JP2021064664A - インプリント用モールド及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】転写された樹脂パターンとモールドとの離型性を確保し、モールドのトレーサビリティ手段を確保するとともに、ハンドリング性を高めることによって、被加工製品の生産性を向上できるインプリント用モールド及びその製造方法を提供する。【解決手段】基材に対する片面側に凹凸構造を設けたインプリント用モールドであって、平面視で、前記凹凸構造からなるモールドパターン領域と、前記モールドパターン領域を含む撥水領域と、前記撥水領域以外の非撥水領域と、からなるインプリント用モールドとし、好ましくは、前記撥水領域は平面視で略四角形状であり、前記撥水領域外の、前記四角形状の少なくとも対向する２辺側に前記非撥水領域を備えるインプリント用モールドとする。【選択図】図１

Description

本発明は、半導体素子、光学素子等に微細加工形状を賦形するためのインプリント用モールド及びその製造方に関する。

現在の高度情報化社会を支えるパーソナルコンピュータや携帯電子機器は、微細加工技術によって製造された半導体素子や光学素子が搭載されている。従来の微細加工成形プロセスでは、電子線描画によりフォトマスクパターンを形成し、該フォトマスクを介した光露光で形成した樹脂パターン（レジストパターン）をマスクとして、イオンビーム等を用いたドライエッチングにより、マスクパターンを被加工体である半導体素子や光学素子の基板、もしくは基板上の薄膜へ転写する。この方法は通常リソグラフィ法と呼ばれる。

別な微細加工成形技術として、インプリント法（もしくはナノインプリント法）と呼ばれる方式がある。インプリント法は、前記のリソグラフィ法で必要である投影露光装置や現像装置等の高価な装置を必要とせず、高度微細化と量産化が両立できる技術として注目されている。インプリント法は、原版（モールド）に形成した凹凸構造（以下、適宜モールドパターンと称する）を被加工体上に塗工した樹脂層に押し当てることによって、凹凸形状を樹脂層に転写し樹脂パターンを形成する。

主なインプリント法としては、樹脂材料として熱可塑性樹脂を利用する熱インプリント法と、光硬化性樹脂を利用する光インプリント法が挙げられる。熱インプリント法は、ガラス転移温度以上に加熱した樹脂にモールドパターンが形成されたモールドを押し付け、冷却後に離型して樹脂パターンを形成する。熱インプリント用モールドを構成する基板材料（基材）としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、Ｎｉ等が用いられる。

一方、光インプリント法はモールドパターンが形成されたモールドを光硬化性樹脂に接触させた状態で光（紫外線）を照射し硬化させた後、離型して樹脂パターンを形成する。光インプリント用モールドを構成する基材としては、被加工体側に透光性がない場合、紫外線を透過させる必要があるため、主に石英ガラスが用いられる。

熱インプリント法や光インプリント法で形成した樹脂パターンは、モールドを離型した後、そのまま光学素子等の成型品とすることができるほか、リソグラフィ法と同様に、該樹脂パターンをマスクとして、イオンビーム等を用いたドライエッチングにより、マスクパターンを被加工体である半導体等の基板もしくは基板上の薄膜へ転写することもできる。

図８は、従来のインプリント用モールドの製造方法に係り、後述のマスターモールドともなりうるインプリント用モールドの製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。

まず、シリコン（Ｓｉ）やＳｉＣや石英から成る基材５１（図では、比較的薄く透光性がないＳｉやＳｉＣを模して描いている）上に電子線レジスト５２を塗布し、電子線源７１を備える電子線描画装置（不図示）を用いて、電子線描画（図８（ａ））、現像を行い、電子線レジストパターン５２ａを形成する（図８（ｂ））。

次に、電子線レジストパターン５２ａをマスクとして、基材５１のドライエッチングを行い、モールドパターン５１ａを形成する（図８（ｃ））。次に、ドライエッチングにより膜減りした電子線レジストパターン５２ｂを酸素プラズマ等で除去する（図８（ｄ））。さらに、モールドパターン５１ａを含む面側に離型層５３を形成してインプリント用モールド５０が完成する（図８（ｅ））。

半導体素子や光学素子の微細化に伴ってパターンの線幅が小さくなると、モールドパターンの表面積が増大するため、モールドと樹脂パターンとの密着力が高くなり、モールドを樹脂パターンから離型することが困難になる。このため、ｎｍレベルの微細パターンを形成するインプリントにおいては、樹脂と被加工体である半導体等の基板もしくは基板上の薄膜との密着性を増すとともに、樹脂パターンとモールドとの良好な離型性を確保する必要がある。

