が転写されてなる転写パターンが形成される。そして、転写パターンをマスクとしてインプリントモールド用基板をエッチングして、凸構造部上に凹凸パターンを形成することで、インプリントモールドが製造される。

上記マスターモールドをインプリント樹脂から引き離す離型工程において、マスターモールドへのインプリント樹脂の付着等によるパターン欠陥（寸法変動、位置精度の悪化、パターン倒壊等）が発生することがある。従来、凹凸構造の形成されている面に離型層が設けられているマスターモールドを用いたり、離型剤（界面活性剤）を含むインプリント樹脂を用いたりすることで、上記のようなパターン欠陥の発生を抑制する技術が知られている（特許文献２、特許文献３等参照）。

特開２０１１−２４５７８７号公報 特開２０１１−２２４９８２号公報 特表２０１２−５０７８８３号公報

一般に、インプリントモールド用基板の凸構造部上には、クロム、タンタル等の金属単体やその酸化物、窒化物等からなるハードマスク層が形成されている。そして、転写パターンをマスクとしてハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしてインプリントモールド用基板をエッチングすることで、凹凸パターンを有するインプリントモールドが製造される。

このハードマスク層は、転写パターンをマスクとしたエッチングを経て、インプリントモールドの凹凸パターンを形成するためのハードマスクパターンとして機能するものであって、いわゆる機能性膜と称されることがある。このような機能性膜としてのハードマスク層を構成するクロム等は、経時的に酸化され、ハードマスク層の表面には酸化クロムが形成されてしまう。

特許文献３に記載されているような離型剤（界面活性剤）を含むインプリント樹脂を用いて転写パターンを形成する場合、離型剤の親水基とマスターモールドの表面との親和性によって、マスターモールドの表面とインプリント樹脂との界面に離型剤が十分に行き渡り、それにより離型性が向上する。

しかしながら、ハードマスク層の表面に酸素（酸化クロム）が存在することで、離型剤の親水基とハードマスク層の表面に存在する酸素との親和性によって、インプリント樹脂中において離型剤がハードマスク層側に偏在してしまい、マスターモールドの表面とインプリント樹脂との界面に離型剤が行き渡り難くなる。その結果、離型性が悪化するとともに、硬化したインプリント樹脂とハードマスク層との密着性も悪化してしまうという問題がある。

インプリントモールド用基板は、凸構造部上に形成されているハードマスク層の所望しない酸化を防止する目的で、窒素雰囲気内にて保管するのが通常である。しかしながら、窒素雰囲気内にて保管されていたとしても、経時的にハードマスク層が酸化されてしまうことがあり、それにより離型性が悪化してしまうという問題がある。

インプリントモールド用基板のハードマスク層に限らず、経時的に酸化され得る機能性膜を有し、モールドを用いたインプリント処理により当該機能性膜上に転写パターンが形成され得る被加工基板においても、酸化により当該機能性膜の性能が充分に得られなくなる等の問題が生じ得る。

上記課題に鑑みて、本開示は、機能性膜を有し、当該機能性膜の所望しない酸化を防止可能な被加工基板、及び当該被加工基板を用いたインプリント方法を提供することを一目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の第１面上に形成されてなる機能性膜と、前記機能性膜を被覆するように形成されてなる、前記機能性膜を保護する保護膜とを備える被加工基板が提供される。

前記被加工基板において、前記保護膜は、前記機能性膜から剥離可能に形成されていればよく、レジスト材料により構成されるレジスト膜であってもよいし、帯電防止剤により構成される帯電防止膜であってもよく、有機材料により構成され得るものであり、前記機能性膜を構成する材料の酸化を防止可能な酸化防止膜として機能し得るものであればよい。前記被加工基板は、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部をさらに備え、前記機能性膜は、前記凸構造部の上面に形成されていればよい。

本開示の一実施形態として、凹凸パターンを有するインプリントモールド及び請求項１〜５のいずれかに記載の被加工基板を準備する工程と、前記被加工基板の前記基部の前記第１面側に、離型剤を含むインプリント樹脂を供給する供給工程と、前記インプリント樹脂に前記インプリントモールドの前記凹凸パターンを接触させることで、前記インプリント樹脂に前記凹凸パターンを転写してなる転写パターンを形成する転写工程とを有するインプリント方法が提供される。

前記インプリント方法において、前記保護膜を剥離する剥離工程をさらに有し、前記供給工程において、前記保護膜が剥離された前記被加工基板の前記基部の前記第１面側に、前記インプリント樹脂を供給してもよい。また、前記被加工基板が有する前記機能性膜とは別個の機能性膜を、前記保護膜を被覆するようにして形成する成膜工程をさらに有し、前記供給工程において、前記成膜工程において形成された前記機能性膜上に前記インプリント樹脂を供給してもよい。

