JP6314609B2 - インプリントレプリカモールド及びインプリントレプリカモールドの製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、凹凸パターンを形成するためのインプリントレプリカモールド、そのインプリントレプリカモールドを製造する方法に関する。
近年、種々の用途に応じて、特定の微細な凹凸パターン（３次元構造パターン）を形成する方法が求められている。
例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア（ハードディスク、光学メディアなど）、医療用部材（分析検査用チップ、マイクロニードルなど）、バイオデバイス（バイオセンサ、細胞培養基板など）、精密検査機器用部材（検査プローブ、試料保持部材など）、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス（太陽電池、燃料電池など）、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイス、インプリントモールド、フォトマスクなどの用途が挙げられる。
例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア（ハードディスク、光学メディアなど）、医療用部材（分析検査用チップ、マイクロニードルなど）、バイオデバイス（バイオセンサ、細胞培養基板など）、精密検査機器用部材（検査プローブ、試料保持部材など）、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス（太陽電池、燃料電池など）、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイス、インプリントモールド、フォトマスクなどの用途が挙げられる。
このような微細な凹凸パターンを形成する方法として、インプリント法と呼ばれるパターン転写技術が提案されている（例えば、非特許文献１を参照）。
インプリント法は、インプリントモールドと呼ばれる原版を、樹脂などの転写材料に型押しし、その状態で転写材料を硬化させることで、凹凸パターンの転写を行うものである。繰り返し転写をすることで、容易に微細な凹凸パターンを形成することができる。
インプリント法は、インプリントモールドと呼ばれる原版を、樹脂などの転写材料に型押しし、その状態で転写材料を硬化させることで、凹凸パターンの転写を行うものである。繰り返し転写をすることで、容易に微細な凹凸パターンを形成することができる。
例えば、特許文献１では、熱により転写材料を硬化させる熱インプリント法が提案されている。
また、例えば、特許文献２では、露光により転写材料を硬化させる光インプリント法が提案されている。
また、例えば、特許文献２では、露光により転写材料を硬化させる光インプリント法が提案されている。
一例として、図１により、従来の一般的な光インプリント法によるパターン形成について説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、転写基板１１１上に転写材料１１２を積層し、凹凸パターンが形成されたインプリントモールド１１０を対向して配置する。
次に、図１（ｂ）に示すように、転写材料１１２とインプリントモールド１１０とを接触させ、ＵＶ光１１３を照射して転写材料１１２を硬化させる。
次に、図１（ｃ）に示すように、転写基板１１１からインプリントモールド１１０を剥離し遠ざけることで、転写パターン１１４を有するパターン成形体を得る。
また、図１（ｄ）に示すように、転写基板１１１上には、インプリントモールド１１０の凸部に相当する部分が薄い樹脂膜（以下、残膜と記す）として残るため、Ｏ２ＲＩＥ法などにより、残膜を除去しても良い。
また、図１（ｅ）に示すように、転写基板１１１に形成された樹脂１１５をマスクとして、ＣＦ４ガスなどを用いて転写基板１１１をドライエッチングし、転写パターンを形成した基板１１６を得る。
まず、図１（ａ）に示すように、転写基板１１１上に転写材料１１２を積層し、凹凸パターンが形成されたインプリントモールド１１０を対向して配置する。
次に、図１（ｂ）に示すように、転写材料１１２とインプリントモールド１１０とを接触させ、ＵＶ光１１３を照射して転写材料１１２を硬化させる。
次に、図１（ｃ）に示すように、転写基板１１１からインプリントモールド１１０を剥離し遠ざけることで、転写パターン１１４を有するパターン成形体を得る。
また、図１（ｄ）に示すように、転写基板１１１上には、インプリントモールド１１０の凸部に相当する部分が薄い樹脂膜（以下、残膜と記す）として残るため、Ｏ２ＲＩＥ法などにより、残膜を除去しても良い。
また、図１（ｅ）に示すように、転写基板１１１に形成された樹脂１１５をマスクとして、ＣＦ４ガスなどを用いて転写基板１１１をドライエッチングし、転写パターンを形成した基板１１６を得る。
図１にて使用したインプリントモールドの製造方法としては、インプリントモールドとなる基材全面に電子線レジストを積層し、この電子線レジストに電子線描画を行ってレジストパターンを形成し、このレジストパターンをエッチングマスクとして基材をエッチングして凹凸パターンを形成することで、インプリントモールドを製造する方法が用いられている。
しかし、電子線による微細パターンの描画は、高価な描画装置を用いて、且つ、描画時間も長くかかるため、インプリントモールドの製造コストを上昇させるという問題があった。また、インプリント時、インプリントモールドと転写基板との間に異物が混入すると、インプリントモールドが破損する。この破損したインプリントモールドは、再使用することができないため、電子線リソグラフィで作製した高価なモールドを損失させてしまうという問題があった。
