JPWO2019230460A1 - パターン原盤、パターン原盤の製造方法、モールドの製造方法および基体の製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<1> 表面に微細な凹凸パターンを有するパターン原盤であって、基体と、基体の一面に設けられた、上記凹凸パターンに沿った複数の凸部および複数の凹部を含む凹凸構造層とを備え、上記基体の少なくとも上記一面は、エッチングストップ機能を有する材料からなり、上記凹凸構造層の凹部のうちの少なくとも一部の凹部の底部に、上記基体が露出しており、上記凹凸パターンは、上記一面に垂直な方向における、上記凹凸パターンの各凹部の底点の位置のばらつきが20nm以下であるパターン原盤。
<2> 上記凹凸パターンが、平均周期400nm以下であり、不均一な凹凸である<1>に記載のパターン原盤。
<3> 上記凹凸パターンにおいて、上記一面に垂直な方向における各凸部の頂点の位置のばらつきが5nmを超える<1>または<2>に記載のパターン原盤。
<4> 上記凹凸構造層と上記基体との界面領域に、上記凹凸構造層を構成する材料と上記基体の上記一面を構成する材料とが混じり合う相互拡散層が形成されている<1>から<3>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<5> 上記基体の上記一面がシリコン酸化物からなる<1>から<4>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<6> 上記基体の上記一面が金属からなる<1>から<4>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<7> 上記凹凸構造層がシリコンを主成分とする層である<1>から<6>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<8> 上記凹凸構造層がシリコンを主成分とする層であり、上記基体の上記一面がニッケルを主成分とする層である<1>から<4>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<9> 上記凹凸構造層と上記基体との界面領域にニッケルシリサイド層が形成されている<8>に記載のパターン原盤。
<10> 上記凹凸構造層が多結晶あるいはアモルファスのシリコンからなる<7>から<9>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<11> 上記基体が、上記一面を含む第1の層と、第1の層とは異なる材料からなる第2の層とを含む積層体からなる<1>から<10>のいずれか1つに記載のパターン原盤。
<12> 基体の一面に、被加工層および、アルミニウムを含有する薄膜を順に備えた積層体であって、上記基体の少なくとも上記一面がエッチングストップ機能を有する材料からなる積層体を用意し、上記アルミニウムを含有する薄膜を温水処理することにより、アルミナの水和物からなる第1の凹凸構造層を形成し、上記第1の凹凸構造層が除去され、上記被加工層に形成される凹部の少なくとも一部に上記基体の上記一面が露出するまで第1の凹凸構造層および上記被加工層を第1の凹凸構造層側からエッチングし、上記被加工層を複数の凸部と複数の凹部を含む第2の凹凸構造層に加工するパターン原盤の製造方法。
<13> 上記エッチングの工程において、上記第1の凹凸構造層の凹部に上記被加工層が露出した後のエッチングを、上記第1の凹凸構造層のエッチングレートをRa、上記被加工層のエッチングレートをRw、上記基体のエッチングレートをRsとした場合に、
Rw>Ra>Rs
の条件下で行う<12>に記載のパターン原盤の製造方法。
<14> 上記基体の少なくとも上記一面が、シリコン酸化物または金属からなる<12>または<13>に記載のパターン原盤の製造方法。
<15> 上記被加工層が、シリコンを主成分とする層である<12>から<14>のいずれか1つに記載のパターン原盤の製造方法。
<16> 上記エッチングにおいて、ハロゲン原子を含むエッチングガスを用いる<12>から<15>のいずれか1つに記載のパターン原盤の製造方法。
<17> 上記ハロゲン原子が、フッ素原子である<16>に記載のパターン原盤の製造方法。
<18> アルミニウムを含有する薄膜を、2nm以上、20nm以下の膜厚とする<12>から<17>のいずれか1つに記載のパターン原盤の製造方法。
<19> 上記エッチングの工程の後に、熱処理を行う<12>から<18>のいずれか1つに記載のパターン原盤の製造方法。
<20> <1>から<11>のいずれか1つに記載のパターン原盤を用い、
上記パターン原盤の上記凹凸パターンの転写凹凸パターンを表面に有するモールドを製造するモールドの製造方法。