本開示によれば、機能性膜を有し、当該機能性膜の所望しない酸化を防止可能な被加工基板、及び当該被加工基板を用いたインプリント方法を提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態に係る被加工基板の第１態様の概略構成を示す切断端面図である。 図２は、本開示の一実施形態に係る被加工基板の第２態様の概略構成を示す切断端面図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る被加工基板の第３態様の概略構成を示す切断端面図である。 図４は、本開示の一実施形態に係る被加工基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図５（Ａ）〜（Ｄ）は、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いたインプリント方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図６は、図５に示すインプリント方法におけるインプリント樹脂を供給する工程（図５（Ｂ））の他の態様（その１）を示す切断端面図である。 図７（Ａ）及び（Ｂ）は、図５に示すインプリント方法におけるインプリント樹脂を供給する工程（図５（Ｂ））の他の態様（その２及びその３）を示す切断端面図である。 図８は、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造され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、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造される針状物部材の概略構成を示す切断端面図である。 図１０は、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造されるフォトマスクの概略構成を示す切断端面図である。 図１１は、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造されるマイクロレンズアレイの概略構成を示す切断端面図である。 図１２は、図１１に示すマイクロレンズアレイを製造するために用いられる、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造されるマイクロレンズアレイ用モールドの概略構成を示す切断端面図である。 図１３は、図１２に示すマイクロレンズアレイ用モールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１４は、本開示の一実施形態に係る被加工基板を用いて製造される再生可能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。

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
当該図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりして示している場合がある。本明細書等において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。

〔被加工基板〕
図１は、本実施形態に係る被加工基板の第１態様の概略構成を示す切断端面図であり、図２は、本実施形態に係る被加工基板の第２態様の概略構成を示す切断端面図であり、図３は、本実施形態に係る被加工基板の第３態様の概略構成を示す切断端面図である。

本実施形態に係る被加工基板１は、第１面２Ａ及び当該第１面２Ａに対向する第２面２Ｂを有する基部２と、基部２の第１面２Ａに形成されている機能性膜３と、機能性膜３を被覆するようにして形成されている保護膜４とを備える。

本実施形態における被加工基板１は、少なくとも第１面２Ａ側に供給されたインプリント樹脂に対し、凹凸パターンを有するインプリントモールドを用いたインプリント処理を行い、当該凹凸パターンに対応する転写パターンを形成するために使用されるベースとなる基板である。

当該被加工基板１は、基部２の第１面２Ａや機能性膜３のエッチングにより凹凸構造が形成されるものであってもよいし、第１面２Ａや機能性膜３がエッチングされずに当該機能性膜３が上記転写パターンの下地としての役割を果たすものであってもよい。

基部２の第１面２Ａに対するエッチングにより当該第１面２Ａに凹凸構造が形成される場合において、被転写基板１は、例えば、インプリントモールド２０（図８参照）、マイクロレンズアレイ３０等の光学部材（図１１参照）を形成するためのマイクロレンズアレイ用モールド６０（図１２参照）、基部４１から立設する複数の針部４２を有する針状物部材４０（図９参照）等を製造するための基板として用いられ得る。

機能性膜３に対するエッチングにより当該機能性膜３に凹凸構造が形成される場合において、被転写基板１は、例えば、ステッパ露光、コンタクト露光、プロキシミティ露光、プロジェクション露光等の光転写に用いられるフォトマスク５０（図１０参照）等を製造するための基板として用いられ得る。

機能性膜３が転写パターンの下地としての役割を果たす場合において、被転写基板１は、例えば、樹脂製のレンズ層３３を有するマイクロレンズアレイ３０（図１１参照）、交換可能な樹脂製の凹凸パターン層７３を有する再生可能インプリントモールド７０（図１４参照）等を製造するために用いられ得る。

基部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、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリ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、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、少なくとも一部分に金属がドープされた上記基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板；ステンレス基板、チタン基板、ニッケル基板、ニオブ合金基板、タンタル基板、ジルコニウム基板、コバルト基板、クロム基板、モリブデン基板、タングステン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体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、被加工基板１から作製され得る物品の用途に応じた所定の波長の光を透過可能であることを意味する。例えば、被加工基板１がインプリントモールド２０（図８参照）を製造するための透明基板である場合（図２，３参照）、「透明」とは、波長１５０ｎｍ〜４００ｎｍの光線の透過率が６０％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。

基部２の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略円形状、略矩形状等が挙げられる。例えば、被加工基板１がインプリントモールド２０（図８参照）を製造するための基板であって（図２，３参照）、基部２が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、基部２の平面視形状は略矩形状である。

基部２の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、基部２が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、基部２の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。基部２の厚さは、被加工基板１から製造され得る物品の用途、それに応じた強度、取り扱い適性等を考慮して適宜設定され得るものであるが、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲であればよい。

機能性膜３は、酸化され得る材料により構成される膜であって、被加工基板１の用途（被加工基板１を用いて製造される物品）に応じて所定の機能を発揮し得る膜である。ここで「酸化」とは、大気中（酸素の存在する雰囲気中）に放置することによって酸化物が形成される（酸素が結合する）こと（自然酸化）のみならず、自然酸化されにくいものの酸化剤等によって強制的に酸化物が形成される（酸素が結合する）ことをも意味し、当該酸化には、機能性膜３の表面に酸化物を堆積させて酸化膜を形成することは含まれない。

