JP7338308B2 - インプリントモールド用基板及びインプリントモールド、並びにそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、インプリントモールド用基板及びインプリントモールド、並びにそれらの製造方法に関する。

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ける一手段とし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を備えるインプリントモールド用基板を準備し、当該インプリントモールド用基板の凸構造部の上面部に凹凸パターンを形成することで作製される。インプリントモールド用基板における凸構造部として、下段部をウェットエッチングで形成し、上段部をドライエッチングで形成してなる２段構造の凸構造部が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０－２５１６０１号公報

一般に、インプリントモールドの凸構造部には、所定の突出高さを有することが要求される。凸構造部は、通常、基材に対するエッチングにより形成されるため、所定の突出高さを有する凸構造部を形成するためには、エッチング時間等を考慮して、ウェットエッチング処理が選択される。一方で、ウェットエッチングにより凸構造部を形成すると、凸構造部の上面の端辺にうねりが生じてしまうという問題がある。その点、上記特許文献１に記載の凸構造部においては、下段部をウェットエッチングにて形成し、上段部をドライエッチングにより形成することで、凸構造部全体としての突出高さに対する要求を満たしつつ、凸構造部の上面の端辺にうねりが生じるのを抑制することができる。

しかしながら、上記特許文献１に記載の凸構造部においては、上段部を形成するのにドライエッチング処理を採用するため、インプリントモールド用基板の製造にかかる時間やコストをこれ以上低減することは困難である。

また、上記凸構造部は、以下のようにして形成される。基材２００上に形成された下段部用マスク４１０をエッチングマスクとして基材２００をウェットエッチングして下段部３１０を形成した後（図８Ａ参照）、下段部用マスク４１０を除去して上段部用マスク４２０を形成し（図８Ｂ参照）、上段部用マスク４２０をエッチングマスクとして基材２００をドライエッチングして上段部３２０を形成する（図８Ｃ参照）。このように、下段部用マスク４１０と上段部用マスク４２０とが別工程で形成されるため、下段部３１０上に形成される上段部用マスク４２０の位置精度が問題となる。より具体的には、上段部用マスク４２０の位置精度によっては、上段部３２０が下段部３１０の中央から位置ずれして形成されてしまうおそれがある。

さらに、凸構造部を有するインプリントモールドにおいて、従来、凸構造部の側面に遮光膜等の機能性膜を形成することが提案されている。凸構造部の側面に遮光膜を形成することで、モールドの凹凸パターンが転写された樹脂（凸構造部直下の樹脂）のみを硬化させることができるという効果が期待される。しかしながら、上記特許文献１に記載のインプリントモールドのように、凸構造部の上段部の側面が垂直面（基材面に対して垂直）であるため、遮光膜等の機能性膜に成膜欠陥が生じやすいという問題がある。

上記課題に鑑みて、本開示は、単純なプロセスにより製造可能であって、側面に遮光膜を容易に形成可能な凸構造部を有するインプリントモールド用基板及びインプリントモールド、並びにそれらの製造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、インプリントモールド用基板であって、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部とを備え、前記凸構造部は、前記第１面から立ち上がる第１側面及び前記第１面に実質的に平行な第１上面を有する第１凸部と、前記第１上面から立ち上がる第２側面及び前記第１面に実質的に平行な第２上面を有する第２凸部とを含み、前記第１上面には、前記第２凸部の周囲を取り囲む第１突出部が設けられており、前記インプリントモールド用基板の切断面を見たときに、前記第１突出部は、前記第１上面から凹状のラウンド状に立ち上がるようにして設けられているインプリントモールド用基板が提供される。

前記第１突出部の前記第１上面を基準とした突出高さは、前記第２凸部の前記第１上面を基準とした突出高さよりも低くてもよく、前記第１凸部の前記第１面を基準とした突出高さは、前記第２凸部の前記第１上面を基準とした突出高さよりも高くてもよい。
本開示の一実施形態として、第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基部と、前記基部の前記第１面から突出する凸構造部とを備え、前記凸構造部は、前記第１面から立ち上がる第１側面及び前記第１面に実質的に平行な第１上面を有する第１凸部と、前記第１上面から立ち上がる第２側面及び前記第１面に実質的に平行な第２上面を有する第２凸部とを含み、前記第１上面には、前記第２凸部の周囲を取り囲む第１突出部が設けられており、前記第１側面は、凹状のラウンド形状を有するインプリントモールド用基板が提供される。
前記第２側面は、凹状のラウンド形状を有していてもよく、前記基部の前記第１面には、アライメントマークとして機能する第２突出部が設けられていてもよい。

