インプリントモールドの製造方法
【課題】 生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供する。
【解決手段】 フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成する。
【解決手段】 フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリジナルとなるマスターモールドに形成された凹凸構造を少なくとも１回反転させた凹凸構造を備えるインプリントモールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は微細化、高集積化が進み、この微細加工を実現するためのパターン形成技術として種々のフォトリソグラフィ技術の開発が検討されている。近年、種々のフォトリソグラフィ技術に替わるパターン形成技術として、インプリント方法に注目が集まっている。このインプリント方法とは、基坂の表面に微細な凹凸構造を形成した型部材（モールド）を用い、凹凸構造を被転写材料に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。インプリント方法は半導体素子や磁気記録媒体等の製造への応用が期待されている。
【０００３】
インプリント方法では、元となるマスターのモールドを準備し、このマスターモールドを使用してマスターモールドと反転した凹凸構造を有するモールド、又はさらに反転させてマスターモールドの複製にあたる凹凸構造を有するモールドを作製することが提案されている（特許文献１）。さらに生産性を向上させるために、これらのモールドを複数のインプリント装置にセットし、使用することが期待される。一般的なインプリント装置では、矩形状の基板や、２インチ〜６インチのウエハを矩形状または円形のサセプタに取り付けられた状態で取り扱われる
【０００４】
以下、本明細書ではマスターとなるモールドをマスターモールドといい、またマスターモールドを用いて製造されたモールドを総称してコピーモールドということがある。
【０００５】
従来のマスターモールドの製造方法としては、例えば非特許文献１を挙げることができる。非特許文献１では、基板上に電子線感応性のレジストを塗布し、レジストに電子線を照射し、現像を行ってレジストをパターニングし、パターニングされたレジストから露出した基板をドライエッチングして凹部を形成することで、モールドを製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３０８７１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】谷口淳著 「はじめてのナノインプリント技術」 Ｐ１８０ ２００５年 工業調査会刊
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体素子や磁気記録媒体等の製造に用いるモールドは、パターン寸法がナノオーダーの極微細なものとなる。例えば、ビットパターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体においては、２Ｔｂ／ｉｎｃｈ2以上の記録密度を実現するには、１ビットに対応するパターンが２０ｎｍ以下であることが要求されている。電子線リソグラフィにより、このような極微細なパターンを形成するには、極小スポットビームを走査する必要があるため、パターン潜像を作成するのに膨大な時間を要する。また、高解像度のレジストを用いると感度が著しく低くなり、やはり膨大な時間を要する。
【０００９】
またインプリント方法において生産性を向上させるためには、コピーモールドは一般的なインプリント装置で取り扱えるものであることが望ましいとされている。
【００１０】
以上のようにマスターモールドからコピーモールドの製造に至るまでを、高い生産性をもって実現する技術はなく、このような技術の開発が望まれている。
本発明は上記の実情のもとに創案されたものであり、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明のモールドの製造方法は、フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成される。
【００１２】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハとして構成される。
【００１３】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、３００ｍｍウエハとして構成される。
【００１４】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板の外形は、前記マスターモールドの外形とは異なり、かつ矩形状であるように構成される。
【００１５】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板は、６０２５基板からなるように構成される。
【００１６】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、前記凹凸構造の周囲に凹凸構造ダミーパターンを有するように構成される。
【００１７】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板は、前記マスターモールドに形成された凹凸構造に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成され、前記第１転写層形成工程の際、凹凸構造のみに被転写材料を介してマスターモールドに接触するように構成される。