被加工基板１がインプリントモールド２０（図８参照）、マイクロレンズアレイ用モールド（図１２参照）、針状物部材４０（図９参照）等を製造するために用いられる基板、すなわち最終的に第１面２Ａがエッチングされる基板である場合、機能性膜３としては、基部２の第１面２Ａをエッチングするためのマスクとして機能し得るハードマスク層等であればよい。

被加工基板１がフォトマスク５０（図１０参照）等を製造するために用いられる基板、すなわち最終的に機能性膜３がエッチングされる基板である場合、機能性膜３としては、フォトマスク５０の遮光部５２Ａを構成する遮光膜や位相シフト膜等であればよい。

被加工基板１が、基部７１（２）の第１面７１Ａ（２Ａ）側に設けられてなるインプリント樹脂からなる凹凸パターン層７３を剥離し、新たな凹凸パターン層を形成することで再生可能なインプリントモールド７０（図１４参照）を製造するために用いられる基板である場合、機能性膜３としては、凹凸パターン層７３を容易に剥離可能とするための剥離層７２等であればよい。

被加工基板１が、保護膜４が剥離されて露出した機能性膜３上にインプリントモールド１０（図５（Ａ）〜（Ｄ）参照）を用いたインプリント処理により凹凸パターン１３を転写して転写パターンを形成するために用いられる基板である場合、機能性膜３としては、導電性膜であってもよい。インプリントモールド１０のパターン形成面に形成されている凹凸パターン１３に粗密がある場合、パターン密度の大きい領域（凹凸パターン１３が密に存在する領域）は、パターン密度の小さい領域（凹凸パターン１３が粗である領域）に比して帯電し易く、その結果として転写パターンに欠陥を生じさせやすい。被加工基板１が、機能性膜３として導電膜を有することで、転写パターンを介して導電性膜に向かって放電することができ、転写パターンに欠陥を生じさせにくくすることができる。

被加工基板１が、マイクロレンズアレイ３０（図１１参照）等の光学部材を製造するために用いられる基板である場合、機能性膜３としては、反射防止膜、反射膜、拡散膜、接着層等であってもよい。

機能性膜３を構成する材料は、機能性膜３が発揮する機能等に応じて適宜設定され得るものであり、自然酸化され得る材料である限りにおいて特に制限されない。機能性膜３が上記ハードマスク層である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム等の金属、珪素、ゲルマニウム等の半金属、及びこれらの金属又は半金属を含むもの（例えば、上記金属の酸化物、窒化物、ケイ化物等；上記半金属の酸化物、窒化物等；上記金属を含む合金等）が挙げられる。

機能性膜３が上記遮光膜である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、クロム、タングステン、モリブデン、タンタル、アルミニウム、ニッケル、チタン、すず、亜鉛等の金属、珪素、ゲルマニウム等の半金属、及びこれらの金属又は半金属を含むもの（例えば、上記金属の酸化物、窒化物、ケイ化物等；上記半金属の酸化物、窒化物等；上記金属を含む合金等）等が挙げられる。

機能性膜３が上記剥離層である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、基部２を構成する材料よりも熱膨張率の大きい又はガラス転移点の異なる樹脂材料（例えば、エポキシ系、アクリル系等）等が挙げられる。

機能性膜３が上記導電性膜である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、クロム、タングステン、モリブデン、タンタル、すず、亜鉛、アルミニウム、銅、銀、白金、金等の金属、珪素等の半金属、及びこれらの金属又は半金属を含むもの（例えば、上記金属の酸化物、窒化物、ケイ化物等；上記半金属の酸化物、窒化物等；上記金属を含む合金等）等が挙げられる。

機能性膜３が上記反射防止膜としての光吸収膜である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、紫外線を吸収する作用を有する二酸化ジルコニウム、酸化セリウム等の無機材料、トリアジン化合物、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、ベンゾエート系等の有機材料のうちの１種、又はこれらの２種以上の組み合わせからなるもの、酸化亜鉛、酸化チタン等の微粒子をバインダ樹脂中に含有させたもの等が挙げられる。

機能性膜３が上記反射防止膜としての低反射膜である場合、機能性膜３としては、例えば、基部２を構成する材料よりも屈折率の小さい材料により構成される膜、低屈折率薄膜と高屈折率薄膜とを交互に少なくとも１層ずつ積層してなる積層膜であって、膜厚を被吸収光の１／４波長の倍数としたもの等が挙げられる。このような積層膜としては、例えば、フッ化マグネシウム（低屈折率（１．３８）薄膜）と酸化ケイ素（高屈折率（１．５２）薄膜）との組み合わせ、酸化アルミニウム（低屈折率（１．６５）薄膜）と酸化チタン（高屈折率（２．２５）薄膜）との組み合わせ等を挙げることができる。