本開示の一実施形態として、上記インプリントモールド用基板の前記第２上面に、凹凸パターンが形成されているインプリントモールドが提供される。

本開示の一実施形態として、上記インプリントモールド用基板を製造する方法であって、主面及び前記主面に対向する対向面を有し、前記主面上にハードマスク層が設けられている基材を準備する基材準備工程と、前記ハードマスク層に対するエッチング処理を行うことで、前記第２凸部に対応する第２マスクパターン及び前記第２マスクパターンとの間に環状開口部を挟むようにして前記第２マスクパターンを取り囲む第１マスクパターンを含むマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、前記第１マスクパターンの内縁側の一部、前記環状開口部及び前記第２マスクパターンを一体的に被覆するレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記マスクパターン及び前記レジストパターンをエッチングマスクとして前記基材にウェットエッチング処理を施す第１エッチング工程と、露出する前記第１マスクパターンを除去するマスクパターン除去工程と、前記レジストパターンを除去した後に残存する前記第２マスクパターンをエッチングマスクとして前記基材にウェットエッチング処理を施す第２エッチング工程とを含み、前記第１マスクパターンにおける前記レジストパターンにより被覆される部分の長さは、前記第２凸部の突出高さの２倍未満であり、前記レジストパターンが形成された基材の断面視において、前記第１マスクパターンにおける前記レジストパターンにより被覆される部分の長さは、前記環状開口部の外側端部と当該外側端部に最近位の前記レジストパターンの外縁との間の、前記主面に平行な方向の長さであるインプリントモールド用基板の製造方法が提供される。

本開示の一実施形態として、インプリントモールドを製造する方法であって、上記インプリントモールド用基板の製造方法により製造された前記インプリントモールド用基板の前記第２凸部の前記第２上面に凹凸パターンを形成する工程を含むインプリントモールドの製造方法が提供される。

本開示によれば、単純なプロセスにより製造可能であって、側面に遮光膜を容易に形成可能な凸構造部を有するインプリントモールド用基板及びインプリントモールド、並びにそれらの製造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インプリントモールド用基板の一の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インプリントモールド用基板の一の態様の凸構造部の近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図３は、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板の他の態様の凸構造部の近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図４は、本開示の一実施形態におけ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５Ａは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｂは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ａに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｃは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｂに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｄは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｃに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｅは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｄに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｆは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｅに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｇは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｆに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図５Ｈは、本開示の一実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の一工程であって、図５Ｇに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図６Ａは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の一の態様の一工程を示す部分拡大切断端面図である。 図６Ｂは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の一の態様の一工程であって、図６Ａに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図６Ｃは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の一の態様の一工程であって、図６Ｂに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図７Ａは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の他の態様の一工程を示す部分拡大切断端面図である。 図７Ｂは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の他の態様の一工程であって、図７Ａに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図７Ｃは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の他の態様の一工程であって、図７Ｂに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図７Ｄは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の他の態様の一工程であって、図７Ｃに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図７Ｅは、本開示の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の一の態様の一工程であって、図７Ｄに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図８Ａは、従来のインプリントモールド用基板の製造方法の一工程を示す部分拡大切断端面図である。 図８Ｂは、従来のインプリントモールド用基板の製造方法の一工程であって、図８Ａに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。 図８Ｃは、従来のインプリントモールド用基板の製造方法の一工程であって、図８Ｂに続く工程を示す部分拡大切断端面図である。

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。

図１は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板の一の態様の概略構成を示す切断端面図であり、図２は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板の一の態様の凸構造部の近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図であり、図３は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板の他の態様の凸構造部の近傍の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。

図１～３に示すように、本実施形態に係るインプリントモールド用基板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から突出する凸構造部３と、基部２の第２面２Ｂ側に形成されている窪み部４とを備える。