<21> 上記パターン原盤の上記表面の上記凹凸パターンに沿って樹脂組成物層を形成し、上記樹脂組成物層を硬化させることにより、上記凹凸パターンの転写凹凸パターンを有する樹脂層を形成し、上記樹脂層を上記パターン原盤から剥離して、上記転写凹凸パターンを表面に有するフレキシブルモールドを得る<20>に記載のモールドの製造方法。
<22> <1>から<11>のいずれか1つに記載のパターン原盤を用いて、上記パターン原盤の上記凹凸パターンが転写された第1の転写凹凸パターンを表面に有するモールドを作製し、被加工基体の一面にレジストを塗布し、上記レジストに、上記モールドの上記第1の転写凹凸パターンを押し付けることにより、上記レジストに上記第1の転写凹凸パターンを転写して第2の転写凹凸パターンを形成し、上記第2の転写凹凸パターンが形成されたレジストを硬化させることにより、上記第2の転写凹凸パターンを有する第2の樹脂層を形成し、第2の転写凹凸パターンを有する第2の樹脂層をマスクとして、第2の樹脂層側から第2の樹脂層および上記被加工基体をエッチングし、被加工基体の表面に凹凸パターンを形成する、表面に凹凸構造を備えた基体の製造方法。
本発明の第1の実施形態のパターン原盤について説明する。図1は、第1の実施形態のパターン原盤1の断面を模式的に示す図である。
本発明の一実施形態のパターン原盤の製造方法について説明する。図8は、本発明の一実施形態のパターン原盤の製造方法であって、一例として、上述の第2の実施形態のパターン原盤3を製造する製造方法の工程を示す図である。
なお、エッチングの後、基体10とその一面10aに備えられた凹凸構造層20とからなる積層体を熱処理し、熱処理後の積層体をパターン原盤としてもよい。
Rw>Ra>Rs
の条件で行うことが好ましい。
本発明の一実施形態に係るモールドの製造方法について説明する。一実施形態のモールドの製造方法は、上記のパターン原盤を用い、その凹凸パターンの転写凹凸パターンを表面に有するモールドを製造する方法である。ここでは、モールドとしてフレキシブルモールドを製造する場合について説明する。図9は一実施形態のフレキシブルモールドの製造方法の工程を示す図である。
樹脂層としては、例えば、ジメチルポリシロキサン(PDMS)が好適である。樹脂組成物は紫外線硬化型に限らず、熱硬化型の樹脂であってもよく、熱硬化型の場合には加熱により硬化させることができる。
本発明の一実施形態に係る、表面に凹凸構造を備えた基体の製造方法について説明する。図10は、一実施形態の基板の製造方法の工程を示す図である。
被加工基体としては、サファイア基板、各種ガラス基板、あるいはレンズなどの光学部材が好適である。
前処理として、樹脂層51の残膜を除去する。樹脂層の転写凹凸パターン52の凹部52bから基板40までに残る樹脂層51が残膜であり、この残膜をエッチングもしくはアッシングにより除去して基板40の表面を露出させる処理である。残膜にばらつきがあると、厚い残膜の除去に要する時間を要し、このアッシング処理によって凸部の形状が鈍り、高さも減少してしまい、結果として基板のエッチング時のマスクとしての機能が低下する。しかし、本実施形態においては、上記フレキシブルモールド31を用いているので、残膜厚みが均一であり、一定の残膜処理時間で各凹部52bの残膜を良好に除去することができる。残膜除去には、酸素ガス、アルゴンガス、フッ素系ガス等を用いることができる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
Claims (22)
- 表面に微細な凹凸パターンを有するパターン原盤であって、基体と、該基体の一面に設けられた、前記凹凸パターンに沿った複数の凸部および複数の凹部を含む凹凸構造層とを備え、
前記基体の少なくとも前記一面は、エッチングストップ機能を有する材料からなり、
前記凹凸構造層の凹部のうちの少なくとも一部の凹部の底部に、前記基体が露出しており、
前記凹凸パターンは、前記一面に垂直な方向における、前記凹凸パターンの各凹部の底点の位置のばらつきが20nm以下であるパターン原盤。 - 前記凹凸パターンが、平均周期400nm以下であり、不均一な凹凸である請求項1に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸パターンにおいて、前記一面に垂直な方向における前記凹凸パターンの各凸部の頂点の位置のばらつきが5nmを超える請求項1または2に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸構造層と前記基体との界面領域に、前記凹凸構造層を構成する材料と前記基体の前記一面を構成する材料とが混じり合う相互拡散層が形成されている請求項1から3のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記基体の前記一面がシリコン酸化物からなる請求項1から4のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記基体の前記一面が金属からなる請求項1から4のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸構造層がシリコンを主成分とする層である請求項1から6のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸構造層がシリコンを主成分とする層であり、前記基体の前記一面がニッケルを主成分とする層である請求項1から4のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸構造層と前記基体との界面領域にニッケルシリサイド層が形成されている請求項8に記載のパターン原盤。
- 前記凹凸構造層が多結晶あるいはアモルファスのシリコンからなる請求項7から9のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 前記基体が、前記一面を含む第1の層と、該第1の層とは異なる材料からなる第2の層とを含む積層体からなる請求項1から10のいずれか1項に記載のパターン原盤。
- 基体の一面に、被加工層および、アルミニウムを含有する薄膜を順に備えた積層体であって、前記基体の少なくとも前記一面がエッチングストップ機能を有する材料からなる積層体を用意し、
前記アルミニウムを含有する薄膜を温水処理することにより、アルミナの水和物からなる第1の凹凸構造層を形成し、
前記第1の凹凸構造層が除去され、前記被加工層に形成される凹部の少なくとも一部に前記基体の前記一面が露出するまで、前記第1の凹凸構造層および前記被加工層を前記第1の凹凸構造層側からエッチングし、前記被加工層を複数の凸部と複数の凹部を含む第2の凹凸構造層に加工するパターン原盤の製造方法。 - 前記エッチングの工程において、前記第1の凹凸構造層の凹部に前記被加工層が露出した後のエッチングを、
前記第1の凹凸構造層のエッチングレートをRa、前記被加工層のエッチングレートをRw、前記基体のエッチングレートをRsとした場合に、
Rw>Ra>Rs
の条件下で行う請求項12に記載のパターン原盤の製造方法。 - 前記基体の少なくとも前記一面が、シリコン酸化物または金属からなる請求項12または13に記載のパターン原盤の製造方法。
- 前記被加工層が、シリコンを主成分とする層である請求項12から14のいずれか1項に記載のパターン原盤の製造方法。
- 前記エッチングにおいて、ハロゲン原子を含むエッチングガスを用いる請求項12から15のいずれか1項に記載のパターン原盤の製造方法。
- 前記ハロゲン原子が、フッ素原子である請求項16に記載のパターン原盤の製造方法。
- アルミニウムを含有する薄膜を、2nm以上、20nm以下の膜厚とする請求項12から17のいずれか1項に記載のパターン原盤の製造方法。
- 前記エッチングの工程の後に、熱処理を行う請求項12から18のいずれか1項に記載のパターン原盤の製造方法。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載のパターン原盤を用い、
前記パターン原盤の前記凹凸パターンの転写凹凸パターンを表面に有するモールドを製造するモールドの製造方法。 - 前記パターン原盤の前記表面の前記凹凸パターンに沿って樹脂組成物層を形成し、
前記樹脂組成物層を硬化させることにより、前記凹凸パターンの転写凹凸パターンを有する樹脂層を形成し、
前記樹脂層を前記パターン原盤から剥離して、前記転写凹凸パターンを表面に有するフレキシブルモールドを得る請求項20に記載のモールドの製造方法。 - 請求項1から11のいずれか1項に記載のパターン原盤を用いて、前記パターン原盤の前記凹凸パターンが転写された第1の転写凹凸パターンを表面に有するモールドを作製し、
被加工基体の一面にレジストを塗布し、
前記レジストに、前記モールドの前記第1の転写凹凸パターンを押し付けることにより、前記レジストに前記第1の転写凹凸パターンを転写して第2の転写凹凸パターンを形成し、
前記第2の転写凹凸パターンが形成されたレジストを硬化させることにより、前記第2の転写凹凸パターンを有する第2の樹脂層を形成し、
該第2の転写凹凸パターンを有する第2の樹脂層をマスクとして、該第2の樹脂層側から該第2の樹脂層および前記被加工基体をエッチングし、該被加工基体の表面に凹凸パターンを形成する、表面に凹凸構造を備えた基体の製造方法。
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