機能性膜３が上記反射膜である場合、機能性膜３を構成する材料としては、例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、銀、クロム、白金等の金属、これらの金属の合金、酸化物、窒化物等、上記材料のうちから選択される２種以上の屈折率の異なる材料の薄膜が積層されてなる多層薄膜等が挙げられる。このような多層薄膜においては、例えば、酸化ケイ素のように照射光を透過する材料が含まれていてもよい。

機能性膜３の膜厚は、被加工基板１の用途（被加工基板１を用いて製造される物品の種類）等に応じて適宜設定され得るものであって、特に限定されるものではない。機能性膜３が上記ハードマスク層である場合、基部２を構成する材料と機能性膜３を構成する材料とのエッチング選択比等に応じて適宜設定されればよく、例えば、基部２が石英ガラス基板であって、機能性膜３がハードマスク層としてのクロムを含む金属膜である場合、機能性膜３の膜厚は、０．５ｎｍ〜２００ｎｍ程度に設定され得る。

保護膜４は、機能性膜３を保護可能な膜である。ここで、「機能性膜３を保護する」とは、機能性膜３の組成、特に機能性膜３の表面の組成を化学的に変化させない（機能性膜３の表面において化学的に反応させない）ことを意味し、例えば、機能性膜３の酸化（機能性膜３の表面に酸素が結合すること）を防止すること等が挙げられる。

保護膜４は、容易に剥離可能な材料により構成されているのが好ましく、被加工基板１に対するインプリント処理の前処理として洗浄処理が施される場合において、当該洗浄処理により剥離可能な材料であるのがより好ましい。後述するように、本実施形態に係る被加工基板１を用いたインプリント方法において、保護膜４を剥離除去し、露出した機能性膜３上に供給されたインプリント樹脂６にインプリントモールド１０を接触させて転写パターン７を形成し得る（図５，６参照）。そのため、保護膜４が容易に剥離可能であることで、インプリント方法を容易に実施することができる。

保護膜４を構成する材料としては、例えば、ポジ型又はネガ型の有機レジスト材料（例えば、アクリル系、エポキシ系、ノボラック系等）；ポリアニリンスルホン酸等の導電性ポリマーからなる帯電防止剤（例えば、ＡｑｕａＳＡＶＥ（三菱ケミカル社製）等）；潤滑油等のオイル材料等が挙げられる。また、保護膜４の構成材料として、上記有機レジスト材料等に酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール系酸化防止剤、リン酸系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤等）や酸化防止機能を有する材料（例えば、アモルファス炭素構造を含む粒子（例えばナノダイヤモンド等）等）を含有させてなるもの等を用いてもよい。

保護膜４の膜厚は、機能性膜３を保護可能な程度の厚さである限りにおいて特に制限されるものではない。保護膜４がレジスト材料である場合、保護膜４の膜厚は、例えば、０．５ｎｍ〜１００ｎｍ程度であればよい。

保護膜４の表面（機能性膜３上における表面）は、平坦性を有しているのが好ましい。例えば、保護膜４上にインプリント処理がなされる等、保護膜４を剥離することなく被加工基板１が利用される場合、保護膜４の表面が平坦性を有していることで、当該保護膜４を平坦化膜として利用することができる。

本実施形態に係る被加工基板１は、第１面２Ａから突出する凸構造部５を有する基部２を備えていてもよい（図２、図３参照）。この場合において、機能性膜３は、例えば、凸構造部５の上面に設けられていればよく、保護膜４は、凸構造部５の上面に設けられた機能性膜３を被覆するように設けられていてもよいし（図２参照）、機能性膜３及び第１面２Ａの全面を被覆するようにして設けられていてもよいし（図３参照）、基部２の側面の少なくとも一部や、側面と第２面Ｂ側とをさらに被覆するように設けられていてもよい（図示せず）。図２及び図３に示す構成を有する被加工基板１は、凸構造部５の上面に凹凸パターン２２が形成されてなるインプリントモールド２０（図８参照）を製造するための基板として好適に用いられ得る。

基部２の第１面２Ａから突出する凸構造部５は、平面視において基部２の略中央に設けられていればよい。凸構造部５の平面視における形状は、略矩形状である。凸構造部５の大きさは、被加工基板１を用いて製造されるインプリントモールド２０において要求される大きさであればよく、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。

凸構造部５の突出高さ（基部２の第１面２Ａと凸構造部５の上面との間の基部２厚み方向に沿った長さ）は、本実施形態に係る被加工基板１が凸構造部５を備える目的を果たし得る限り、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度に設定され得る。凸構造部５の上面には、凹凸パターン２２（図８参照）が形成される予定のパターン領域が設定されている。