【００１８】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１転写層をマスクとして前記第１基板をエッチングして、前記第１基板に凹凸構造の反転形状である第１反転構造を形成する反転構造形成工程をさらに含むように構成される。
【００１９】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板の一方の面と、前記第１基板の一方の面に対向させた配置した第２基板との間に被転写材料を介在させた状態で被転写材料を硬化させて、第２反転凹凸構造を有する第２転写層を形成する第２転写層形成工程と、前記第２転写層から前記第１基板を離し、前記第２転写層を備えた前記第２基板を得る第２剥離工程と、をさらに含むように構成される。
【００２０】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第２転写層をマスクとして前記第２基板をエッチングして、前記第２基板に凹凸構造を複製する複製工程と、をさらに含むように構成される。
【００２１】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールド及び前記第１基板は、それぞれシリコン単結晶からなり、第１転写層形成工程では、前記マスターモールドにおける劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分と、前記第１基板における劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とを平面視上一致しないように両者を配置するように構成される。
【００２２】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、液浸露光技術、多重露光技術、及び極端紫外線露光技術のいずれかにより、前記ウエハに凹凸構造を形成してなるように構成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成しているので、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、マスターモールドの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のマスターモールドをＡ−Ａ線から見た構成を示す断面図である。
【図３】図３は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、マスターモールド一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐとの関係において、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることの説明をするための平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図４相当の図面である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第１モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ、第１モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図８】図８は、第１転写層形成工程の一例を示す図面であって、第１基板２２としてメサ構造を備える基板を用いた構成例である。
【図９】図９は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第２モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ、第２モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図１２】図１２は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、マスターモールドの一例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３のマスターモールドをＢ−Ｂ線から見た構成を示す断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、マスターモールドの斜視図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のマスターモールドの一方の面に形成された凹凸構造が、第１基板２２の一方の面に対向するようにマスターモールドを配置した後に、図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線から見た構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための形態を説明する前に、本発明の特徴部分がより明確となるように本発明に至る経緯について、従来技術との関係を示しながら簡単に説明しておく。
【００２６】
（本発明に至る経緯）
従来のインプリントモールドのマスターモールドには、６インチ四方の石英基板や、口径（直径）２インチ〜６インチの基板が用いられていた。 これは従来、極微細なパターンを有するインプリントモールドを製造するといえば、常識的に電子線描画装置が用いられたことに起因するものである。また、一般的なインプリント装置で複数のコピーモールドを使用することを想定した場合、マスターモールドは、いわゆるステップアンドリピートのようにコピーモールドとなる基板より小さいものや、いわゆる一括転写のようにコピーモールドとなる基板と同等の大きさのものを用いるのが常識とされていた。本発明者はこのような従来の常識に捉われることなく、マスターモールドの製造において電子線描画以外の最先端のフォトリソグラフィ技術である液浸露光、多重露光、極端紫外線露光等の露光方法を採用可能とする全く新規なインプリントモールドの製造方法を提案した。