具体的に述べれば、インプリント法は接触方式であるため、離型性が不良であると、モールドを離型する際にモールドと樹脂の界面に応力が発生し、場合によってはモールドの微細パターンの力学的な破壊や、樹脂パターンの一部損傷などが発生する。

一方で、離型されたモールドは繰り返し使用されるが、インプリント用モールドの作製は、電子線リソグラフィ技術を駆使した高度な加工技術が必要であり、高コストとなる。それ故、作製したモールドを原版（マスターモールド）として、マスターモールドから複製モールド（レプリカモールド）を作製する方法が知られている。これにより、安価なレプリカモールドを大量に作製することができ、モールド損傷時のインパクトを分散させることができる。

レプリカモールドを作製する方法としては、ニッケル（Ｎｉ）めっき電鋳によりＮｉモールドを作製する方法や、マスターモールドを用いてインプリント法により作製する方法がある。

後者のインプリント法による方法は、電子線リソグラフィを用いて作製したシリコンや石英から成るマスターモールドを原版として、インプリント法により形成した樹脂パターンをモールドパターンとするレプリカモールドを作製する。
本願においてレプリカモールドを作製する場合は、インプリント法によるものとする。

図９は、従来のインプリント法によるインプリント用モールドの製造方法に係り、マスターモールドを用いたレプリカモールドの製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。

レプリカモールド用基材６１の片面上に、モールドパターンを形成するためのＵＶ硬化性樹脂または熱硬化性樹脂（図ではＵＶ硬化性樹脂）を塗布し、マスターモールド５０（離型層の図示は省略している）を接触させた状態で紫外線８１を照射し硬化させて樹脂によるモールドパターン層６２を形成する（図９（ａ））。尚、ここではレプリカモールド用基材６１を透光性とし、レプリカモールド用基材６１側から紫外線８１を照射しているが、マスターモールド５０が透光性の場合は、マスターモールド５０側から照射してもよい。

次に、マスターモールド５０を離型することで（図９（ｂ））、レプリカモールド（離型層なし）５００ｐの形態とする（図９（ｃ））。モールドパターン層６２となる樹脂として離型性のある樹脂を使用している場合は、図９（ｃ）の形態のままでよいが、離型性がない樹脂の場合は、さらに離型層６３を形成してレプリカモールド５００が完成する（図９（ｄ））。

離型層がなくとも離型性に優れ、モールドへの樹脂の付着を回避し、樹脂パターンの損
傷を防ぐために、［特許文献１］では、通常のインプリント法による樹脂パターンの形成、及びレプリカモールド用のモールドパターン形成のための樹脂材料として、硬化性樹脂または硬化性モノマーに対して、フッ素系ポリマーを０．１〜１０重量％含む材料組成が開示されている。また、［特許文献２］や［特許文献３］にも、離型性を向上させる方法として、レプリカモールド用の光硬化性樹脂にフッ素原子を含有することが開示されている。

一方、［特許文献４］には、モールドにパーフルオロポリエーテル等のフッ素系樹脂膜からなる離型層を薄くコートする表面処理技術を施し、モールドの表面エネルギーを低くすることで樹脂とモールドの離型性を向上させる事例が報告されている。［特許文献５］には、フッ素含有基を有するシリルクロリド化合物を含む離型層を備えたインプリント用モールドが開示されている。さらに、［特許文献６］には、フッ素含有化合物からなる離型層を形成したモールドパターン層が開示されている。

特許第５６９１７１７号公報 特許第５６１７６３２号公報 特許第５４６６７０５号公報 特許第４１５４５９５号公報 特開２００２−２７０５４１号公報 特開２０１０−０４９７４５号公報

ところで、インプリント用モールドは、その微細加工性ゆえに肉眼ではそれがどのようなパターンなのかを認識することが難しい。また、同じマスターモールドから製造されたレプリカモールドは、まったく同じパターンが形成されているため、見た目ではトレーサビリティを確保することが難しい。

しかるに、レプリカモールドは複数のモールドとして大量に生産されるという特性上、その製造履歴がトレースできるように識別して、取り違え等のヒューマンエラーを回避する必要がある。そこで、レプリカモールドに、例えば二次元バーコードなどの管理パターンを印字し、製造履歴や使用履歴などが確認できるようにすることが考えられる。

二次元バーコードは一般的に大量生産設備に付随するものであり、いわゆる試作機や研究開発機には付随されないことが多い。そのため、レプリカモールドの基板端部など、パターン形成エリア以外の場所にインクでマーキングを行い、製造履歴や使用履歴などが確認できるようにする方法が提案されている。