基部２の第２面２Ｂには、所定の大きさの窪み部（図示省略）が形成されていてもよい。窪み部が形成されていることで、本実施形態に係る被加工基板１から作製されるインプリントモールド２０（図８参照）を用いたインプリント処理時、特にインプリント樹脂との接触時やインプリントモールドの剥離時に、基部２の第２面２Ｂが吸着チャック等で保持された状態で窪み部に圧力を印加することにより、窪み部により形成された基部２における厚みの薄い部分（薄板部）のみを湾曲させることができる。その結果、凸構造部５の上面とインプリント樹脂とを接触させるときに、凸構造部５の上面に形成されている凹凸パターン２２とインプリント樹脂との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂に凹凸パターン２２が転写されてなる転写パターンからインプリントモールド２０を容易に剥離することができる。

窪み部の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凸構造部５の上面とインプリント樹脂とを接触させるときやインプリント樹脂からインプリントモールド２０を剥離するときに、インプリントモールド２０の薄板部や、凸構造部５の上面を、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。

窪み部の平面視における大きさは、窪み部を基部２の第１面２Ａ側に投影した投影領域内に、凸構造部５が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域が凸構造部５を包摂不可能な大きさであると、インプリントモールド２０の凸構造部５の上面の全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。

〔被加工基板の製造方法〕
上述した構成を有する被加工基板１を製造する方法について説明する。図４は、本実施形態に係る被加工基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、第１面２Ａ及びそれに対向する第２面２Ｂを有する基部２を準備し（図４（Ａ）参照）、当該基部２の第１面２Ａ上に機能性膜３を形成する（図４（Ｂ）参照）。機能性膜３を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、機能性膜３を構成する材料に応じた成膜方法であるスパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ等が挙げられる。

次に、基部２の機能性膜３を被覆するようにして保護膜４を形成する（図４（Ｃ）参照）。保護膜４を形成する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、スピンコート法、ダイコート法、ディップコーティング法、気相成膜法等を用いて保護膜４の構成材料の塗膜を形成し、当該塗膜を硬化させる方法等が挙げられる。なお、保護膜４は、当該保護膜４の構成材料を含むフィルムを機能性膜３上に貼付することにより形成されてもよい。このようにして被加工基板１が製造され得る。

〔インプリント方法〕
本実施形態に係る被加工基板１を用いたインプリント方法について説明する。図５は、本実施形態におけるインプリント方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、本実施形態に係る被加工基板１と、被加工基板１の基部２の第１面２Ａ側に形成する転写パターン７（図５（Ｄ）参照）に対応する凹凸構造１３を有するインプリントモールド１０とを準備する（図５（Ａ）参照）。

本実施形態において、インプリントモールド１０は、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有する基部１１と、基部１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、凸構造部１２の上面に形成されている凹凸構造１３と、基部１１の第２面１１Ｂに形成されている窪み部１４とを備える（図５（Ａ）参照）。なお、凸構造部１２及び窪み部１４は、設けられていなくてもよい。

基部１１としては、インプリントモールド用基板として一般的なもの、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、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリ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、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、少なくとも一部分に金属がドープされた上記基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等であればよい。

基部１１の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。基部１１が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、基部１１の平面視形状は略矩形状である。

基部１１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、基部１１が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、基部１１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、基部１１の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

凸構造部１２は、平面視において基部２の略中央に設けられていればよい。凸構造部１２の平面視における形状は、略矩形状である。凸構造部１２の大きさは、被加工基板１を用いて製造される製品等において要求される大きさであればよく、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。

凸構造部１２の突出高さ（基部１１の第１面１１Ａと凸構造部１２の上面との間の基部１１厚み方向に沿った長さ）は、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ〜１００μｍ程度に設定され得る。凸構造部１２の上面には、パターン領域が設定され、パターン領域内に凹凸構造１３が形成されている。

凹凸構造１３の形状、寸法等は、本実施形態におけるインプリントモールド１０を用いた被加工基板１に対するインプリント処理により製造される製品等にて要求される形状、寸法等に応じて適宜設定され得る。例えば、凹凸構造１３の形状としては、ラインアンドスペース状、ピラー状、ホール状、格子状等が挙げられる。また、凹凸構造１３の寸法は、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度、好適には１０ｎｍ〜１００ｎｍ程度に設定され得る。凹凸構造１３のアスペクト比（寸法に対する高さの比）は、例えば、０．５〜６程度、好適には１〜３程度に設定され得る。パターン形成面内において、凹凸構造１３のパターン密度（凹凸構造１３の部分とそれ以外の部分との平面視における面積割合）は略均一であってもよいし、分布（パターン密度の大きい部分及び小さい部分）を有していてもよい。凹凸構造１３の寸法が微細になったり（例えば、３０ｎｍ以下程度）、アスペクト比が大きくなったり（例えば、１．５以上程度）すると、一般に、離型にかかる応力が大きくなる傾向にある。また、パターン密度が分布を有していると、その分布の境界において、一般に、離型にかかる応力が大きく変化する。本実施形態においては、被転写基板１の機能性膜３の酸化が防止されていることで、インプリント樹脂６に含まれる離型剤がインプリントモールド１０の表面に対する親和性を発揮し、当該表面との界面に十分に行き渡る。そのため、本実施形態によれば、離型にかかる応力が相対的に小さくなり、パターン形成面内における離型にかかる応力の変化量も相対的に小さくなり、転写パターンに欠陥が発生するのを防止することができる。

