JP5994529B2 - インプリント用マスターモールド及びレプリカモールドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリント用マスターモールド及びレプリカモールドを製造する方法に関する。

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（インプリント用モールド）を用い、当該微細凹凸パターンを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）。

かかるナノインプリント技術において用いられる微細凹凸パターンを有するモールドは、例えば、電子線（ＥＢ）リソグラフィー等により製造することができる。このようにして製造されるモールドは、微細凹凸パターンの形状や寸法等が高精度のものである一方、製造コストが高くなってしまうとともに、所定回数の転写工程を経ると、被加工物（インプリント用樹脂等）に形成される転写パターンに欠陥が生じてしまったり、モールドの微細凹凸パターンが損傷してしまったりすることがある。

このようにして転写パターンの欠陥やモールドの微細凹凸パターンの損傷が生じてしまった場合に、新たなモールドに交換するとなると、ナノインプリントプロセスを経て製造される製品の製造コストアップにつながってしまう。そのため、産業規模でナノインプリントプロセスを行う際には、一般に、上述のようにして電子線（ＥＢ）リソグラフィー等により製造されたモールドをマスターモールド（以下「第１次モールド」という場合がある。）とし、当該第１次モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製した多数のレプリカモールド（以下「第２次モールド」という場合がある。）や、当該第２次モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより複製した多数のレプリカモールド（以下「第３次モールド」という場合がある。）等が、ナノインプリントプロセスにおけるインプリント用モールドとして用いられている（特許文献２参照）。

このようにして得られる多数の第２次モールドや第３次モールド等は、低コストでの大量生産が可能であるために、それらをナノインプリントプロセスにおけるインプリント用モールドとして用いることで、仮に当該インプリント用モールドが損傷してしまったとしても次々とモールドを交換しながらナノインプリントプロセスを行うことができ、微細凹凸パターンを有する製品を低コストで製造することができる。

米国特許第５，７７２，９０５号 特開２０１０−２８２９９５号公報

上記レプリカモールドは、上記マスターモールドを基にして、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ナノインプリント技術を用いて得られるものである。そのため、マスターモールドにおける各微細凹凸パターンの配置（モールドのパターン形成面（微細凹凸パターンが形成されている面）上における各微細凹凸パターンの位置）は、マスターモールドからレプリカモールドを作製するまでのインプリント処理回数に応じ、レプリカモールドにおける各微細凹凸パターンの配置（設計パターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置）と同一又はそれをミラー反転させてなる配置となるように設計されるのが通常である。例えば、上記インプリント処理回数が奇数であれば、マスターモールドにおける各微細凹凸パターンの配置は、レプリカモールドにおける各微細凹凸パターンの配置をミラー反転させてなる配置に設計される。一方、上記インプリント処理回数が偶数であれば、マスターモールドにおける各微細凹凸パターンの配置は、レプリカモールドにおける各微細凹凸パターンの配置と同一配置に設計される。

しかしながら、レプリカモールド（第２次モールド、第３次モールド等）に含まれる複数の微細凹凸パターンが、本来形成されるべき位置（レプリカモールドの設計パターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置）からずれてしまうことがある。この微細凹凸パターンの位置ずれは、レプリカモールドが複数段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経て作製されるものである場合、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程により生じる位置ずれ量が積算されることで、最終的に作製されるレプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ量が、許容範囲を超えて顕著に大きくなってしまうことがある。

このようにしてレプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれが生じてしまうと、当該レプリカモールドを用いたナノインプリントプロセスにより形成されるべき微細凹凸パターンが、所望とする位置からずれてしまうという問題がある。

一方で、上記レプリカモールドが使用されるインプリント装置によっては、モールドを変形させて、モールドのパターン形成面内における各微細凹凸パターンの位置を変化させ得るパターン位置補正機構を有し、それにより微細凹凸パターンの位置を変化させた状態でナノインプリントプロセスを行うことができるものもある。

このようなインプリント装置を用いることで、微細凹凸パターンの多少の位置ずれが生じているレプリカモールドであっても、ナノインプリントプロセスに用いることが可能となる。しかしながら、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ量が、当該インプリント装置のパターン位置補正機構により微細凹凸パターンの位置を変化させ得る量（微細凹凸パターンの位置を変化させ得る量はインプリント装置によって相違するものの、一般に１〜５ｐｐｍ（ｎｍ／ｍｍ）程度）を超えてしまっていると、依然として上述と同様の問題が生じることとなる。