しかしながら、上述のように、レプリカモールドを含め、インプリント用モールドは、離型性を向上できる表面となっていることが一般的であり、使用する樹脂材料や離型層は、フッ素系化合物やシリコン系化合物を含有するため、撥水性を発現し易いという特性がある。それ故、撥水性を有する表面でインクを弾いてしまうため、マーキングペンで印字できない問題がある。

また、フッ素系樹脂膜に代表される撥水性の離型層は、その表面エネルギーの低さにより、ハンドリング時に滑落するなどの懸念がある。特に、微細加工製品は細かい汚れなどの異物の影響を避けるため、生産設備においてはロボットアームなどで人の手を介さずにハンドリングを行う。このような撥水性の離型層によるハンドリング性の低下は、モール
ドの滑落や位置ずれといった問題に発展する恐れがある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、転写された樹脂パターンとモールドとの離型性を確保し、モールドのトレーサビリティ手段を確保するとともに、ハンドリング性を高めることによって、被加工製品の生産性を向上できるインプリント用モールド及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決する手段として、本発明の請求項１に記載の発明は、
基材に対する片面側に凹凸構造を設けたインプリント用モールドであって、
平面視で、
前記凹凸構造からなるモールドパターン領域と、前記モールドパターン領域を含む撥水領域と、前記撥水領域以外の非撥水領域と、からなる、
ことを特徴とするインプリント用モールドとしたものである。

請求項２に記載の発明は、
前記撥水領域は平面視で略四角形状であり、前記撥水領域外の、前記四角形状の少なくとも対向する２辺側に前記非撥水領域を備える、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項３に記載の発明は、
平面視で、前記撥水領域に含まれる前記モールドパターン領域は四角形状であり、
前記モールドパターン領域から１ｍｍ以上離れた領域に前記非撥水領域を備える、
ことを特徴とする請求項１、または２に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項４に記載の発明は、
前記撥水領域は平面視で四角形状であり、前記撥水領域外の、前記四角形状の４辺側の一部に前記非撥水領域を備え、
前記撥水領域は、該四角形状の４角部からモールドの対角方向へ該モールドの端部まで延在している、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項５に記載の発明は、
前記４角部からモールドの対角方向へ該モールドの端部まで延在している前記撥水領域の幅は１ｍｍ以上である、
ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項６に記載の発明は、
前記凹凸構造は撥水性をもたない前記基材に形成され、前記撥水領域は前記凹凸構造が形成された前記基材上の撥水性を有する離型層より成り、前記非撥水領域は前記離型層が除去された部分の前記基材より成る、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項７に記載の発明は、
前記凹凸構造は、撥水性をもたない前記基材上の、撥水性を有する樹脂層により形成され、前記撥水領域は前記樹脂層より成り、前記非撥水領域は前記樹脂層が除去された部分の前記基材より成る、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項８に記載の発明は、
前記凹凸構造は、前記基材上の、撥水性をもたない樹脂層により形成され、前記撥水領域は前記凹凸構造が形成された前記樹脂層上の撥水性を有する離型層より成り、前記非撥水領域は前記離型層が除去された部分の前記樹脂層より成る、
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールドとしたものである。

請求項９に記載の発明は、
請求項６に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法としたものである。
１）前記撥水性をもたない基材に凹凸構造を形成する工程。
２）前記基材の凹凸構造を形成した面の全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
３）最終的に撥水領域とする前記離型層の面上にレジストパターンを形成する工程。
４）面上に前記レジストパターンがない前記離型層を除去する工程。
５）前記レジストパターンを除去する工程。

請求項１０に記載の発明は、
請求項６に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法としたものである。
１）前記撥水性をもたない基材に凹凸構造を形成する工程。
２）最終的に非撥水領域とする前記基材上にレジストパターンを形成する工程。
３）前記基材上と前記レジストパターン上との全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
４）前記レジストパターン上に形成された前記離型層を、前記レジストパターンとともに除去する工程。

請求項１１に記載の発明は、
請求項７に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法としたものである。
１）前記基材の片面に前記撥水性を有する樹脂層を形成する工程。
２）前記撥水性を有する樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
３）最終的に撥水領域とする前記樹脂層の面上にレジストパターンを形成する工程。
４）面上に前記レジストパターンがない前記樹脂層を除去する工程。
５）前記レジストパターンを除去する工程。

請求項１２に記載の発明は、
請求項８に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法としたものである。
１）前記基材の片面に前記撥水性をもたない樹脂層を形成する工程。
２）前記撥水性をもたない樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
３）前記凹凸構造を形成した前記樹脂層の全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
４）最終的に撥水領域とする前記離型層の面上にレジストパターンを形成する工程。
５）面上に前記レジストパターンがない前記離型層をエッチングにより除去する工程。
６）前記レジストパターンを除去する工程。