基部２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により構成され得る。なお、本実施形態において「透明」とは、インプリント樹脂を硬化させ得る波長の光を透過可能であることを意味し、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の大きさ（平面視における大きさ）は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。また、基部２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。

基部２の第１面２Ａから突出する凸構造部３は、平面視において基部２の略中央に設けられており、基部２の第１面２Ａから立ち上がる第１側面３１Ｓ及び第１面２Ａに実質的に平行な第１上面３１Ａを有する第１凸部３１と、第１上面３１Ａから立ち上がる第２側面３２Ｓ及び第１面２Ａに実質的に平行な第２上面３２Ａを有する第２凸部３２とを含む。第１凸部３１及び第２凸部３２は、ウェットエッチング処理により形成されるため、第１側面３１Ｓ及び第２側面３２Ｓは、凹状に湾曲したラウンド形状を有する。

第２凸部３２の平面視における外郭形状は、略矩形状である。第１凸部３１の平面視における外郭形状は、特に限定されるものではない。第２凸部３２の第２上面３２Ａは、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１からインプリントモールド１０（図４参照）を作製する際に凹凸パターン１１が形成される予定のパターン領域を含む。そのため、第２上面３２Ａの大きさは、当該インプリントモールド１０（図４参照）を用いたインプリント処理を経て製造される製品等に応じて適宜設定されるものであり、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。

凸構造部３の突出高さＴ₃（基部２の第１面２Ａと第２凸部３２の第２上面３２Ａとの間における基部２の厚み方向に沿った長さ）は、本実施形態におけるインプリントモールド用基板１が凸構造部３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。

第１凸部３１の突出高さＴ₃₁（基部２の第１面２Ａと第１凸部３１の第１上面３１Ａとの間における基部２の厚み方向に沿った長さ）は、第２凸部３２の突出高さＴ₃₂（第１凸部３１の第１上面３１Ａと第２凸部３２の第２上面３２Ａとの間における基部２の厚み方向に沿った長さ）よりも長い。第２凸部３２の突出高さＴ₃₂は、０．１μｍ～１０μｍであればよく、０．５μｍ～５μｍであるのが好ましい。本実施形態に係るインプリントモールド用基板１の第２凸部３２は、後述するようにウェットエッチングにより形成されるが（図５Ｈ参照）、当該突出高さＴ₃₂が１０μｍを超えてしまうと、当該第２凸部３２を形成するためのウェットエッチングによって、第２凸部３２の第２上面３２Ａの端辺にうねりが生じてしまうおそれがある。本実施形態においては、第２凸部３２の突出高さＴ３２が上記範囲であることで、第２凸部３２の第２上面３２Ａ、すなわちインプリントモールド１０における凹凸パターン１１の形成される面の端辺にうねりが生じておらず、かつ突出高さＴ₃₁の相対的に高い第１凸部３１により、凸構造部３全体としての突出高さＴ₃を確保することができる。

第１上面３１Ａには、凸構造部３の第２凸部３２の周囲を取り囲む第１突出部５が設けられている。また、基部２の第１面２Ａには、アライメントマークとして機能する第２突出部６が設けられている。第２突出部６の突出高さＴ₆は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作成されるインプリントモールド１０（図４参照）を用いたインプリント処理時に、当該第２突出部６をアライメントマークとして機能させ得る程度、すなわちインプリント装置におけるアライメント装置にて第２突出部６を認識可能な程度である限りにおいて特に限定されない。

本実施形態において、第２突出部６は、ウェットエッチングにより形成されるが（図５Ｅ参照）、第２突出部６に対応するエッチングマスク（第３マスクパターン２１３）は、凸構造部３（第１凸部３１及び第２凸部３２）に対応するエッチングマスク（第１マスクパターン２１１及び第２マスクパターン２１２）と同時にフォトリソグラフィーにより形成される。そのため、凸構造部３（第１凸部３１及び第２凸部３２）に対し、第２突出部６は高い位置精度で形成されている。よって、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールド１０を用いたインプリント処理時におけるアライメント精度を向上させることができる。