【００２７】
すなわち、本発明の主題は、電子線リソグラフィを用いず、最先端のフォトリソグラフィ技術に用いられる大口径ウエハでマスターモールドを作製し、このマスターモールドから外形形状及び／又はサイズを変換し、一般的なインプリント装置で取り扱い可能なインプリントモールドを作製することにある。このような経緯を考慮に入れつつ、以下に示す発明の実施形態を理解されたい。
【００２８】
（発明を実施するための形態の説明）
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための多数の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
＜マスターモールドについての説明＞
まず図１〜図２を参照して、マスターモールドについて説明する。図１は、マスターモールドの斜視図である。図２は、図１のマスターモールドをＡ−Ａ線から見た構成を示す断面図である。
【００３０】
図１〜図２に示されるように、マスターモールド１０は、例えば半導体ウエハなどのウエハ１２の片側である一方の面１０ａに、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸構造１４が形成されている。凹凸構造１４は、例えば、後述する被転写材料にその形状を転写するための構造体である。図示の例では凹凸構造１４として３本の凹状ラインを備えているものが例示されているが、凹凸構造１４の幅、深さ、ピッチ、数、配置する面積などに特に制限はなく、使用する場面に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
半導体ウエハなどのウエハ１２は、最先端のフォトリソグラフィ技術で常用される大口径ウエハであり、例えば、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハとすることが好ましい。２００ｍｍウエハよりも大きいウエハとしては、例えば、３００ｍｍウエハを挙げることができる。３００ｍｍウエハの使用は、汎用性が高く特に適用される装置および設備が充実しているという観点から特に好ましい。本発明でいう２００ｍｍウエハとは、直径の規格値が２００ｍｍのウエハである。直径の規格値が２００ｍｍであるとは、厳密な意味での２００ｍｍでなく、２００ｍｍを中心として±１ｍｍの範囲を許容するものである。同様に、３００ｍｍウエハとは、直径の規格値が３００ｍｍのウエハである。また、本発明でいう直径の規格値が３００ｍｍであるとは、厳密な意味での３００ｍｍでなく、３００ｍｍを中心として±１ｍｍの範囲を許容するものである。
【００３２】
ウエハ１２の厚さに制限はないが、強度や取り扱い性を考慮して３００μｍ〜１ｍｍの範囲とするのが好ましい。ウエハ１２に用いる材料は、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、石英、これらの積層体を用いることができる。凹凸構造１４をドライエッチングにより行う場合には、微細加工が容易なシリコンを用いることが好ましい。なお、ウエハ１２は、半導体基板にガラス等からなる支持基板が接合されたものであってもよい。なお、ウエハとは、円盤状の板体であって、例えば、組成管理された素材で作られた円柱状のインゴットを薄くスライスすることによって得ることができる。ウエハの周縁付近の側面にはノッチが形成されていてもよい。
【００３３】
このようなウエハ１２をベースとして製造されるマスターモールド１０は、液浸露光、多重露光、極端紫外線露光のいずれかを用いて製造されることが好ましい。なお、これらの露光技術自体は既に知られているものであり、ここではこれらの技術の説明を以下に簡潔に行うことに留めることとする。
【００３４】
液浸露光とは、半導体露光装置のレンズと半導体ウエハなどのウエハとの間を、空気よりも屈折率の高い媒質で満たすことにより、液体自体をレンズのように使い、より高い精度のパターニングを行う技術である。液体の取り扱い性を考慮すると、レンズとウエハの間を水で満たして露光するのが好ましい。
【００３５】
多重露光とは、所望のパターンを得るために、パターンを複数枚のフォトマスクに分割し、第１回目露光用マスク、…、第Ｎ回目露光用マスクのＮ枚のマスクを用い、ウエハ上で１つに合成する技術である。なお、Ｎは２以上の整数である。
【００３６】
極端紫外線露光とは、波長１００ｎｍ以下のＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を使う縮小投影リソグラフィである。極端紫外線露光では、当該波長域で透明な物質が存在しないため反射光学系が用いられる。用いる波長は、所望のパターン寸法や光学系に用いる材料により適宜選択すればよいが、多層膜反射鏡として安定かつ材料の取り扱い性に優れるＭｏ−Ｓｉ多層膜を用いるには波長１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲のＥＵＶ光を用いるのが好ましい。
【００３７】
上記のいずれかの露光方法により、半導体ウエハなどのウエハの上に形成したレジストに潜像を形成し、現像を行ってレジストをパターニングし、パターニングされたレジストをマスクとして半導体ウエハを選択的にエッチングする。ウエハがシリコンである場合、フッ素系のガスを用いたドライエッチングを行うとよい。マスターモールドの製造に電子線リソグラフィを用いないため、従来に比べて製造に要する時間を短縮することができる。