かかる問題に鑑みて、本発明は、設計パターンデータに実質的に同一なレプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法及び当該方法を利用してレプリカモールドを製造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、複数の微細凹凸パターンを有するインプリント用レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法であって、前記レプリカモールドの設計パターンデータから仮マスターパターンデータを生成する工程と、前記仮マスターパターンデータに基づいて仮マスターモールドを作製する工程と、前記仮マスターモールドを基に、ナノインプリントリソグラフィーにより仮レプリカモールドを作製する工程と、前記仮レプリカモールドの各微細凹凸パターンの位置と前記レプリカモールドの設計パターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置とを対比することで、前記仮レプリカモールドの微細凹凸パターンの、前記レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの形成されるべき位置からの位置ずれ比率を算出する工程と、前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置を補正してなる補正マスターパターンデータを生成する工程と、前記補正マスターパターンデータに基づいて、前記マスターモールドを製造する工程とを含むことを特徴とするマスターモールド製造方法を提供する（発明１）。
また、本発明は、複数の微細凹凸パターンを有するインプリント用レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法であって、前記レプリカモールドの設計パターンデータから仮マスターパターンデータを生成する工程と、前記仮マスターパターンデータに基づいて作製される仮マスターモールドを基に、ナノインプリントリソグラフィーにより作製される仮レプリカモールドにおいて、当該仮レプリカモールドの微細凹凸パターンの、前記レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの形成されるべき位置からの位置ずれ比率を、シミュレーションにより算出する工程と、前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置を補正してなる補正マスターパターンデータを生成する工程と、前記補正マスターパターンデータに基づいて、前記マスターモールドを製造する工程とを含むことを特徴とするマスターモールド製造方法を提供する（発明２）。

なお、本発明において「位置ずれ比率」とは、レプリカモールド及び仮レプリカモールドのパターン形成面（微細凹凸パターンが形成されている領域）の幾何学的中心点を原点としたときに、「レプリカモールドの設計パターンデータにおける原点から微細凹凸パターンまでの距離」に対する「仮レプリカモールドにおける原点から微細凹凸パターンまでの距離」の比率（仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンのＸ座標／レプリカモールドの設計パターンデータにおける微細凹凸パターンのＸ座標；仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンのＹ座標／レプリカモールドの設計パターンデータにおける微細凹凸パターンのＹ座標）を意味するものとする。

上記発明（発明１，２）においては、前記マスターモールドを第１次モールドとしたときに、前記レプリカモールドは、第ｎ−１次モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製される第ｎ次モールド（ｎは２以上の整数である。）であり、前記仮マスターモールドを第１次仮モールドとしたときに、前記仮レプリカモールドは、第ｎ−１次仮モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製される第ｎ次仮モールドであって、前記位置ずれ比率を算出する工程において、前記第ｎ次仮モールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ比率を算出するのが好ましい（発明３）。

上記発明（発明１〜３）においては、前記レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるインプリント装置が、当該インプリント装置にて用いられるナノインプリント用モールドを変形可能な変形機構を備えており、前記補正マスターパターンデータを生成する工程において、前記インプリント装置の変形機構によるナノインプリント用モールドの変形量及び前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記補正マスターパターンデータを生成するのが好ましい（発明４）。

また、本発明は、上記発明（発明１〜４）に係るマスターモールド製造方法により製造されたマスターモールドを用い、ナノインプリントリソグラフィーにより前記レプリカモールドを作製することを特徴とするレプリカモールド作製方法を提供する（発明５）。

本発明によれば、設計パターンデータに実質的に同一なレプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法及び当該方法を利用してレプリカモールドを製造する方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るマスターモールド製造方法の工程を示すフローチャートである。 図２は、本発明の第１の実施形態において作製される仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれを概略的に示す平面図である。 図３は、本発明の第２の実施形態に係るマスターモールド製造方法の工程を示すフローチャートである。

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。
＜マスターモールドの製造方法＞
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るマスターモールド製造方法の工程を示すフローチャートであり、図２は、第１の実施形態において作製される仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれを概略的に示す平面図である。

図１に示すように、第１の実施形態に係るマスターモールド製造方法においては、まず、当該マスターモールドを基に作製されるレプリカモールドの設計パターンデータ（レプリカパターンデータ）に基づいて、仮マスターモールドの設計パターンデータ（仮マスターパターンデータ）を生成する（Ｓ１０１）。