図３に示すように、第２凸部３２の第２側面３２Ｓには、遮光膜７が設けられていてもよい。本実施形態に係るインプリントモールド用基板１において、第２凸部３２の第２側面３２Ｓは、ウェットエッチングにより形成され、凹状のラウンド形状を有する。そのため、第２側面３２Ｓに設けられている遮光膜７は、成膜欠陥（ピンホールなど）を実質的に有しない。したがって、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールド１０（図４参照）を用いたインプリント処理において、第２凸部３２の第２上面３２Ａに形成される凹凸パターン１１を高精度に転写することができる。

第２側面３２Ｓに設けられている遮光膜７は、インプリントモールド１０（図４参照）を用いたインプリント処理において当該インプリントモールド１０に照射される光（例えば、ＵＶ光等）を遮光可能な材料、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等により構成されていればよい。また、遮光膜７の膜厚も、当該光を遮光可能な厚さである限りにおいて特に制限されない。

基部２の第２面２Ｂには、所定の大きさの窪み部４が形成されている。窪み部４が形成されていることで、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１から作製されるインプリントモールド１０（図４参照）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１０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４に圧力を印加することにより、窪み部４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３の第２凸部３２の第２上面３２Ａとインプリント樹脂とを接触させるときに、凸構造部３の第２凸部３２の第２上面３２Ａに形成されている凹凸パターン１１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１１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を容易に剥離することができる。

窪み部４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３の第２凸部３２の第２上面３２Ａ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３の第２凸部３２の第２上面３２Ａ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４の平面視における大きさは、窪み部４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３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３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３の第２凸部３２の第２上面３２Ａ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。

本実施形態に係るインプリントモールド用基板１によれば、単純なプロセスにより製造することができるとともに、第２凸部３２の第２側面３２Ｓに遮光膜７を容易に形成することができる。

本実施形態に係るインプリントモールド用基板１の第２凸部３２の第２上面３２Ａには、当該第２上面３２Ａにエッチング処理を施す際にマスクとして使用され得るハードマスク層（図示省略）が設けられていてもよい。

ハードマスク層を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等が挙げられ、これらを単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。

ハードマスク層は、インプリントモールド用基板１の第２凸部３２の第２上面３２Ａにエッチング処理を施す際のマスクパターンとして用いられるものである。そのため、基部２の構成材料に応じ、エッチング選択比等を考慮して、ハードマスク層の構成材料を選択すればよい。例えば、基部２が石英ガラスにより構成される場合、ハードマスク層を構成する材料として酸化クロム等が好適に選択され得る。

ハードマスク層の厚さは、基部２の構成材料に応じたエッチング選択比等を考慮して適宜設定される。例えば、基部２が石英ガラスにより構成され、ハードマスク層が酸化クロムにより構成される場合、ハードマスク層の厚さは、０．５ｎｍ～２００ｎｍ程度の範囲内で適宜設定され得る。

図４は、本実施形態におけ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１０は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１（図１～３参照）を用いて作製されるものである。したがって、上記インプリントモールド用基板１と同様の構成については同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

本実施形態におけるインプリントモールド１０は、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１（図１～３参照）の凸構造部３の第２凸部３２の第２上面３２Ａに形成されている凹凸パターン１１を有する。

凹凸パターン１１の形状、寸法等は、本実施形態に係るインプリントモールド１０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１１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１１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１０によれば、単純なプロセスにより製造することができるとともに、第２凸部３２の第２側面３２Ｓに遮光膜７を容易に形成することができるという効果が奏される。

上述した構成を有するインプリントモールド用基板１の製造方法の一例について説明する。図５Ａ～図５Ｈは、本実施形態に係るインプリントモールド用基板を製造する方法の各工程を示す部分拡大切断端面図である。

まず、主面２０Ａ及び主面２０Ａに対向する対向面２０Ｂを有する基板２０を準備し、当該基板２０の主面２０Ａにハードマスク層２１及びレジスト層２２をこの順に積層し（図５Ａ参照）、上記レジスト層２２に対して所定の開口を有するフォトマスク（図示省略）を介した露光処理及び現像処理を施すことで、インプリントモールド用基板１の第１凸部３１に対応する第１レジストパターン２２１、第２凸部３２に対応する第２レジストパターン２２２及び第２突出部６に対応する第３レジストパターン２２３を形成する（図５Ｂ参照）。

ハードマスク層２１を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等を挙げることができ、これらを単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。