そこで、電子線リソグラフィにて作製したインプリントモールドを原版として、この原版からインプリント法により複製版（以下、レプリカモールド）を作製するレプリカモールドの製造方法が提案されている（特許文献３を参照）。このレプリカモールドは、製造コストを低減することができる。複数のレプリカモールドを準備しておけば、モールド破損の問題に対処することができ、またモールドを用いるインプリント製造ラインを複数設けることが可能となる利点がある。
アプライド・フィジクス・レターズ（Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｌｅｔｔｅｒｓ）、ｖｏｌ．６７、Ｐ．３３１４、１９９５年
インプリント法の原理上、インプリントモールドと転写材料とは、凹凸パターンの凹凸反転像となる。図１（ａ）に示すパターンが凸部を有するインプリントモールド１１０を用いたレプリカモールドの形状は、図１（ｅ）に示すようなパターンが凹部となる。
この凹凸異なる形状を有するモールドが転写パターンへ与える影響を、図２を用いながら説明する。図２における（ａ１）及び（ａ２）では、転写基板１２１上に積層された樹脂の転写材料１２２の高さが同じである。
まず、パターンが凸部を有するモールド１２０の場合（図２（ａ１））、パターン領域外が凹部であるため、転写材料１２２である樹脂がパターン領域外へも使用されるため（図２（ｂ１））、残膜が低い転写パターン１２３が形成される（図２（ｃ１））。それに対し、パターンが凹部を有するモールド１２４の場合（図２（ａ２））、パターン領域外が凸部であるため、転写材料１２２である樹脂はパターン領域のみに使用されるため（図２（ｂ２））、残膜が高い転写パターン１２５が形成される（図２（ｃ２））。この凹凸異なる形状を有するモールドを用いて、転写材料１２２へパターンを形成する場合、形成されたパターンの残膜高さが異なる。
また、Ｏ２ＲＩＥ法などによる残膜を除去する工程においては、残膜高さが異なるため残膜除去条件も異なるという問題が生じる。複数の製造ラインを設ける場合、それぞれに応じた条件を設定する必要が生じ、工程管理の面からも不利である。
まず、パターンが凸部を有するモールド１２０の場合（図２（ａ１））、パターン領域外が凹部であるため、転写材料１２２である樹脂がパターン領域外へも使用されるため（図２（ｂ１））、残膜が低い転写パターン１２３が形成される（図２（ｃ１））。それに対し、パターンが凹部を有するモールド１２４の場合（図２（ａ２））、パターン領域外が凸部であるため、転写材料１２２である樹脂はパターン領域のみに使用されるため（図２（ｂ２））、残膜が高い転写パターン１２５が形成される（図２（ｃ２））。この凹凸異なる形状を有するモールドを用いて、転写材料１２２へパターンを形成する場合、形成されたパターンの残膜高さが異なる。
また、Ｏ２ＲＩＥ法などによる残膜を除去する工程においては、残膜高さが異なるため残膜除去条件も異なるという問題が生じる。複数の製造ラインを設ける場合、それぞれに応じた条件を設定する必要が生じ、工程管理の面からも不利である。
本発明は、上述の問題を解決するためになされたものであり、インプリント法によりレプリカモールドを作製するときに、原版であるインプリントモールドとパターン領域外が同じ形状を有するレプリカモールドを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明の一局面は、インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、転写基材の一方の面に転写材料層を形成し、インプリントモールドを転写材料層に型押して、転写材料層に凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、転写パターンの上面に樹脂層を形成し、樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、樹脂パターンをエッチングマスクとして転写材料層をエッチングして、転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、樹脂パターンを除去することで、転写基材上に、転写パターンの領域外がインプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造することを特徴とする。
また、本発明の他の局面は、インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、転写基材の一方の面に転写材料層を形成し、インプリントモールドを転写材料層に型押して、転写材料層に凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、転写パターンの上面に樹脂層を形成し、樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、樹脂パターンをエッチングマスクとして転写材料層をエッチングして、転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、樹脂パターンを除去し、転写パターンに残る残膜層を除去し、残膜層が除去され転写パターンをエッチングマスクとして転写基材をエッチングし、エッチング後の転写パターンを除去することで、転写基材上に、転写パターンの領域外がインプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造することを特徴とする。