レプリカパターンデータ及び仮マスターパターンデータのそれぞれには、レプリカモールド及び仮マスターモールドのそれぞれのパターン形成面（微細凹凸パターンが形成される面（領域））上の図形情報（例えば、パターン形成面を示す座標データ；微細凹凸パターンの寸法、形状（平面視形状）、配置（パターン形成面上における各微細凹凸パターンの位置）等を示す座標データ等）、微細凹凸パターンの凹凸に関する情報（例えば、パターンが凹状であるのか凸状であるのかに関する情報、微細凸状（又は凹状）パターンの高さ（又は深さ）に関する情報等）等が含まれる。また、レプリカパターンデータ及び仮マスターパターンデータには、後述する微細凹凸パターンの位置ずれ比率を算出する工程（Ｓ１０４）にて基準マークとして用いられる凹凸パターンの寸法、形状、配置（パターン形成面における凹凸パターン（基準マーク）の位置）を示す座標データ等がさらに含まれる。なお、パターン形成面、微細凹凸パターン及び凹凸パターン（基準マーク）等を示す座標データとしては、例えば、レプリカモールド又は仮マスターモールドのパターン形成面の幾何学的中心点ＯＰ（図２参照）を原点とした座標データを用いることができる。

第１の実施形態において、レプリカモールド（仮レプリカモールド）及びマスターモールド（仮マスターモールド）は、寸法１００ｎｍ以下程度の微細凹凸パターンを含むのが好ましく、寸法６０ｎｍ以下程度の微細凹凸パターンを含むのがより好ましく、寸法３０ｎｍ以下程度の微細凹凸パターンを含むのが特に好ましい。一般に、マスターモールドを基にナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを作製する際に、当該レプリカモールドにおいて位置ずれの生じる微細凹凸パターンの当該位置ずれ量（レプリカモールドにおける微細凹凸パターンが形成されるべき位置と、レプリカモールドにおいて実際に微細凹凸パターンが形成される位置との間の距離）は、レプリカモールド作製条件（インプリント条件、エッチング条件、使用する基材やインプリント用樹脂の種類等）にも依るものの、１〜５０ｎｍ程度であると考えられる。一方、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ量の許容範囲は、一般に、微細凹凸パターンの寸法の１０％以下程度である。したがって、上記寸法（１００ｎｍ以下程度）の微細凹凸パターンを含むレプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドであって、当該マスターモールドを用いたレプリカモールドの作製条件等によっては当該レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ量が許容範囲を超えてしまうようなマスターモールドを製造する場合に、第１の実施形態に係るマスターモールド製造方法は特に有用となる。

基準マークとして用いられる凹凸パターンの寸法（凹部又は凸部の幅）は、後述する位置ずれ比率算出工程にて基準マークの位置データを測定するために用いられる位置測定装置に応じて適宜設定され得るものであるが、例えば、０．８〜２μｍ程度である。なお、基準マークは、マスターモールドの微細凹凸パターンとは別個に設けられてなる凹凸パターンであってもよいし、マスターモールドの微細凹凸パターンの中に上記寸法（０．８〜２μｍ程度）のものが含まれている場合には当該微細凹凸パターンであってもよい。

仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの形状及び配置を示す座標データは、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの形状及び配置と同一の座標データ、又はレプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの形状及び配置の座標データを、レプリカモールドにおけるパターン形成面の幾何学的中心点ＯＰ（図２参照）を通るＹ軸（又はＸ軸）に平行な線分を基準線としてミラー反転してなる座標データとして生成される。

一般に、マスターモールドを基に１又は２段階以上のナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを作製しようとする場合、当該マスターモールドを第１次モールドとすると、作製しようとするレプリカモールドは、第ｎ−１次モールドを用いたナノインプリントリソグラフィー工程により得られる第ｎ次モールド（ｎは２以上の整数である。）である。そのため、作製しようとする第ｎ次モールド（レプリカモールド）におけるｎが偶数である場合、第１次モールド（マスターモールド）における微細凹凸パターンの形状及び配置を、第ｎ次モールド（レプリカモールド）の微細凹凸パターンの形状及び配置をミラー反転させたものとする。一方、作製しようとする第ｎ次モールド（レプリカモールド）におけるｎが奇数である場合、第１次モールド（マスターモールド）における微細凹凸パターンの形状及び配置を、第ｎ次モールド（レプリカモールド）の微細凹凸パターンの形状及び配置と同一のものとする。

したがって、仮マスターパターンデータに含まれる微細凹凸パターンの形状及び配置を示す座標データは、マスターモールドを基にしてレプリカモールドを作製するまでのインプリント条件データ（実際に、マスターモールドを基にしてレプリカモールドを作製するまでに行われるナノインプリントリソグラフィー工程の段階数に関するデータ等）に基づいて生成される。レプリカモールドである第ｎ次モールドは、マスターモールドである第１次モールドを基にして、ｎ−１段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経て作製される。そのため、仮マスターパターンデータに含まれる微細凹凸パターンの形状及び配置を示す座標データは、ナノインプリントリソグラフィー工程の段階数が偶数である場合、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの形状及び配置と同一の座標データとして生成され、ナノインプリントリソグラフィー工程の段階数が奇数である場合、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの形状及び配置をミラー反転してなる座標データとして生成される。