ハードマスク層２１は、後述する工程（図５Ｃ参照）にてパターニングされ、インプリントモールド用基板１の第１凸部３１及び第２凸部３２をエッチングにより形成する際のマスクパターンとして用いられるものである。そのため、基部２の構成材料に応じ、エッチング選択比等を考慮して、ハードマスク層２１の構成材料を選択するのが好ましい。例えば、基部２が石英ガラスにより構成される場合、ハードマスク層２１を構成する材料として酸化クロム等が好適に選択され得る。

ハードマスク層２１の厚さは、基板２０の構成材料に応じたエッチング選択比等を考慮して適宜設定される。例えば、基板２０の構成材料が石英ガラスであって、ハードマスク層２１の構成材料が酸化クロムである場合、ハードマスク層２１の厚さは、０．５ｎｍ～２００ｎｍ程度の範囲内で適宜設定され得る。

基板２０の主面２０Ａにハードマスク層２１を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スパッタリング、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の公知の成膜方法が挙げられる。

基板２０の主面２０Ａ上のハードマスク層２１を覆うようにしてスピンコート法等により形成されるレジスト層２２を構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ネガ型又はポジ型の感光性材料等を用いることができるが、ネガ型の感光性材料を用いるのが好ましい。レジスト層２２の膜厚は、特に限定されるものではなく、ハードマスク層２１の構成材料に応じた選択比等に応じて適宜設定され得る。

本実施形態において、第１レジストパターン２２１、第２レジストパターン２２２及び第３レジストパターン２２３をマスクとしてハードマスク層２１にドライエッチング処理を施すことで、第１凸部３１に対応する第１マスクパターン２１１、第２凸部３２に対応する第２マスクパターン２１２及び第２突出部６に対応する第３マスクパターン２１３が形成される。すなわち、各レジストパターン２２１～２２３の大きさ（サイズ）と各マスクパターン２１１～２１３の大きさ（サイズ）とは実質的に同一となる。そして、第１マスクパターン２１１の外郭形状の大きさ（サイズ）は、第１凸部３１の外郭形状の大きさ（サイズ）よりも大きく、第１上面３１Ａを包摂可能な大きさで構成される。よって、第１レジストパターン２２１の外郭形状の大きさ（サイズ）も、第１凸部３１の外郭形状の大きさ（サイズ)よりも大きく、第１上面３１Ａを包摂可能な大きさで構成される。

第１レジストパターン２２１は、第２レジストパターン２２２の周囲を取り囲むように、かつ第２レジストパターン２２２との間に所定の間隔をあけるようにして形成される。第１レジストパターン２２１と第２レジストパターン２２２との間に所定の間隔があいていることで、第１マスクパターン２１１と第２マスクパターン２１２との間に環状開口部２３を形成することができる。第１マスクパターン２１１は、後述する第１ウェットエッチング工程（図５Ｅ参照）において第１凸部３１を形成するためのマスクとして用いられ、第２マスクパターン２１２は、後述する第２ウェットエッチング工程（図５Ｈ参照）において第２凸部３２を形成するためのマスクとして用いられるが、第１マスクパターン２１１の外郭形状に対する第２マスクパターン２１２の位置精度は、各レジストパターン２２１～２２３を形成するフォトリソグラフィーにおける精度に依存することになる。そのため、第２マスクパターン２１２は、第１マスクパターン２１１の外郭形状に対して実質的に中心に位置するように、高い精度で形成され得る。

上記のようにして形成された各レジストパターン２２１～２２３をエッチングマスクとし、開口部から露出するハードマスク層２１を、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いてドライエッチングすることで、基板２０の主面２０Ａ上に各マスクパターン２１１～２１３を形成する（図５Ｃ参照）。

第１マスクパターン２１１は、後述する第１ウェットエッチング工程（図５Ｅ参照）において、第１凸部３１を形成するためのマスクとして用いられる。そして、第１凸部３１を形成するためのウェットエッチング工程においては、いわゆるサイドエッチングが起こり、基板２０の主面２０Ａが横方向（面内方向）にエッチングされる。そのため、第１凸部３１の第１上面３１Ａの大きさ（サイズ）は、第１マスクパターン２１１の大きさ（サイズ）よりも小さくなる。すなわち、第１マスクパターン２１１の大きさ（サイズ）は、第１凸部３１の第１上面３１Ａの大きさ（サイズ）よりも大きく構成される。第１マスクパターン２１１の大きさ（サイズ）は、所定の突出高さＴ₃₁の第１凸部３１を形成するのに要するエッチング時間及びそのエッチング時間における基板２０のサイドエッチング量等に応じて設定されればよく、例えば、１μｍ～２００μｍ程度大きければよい。