また、本発明の他の局面は、インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、転写基材の一方の面にハードマスク層と転写材料層とを形成し、インプリントモールドを転写材料層に型押して、転写材料層に凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、転写パターンの上面に樹脂層を形成し、樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、樹脂パターンをエッチングマスクとして転写材料層をエッチングして、転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、樹脂パターンを除去し、転写パターンに残る残膜層を除去し、残膜層が除去され転写パターンをエッチング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、ハードマスクパターンをエッチングマスクとして転写材料層をエッチングし、エッチング後のハードマスクパターンを除去することで、転写基材上に、転写パターンの領域外がインプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造することを特徴とする。
また、上述のレプリカモールドの製造方法であって、樹脂層に形成する所定の樹脂パターンが、転写パターンの領域を覆う位置及び大きさのパターンであることを特徴とする。
本発明によれば、インプリント法によりレプリカモールドを作製するときに、原版であるインプリントモールドとパターン領域外が同じ形状を有するレプリカモールドを作製することができる。これにより、インプリントモールドやレプリカモールドを用いた場合でも、同一のインプリント条件にて、残膜高さが等しい転写パターンを形成することが可能となる。
以下、図３に基づいて、本発明の一実施形態に係るレプリカモールドの製造方法について詳細に説明する。
まず、図３（ａ）に示すように、インプリントモールド１３０を用いて、基材１３１の上面に転写パターン１３２を形成する。
インプリントモールド１３０は、特定のインプリント法に限定されることなく、公知のインプリント法に広範に適用することができる。例えば、光インプリント、熱インプリント、ゾルゲルインプリントなどのインプリント法が挙げられる。
また、基材１３１としては、使用するインプリント法に適するように適宜選択することができる。例えば、石英ガラス、シリコンなどが挙げられる。
また、基材１３１としては、使用するインプリント法に適するように適宜選択することができる。例えば、石英ガラス、シリコンなどが挙げられる。
また、インプリントモールド１３０上の凹凸パターンは、転写材料に転写するパターンに応じて設計可能である。例えば、ラインアンドスペース（Ｌｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ）パターン、ホール（Ｈｏｌｅ）パターン、ドット（Ｄｏｔ）パターンなどが挙げられる。
次に、図３（ｂ）に示すように、転写パターン１３２の上に樹脂層１３３を形成する。樹脂層１３３は、パターニングを行うフォトリソグラフィや電子線などに応じて適宜選択して良い。また、樹脂層１３３の塗膜形成方法としては、粘度に応じて適宜公知の薄膜形成技術を用いれば良い。例えば、ダイコート法、スピンコート法などを用いても良い。
次に、図３（ｃ）に示すように、樹脂層１３３のパターニング工程に移行する。このパターニング工程では、樹脂層１３３にフォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、樹脂パターン１３４を形成する。このとき、樹脂パターン１３４は、転写パターン１３２のパターン領域を覆う所望の位置及び大きさに形成することが好ましい。現像処理は、用いた樹脂層１３３に応じて適宜行って良い。また、電子線リソグラフィ法を用いても良い。
次に、図３（ｄ）に示すように、樹脂パターン１３４をマスクとして、転写パターン１３２にエッチングを行い、インプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を形成する。この場合の転写パターン１３２のエッチングとしては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた樹脂／転写パターンに応じて、適宜調整して良い。
また、基材１３１上面を覆うように転写パターン１３２のパターン領域外を残しても良い。
また、基材１３１上面を覆うように転写パターン１３２のパターン領域外を残しても良い。
最後に、図３（ｅ）に示すように、樹脂パターン１３４を除去して、インプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を形成する。この場合の樹脂パターン１３４の除去方法としては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた樹脂／転写パターンに応じて、適宜調整して良い。
以上より、基材１３１上にインプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を持つレプリカモールドを製造することができる。
以上より、基材１３１上にインプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を持つレプリカモールドを製造することができる。
続いて、図４に基づいて、本発明の他の実施形態に係るレプリカモールドの製造方法について詳細に説明する。
図４（ａ）から図４（ｃ）までの工程で行われる処理は、上記図３（ａ）から図３（ｃ）で説明した処理と同様である（但し、上記説明において、参照符号の十の位を「３」から「４」に読み替える）。
次に、図４（ｄ）に示すように、樹脂パターン１４４をマスクとして、転写パターン１４２にエッチングを行い、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有し、パターン領域外の残膜を除去した転写パターン１４５を形成する。この場合の、転写パターン１４２のエッチングとしては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた樹脂／転写パターンに応じて、適宜調整して良い。