なお、マスターモールドを基にしてレプリカモールドを作製するまでに行われるナノインプリントリソグラフィー工程の段階数は、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの形状（凹凸形状）や、マスターモールドを電子線リソグラフィーにより製造する場合にはその際に用いられる電子線感応レジスト材料の種類（ネガ型又はポジ型）等に応じて適宜設定され得る。

次に、生成された仮マスターパターンデータに基づいて、複数の微細凹凸パターン及び基準マーク（凹凸パターン）を少なくとも有する仮マスターモールドを製造する（Ｓ１０２）。

仮マスターモールドは、仮マスターパターンデータに基づき、電子線描画装置等を用いた電子線リソグラフィーにより製造される。したがって、当該仮マスターモールドは、仮マスターパターンデータにおける図形情報（微細凹凸パターンの寸法、形状、配置等）と実質的に同一なもの、特に微細凹凸パターンの位置ずれが生じることなく製造される。なお、仮マスターモールドは、目的のマスターモールドを製造する際における製造条件（例えば、マスターモールドを構成する基材の材質、電子線感応レジスト材料、電子線照射条件等）と同一条件にて製造される。

続いて、上述のようにして製造された仮マスターモールドを基にして、１又は２段階以上のナノインプリントリソグラフィー工程を経て仮レプリカモールドを製造する（Ｓ１０３）。すなわち、仮マスターモールドを第１次仮モールドとしたときに、第ｎ−１次仮モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより、仮レプリカモールドである第ｎ次仮モールド（ｎは２以上の整数である。）を製造する。

なお、仮レプリカモールドを製造する際のナノインプリントリソグラフィー工程は、従来公知の方法により行うことができ、インプリント用樹脂としても、従来公知のインプリント樹脂材料の中から好適なものを適宜選択され得るが、実際にレプリカモールドを製造する際に用いられるインプリント用樹脂と同一のものを用いる。また、各ナノインプリントリソグラフィー工程において微細凹凸パターンが形成される基材（第２次〜第ｎ次仮モールドを構成する基材）としては、従来レプリカモールドを製造する際に一般的に用いられている基材（例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム、シリコン基板等）を用いることができるが、実際にレプリカモールドを製造する際に用いられる基材と同一のものを用いる。さらに、各ナノインプリントリソグラフィー工程におけるエッチング条件（エッチャントの種類、エッチング時間等）も、実際にレプリカモールドを製造する際のエッチング条件と同一とする。

上記のようにして作製された仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置（座標データ）と、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置（座標データ）とを対比し、仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンが、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンから位置ずれを生じている場合（仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの座標値と、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの座標値とが異なる場合）、微細凹凸パターンの位置ずれ比率（微細凹凸パターンのＸ座標及びＹ座標のそれぞれの位置ずれ比率）を求め、仮マスターモールドにおける微細凹凸パターンの位置補正比率（各微細凹凸パターンのＸ座標の位置補正比率及びＹ座標の位置補正比率）を求める（Ｓ１０４）。

図２（ａ）に示すように、仮マスターモールド（第１次仮モールド）を用いてナノインプリントリソグラフィーにより製造された仮レプリカモールド（第ｎ次仮モールド）Ｒｐにおいて、インプリント工程時における第１次仮モールド及び／又は基材（第ｎ次仮モールドＲｐを構成する基材）の変形、第１次仮モールドにおける微細凹凸パターンの粗密の程度、第１次仮モールドの剥離の際にインプリント用樹脂に生じる応力等に代表される様々な影響により、当該第ｎ次仮モールドＲｐのパターン形成面ＰＳ上の微細凹凸パターンＰ（図２（ａ）において示す実線の円）が、当該微細凹凸パターンの本来形成されるべき位置Ｐ’（レプリカパターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置（第１次仮モールドのパターン形成面上の微細凹凸パターンの位置と同一又はミラー反転した位置），図２（ａ）において示す破線の円）から位置ずれを生じることがある。

第ｎ次仮モールドＲｐのパターン形成面ＰＳ上の各微細凹凸パターンＰの座標を（ｘ，ｙ）とし、当該微細凹凸パターンの本来形成されるべき位置Ｐ’の座標（レプリカパターンデータに含まれる微細凹凸パターンの座標）を（ｘ'，ｙ'）とする（図２（ｂ）参照）。各微細凹凸パターンの位置ずれが生じるとき、パターン形成面の幾何学的中心点ＯＰから当該位置Ｐ’までの距離（ｘ'，ｙ'）に対する、当該中心点ＯＰから各微細凹凸パターンＰまでの距離（ｘ，ｙ）の比率（ｘ／ｘ'，ｙ／ｙ'）が実質的に均一となることがある。