同様に、第２マスクパターン２１２は、後述する第２ウェットエッチング工程（図５Ｈ参照）において、第２凸部３２を形成するためのマスクとして用いられ、第２凸部３２を形成するための第２ウェットエッチング工程においては、いわゆるサイドエッチングが起こる。そのため、第２凸部３２の第２上面３２Ａの大きさ（サイズ）は、第２マスクパターン２１２の大きさ（サイズ）よりも小さくなる。すなわち、第２マスクパターン２１２の大きさ（サイズ）は、第２凸部３２の第２上面３２Ａの大きさ（サイズ）よりも大きく構成される。第２マスクパターン２１２の大きさ（サイズ）は、所定の突出高さＴ₃₂の第２凸部３２を形成するのに要するエッチング時間及びそのエッチング時間における基板２０のサイドエッチング量等に応じて設定されればよく、例えば、０．１μｍ～１０μｍ程度大きければよい。

第３マスクパターン２１３は、後述する第１ウェットエッチング工程（図５Ｅ参照）において、第２突出部６を形成するためのマスクとして用いられるものである。本実施形態において、第３マスクパターン２１３は、第１ウェットエッチング工程の途中で剥がれ落ちる程度の大きさ（サイズ）で構成される。これにより、第１凸部３１の突出高さＴ₃₁よりも低い突出高さＴ₆を有する第２突出部６が形成される（図５Ｅ参照）。

第１マスクパターン２１１の内縁側の一部、環状開口部２３及び第２マスクパターン２１２を被覆するレジストパターン２４を形成する（図５Ｄ参照）。レジストパターン２４を構成するレジスト材料としては、特に限定されるものではなく、例えば、ネガ型又はポジ型の感光性材料等が用いられ得る。レジストパターン２４が第１マスクパターン２１１の内縁側の一部、環状開口部２３及び第２マスクパターン２１２を被覆することで、第１ウェットエッチング工程（図５Ｅ参照）において環状開口部２３を通じて基板２０がエッチングされるのを防止することができるとともに、第１ウェットエッチング工程（図５Ｅ参照）後、レジストパターン２４をマスクとして第１マスクパターン２１１の露出部分をエッチングして除去することができる。その結果、残存する第２マスクパターン２１２をマスクとした第２ウェットエッチング工程（図５Ｈ参照）により、第１凸部３１の第１上面３１Ａから突出する第２凸部３２を形成することができる。レジストパターン２４により被覆される第１マスクパターン２１１の幅Ｗ₂₁₁は、第２凸部３２の突出高さＴ₃₂の２倍未満であればよく、好ましくは、０．５倍～１．５倍程度であればよい。当該幅Ｗ₂₁₁が第２凸部３２の突出高さＴ₃₂の２倍以上となると、第１突出部５の突出高さＴ₅と第２凸部３２の突出高さＴ₃₂とが同一になってしまう。

上記のようにして形成され、レジストパターン２４から露出する第１マスクパターン２１１及び第３マスクパターン２１３をマスクとして基板２０にウェットエッチング処理を施す（図５Ｅ）。ウェットエッチング処理におけるエッチング液としては、例えばフッ酸等が好適に用いられる。これにより所定の突出高さＴ₃₁の第１凸部３１が形成される（図５Ｅ参照）。

第１凸部３１が形成された後、レジストパターン２４から露出する第１マスクパターン２１１をエッチングにより除去する（図５Ｆ参照）。第１マスクパターン２１１の除去は、マスクパターン形成工程（図５Ｃ参照）と同様に、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いたドライエッチング処理により行われ得る。なお、第１マスクパターン２１１の一部（レジストパターン２４によって被覆されている部分）が残存するが、この残存する第１マスクパターン２１１の一部をマスクとした第２ウェットエッチング工程により、第１凸部３１の第１上面３１Ａに第１突出部５が形成される（図５Ｈ参照）。