次に、図４（ｅ）に示すように、樹脂パターン１４４を除去して、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有し、パターン領域外の残膜を除去した転写パターン１４５を形成する。この場合の樹脂パターン１４４の除去方法としては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた樹脂／転写パターンに応じて、適宜調整して良い。
次に、図４（ｆ）に示すように、インプリントモールド１４０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、残膜除去を行い、残膜除去後の転写パターン１４６を形成する。この場合の残膜除去方法として、適宜公知のエッチング方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングなどを行っても良い。また、エッチング条件は、用いた転写材料／基材に応じて、適宜調整して良い。
次に、図４（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１４６をマスクとして、基材１４１にエッチングを行い、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１４７を形成する。この場合の基材１４１のエッチングとしては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた転写材料／基材に応じて、適宜調整して良い。
最後に、図４（ｈ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１４６を除去して、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１４７を形成する。この場合の転写パターン１４６の除去方法としては、上記条件と同様である。
以上より、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１４７を持つレプリカモールドを製造することができる。
以上より、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１４７を持つレプリカモールドを製造することができる。
続いて、図５に基づいて、本発明のさらなる他の実施形態に係るレプリカモールドの製造方法について詳細に説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、基材１５１の上面に、ハードマスク層１５２と転写パターン１５３とを形成する。このハードマスク層１５２の形成方法としては、ハードマスク層１５２に選択した材料に応じて、適宜公知の薄膜形成方法を用いて形成して良い。例えば、スパッタ法などを用いられる。この転写パターンを形成する方法は、上記条件と同様である。
基材１５１は、用途に応じて適宜選択して良い。例えば、シリコン基板、石英基板、サファイア基板、ＳＯＩ基板などが用いられる。ハードマスク層１５２は、選択した機材１５１に対して、エッチング選択比が高い材料であれば良い。
また、基材１５１は石英基板であり、ハードマスク層１５２はクロムからなる層であることが好ましい。石英基板は、一般的な露光光に対して透過性を有しており、特に、光インプリント法に用いるインプリントモールドによるパターン形成方法に好適である。この場合、石英基板に対するハードマスク層１５２としてはクロムからなる層を用いることで、一般的なエッチング条件において、ハードマスク層１５２を基材１５１に対してエッチング選択比を高く設定することができる。
図５（ｂ）から図５（ｅ）までの工程により、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有し、パターン領域外の残膜を除去した転写パターン１５６を形成する。この場合の作成方法は、上記条件と同様である。
次に、図５（ｆ）に示すように、インプリントモールド１５０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、残膜除去を行い、残膜除去後の転写パターン１５７を形成する。この場合の残膜除去方法として、適宜公知のエッチング方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングなどを行っても良い。また、エッチング条件は、用いた転写材料／ハードバスク層に応じて、適宜調整して良い。
次に、図５（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１５７をマスクとして、ハードマスク層１５２にエッチングを行い、ハードマスクパターン１５８を形成する。この場合のハードマスク層１５２のエッチングとしては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いた転写材料／ハードマスク層に応じて、適宜調整して良い。
次に、図５（ｈ）に示すように、ハードマスクパターン１５８をマスクとして、基材１５１にエッチングを行い、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１５９を形成する。この場合の基材１５１のエッチングとしては、適宜公知の方法により行って良い。例えば、ドライエッチング、ウェットエッチングなどを行っても良い。エッチングの条件は、用いたハードマスク層／基材に応じて、適宜調整して良い。
最後に、図５（ｉ）に示すように、ハードマスクパターン１５８を除去して、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１５９を形成する。この場合のハードマスクパターン１５８の除去方法としては、上記条件と同様である。
以上より、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１５９を持つレプリカモールドを製造することができる。