基部１１の第２面１１Ｂには、所定の大きさの窪み部１４が形成されている。窪み部１４が形成されていることで、インプリント処理時、特にインプリント樹脂との接触時やインプリントモールド１０の離型時に、基部１１の第２面１１Ｂが吸着チャック等で保持された状態で窪み部１４に圧力を印加して、窪み部１４上の基部１１における厚みの薄い部分（薄板部）のみを湾曲させることができる。その結果、凸構造部１２の上面とインプリント樹脂６とを接触させるときに、凸構造部１２の上面に形成されている凹凸構造１３とインプリント樹脂６との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂６に凹凸構造１３が転写されてなる転写パターンからインプリントモールド１０を容易に離型することができる。

窪み部１４の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凸構造部１２の上面とインプリント樹脂６とを接触させるときやインプリント樹脂からインプリントモールド１０を剥離するときに、インプリントモールド１０の薄板部や、凸構造部１２の上面を、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。

窪み部１４の平面視における大きさは、窪み部１４を基部１１の第１面１１Ａ側に投影した投影領域内に、凸構造部１２が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域が凸構造部１２を包摂不可能な大きさであると、インプリントモールド１０の凸構造部１２の上面の全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。

次に、被加工基板１の基部２の第１面２Ａ側にインプリント樹脂６の液滴を滴下（供給）する（図５（Ｂ）、図６、図７参照）。インプリント樹脂６は、被加工基板１から保護膜４を剥離除去して露出した機能性膜３上に供給されてもよいし（図５（Ｂ）参照）、被加工基板１の保護膜４上に供給されてもよいし（図６参照）、被加工基板１の保護膜４を剥離除去して露出した機能性膜３上又は保護膜４上に、機能性膜３とは別個の機能性膜８（例えば、ハードマスク層、平坦化層、密着層等）を形成し、当該機能性膜８上に供給されてもよい（図７（Ａ）、図７（Ｂ）参照）。被加工基板１から保護膜４を剥離除去する方法としては、特に限定されるものではなく、保護膜４を構成する材料に応じた剥離除去方法であればよい。例えば、保護膜４を構成する材料がレジスト材料である場合、当該レジスト材料を溶解除去可能なレジスト剥離液を用いる方法であってもよいし、保護膜４をエッチングして除去する方法であってもよい。保護膜４上に機能性膜８を形成する方法としては（図７参照）、例えば、機能性膜８を構成する材料のスパッタリング、ＣＶＤ、ＰＶＤ等が挙げられる。保護膜４を剥離除去して露出した機能性膜３上にインプリント樹脂６を供給する場合（図５（Ｂ）参照）や、機能性膜３又は保護膜４上に形成された機能性膜８上にインプリント樹脂６を供給する場合（図７（Ａ）、図７（Ｂ）参照）には、機能性膜３，８が酸化されないように、速やかにインプリント樹脂６を供給することで、機能性膜３が酸化されることなくインプリント処理を進行させることができる。また、保護膜４上にインプリント樹脂６を供給することで（図６参照）、機能性膜３が酸化されることなくインプリント処理を進行させることができる。なお、保護膜４上にインプリント樹脂６を供給する場合には、保護膜４がインプリント樹脂６との密着性をより向上させる機能を有するのが好ましい。

本実施形態におけるインプリント方法にて、使用されるインプリント樹脂６は、離型剤を含有する。インプリント樹脂６に含まれる離型剤としては、例えば、フッ素アルキル末端の疎水部分と極性基を有する親水性部分とから構成されるもの等が挙げられる。

続いて、被加工基板１の基部２の第１面２Ａ側に供給されたインプリント樹脂６の液滴にインプリントモールド１０の凹凸構造１２を接触させることで、インプリント樹脂６をインプリントモールド１０と被加工基板１との間に濡れ広がらせながら凹凸構造１３に充填させ、その状態でインプリント樹脂６を硬化させる（図５（Ｃ）参照）。インプリント樹脂６を硬化させる方法は、インプリント樹脂６の硬化タイプに応じて適宜選択され得る。

最後に、硬化したインプリント樹脂６からインプリントモールド１０を引き離すことで、転写パターン７を形成する（図５（Ｄ）参照）。本実施形態において、インプリント樹脂６に離型剤が含まれているが、機能性膜３の酸化が防止されていることで、インプリント樹脂６に含まれる離型剤の機能性膜３の表面に対する親和性が抑制され、インプリントモールド１０の表面に対する親和性が発揮される。その結果、インプリントモールド１０の表面との界面に十分に行き渡るため、離型にかかる応力が小さくなり、転写パターンに欠陥が発生するのを防止することができる。