なお、図２（ａ）においては、仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンが、パターン形成面の幾何学的中心点ＯＰを中心として放射状に広がるように位置ずれを生じる、すなわち各微細凹凸パターンのＸ成分の位置ずれ比率（ｘ／ｘ'）とＹ成分の位置ずれ比率（ｙ／ｙ'）とが実質的に同一となるように位置ずれを生じる例を示しているが、各微細凹凸パターンのＸ成分の位置ずれ比率とＹ成分の位置ずれ比率とが異なるように位置ずれを生じる場合や、放射状に狭まるようにして位置ずれを生じる場合もある。

仮マスターモールドである第１次仮モールドを基に、仮レプリカモールドである第ｎ次仮モールドを作製するまでの間には、ｎ−１段階のナノインプリントリソグラフィー工程が行われることになるが、第ｎ次仮モールドが作製されるまでの間において、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程における微細凹凸パターンの位置ずれ比率が積算される。そのため、上記ｎが大きくなるほどにレプリカパターンデータとの対比において、第ｎ次仮モールドの微細凹凸パターンの位置ずれ比率が大きくなり、レプリカモールドにおいて予め設定されている微細凹凸パターンの位置ずれ比率の許容範囲を超えてしまうことがある。よって、ナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを作製するために用いられるマスターモールドにおいては、上記位置ずれ比率を考慮して微細凹凸パターンの配置が補正されている必要がある。

レプリカモールドが作製されるまでの間に複数段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経る場合において、マスターモールドの微細凹凸パターンの配置は、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程における各微細凹凸パターンの位置ずれ比率の積算値を考慮して補正されている必要があるが、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程における各微細凹凸パターンの位置ずれ比率の積算値は、レプリカパターンデータ（又は仮マスターパターンデータ）における各微細凹凸パターンの位置と、第ｎ次仮モールドにおける各微細凹凸パターンの位置との間の位置ずれ比率により表されることになる。

よって、第１の実施形態においては、レプリカパターンデータと第ｎ次仮モールド（仮レプリカモールド）における各微細凹凸パターンの位置を対比し、第ｎ次仮モールド（仮レプリカモールド）における微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）を算出し、当該位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）から、仮マスターパターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置補正比率Ｃ（Ｃ_X，Ｃ_Y）を求める。これにより、後述するように、当該位置補正比率Ｃ（Ｃ_X，Ｃ_Y）に基づいて補正マスターパターンデータを生成し、マスターモールドを作製することができる。

微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）及び位置補正比率Ｃ（Ｃ_X，Ｃ_Y）を求める方法としては特に限定されるものではないが、例えば以下のようにして求めることができる。

まず、仮マスターモールドのパターン形成面上の複数（Ｍ個（Ｍは２以上の整数である））の基準マーク（凹凸パターン）に対応するようにして、１又は２段階以上のナノインプリントリソグラフィー工程を経て仮レプリカモールドのパターン形成面に形成される基準マーク（凹凸パターン）の位置データ（座標データ）を、位置測定装置（例えば、Mask Registration Metrology System IPRO Series，KLA-Tencor社製）を用いて測定する。そして、仮レプリカモールドのパターン形成面上の基準マークの位置データ（座標データ）及びレプリカパターンデータに含まれる基準マークの位置データ（座標データ）に基づいて、座標データのＸ成分及びＹ成分のそれぞれについての位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Yを、上記位置測定装置を用いて求め、当該位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Yにより位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Y（Ｃ_X＝１／Ｓ_X，Ｃ_Y＝１／Ｓ_Y）を求める。

また、微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）は、仮レプリカモールドのパターン形成面上の基準マークの位置データ（座標データ）及びレプリカパターンデータに含まれる基準マークの位置データ（座標データ）から求めることができる。具体的には、下記式（１）及び（２）がそれぞれ最小値となる位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Yを、最小二乗法を用いて算出することができる。

Σ(Ｓ_X−Ｓ_Xi)²＝Σ(Ｓ_X−(Ｘ_i／Ｘ'_i))² ・・・（１）
Σ(Ｓ_Y−Ｓ_Yi)²＝Σ(Ｓ_Y−(Ｙ_i／Ｙ'_i))² ・・・（２）

上記式（１）及び（２）において、Ｘ_i（ｉ＝１〜Ｍ）は「仮レプリカモールドのパターン形成面上の各基準マークのＸ座標データ」を、Ｙ_i（ｉ＝１〜Ｍ）は「仮レプリカモールドのパターン形成面上の各基準マークのＹ座標データ」を、Ｘ'_i（ｉ＝１〜Ｍ）は「レプリカパターンデータにおける各基準マークのＸ座標データ」を、Ｙ'_i（ｉ＝１〜Ｍ）は「レプリカパターンデータにおける各基準マークのＹ座標データ」を、Ｓ_Xi（ｉ＝１〜Ｍ）は「仮レプリカモールドのパターン形成面上の各基準マークのＸ成分についての位置ずれ比率」を、Ｓ_Yi（ｉ＝１〜Ｍ）は「仮レプリカモールドのパターン形成面上の各基準マークのＹ成分についての位置ずれ比率」を表す。