以上より、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する基材パターン１５９を持つレプリカモールドを製造することができる。
以下、本発明に係るレプリカモールド製造方法の実施の一例を、図３から図５を用いて説明する。
［実施例１］
実施例１として、樹脂レプリカモールドを製造した。
まず、図３（ａ）に示すように、インプリントモールド１３０を用いた光インプリント法にて、基材である石英基板１３１の上面に転写パターン１３２を形成した。転写パターン１３２は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図３（ｂ）に示すように、転写パターン１３２上に高さ５００ｎｍの樹脂層１３３をスピンコート法にて形成した。
次に、図３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１３２のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１３４を形成した。
次に、図３（ｄ）に示すように、転写パターン１３２にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１３２を５０ｎｍ除去し、その後、図３（ｅ）に示すように、Ｏ２ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１３４を除去し、石英基板１３１上にインプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を形成した。
以上の手順により、樹脂レプリカモールドを製造することができた。
実施例１として、樹脂レプリカモールドを製造した。
まず、図３（ａ）に示すように、インプリントモールド１３０を用いた光インプリント法にて、基材である石英基板１３１の上面に転写パターン１３２を形成した。転写パターン１３２は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図３（ｂ）に示すように、転写パターン１３２上に高さ５００ｎｍの樹脂層１３３をスピンコート法にて形成した。
次に、図３（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１３２のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１３４を形成した。
次に、図３（ｄ）に示すように、転写パターン１３２にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１３２を５０ｎｍ除去し、その後、図３（ｅ）に示すように、Ｏ２ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１３４を除去し、石英基板１３１上にインプリントモールド１３０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１３５を形成した。
以上の手順により、樹脂レプリカモールドを製造することができた。
［実施例２］
実施例２として、シリコンレプリカモールドを製造した。
まず、図４（ａ）に示すように、インプリントモールド１４０を用いた光インプリント法にて、基材であるシリコン基板１４１の上面に転写パターン１４２を形成した。転写パターン１４２は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図４（ｂ）に示すように、転写パターン１４２上に高さ５００ｎｍの樹脂層１４３をスピンコート法にて形成した。
次に、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１４２のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１４４を形成した。
次に、図４（ｄ）に示すように、転写パターン１４２にＯ２ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１４２を１００ｎｍ除去し、その後、図４（ｅ）に示すように、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１４４を除去し、シリコン基板１４１上にインプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１４５を形成した。
次に、図４（ｆ）に示すように、インプリントモールド１４０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、Ｏ２ガスによる残膜除去により１００ｎｍ除去し、残膜除去後の転写パターン１４６を形成した。
次に、図４（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１４６をマスクとして、シリコン基板１４１にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する高さ２００ｎｍのシリコンパターン１４７を形成した。
以上の手順により、シリコンレプリカモールドを製造することができた。
実施例２として、シリコンレプリカモールドを製造した。
まず、図４（ａ）に示すように、インプリントモールド１４０を用いた光インプリント法にて、基材であるシリコン基板１４１の上面に転写パターン１４２を形成した。転写パターン１４２は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図４（ｂ）に示すように、転写パターン１４２上に高さ５００ｎｍの樹脂層１４３をスピンコート法にて形成した。
次に、図４（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１４２のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１４４を形成した。