請求項１３に記載の発明は、
請求項８に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法としたものである。
１）前記基材の片面に前記撥水性をもたない樹脂層を形成する工程。
２）前記撥水性をもたない樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
３）最終的に非撥水領域とする前記樹脂層の面上にレジストパターンを形成する工程。
４）前記凹凸構造を形成した前記樹脂層上と前記レジストパターン上との全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
５）前記レジストパターン上に形成された前記離型層を、前記レジストパターンとともに除去する工程。

本発明によれば、モールドの一部に撥水性のない表面領域を形成することにより、転写された樹脂パターンとモールドとの離型性を確保し、モールドのトレーサビリティ手段を確保することができる。また、ハンドリング性を高めることができるので、被加工製品の生産性を向上できるインプリント用モールド及びその製造方法が提供される。

本発明のインプリント用モールドに係る、第１平面実施形態を例示する模式平面図である。 本発明のインプリント用モールドに係る、第２平面実施形態を例示する模式平面図である。 本発明のインプリント用モールドに係る、（ａ）第１断面実施形態、（ｂ）第２断面実施形態、（ｃ）第３断面実施形態を例示する模式断面図である。 本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、第１断面実施形態の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。 本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、第２断面実施形態の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。 本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、第３断面実施形態の第１例の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。 本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、第３断面実施形態の第２例の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。 従来のインプリント用モールドの製造方法に係り、マスターモールドとなりうるインプリント用モールドの製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。 従来のインプリント法によるインプリント用モールドの製造方法に係り、マスターモールドを用いたレプリカモールドの製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。

以下、本発明の実施形態に係るインプリント用モールド及びその製造方法について図面を用いて説明する。同一の構成要素については便宜上の理由がない限り同一の符号を付ける。各図面において、見易さのため構成要素の厚さや比率は誇張されていることがあり、構成要素の数も減らして図示していることがある。また、本発明は以下の実施形態そのままに限定されるものではなく、主旨を逸脱しない限りにおいて、適宜の組み合わせ、変形によって具体化できる。

［本発明のインプリント用モールドの平面構造］
図１、図２は、本発明のインプリント用モールドに係る、それぞれ第１平面実施形態、第２平面実施形態を例示する模式平面図である。

本発明のインプリント用モールド１００、２００は、いずれも平面視で、凹凸構造からなるモールドパターン領域Ａと、モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ（２００では
Ｂ’）と、撥水領域Ｂ（２００ではＢ’）以外の非撥水領域Ｃ（２００ではＣ’）と、からなることを特徴とする。

モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ（２００ではＢ’）を備えることにより、転写された樹脂パターンとインプリント用モールドとの離型性を確保する。また、非撥水領域Ｃ（２００ではＣ’）を備えることにより、インクを弾くことがなく、インプリント用モールドへのマーキングが可能となる。従って、インプリント用モールドのトレーサビリティ手段を確保することができる。

撥水領域は平面視で略四角形状であり、撥水領域外の四角形状の少なくとも対向する２辺側に非撥水領域を備えることが望ましく、図１の第１平面実施形態１００では、撥水領域Ｂ外の四角形状の、左右の対向する２辺側に非撥水領域Ｃを備えている。少なくとも対向する２辺側に非撥水領域Ｃを形成することにより、ロボットアームなどで人の手を介さずにハンドリングを行う際のハンドリング性の低下、特に基板の滑落や位置ずれといった問題に対処することが可能になる。また、ハンドリング性を高めることができるので、被加工製品の生産性を向上することができる。

さらに、非撥水領域Ｃは、モールドパターン領域Ａから１ｍｍ以上離れている（すなわち、図１でｄ１≧１ｍｍ）ことが好ましい。これは、モールドパターン領域Ａは全体が撥水領域Ｂに覆われている必要があるため、非撥水領域と干渉しないための設計上のマージンが必要となるからである。言い換えれば、パターン形成時のアライメント精度の確保や撥水領域によって弾かれる水や汚れが逃げるための十分な領域が必要であり、ｄ１≧１ｍｍであることが望ましい。

また、図２の第２平面実施形態２００では、撥水領域Ｂ’外の四角形状の、上下の対向する２辺側にも非撥水領域Ｃ’を備えている。これにより、４辺で保持するようなロボットアームにも対応することができ、マーキングを行うための領域の自由度を高めることもできる。この場合も図１の場合と同じ理由から、非撥水領域Ｃ’は、モールドパターン領域Ａから１ｍｍ以上離れていること（すなわちｄ１≧１ｍｍ）が好ましい。