レジストパターン２４を除去し、残存する第１マスクパターン２１１の一部と第２マスクパターン２１２とをマスクとして基板２０にウェットエッチング処理を施す（図５Ｇ参照）。ウェットエッチング処理におけるエッチング液としては、例えばフッ酸等が好適に用いられる。ウェットエッチング処理の途中で、残存する第１マスクパターン２１１の一部が剥がれ落ちる。当該第１マスクパターン２１１の一部が剥がれ落ちた後、さらに基板２０にウェットエッチング処理を施す。これにより、所定の突出高さＴ₃₂の第２凸部３２が形成される（図５Ｈ参照）。最後に、基板２０の対向面２０Ｂに研削加工を施して窪み部４を形成する。これにより、本実施形態に係るインプリントモールド用基板１が製造される。

本実施形態に係るインプリントモールド用基板の製造方法によれば、第１凸部３１及び第２凸部３２を有する２段の凸構造部３を、処理速度の速いウェットエッチングにより形成することができるため、インプリントモールド用基板を効率よく、かつ低コストで製造することができる。また、第２凸部３２の突出高さＴ₃₂を制御することで、ウェットエッチングによって第２凸部３２の第２上面３２Ａの端辺にうねりが生じるのを抑制することができる。さらに、第１凸部３１、第２凸部３２及び第２突出部６を形成するための第１マスクパターン２１１、第２マスクパターン２１２及び第３マスクパターン２１３が同一のフォトリソグラフィー工程で形成されるため、第１凸部３１、第２凸部３２及び第２突出部６を高い位置精度で形成することができる。

上記のようにして作製されたインプリントモールド用基板１を用いてインプリントモールド１０（図４参照）を製造する方法を説明する。図６Ａ～図６Ｃは、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の一の態様の各工程を示す部分拡大切断端面図であり、図７Ａ～図７Ｅは、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の他の態様の各工程を示す部分拡大切断端面図である。

インプリントモールド用基板１の第２凸部３２の第２上面３２Ａ（パターン領域）にハードマスク層４１及びレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングしてレジストパターン４２を形成する（図６Ａ参照）。次に、レジストパターン４２をマスクとしてハードマスク層４１をドライエッチングすることで、凹凸パターン１１に対応するマスクパターン４３を形成する（図６Ｂ参照）。そして、マスクパターン４３をマスクとしてインプリントモールド用基板１にドライエッチング処理を施し、第２凸部３２の第２上面３２Ａに凹凸パターン１１を形成する（図６Ｃ参照）。これにより、インプリントモールド１０（図４参照）を製造することができる。インプリントモールド用基板１のドライエッチングは、当該インプリントモールド用基板１の構成材料の種類に応じて適宜エッチングガスを選択して行なわれ得る。エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス等を用いることができる。

本実施形態におけるインプリントモールド１０の凹凸パターン１１は、ＡＬＤ法を利用して形成した側壁パターンをマスクとしたドライエッチングにより形成されるものであってもよい。

インプリントモールド用基板１の第２凸部３２の第２上面３２Ａにハードマスク層４１及びレジスト層を形成し、レジスト層をパターニングしてレジストパターン４２を形成する（図７Ａ参照）。次に、レジストパターン４２上に、シリコン系材料（シリコン酸化物等）の側壁材料をＡＬＤ法（Atomic layer deposition）により堆積させることで側壁材料膜４４を形成する（図７Ｂ参照）。続いて、側壁材料膜４４に対し、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の異方性エッチングによりエッチバック処理を施し、残存するレジストパターン４２を除去することで、ハードマスク層４１上に側壁パターン４５を形成する（図７Ｃ参照）。そして、側壁パターン４５をマスクとしてハードマスク層４１をドライエッチングすることで、凹凸パターン１１に対応するマスクパターン４６を形成し（図７Ｄ参照）、マスクパターン４６をマスクとしてインプリントモールド用基板１にドライエッチング処理を施し、第２凸部３２の第２上面３２Ａに凹凸パターン１１を形成する（図７Ｅ参照）。これにより、本実施形態におけるインプリントモールド１０（図４参照）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。