すなわち、微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）は、下記式（３）及び（４）により算出することができる。

Ｓ_X＝Σ(Ｘ_i／Ｘ'_i)／Ｍ ・・・（３）
Ｓ_Y＝Σ(Ｙ_i／Ｙ'_i)／Ｍ ・・・（４）

そして、上述のようにして微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Y及び位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Yを求めた後、当該位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Yを補正値として、仮マスターパターンデータにおけるすべての微細凹凸パターンの位置データ（座標データ）に対し、上述のようにして求めた位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Y分の補正を行い、補正マスターパターンデータを生成する（Ｓ１０５）。例えば、仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの座標を（ｘ'，ｙ'）としたとき、補正マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの座標は（ｘ'×Ｃ_X，ｙ'×Ｃ_Y）と表すことができる。

最後に、生成した補正マスターパターンデータに基づいて、電子線リソグラフィー等によりマスターモールドを製造する（Ｓ１０６）。なお、マスターモールドは、上述の仮マスターモールド製造工程（Ｓ１０２）における製造条件と同一条件にて製造される。

なお、上記Ｓ１０６にてマスターモールドを製造した後、得られたマスターモールドを基にしてナノインプリントリソグラフィーによりレプリカモールドを作製し、当該レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの配置と、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの配置とを対比し、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンに位置ずれが生じていれば、当該微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Y及び位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Yを求め、当該位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Yに基づいて上記補正マスターパターンデータをさらに補正した上で、マスターモールドを製造してもよい。

上述のようにして補正マスターパターンデータを生成し、当該補正マスターパターンデータに基づいてマスターモールドを製造すると、得られるマスターモールドにおける少なくとも一部の微細凹凸パターンの配置は、レプリカパターンデータにおける対応する微細凹凸パターンの配置又はその配置をミラー反転してなる配置と異なるものとなる。しかしながら、補正マスターパターンデータは、レプリカモールド製造過程におけるナノインプリントリソグラフィー工程にて生じる微細凹凸パターンの位置ずれ（複数段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドが製造される場合においては、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程にて生じる微細凹凸パターンの位置ずれ比率の積算値）を考慮して生成されてなるものであり、上記マスターモールドは、当該補正マスターパターンデータに基づいて製造されてなるものである。そのため、当該マスターモールドを基にナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを作製すれば、微細凹凸パターンの位置ずれを生じさせることなく、レプリカパターンデータと実質的に同一なレプリカモールドを得ることができる。したがって、第１の実施形態によれば、レプリカモールドの設計パターンデータと実質的に同一なレプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造することができる。

〔第２の実施形態〕
続いて、本発明の第２の実施形態に係るマスターモールド製造方法について説明する。図３は、第２の実施形態に係るマスターモールド製造方法の工程を示すフローチャートである。

図３に示すように、第２の実施形態に係るマスターモールド製造方法においては、まず、当該マスターモールドを基に作製されるレプリカモールドの設計パターンデータ（レプリカパターンデータ）に基づいて、仮マスターモールドの設計パターンデータ（仮マスターパターンデータ）を生成する（Ｓ２０１）。

第２の実施形態において、仮マスターパターンデータは、第１の実施形態における仮マスターパターンデータと同様にして生成される。

次に、当該仮マスターパターンデータに基づいて製造される仮マスターモールドを基にナノインプリントリソグラフィー工程を経て得られる仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンが、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンから実質的に均一倍率で位置ずれを生じる場合に、仮レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ比率Ｓ（Ｘ成分の位置ずれ比率Ｓ_X及びＹ成分の位置ずれ比率Ｓ_Yのそれぞれ）を、シミュレーションにて求め、かかる位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）より位置補正比率Ｃ（Ｃ_X，Ｃ_Y）を求める（Ｓ２０２）。