さらに、撥水領域Ｂ’は、四角形状の４角部からインプリント用モールドの対角方向へ該モールドの端部まで延在していることが望ましい。これは撥水領域Ｂ’がモールドパターン領域Ａ近傍のみに存在し、非撥水領域Ｃ’が撥水領域Ｂ’を囲むように形成すると、撥水領域Ｂ’から弾かれた水や汚れが非撥水領域Ｃ’に蓄積され、インプリント時の異物噛み込みなどによりインプリント時の平面性が損なわれて、インプリント荷重の不均一などが生じる恐れがあるためである。

すなわち、撥水領域Ｂ’の一部を対角方向へ基板端部まで形成し、水や汚れの逃げ道を形成することが望ましい。この場合も対角方向の水や汚れの逃げ道となる撥水領域Ｂ’の幅ｄ２は１ｍｍ以上であることが望ましい。

［本発明のインプリント用モールドの断面構造］
図１で本発明のインプリント用モールド１００のＰ−Ｐ’線に沿う断面構造、同じく図２でインプリント用モールド２００のＱ−Ｑ’線に沿う断面構造は共通であり、いずれも、図３に示すような、（ａ）第１断面実施形態、（ｂ）第２断面実施形態、（ｃ）第３断面実施形態をとることができる。

図３（ａ）の第１断面実施形態３００ａでは、凹凸構造からなるモールドパターン領域Ａは撥水性をもたない基材を加工した基材１１’として形成され、撥水領域Ｂは基材１１’上に形成された撥水性を有する離型層１３より成り、非撥水領域Ｃは離型層１３が除去された部分の基材１１’より成る。

基材１１’は撥水性がなく、リソグラフィ法により凹凸構造が形成できるものであればよく、自身が素子作製用のインプリント用モールド、またはレプリカモールドを作製するためのマスターモールドとなることができる。材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、石英等のいずれでもよいが、図では、比較的厚く透光性がある石英を模して描いている。

図３（ｂ）の第２断面実施形態３００ｂでは、凹凸構造からなるモールドパターン領域Ａは撥水性をもたない基材１１上の、撥水性を有する樹脂層１２により形成され、撥水領域Ｂは樹脂層１２より成り、非撥水領域Ｃは樹脂層１２が除去された部分の基材１１より成る。

図３（ｃ）の第３断面実施形態３００ｃでは、凹凸構造からなるモールドパターン領域Ａは基材１１ａ上の、撥水性をもたない樹脂層１２’により形成され、撥水領域Ｂは樹脂層１２’上に形成された撥水性を有する離型層１３より成り、非撥水領域Ｃは離型層１３が除去された部分の樹脂層１２’より成る。尚、基材１１ａは撥水性があってもなくてもよい。図示を省略するが、基材１１ａに撥水性がない場合は、非撥水領域Ｃは樹脂層１２’まで除去した構造であってもよい。

上記のように、凹凸構造は、図３（ｂ）の第２断面実施形態３００ｂでは撥水性を有する樹脂層１２に、図３（ｃ）の第３断面実施形態３００ｃでは撥水性をもたない樹脂層１２’に形成するが、いずれも樹脂層であるので、３００ｂ、３００ｃともに別途マスターモールドを用いたインプリント法によりレプリカモールドとして作製することができる。また、基材１１’、基材１１、１１ａの材料としては、Ｓｉ、ＳｉＣ、石英等のいずれでもよいが、前記のマスターモールドが非透光性の場合は、基材１１’、基材１１、１１ａ側から紫外線照射するために、透光性の石英が好ましい。

［本発明のインプリント用モールドの製造方法］
図４は、本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、インプリント用モールドの第１断面実施形態３００ａ（図３（ａ））の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。

図４（ａ）は、撥水性をもたない基材に凹凸構造を形成しモールドパターン形成後の基材１１’とした後、凹凸構造を形成した面の全面に撥水性を有する離型層１３ａを形成し、さらに最終的に撥水領域とする離型層１３ａの面上にレジストパターン２３を形成した形態を示している。

基材に形成する凹凸構造は、線幅がｎｍレベルのパターンが要求されるため、形成にはリソグラフィ技術、とりわけ電子線リソグラフィが有効である。高解像度の標準的な電子線用ポジ型レジストとしては、例えばＺＥＰ５２０（日本ゼオン株式会社製）を用いることができる。数十ｎｍの微細パターン形成では、パターンの倒壊を防ぐためにレジストの膜厚をできる限り５０ｎｍ程度に薄くする必要がある。電子線描画装置としては、１００ｋｅＶの高加速電子線描画装置を使用することが有効である。