１…インプリントモールド用基板
２…基部
２Ａ…第１面
２Ｂ…第２面
３…凸構造部
３１…第１凸部
３１Ａ…第１上面
３１Ｓ…第１側面
３２…第２凸部
３２Ａ…第２上面
３２Ｓ…第２側面
４…窪み部
５…第１突出部
６…第２突出部
１０…インプリントモールド
１１…凹凸パターン

Claims (9)

1. インプリントモールド用基板であって、
   第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基部と、
   前記基部の前記第１面から突出する凸構造部と
   を備え、
   前記凸構造部は、前記第１面から立ち上がる第１側面及び前記第１面に実質的に平行な第１上面を有する第１凸部と、前記第１上面から立ち上がる第２側面及び前記第１面に実質的に平行な第２上面を有する第２凸部とを含み、
   前記第１上面には、前記第２凸部の周囲を取り囲む第１突出部が設けられており、
   前記インプリントモールド用基板の切断面を見たときに、前記第１突出部は、前記第１上面から凹状のラウンド状に立ち上がるようにして設けられている
   インプリントモールド用基板。
2. 前記第１突出部の前記第１上面を基準とした突出高さは、前記第２凸部の前記第１上面を基準とした突出高さよりも低い
   請求項１に記載のインプリントモールド用基板。
3. 前記第１凸部の前記第１面を基準とした突出高さは、前記第２凸部の前記第１上面を基準とした突出高さよりも高い
   請求項１又は２に記載のインプリントモールド用基板。
4. 第１面及び前記第１面に対向する第２面を有する基部と、
   前記基部の前記第１面から突出する凸構造部と
   を備え、
   前記凸構造部は、前記第１面から立ち上がる第１側面及び前記第１面に実質的に平行な第１上面を有する第１凸部と、前記第１上面から立ち上がる第２側面及び前記第１面に実質的に平行な第２上面を有する第２凸部とを含み、
   前記第１上面には、前記第２凸部の周囲を取り囲む第１突出部が設けられており、
   前記第１側面は、凹状のラウンド形状を有する
   インプリントモールド用基板。
5. 前記第２側面は、凹状のラウンド形状を有する
   請求項１～４のいずれかに記載のインプリントモールド用基板。
6. 前記基部の前記第１面には、アライメントマークとして機能する第２突出部が設けられている
   請求項１～５のいずれかに記載のインプリントモールド用基板。
7. 請求項１～６のいずれかに記載のインプリントモールド用基板の前記第２上面に、凹凸パターンが形成されている
   インプリントモールド。
8. 請求項１～６のいずれかに記載のインプリントモールド用基板を製造する方法であって、
   主面及び前記主面に対向する対向面を有し、前記主面上にハードマスク層が設けられている基材を準備する基材準備工程と、
   前記ハードマスク層に対するエッチング処理を行うことで、前記第２凸部に対応する第２マスクパターン及び前記第２マスクパターンとの間に環状開口部を挟むようにして前記第２マスクパターンを取り囲む第１マスクパターンを含むマスクパターンを形成するマスクパターン形成工程と、
   前記第１マスクパターンの内縁側の一部、前記環状開口部及び前記第２マスクパターンを一体的に被覆するレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、
   前記マスクパターン及び前記レジストパターンをエッチングマスクとして前記基材にウェットエッチング処理を施す第１エッチング工程と、
   露出する前記第１マスクパターンを除去するマスクパターン除去工程と、
   前記レジストパターンを除去した後に残存する前記第２マスクパターンをエッチングマスクとして前記基材にウェットエッチング処理を施す第２エッチング工程と
   を含み、
   前記第１マスクパターンにおける前記レジストパターンにより被覆される部分の長さは、前記第２凸部の突出高さの２倍未満であり、
   前記レジストパターンが形成された基材の断面視において、前記第１マスクパターンにおける前記レジストパターンにより被覆される部分の長さは、前記環状開口部の外側端部と当該外側端部に最近位の前記レジストパターンの外縁との間の、前記主面に平行な方向の長さであるインプリントモールド用基板の製造方法。
9. インプリントモールドを製造する方法であって、
   請求項８に記載のインプリントモールド用基板の製造方法により製造された前記インプリントモールド用基板の前記第２凸部の前記第２上面に凹凸パターンを形成する工程を含むインプリントモールドの製造方法。

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