レジストとしては、ネガ型、ポジ型のいずれであってよく、また、これらの化学増幅型であってもよい。
【００３８】
また、マスターモールド１０は、凹凸構造１４の領域全体が非凹凸構造の領域に対して凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。メサ構造を有するマスターモールド１０については、後に図５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【００３９】
＜インプリントモールドの製造方法＞
次に図３〜図５を参照して、上記のマスターモールド１０を用いたインプリントモールドの製造方法について説明する。
【００４０】
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の基本的概念について、図３を用いて説明する。図３は、マスターモールド１０と第１基板２２との関係を模式的に示す斜視図であり、図示のごとく、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２２の一方の面２２ａに対向するように、マスターモールド１０が配置されている。
【００４１】
本発明では、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０よりも寸法が小さい第１基板２２上に凹凸構造のパターンを形成することを特徴としている。すなわち、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴としている。
【００４２】
「エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にある」とは、図４に示されるように、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐを重ね合わせると、エリアＳｐがエリアＳｍに完全に覆われる関係（包摂される関係）にあることを言う。
【００４３】
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるごとく、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４の領域全体が凸構造１３となっている、いわゆるメサ構造である場合、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍは、メサ構造である凸構造１３の外形（図示例の場合、寸法βの四角）で規定されるエリアではなく、マスターモールド１０の最外部の外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアである。メサ構造が複数段の場合も同様に考えることができ、最外部の外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアである。なお、図５（Ａ）は、マスターモールド１０と第１基板２２との関係を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図４相当の図面であり、マスターモールド１０一方の面１０ａの外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアＳｍと、第１基板２２の一方の面２２ａの外形（図示例の場合、寸法γの四角）で規定されるエリアＳｐとの関係において、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを説明する平面図である。
【００４４】
マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形と第１基板２２の一方の面２２ａの外形とは相似形であってもよいし（例えば、○形状と○形状）、全く異なる外形であってもよい（例えば、○形状と□形状）。特に好ましくは、図示のごとく、ウエハであるマスターモールド１０の一方の面１０ａの外形が○形状であり、第１基板２２の一方の面２２ａの外形が□形状である。つまり、ウエハであるマスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、矩形状の第１基板２２の一方の面２２ａに転写される。好適な本実施形態では、電子線リソグラフィではないフォトリソグラフィで常用される大口径のウエハに形成した凹凸構造を、一般にインプリント装置で用いられる矩形状の基板に転写し、扱う基板の寸法および外形を変換している。
【００４５】
以下、図６および図７を参照しながらウエハに形成した凹凸構造１４を、インプリント装置で用いられる矩形状の基板に転写する操作を説明する。図６および図７は、それぞれ、第１モールドを製造する工程を示す図である。本実施形態における第１モールドの製造方法は、本発明のインプリントモールドの製造方法に相当する。
【００４６】
（第１基板準備工程）
まず第１基板２２を準備する。第１基板２２は、上述したごとくマスターモールド１０との関係で寸法が小さく、上記のごとくマスターモールド１０の所定のエリアＳｍが第１基板２２の所定のエリアＳｐを物理的に包含する関係にある。また、図示例では外形も異なる。第１基板２２の外形に特に制限はないが、図示のごとく矩形状であることが最も好ましい。その理由は、使用時に第１基板２２と他の基板との合せ精度確保のために、第１基板２２の側壁２２ｂを加圧して保持することができるからである。なお、矩形状とは、四辺が実質的に直線から構成された図形であり、頂点がラウンド形状になっているもの等も包含するものである。好適な外形を備える第１基板２２としては、いわゆる「６０２５基板」を挙げることができる。「６０２５基板」とは、６インチ角で厚さが０．２５インチの規格に沿って作製された基板である。