次に、図４（ｄ）に示すように、転写パターン１４２にＯ２ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１４２を１００ｎｍ除去し、その後、図４（ｅ）に示すように、ＣＦ４ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１４４を除去し、シリコン基板１４１上にインプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１４５を形成した。
次に、図４（ｆ）に示すように、インプリントモールド１４０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、Ｏ２ガスによる残膜除去により１００ｎｍ除去し、残膜除去後の転写パターン１４６を形成した。
次に、図４（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１４６をマスクとして、シリコン基板１４１にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、インプリントモールド１４０とパターン領域外が同じ形状を有する高さ２００ｎｍのシリコンパターン１４７を形成した。
以上の手順により、シリコンレプリカモールドを製造することができた。
［実施例３］
実施例３として、石英レプリカモールドを製造した。
まず、図５（ａ）に示すように、基材である石英基板１５１の上面にスパッタ法にてクロム層１５２を１０ｎｍ形成し、インプリントモールド１５０を用いた光インプリント法にて、転写パターン１５３を形成した。転写パターン１５３は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図５（ｂ）に示すように、転写パターン１５３上に高さ５００ｎｍの樹脂層１５４をスピンコート法にて形成した。
次に、図５（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１５３のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１５５を形成した。
次に、図５（ｄ）に示すように、転写パターン１５３にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１５３を１００ｎｍ除去し、その後、図５（ｅ）に示すように、Ｏ２ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１５５を除去し、石英基板１５１上にインプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１５６を形成した。
次に、図５（ｆ）に示すように、インプリントモールド１５０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、ＣＦ４ガスによる残膜除去により１００ｎｍ除去し、残膜除去後の転写パターン１５７を形成した。
次に、図５（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１５７をマスクとして、ＣＬ２ガスを用いたドライエッチングを行ってクロム層１５２を１０ｎｍ除去し、クロムパターン１５８を形成した。
次に、図５（ｈ）に示すように、クロムパターン１５８をマスクとして、石英基板１５１にＣＦ４ガスを用いたエッチングを行い、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する高さ２００ｎｍの石英パターン１５９を形成した。
以上の手順により、石英レプリカモールドを製造することができた。
実施例３として、石英レプリカモールドを製造した。
まず、図５（ａ）に示すように、基材である石英基板１５１の上面にスパッタ法にてクロム層１５２を１０ｎｍ形成し、インプリントモールド１５０を用いた光インプリント法にて、転写パターン１５３を形成した。転写パターン１５３は、ピッチ５００ｎｍのＬｉｎｅ＆Ｓｐａｃｅ、パターン高さ２００ｎｍ、残膜高さ１００ｎｍである。
次に、図５（ｂ）に示すように、転写パターン１５３上に高さ５００ｎｍの樹脂層１５４をスピンコート法にて形成した。
次に、図５（ｃ）に示すように、フォトリソグラフィ法を用いた後に現像処理を行って、転写パターン１５３のパターン領域を覆うように、樹脂パターン１５５を形成した。
次に、図５（ｄ）に示すように、転写パターン１５３にＣＦ４ガスを用いたドライエッチングを行い、転写パターン１５３を１００ｎｍ除去し、その後、図５（ｅ）に示すように、Ｏ２ガスを用いたドライエッチングにて樹脂パターン１５５を除去し、石英基板１５１上にインプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する転写パターン１５６を形成した。
次に、図５（ｆ）に示すように、インプリントモールド１５０の凸部に相当する部分が薄い残膜層として残るため、ＣＦ４ガスによる残膜除去により１００ｎｍ除去し、残膜除去後の転写パターン１５７を形成した。
次に、図５（ｇ）に示すように、残膜除去後の転写パターン１５７をマスクとして、ＣＬ２ガスを用いたドライエッチングを行ってクロム層１５２を１０ｎｍ除去し、クロムパターン１５８を形成した。
次に、図５（ｈ）に示すように、クロムパターン１５８をマスクとして、石英基板１５１にＣＦ４ガスを用いたエッチングを行い、インプリントモールド１５０とパターン領域外が同じ形状を有する高さ２００ｎｍの石英パターン１５９を形成した。
以上の手順により、石英レプリカモールドを製造することができた。