前記のようにして作成した電子線レジストパターンをマスクとして、基材をドライエッチングすることにより微細な凹凸構造を形成する。ドライエッチングの方式としては、反応性イオンエッチング（Ｒｅａｃｔｉｖｅ Ｉｏｎ Ｅｔｃｈｉｎｇ：ＲＩＥ）方式を、プラズマの発生には誘導結合型（Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｐｌａｓｍａ：ＩＣＰ）方式を採用することが高い精度を得る上で有効である。

撥水性を有する離型層１３ａとしては、例えばフッ素系ポリマーを含有する指紋付着防止剤であるオプツールＤＡＣ（ダイキン工業株式会社製）を、凹凸構造を形成した面の全面にコートして形成することができる。

最終的に撥水領域とする離型層１３ａの面上にレジストパターン２３を形成する方法としては、通常のフォトリソグラフィ法（フォトレジスト塗布→フォトマスクを介した露光→フォトレジストの現像）を採用することができる。

図４（ｂ）は、面上にレジストパターン２３がない領域の離型層１３ａを除去し離型層１３ａの除去部１３ｄとし、基材１１’による非撥水領域を形成した形態を示している。離型層１３ａの除去は、離型層１３ａよりも十分に厚いレジストパターン２３をマスクとして薬液処理により行うことができる。

図４（ｃ）は、レジストパターンの残り２３ａをアッシング等により除去し、モールドパターン領域Ａ、モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ、撥水領域Ｂ以外の非撥水領域Ｃを有する、本発明のインプリント用モールドの第１断面実施形態３００ａが完成した形態を示している。

上記では、撥水領域Ｂと非撥水領域Ｃの形成に、離型層１３ａの薬液処理を用いたが、リフトオフ法により形成することもできる。リフトオフ法を用いる方法は、後述の図７による本発明のインプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃの作製にも用いることができ、同様であるのでここでは省略する。

図５は、本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、インプリント用モールドの第２断面実施形態３００ｂ（図３（ｂ））の製造工程（主要部）を工程順に例示する模式断面図である。

図５（ａ）は、撥水性をもたない基材１１の片面に、撥水性を有する樹脂層１２を形成した後、樹脂層１２に凹凸構造を形成し、さらに最終的に撥水領域とする樹脂層１２の面上にレジストパターン２３を形成した形態を示している。

ここで、撥水性を有する樹脂層１２としては、例えば特許文献１、特許文献２、特許文献３に記載のフッ素原子を含有する硬化性樹脂を用いることができる。

また、樹脂層１２に凹凸構造を形成する方法として、マスターモールドを用いたインプリント法を採ることができる。すなわち、本発明のインプリント用モールドの第２断面実施形態３００ｂはレプリカモールドとして作製することができる。

最終的に撥水領域とする樹脂層１２の面上にレジストパターン２３を形成する方法としては、図４の場合と同様に、通常のフォトリソグラフィ法（フォトレジスト塗布→フォトマスクを介した露光→フォトレジストの現像）を採用することができる。

図５（ｂ）は、面上にレジストパターン２３がない領域の樹脂層１２を除去し樹脂層１２の除去部１２ｄとし、非撥水領域を形成した形態を示している。樹脂層１２の除去は、レジストパターン２３を樹脂層１２よりも十分に厚く形成しておき、レジストパターン２３をマスクとしたアッシングなどにより行うことができる。

図５（ｃ）は、レジストパターンの残り２３ｂをアッシング等により除去し、モールドパターン領域Ａ、モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ、撥水領域Ｂ以外の非撥水領域Ｃを有する、本発明のインプリント用モールドの第２断面実施形態３００ｂが完成した形態を示している。

図６は、本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、インプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃ（図３（ｃ））の第１例の製造工程（主要部）を工程順に例示する、模式断面図である。

図６（ａ）は、撥水性をもつまたはもたない基材１１ａの片面に、撥水性をもたない樹脂層１２’を形成し、樹脂層１２’に凹凸構造を形成した後、凹凸構造を形成した樹脂層１２’の全面に撥水性を有する離型層１３ａを形成し、さらに最終的に撥水領域とする離型層１３ａの面上にレジストパターン２３を形成した形態を示している。

ここで、撥水性をもたない樹脂層１２’としては、従来からインプリント法で用いられている公知の硬化性樹脂を用いることができる。

樹脂層１２’に凹凸構造を形成する方法としては、図５の第２断面実施形態３００ｂと同様に、マスターモールドを用いたインプリント法を採ることができる。すなわち、本発明のインプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃもレプリカモールドとして作製することができる。

撥水性を有する離型層１３ａとしては、図４の第１断面実施形態３００ａと同様に、例えばフッ素系ポリマーを含有する指紋付着防止剤であるオプツールＤＡＣ（ダイキン工業株式会社製）を、凹凸構造を形成した樹脂層１２’の全面にコートして形成することができる。