〔被加工基板から製造される製品〕
図８は、本実施形態に係る被加工基板１から製造され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。本実施形態におけるインプリントモールド２０は、凸構造部５を有する被加工基板１（図２及び図３参照）における当該凸構造部５の上面に形成されてなる凹凸パターン２２を有する（図８参照）。

凹凸パターン２２の形状、寸法等は、本実施形態におけるインプリントモールド２２を用いて製造される製品等にて要求される形状、寸法等に応じて適宜設定され得る。例えば、凹凸パターン２２の形状としては、ラインアンドスペース状、ピラー状、ホール状、格子状等が挙げられる。また、凹凸パターン２２の寸法は、例えば、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度に設定され得る。

本実施形態におけるインプリントモールド２０は、本実施形態に係る被加工基板１の機能性膜３としてのハードマスク層のエッチングにより形成されたハードマスクパターンをマスクとして凸構造部５にエッチング処理を施し、凹凸パターン２２を形成することで作製され得る。なお、本実施形態におけるインプリントモールド２０は、凸構造部５を有しない被加工基板１（図１参照）から製造されるものであってもよく、その場合においては、当然に凸構造部５を有さず、基部２の第１面２Ａに凹凸パターン２２が形成されている。

図９は、本実施形態に係る被加工基板１から製造される針状物部材４０の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。本実施形態における針状物部材４０は、第１面４１Ａ及び当該第１面４１Ａに対向する第２面４１Ｂを有する平板状の基部４１と、基部４１の面内方向に沿って一体的に突出形成されてなる複数の針部４２とを備える。なお、「一体的に突出形成された」とは、基部４１と針部４２とが同一材質により構成されており、かつ基部４１と針部４２とが一度も分離された状態で存在したことがない状態、すなわち一枚の被加工基板１に対するエッチングにより基部４１及び針部４２が一体に作製されたことを意味する。

本実施形態における針状物部材４０は、本実施形態に係る被加工基板１の機能性膜３としてのハードマスク層をパターニングして形成したハードマスク層をマスクとし、例えば、ステンレス鋼、チタン、チタン合金、ニッケル、ニッケル合金、ニオブ、タンタル、ジルコニウム、コバルト合金、クロム合金、モリブデン合金、タングステン合金等の金属により構成される基部２にエッチング処理を施すことで作製され得る。

図１０は、本実施形態に係る被加工基板１から製造されるフォトマスクの概略構成を示す切断端面図である。本実施形態におけるフォトマスク５０は、第１面５１Ａ及び第１面５１Ａに対向する第２面５１Ｂを有する基部５１と、基部５１の第１面５１Ａ上に形成されている遮光部５２Ａ及び開口部５２Ｂを有する遮光パターン５２とを備える。

本実施形態におけるフォトマスク５０は、本実施形態に係る被加工基板１の機能性膜３としての遮光層にエッチング処理を施し、遮光部５２Ａ及び開口部５２Ｂを有する遮光パターン５２を形成することで作製され得る。

図１１は、本実施形態に係る被加工基板１から製造されるマイクロレンズアレイであり、図１２は、本実施形態に係る被加工基板１から製造される、図１１に示すマイクロレンズアレイを製造するために用いられるモールドである。

図１１に示すように、本実施形態におけるマイクロレンズアレイ３０は、第１面３１Ａ及び第１面３１Ａに対向する第２面３１Ｂを有する基部３１と、基部３１の第１面３１Ａ上に設けられてなる機能層３２と、機能層３２上に設けられてなる樹脂製のレンズ層３３とを有する。レンズ層３３は、行列状（基部３１の第１面３１Ａの面内における一方向及びそれに直交する方向）に並列する複数の凸部３３１を有する。

各凸部３３１は、基部３１の厚み方向上方に向けて湾曲する表面３４を有し、この表面３４は、例えば当該厚み方向下方側から入射した光を、集光、拡散、反射及び／又は回折させる役割を果たす。機能層３２は、マイクロレンズアレイ３０の用途等に応じて、例えば、反射防止膜、反射膜、拡散膜等であってもよいし、レンズ層３３を基部３１の第１面３１Ａに接着させるための接着層等であってもよい。

本実施形態におけるマイクロレンズアレイ３０は、本実施形態に係る被加工基板１の機能性膜３としての反射防止膜、反射膜、拡散膜、接着層等の上にインプリント樹脂を供給し、レンズ層３３の各凸部３３１に対応する凹凸パターン６２を有するマイクロレンズアレイ用モールド６０を用いたインプリント処理により、当該レンズ層３３を形成することで作製され得る。

本実施形態におけるマイクロレンズアレイ用モールド６０は、第１面６１Ａ及び第１面６１Ａに対向する第２面６１Ｂを有する基部６１と、基部６１の第１面６１Ａに形成されている凹凸パターン６２とを有する（図１２参照）。凹凸パターン６２は、マイクロレンズアレイ３０のレンズ層３３の各凸部３３１に対応する凹レンズ形状を有している。