上記位置ずれ比率Ｓ（Ｓ_X，Ｓ_Y）は、例えば、汎用有限要素法解析ソフト（ＡＢＡＱＵＳ，みずほ情報総研社製）を用いたシミュレーションにより求めることができる。

続いて、上述のようにして求めた微細凹凸パターンの位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Yを補正値として、仮マスターパターンデータにおけるすべての微細凹凸パターンの位置データ（座標データ）に対し、上述のようにして求めた位置補正比率Ｃ_X，Ｃ_Y分の補正を行い、補正マスターパターンデータを生成する（Ｓ２０３）。例えば、仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの座標を（ｘ'，ｙ'）としたとき、補正マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの座標は（ｘ'×Ｃ_X，ｙ'×Ｃ_Y）と表すことができる。

最後に、生成した補正マスターパターンデータに基づいて、電子線リソグラフィー等によりマスターモールドを製造する（Ｓ２０４）。

なお、上記Ｓ２０４にてマスターモールドを製造した後、得られたマスターモールドを基にしてナノインプリントリソグラフィーによりレプリカモールドを作製し、当該レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの配置と、レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの配置とを対比し、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンに位置ずれが生じていれば、当該微細凹凸パターンの位置ずれ比率及び位置補正比率を求め、当該位置補正比率に基づいて上記補正マスターパターンデータをさらに補正した上で、マスターモールドを製造してもよい。

上述のようにして補正マスターパターンデータを生成し、当該補正マスターパターンデータに基づいてマスターモールドを製造すると、得られるマスターモールドにおける少なくとも一部の微細凹凸パターンの配置は、レプリカパターンデータにおける対応する微細凹凸パターンの配置又はその配置をミラー反転してなる配置と異なるものとなる。しかしながら、補正マスターパターンデータは、レプリカモールド製造過程におけるナノインプリントリソグラフィー工程にて生じる微細凹凸パターンの位置ずれ（複数段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドが製造される場合においては、各段階のナノインプリントリソグラフィー工程にて生じる微細凹凸パターンの位置ずれ比率の積算値）を考慮して生成されてなるものであり、上記マスターモールドは、当該補正マスターパターンデータに基づいて製造されてなるものである。そのため、当該マスターモールドを基にナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを作製すれば、微細凹凸パターンの位置ずれを生じさせることなく、レプリカパターンデータと実質的に同一なレプリカモールドを得ることができる。

したがって、第２の実施形態によれば、レプリカモールドの設計パターンデータと実質的に同一なレプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造することができる。特に、第２の実施形態においては、第１の実施形態とは異なり、補正マスターパターンデータの生成に際して仮マスターモールド及び仮レプリカモールドを実際に作製する必要がないため、第１の実施形態に比して、マスターモールド製造のスループットを向上させることができる。

＜レプリカモールドの製造方法＞
本実施形態におけるレプリカモールドの製造方法においては、上述した第１及び第２の実施形態に係るマスターモールドの製造方法により製造されたマスターモールドを用い、ナノインプリントリソグラフィー工程を経てレプリカモールドを製造する。

レプリカモールドを製造する際のナノインプリントリソグラフィー工程は、上述した第１及び第２の実施形態において補正マスターパターンデータを生成する際に用いられるインプリント条件と同一条件にて行われる。

上述したように、第１及び第２の実施形態において、１又は２段階以上のナノインプリントリソグラフィー工程にて生じ得る微細凹凸パターンの位置ずれを考慮して補正マスターパターンデータが生成され、当該補正マスターパターンデータに基づいてマスターモールドが製造される。一方、レプリカモールドを製造する過程におけるインプリント条件の相違により、レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ比率（レプリカパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置からの位置ずれ比率）は相違することになる。

したがって、補正マスターパターンデータを生成する際に用いられるインプリント条件と同一条件にてナノインプリントリソグラフィー工程を行うことで、微細凹凸パターンの位置ずれを生じさせることなく、レプリカパターンデータと実質的に同一なレプリカモールドを製造することができる。

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。

上記第１及び第２の実施形態において、レプリカモールドを製造する際に用いられるインプリント装置がモールドを変形させることにより微細凹凸パターンの位置を補正する機構（パターン位置補正機構）を有する場合、当該パターン位置補正機構による微細凹凸パターンの位置補正比率を考慮して補正マスターパターンデータを生成してもよい。

この場合においては、上記Ｓ１０４，Ｓ２０２にて求めた微細凹凸パターンの位置補正比率Ｃ（Ｃ_X，Ｃ_Y）及び当該インプリント装置のパターン位置補正機構による微細凹凸パターンの位置補正比率に基づいて補正マスターパターンデータを生成すればよい。また、このようにして生成された補正マスターパターンデータに基づいて製造されたマスターモールドを基に、ナノインプリントリソグラフィー工程によりレプリカモールドを作製する場合、補正マスターパターンデータを生成した際の、インプリント装置のパターン位置補正機構による微細凹凸パターンの位置補正比率と同一の位置補正量となるように、インプリント装置におけるパターン位置補正機構を作用させてレプリカモールドを製造する。これにより、レプリカパターンデータに実質的に同一なレプリカモールドを作製することができる。