最終的に撥水領域とする離型層１３ａの面上にレジストパターン２３を形成する方法としては、図４、図５の場合と同様に、通常のフォトリソグラフィ法（フォトレジスト塗布→フォトマスクを介した露光→フォトレジストの現像）を採用することができる。

図６（ｂ）は、面上にレジストパターン２３がない領域の離型層１３ａを除去し離型層１３ａの除去部１３ｄとし、樹脂層１２’による非撥水領域を形成した形態を示している。離型層１３ａの除去は、離型層１３ａよりも十分に厚いレジストパターン２３をマスクとし、樹脂層１２’が侵食を受けない薬液処理により行うことができる。

図６（ｃ）は、レジストパターンの残り２３ａをアッシング等により除去し、モールドパターン領域Ａ、モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ、撥水領域Ｂ以外の非撥水領域Ｃを有する、本発明のインプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃが完成した形態を示している。尚、図示を省略するが、基材１１ａに撥水性がない場合は、非撥水領域Ｃの形成は樹脂層１２’までアッシング等により除去してもよい。

図６では、撥水領域Ｂと非撥水領域Ｃの形成に、離型層１３ａの薬液処理を用いたが、リフトオフ法により形成することもできる。
図７は、本発明のインプリント用モールドの製造方法に係る、インプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃ（図３（ｃ））の第２例の製造工程（主要部）を工程順に例示する、模式断面図であり、非撥水領域Ｃの形成にリフトオフ法を用いる。

図７（ａ）は、撥水性をもつまたはもたない基材１１ａの片面に、撥水性をもたない樹脂層１２’を形成し、樹脂層１２’に凹凸構造を形成した後、最終的に非撥水領域とする樹脂層１２’の面上にリフトオフレジストパターン２３’を形成した形態を示している。リフトオフレジストパターン２３’の形成には、通常のフォトリソグラフィ法（フォトレジスト塗布→フォトマスクを介した露光→フォトレジストの現像）を採ることができる。

リフトオフレジストとしては、例えば、逆テーパー形状の制御性と解像性、剥離性に優れたネガ型リフトオフレジストであるＺＰＮ１１５０（日本ゼオン株式会社製）を使用することができる。

図７（ｂ）は、図７（ａ）の形態の、凹凸構造を形成した樹脂層１２’上とリフトオフレジストパターン２３’上との全面に、撥水性を有する離型層１３ｐを形成した形態を示している。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）の形態の、リフトオフレジストパターン２３’上に形成された離型層１３ｐを、リフトオフレジストパターン２３’とともに除去し、モールドパターン領域Ａ、モールドパターン領域Ａを含む撥水領域Ｂ、撥水領域Ｂ以外の非撥水領域Ｃを有する、本発明のインプリント用モールドの第３断面実施形態３００ｃが完成した形態を示している。

離型層１３ｐを、リフトオフレジストパターン２３’とともに除去する工程は、例えばＭＥＡ／ＤＭＳＯ＝７０／３０の混合溶液によって剥離することで実施することができる。

１００・・・・本発明のインプリント用モールドの第１平面実施形態
２００・・・・本発明のインプリント用モールドの第２平面実施形態
３００ａ・・・本発明のインプリント用モールドの第１断面実施形態
３００ｂ・・・本発明のインプリント用モールドの第２断面実施形態
３００ｃ・・・本発明のインプリント用モールドの第３断面実施形態
Ａ・・・・・・モールドパターン領域
Ｂ、Ｂ’・・・・・・撥水領域
Ｃ、Ｃ’・・・・・・非撥水領域
１１、１１ａ・・・・・インプリント用モールド基材
１１’・・・・モールドパターン形成後のモールド基材
１２・・・・・モールドパターン形成後の樹脂層（撥水性あり）
１２ｄ・・・・モールドパターン形成後の樹脂層（撥水性あり）の除去部
１２’・・・・・モールドパターン形成後の樹脂層（撥水性なし）
１３・・・・・離型層（最終形態）
１３ａ、１３ｐ・・・離型層（全面形成後）
１３ｄ・・・・離型層の除去部
２３・・・・・・レジストパターン
２３ａ・・・・・レジストパターン（離型層の除去後）
２３ｂ・・・・・レジストパターン（樹脂層の除去後）
２３’・・・・・・リフトオフレジストパターン
５０・・・・・インプリント用モールド（マスターモールド）
５１・・・・・（マスター）モールド基材
５１ａ・・・（マスター）モールドパターン
５２・・・・・電子線レジスト
５２ａ・・・電子線レジストパターン
５２ｂ・・・膜減りした電子線レジストパターン
５３・・・・・離型層
６１・・・・・インプリント用モールド基材
６２・・・・・モールドパターン層
６３・・・・・離型層
Ｐ・・・・・・パターン領域
７１・・・・・電子線源
８１・・・・・照射紫外線
５００ｐ・・・従来のインプリント用モールド（離型層形成前）
５００・・・・従来のインプリント用モールド