本実施形態におけるマイクロレンズアレイ用モールド６０は、本実施形態に係る被加工基板１における機能性膜３としてのハードマスク層上にレジストパターン８１を形成し（図１３（Ａ）参照）、当該レジストパターン８１をマスクとしてドライエッチングしてハードマスクパターン８２を形成し（図１３（Ｂ）参照）、ハードマスクパターン８２をマスクとして基部２にウェットエッチング処理を施し（図１３（Ｃ）参照）、凹凸パターン６２を形成することで作製され得る。

レジストパターン８１は、当該レジストパターン８１に対応する凹凸構造を有するインプリントモールドを用いたインプリント処理により形成されてもよいし、電子線リソグラフィ等により形成されてもよい。レジストパターン８１が電子線リソグラフィにより形成される場合、レジストパターン８１を構成するレジスト材料として、通常、化学増幅型レジストが用いられる。機能性膜３としてのハードマスク層が酸化され、その表面に酸素が存在すると、化学増幅型レジストとハードマスク層との接触部位において酸失活（酸触媒の失活）が生じ、レジストプロファイル（レジストパターンの断面形状）が悪化してしまう。レジストプロファイルの悪化したレジストパターンをマスクとしてハードマスク層のドライエッチングを行うと、ハードマスクパターンの形状が劣化し、その結果、マイクロレンズアレイ用モールドの凹凸パターンの形状にバラツキが生じてしまう。本実施形態に係る被加工基板１を用いることで、機能性膜３としてのハードマスク層の酸化が防止されているため、化学増幅型レジストにおける酸失活が生じるのを防止することができ、実質的に均一な形状の凹凸パターン６２を有するマイクロレンズアレイ用モールド６０を製造することができる。

図１４は、本実施形態に係る被加工基板１から製造され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。本実施形態におけるインプリントモールド７０は、第１面７１Ａ及び当該第１面７１Ａに対向する第２面７１Ｂを有する基部７１と、基部７１の第１面７１Ａ上に設けられてなる剥離層７２と、剥離層７２上に設けられてなる樹脂製の凹凸パターン層７３とを有する（図１４参照）。

本実施形態におけるインプリントモールド７０において、凹凸パターン層７３に欠損等が生じた場合、剥離層７２を介して設けられている凹凸パターン層７３を剥離し、露出した剥離層７２上に新たな凹凸パターン層を形成することで、インプリントモールド７０を再生することができる。

本実施形態におけるインプリントモールド７０は、本実施形態に係る被加工基板１の機能性膜３としての剥離層上にインプリント樹脂を供給し、凹凸パターン層７３に対応する凹凸パターンを有するインプリントモールドを用いたインプリント処理により凹凸パターン層７３を形成することで作製され得る。

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。

１…被加工基板
２…基部
２Ａ…第１面
２Ｂ…第２面
３…機能性膜
４…保護膜
５…凸構造部

Claims (10)

1. 第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基部と、
   前記基部の第１面上に形成されてなる機能性膜と、
   前記機能性膜を被覆するように形成されてなる、前記機能性膜を保護する保護膜と
   を備える被加工基板。
2. 前記保護膜は、前記機能性膜から剥離可能に形成されてなる
   請求項１に記載の被加工基板。
3. 前記保護膜は、レジスト材料により構成されるレジスト膜である
   請求項１又は２に記載の被加工基板。
4. 前記保護膜は、帯電防止剤により構成される帯電防止膜である
   請求項１又は２に記載の被加工基板。
5. 前記保護膜は、有機材料により構成される
   請求項１〜４のいずれかに記載の被加工基板。
6. 前記保護膜は、前記機能性膜を構成する材料の酸化を防止可能な酸化防止膜である
   請求項１〜５のいずれかに記載の被加工基板。
7. 前記基部の前記第１面から突出する凸構造部をさらに備え、
   前記機能性膜は、前記凸構造部の上面に形成されてなる
   請求項１〜６のいずれかに記載の被加工基板。
8. 凹凸パターンを有するインプリントモールド及び請求項１〜７のいずれかに記載の被加工基板を準備する工程と、
   前記被加工基板の前記基部の前記第１面側に、離型剤を含むインプリント樹脂を供給する供給工程と、
   前記インプリント樹脂に前記インプリントモールドの前記凹凸パターンを接触させることで、前記インプリント樹脂に前記凹凸パターンを転写してなる転写パターンを形成する転写工程と
   を有するインプリント方法。
9. 前記保護膜を剥離する剥離工程をさらに有し、
   前記供給工程において、前記保護膜が剥離された前記被加工基板の前記基部の前記第１面側に、前記インプリント樹脂を供給する
   請求項８に記載のインプリント方法。
10. 前記被加工基板が有する前記機能性膜とは別個の機能性膜を、前記保護膜を被覆するようにして形成する成膜工程をさらに有し、
    前記供給工程において、前記成膜工程において形成された前記機能性膜上に前記インプリント樹脂を供給する
    請求項８に記載のインプリント方法。

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