なお、レプリカモールドを製造するまでの間に複数段階のナノインプリントリソグラフィー工程を経る場合においては、そのうちの一部の段階のナノインプリントリソグラフィー工程においてパターン位置補正機構による微細凹凸パターンの位置補正を行ってもよいし、すべてのナノインプリントリソグラフィー工程においてパターン位置補正機構による微細凹凸パターンの位置補正を行ってもよい。

上記第１及び第２の実施形態において、Ｘ成分及びＹ成分のそれぞれについて位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Yを求めているため、Ｘ成分の位置ずれ比率Ｓ_XとＹ成分の位置ずれ比率Ｓ_Yとが異なる場合もあるが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、Ｘ成分の位置ずれ比率Ｓ_XとＹ成分の位置ずれ比率Ｓ_Yとを同一とし、Ｘ成分の位置補正比率Ｃ_XとＹ成分の位置補正比率Ｃ_Yとを同一としてもよい。この場合において、Ｘ成分及びＹ成分のそれぞれについて位置ずれ比率Ｓ_X，Ｓ_Yを求めた後、各位置ずれ比率の算術平均値（(Ｓ_X＋Ｓ_Y)／２）を算出し、当該算出した算術平均値に基づいて補正マスターパターンデータを生成すればよい。

本発明は、半導体装置の製造過程において微細な凹凸パターンを形成するためのナノインプリント工程にて用いられるインプリント用モールドの製造に有用である。

Claims (5)

1. 複数の微細凹凸パターンを有するインプリント用レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法であって、
   前記レプリカモールドの設計パターンデータから仮マスターパターンデータを生成する工程と、
   前記仮マスターパターンデータに基づいて仮マスターモールドを作製する工程と、
   前記仮マスターモールドを基に、ナノインプリントリソグラフィーにより仮レプリカモールドを作製する工程と、
   前記仮レプリカモールドの各微細凹凸パターンの位置と前記レプリカモールドの設計パターンデータにおける各微細凹凸パターンの位置とを対比することで、前記仮レプリカモールドの微細凹凸パターンの、前記レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの形成されるべき位置からの位置ずれ比率を算出する工程と、
   前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置を補正してなる補正マスターパターンデータを生成する工程と、
   前記補正マスターパターンデータに基づいて、前記マスターモールドを製造する工程と
   を含むことを特徴とするマスターモールド製造方法。
2. 複数の微細凹凸パターンを有するインプリント用レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるマスターモールドを製造する方法であって、
   前記レプリカモールドの設計パターンデータから仮マスターパターンデータを生成する工程と、
   前記仮マスターパターンデータに基づいて作製される仮マスターモールドを基に、ナノインプリントリソグラフィーにより作製される仮レプリカモールドにおいて、当該仮レプリカモールドの微細凹凸パターンの、前記レプリカモールドにおける微細凹凸パターンの形成されるべき位置からの位置ずれ比率を、シミュレーションにより算出する工程と、
   前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記仮マスターパターンデータにおける微細凹凸パターンの位置を補正してなる補正マスターパターンデータを生成する工程と、
   前記補正マスターパターンデータに基づいて、前記マスターモールドを製造する工程とを含むことを特徴とするマスターモールド製造方法。
3. 前記マスターモールドを第１次モールドとしたときに、前記レプリカモールドは、第ｎ−１次モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製される第ｎ次モールド（ｎは２以上の整数である。）であり、前記仮マスターモールドを第１次仮モールドとしたときに、前記仮レプリカモールドは、第ｎ−１次仮モールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製される第ｎ次仮モールドであって、
   前記位置ずれ比率を算出する工程において、前記第ｎ次仮モールドにおける微細凹凸パターンの位置ずれ比率を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載のマスターモールド製造方法。
4. 前記レプリカモールドをナノインプリントリソグラフィーにより作製するために用いられるインプリント装置が、当該インプリント装置にて用いられるナノインプリント用モールドを変形可能な変形機構を備えており、
   前記補正マスターパターンデータを生成する工程において、前記インプリント装置の変形機構によるナノインプリント用モールドの変形量及び前記位置ずれ比率により求められる補正比率に基づいて、前記補正マスターパターンデータを生成することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のマスターモールド製造方法。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のマスターモールド製造方法により製造されたマスターモールドを用い、ナノインプリントリソグラフィーにより前記レプリカモールドを作製することを特徴とするレプリカモールド作製方法。

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