Claims (13)

1. 基材に対する片面側に凹凸構造を設けたインプリント用モールドであって、
   平面視で、
   前記凹凸構造からなるモールドパターン領域と、前記モールドパターン領域を含む撥水領域と、前記撥水領域以外の非撥水領域と、からなる、
   ことを特徴とするインプリント用モールド。
2. 前記撥水領域は平面視で略四角形状であり、前記撥水領域外の、前記四角形状の少なくとも対向する２辺側に前記非撥水領域を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント用モールド。
3. 平面視で、前記撥水領域に含まれる前記モールドパターン領域は四角形状であり、
   前記モールドパターン領域から１ｍｍ以上離れた領域に前記非撥水領域を備える、
   ことを特徴とする請求項１、または２に記載のインプリント用モールド。
4. 前記撥水領域は平面視で四角形状であり、前記撥水領域外の、前記四角形状の４辺側の一部に前記非撥水領域を備え、
   前記撥水領域は、該四角形状の４角部からモールドの対角方向へ該モールドの端部まで延在している、
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のインプリント用モールド。
5. 前記４角部からモールドの対角方向へ該モールドの端部まで延在している前記撥水領域の幅は１ｍｍ以上である、
   ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント用モールド。
6. 前記凹凸構造は撥水性をもたない前記基材に形成され、前記撥水領域は前記凹凸構造が形成された前記基材上の撥水性を有する離型層より成り、前記非撥水領域は前記離型層が除去された部分の前記基材より成る、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールド。
7. 前記凹凸構造は、撥水性をもたない前記基材上の、撥水性を有する樹脂層により形成され、前記撥水領域は前記樹脂層より成り、前記非撥水領域は前記樹脂層が除去された部分の前記基材より成る、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールド。
8. 前記凹凸構造は、前記基材上の、撥水性をもたない樹脂層により形成され、前記撥水領域は前記凹凸構造が形成された前記樹脂層上の撥水性を有する離型層より成り、前記非撥水領域は前記離型層が除去された部分の前記樹脂層より成る、
   ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント用モールド。
9. 請求項６に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
   １）前記撥水性をもたない基材に凹凸構造を形成する工程。
   ２）前記基材の凹凸構造を形成した面の全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
   ３）最終的に撥水領域とする前記離型層の面上にレジストパターンを形成する工程。
   ４）面上に前記レジストパターンがない前記離型層を除去する工程。
   ５）前記レジストパターンを除去する工程。
10. 請求項６に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、
    ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
    １）前記撥水性をもたない基材に凹凸構造を形成する工程。
    ２）最終的に非撥水領域とする前記基材上にレジストパターンを形成する工程。
    ３）前記基材上と前記レジストパターン上との全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
    ４）前記レジストパターン上に形成された前記離型層を、前記レジストパターンとともに除去する工程。
11. 請求項７に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
    １）前記基材の片面に前記撥水性を有する樹脂層を形成する工程。
    ２）前記撥水性を有する樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
    ３）最終的に撥水領域とする前記樹脂層の面上にレジストパターンを形成する工程。
    ４）面上に前記レジストパターンがない前記樹脂層を除去する工程。
    ５）前記レジストパターンを除去する工程。
12. 請求項８に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
    １）前記基材の片面に前記撥水性をもたない樹脂層を形成する工程。
    ２）前記撥水性をもたない樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
    ３）前記凹凸構造を形成した前記樹脂層の全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
    ４）最終的に撥水領域とする前記離型層の面上にレジストパターンを形成する工程。
    ５）面上に前記レジストパターンがない前記離型層をエッチングにより除去する工程。
    ６）前記レジストパターンを除去する工程。
13. 請求項８に記載のインプリント用モールドの製造方法であって、次の工程を順次含む、ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
    １）前記基材の片面に前記撥水性をもたない樹脂層を形成する工程。
    ２）前記撥水性をもたない樹脂層に凹凸構造を形成する工程。
    ３）最終的に非撥水領域とする前記樹脂層の面上にレジストパターンを形成する工程。
    ４）前記凹凸構造を形成した前記樹脂層上と前記レジストパターン上との全面に撥水性を有する離型層を形成する工程。
    ５）前記レジストパターン上に形成された前記離型層を、前記レジストパターンとともに除去する工程。

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