この発明は、上記実施形態に限ることなく、その他、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々の変形を実施し得ることが可能である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせにより、種々の発明が抽出され得る。
例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成発明として抽出され得る。
例えば、実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成発明として抽出され得る。
本発明のパターン形成方法及びパターン形成体は、半導体デバイス、光学素子、配線回路、データストレージメディア（ハードディスク、光学メディアなど）、医療用部材（分析検査用チップ、マイクロニードルなど）、バイオデバイス（バイオセンサ、細胞培養基板など）、精密検査機器用部材（検査プローブ、試料保持部材など）、ディスプレイパネル、パネル部材、エネルギーデバイス（太陽電池、燃料電池など）、マイクロ流路、マイクロリアクタ、ＭＥＭＳデバイスなどの製造方法において用いられる微細な凹凸パターン形成に有用に用いることが期待できる。
１１０、１２０、１２４、１３０、１４０、１５０…インプリントモールド
１１１、１２１…転写基板
１１２、１２２…転写材料
１１３…ＵＶ光
１１４、１１５、１２３、１２５、１３２、１３５、１４２、１４５、１４６、１５３、１５６、１５７…転写パターン
１１６…転写基板パターン
１３１、１４１、１５１…基材
１３３、１４３、１５４…樹脂層
１３４、１４４、１５５…樹脂パターン
１４７、１５９…基材パターン
１５２…ハードマスク層
１５８…ハードマスクパターン
１１１、１２１…転写基板
１１２、１２２…転写材料
１１３…ＵＶ光
１１４、１１５、１２３、１２５、１３２、１３５、１４２、１４５、１４６、１５３、１５６、１５７…転写パターン
１１６…転写基板パターン
１３１、１４１、１５１…基材
１３３、１４３、１５４…樹脂層
１３４、１４４、１５５…樹脂パターン
１４７、１５９…基材パターン
１５２…ハードマスク層
１５８…ハードマスクパターン
Claims (4)
- インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、
転写基材の一方の面に転写材料層を形成し、
前記インプリントモールドを前記転写材料層に型押して、前記転写材料層に前記凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、
前記転写パターンの上面に樹脂層を形成し、
前記樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクとして前記転写材料層をエッチングして、前記転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、
前記樹脂パターンを除去することで、
前記転写基材上に、前記転写パターンの領域外が前記インプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造する、製造方法。 - インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、
転写基材の一方の面に転写材料層を形成し、
前記インプリントモールドを前記転写材料層に型押して、前記転写材料層に前記凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、
前記転写パターンの上面に樹脂層を形成し、
前記樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクとして前記転写材料層をエッチングして、前記転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、
前記樹脂パターンを除去し、
前記転写パターンに残る残膜層を除去し、
前記残膜層が除去され転写パターンをエッチングマスクとして前記転写基材をエッチングし、
前記エッチング後の転写パターンを除去することで、
前記転写基材上に、前記転写パターンの領域外が前記インプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造する、製造方法。 - インプリントモールドの凹凸パターンを転写したレプリカモールドの製造方法であって、
転写基材の一方の面にハードマスク層と転写材料層とを形成し、
前記インプリントモールドを前記転写材料層に型押して、前記転写材料層に前記凹凸パターンが反転した転写パターンを形成し、
前記転写パターンの上面に樹脂層を形成し、
前記樹脂層に所定の樹脂パターンを形成し、
前記樹脂パターンをエッチングマスクとして前記転写材料層をエッチングして、前記転写パターンの領域外の転写材料層を除去し、
前記樹脂パターンを除去し、
前記転写パターンに残る残膜層を除去し、
前記残膜層が除去され転写パターンをエッチングマスクとして前記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、
前記ハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記転写材料層をエッチングし、 前記エッチング後のハードマスクパターンを除去することで、
前記転写基材上に、前記転写パターンの領域外が前記インプリントモールドの凹凸パターンの領域外と同じ形状であるレプリカモールドを製造する、製造方法。 - 前記樹脂層に形成する所定の樹脂パターンは、前記転写パターンの領域を覆う位置及び大きさのパターンであることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のレプリカモールドの製造方法。
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