【００４７】
第１基板２２にマスターモールド１０の凹凸構造１４を転写してパターンを形成するに際し、光インプリント、熱インプリントのいずれかで行うことができる。光インプリントの場合、マスターモールドとして汎用の半導体ウエハを用いる場合には紫外線を透過できないので、第１基板２２として、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラスや、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂等、あるいは、これらの任意の積層材からなる透明基板を用いるとよい。
【００４８】
熱インプリントを行なう場合には、第１基板２２は必ずしも透明基板である必要はなく、例えばニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属、シリコンや窒化ガリウム等の半導体などを用いてもよい。
【００４９】
第１基板２２の一方の面２２ａ上にハードマスクを設けておいてもよい。ハードマスクとしては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌなどの金属材料、シリコン酸化物等を用いることができる。ハードマスクは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００５０】
また、第１基板２２は、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４の領域に対向する部分のみが凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。メサ構造を有する第１基板２２については、後に図８を参照しつつ説明する。
【００５１】
第１基板２２の厚みは特に制限はないが、基板の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定することができる。なお、以下、光インプリントによるケースについて説明するが、熱インプリントを採用してもよい。
【００５２】
（被転写材料配設工程：図６（Ａ）参照）
図６（Ａ）に示されるように、第１基板２２の一方の面２２ａ上に被転写材料１００を配設する。被転写材料１００は、例えば、紫外線硬化性樹脂から構成することができる。図６（Ａ）では、被転写材料１００をインクジェット法により配設した例を示しているが、スピンコート法等の周知の塗布法により被転写材料を配設してもよい。上記の例に限らず、被転写材料は、第１基板２２側ではなくマスターモールド１０側に配設してもよい。
【００５３】
（第１転写層形成工程：図６（Ｂ）参照）
次いで、図６（Ｂ）に示されるように、第１基板２２の一方の面２２ａ上の被転写材料１００に、マスターモールド１０の一方の面１０ａを接触させる。被転写材料１００の粘度によっては毛管現象によってマスターモールド１０の凹凸構造１４内に充填される。また必要に応じて、マスターモールド１０又は第１基板２２を対向する他方の面側に押圧して、凹凸構造内への被転写材料の充填をアシストするようにしてもよい。
【００５４】
マスターモールド１０と第１基板２２の間に被転写材料１００を介在させた状態で、第１基板２２側から紫外線を照射して被転写材料を硬化させ、転写された第１凹凸構造パターン１９を有する第１転写層１１０を形成する。
【００５５】
前述したように、第１基板２２は、その一方の面２２ａ上に、いわゆるメサ構造である凸構造２７を備える構成としてもよい。その構成例が図８に示される。凸構造２７は、マスターモールド１０の凹凸構造１４に対向するように形成される。それゆえ、転写操作の際、第１基板２２は、転写されるべき構造である凹凸構造１４のみに被転写材料１００を介してマスターモールド１０に接触することができる。このように第１基板２２がいわゆるメサ構造である凸構造を有する場合、第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐは、メサ構造である凸構造の外形で規定されるエリアではなく、第１基板２２の最外部の外形（（図示例の場合、寸法γの四角）で規定されるエリアである。メサ構造が複数段の場合も同様である。
【００５６】
（第１剥離工程：図６（Ｃ）参照）
次いで、被転写材料を硬化させた後、マスターモールド１０と第１転写層１１０を引き離す。引き離し操作の際、マスターモールド１０側および第１基板２２側のいずれか一方、あるいは両方から引き離しのための力を加えてもよい。
【００５７】
マスターモールド１０側に引き離しの力を加える場合、第１転写層１１０に均一に力を加えてもよいが、より引き離しを容易にするために第１転写層１１０に不均一に力を加えるのが好ましい。第１転写層１１０に不均一に力を加えることで、剥離の開始点を作ることができ、それを起点としてスムーズな剥離が行えるからである。以下、第１転写層１１０に不均一に力を加える好適な方法を幾つか例示する。
【００５８】
（ａ）引き離し力を加える力点の位置を調整する
平面視において第１転写層１１０の最外周からの距離が異なる位置に複数の力点を設定し、当該複数の力点に一律に引き離しのための力を加えることで、第１転写層１１０の最外周から最も離れた力点と第１転写層１１０の平面視の重心とを結ぶ線分上に引き離しの起点が発生する。この引き離しの起点から徐々に剥離が進行する。
【００５９】
（ｂ）マスターモールドと第１基板の合せ位置を調整する
図６（Ｂ）〜図６（Ｃ）ではマスターモールド１０の中央部に凹凸構造１４が形成され、この凹凸構造１４が第１基板２２の中央部に転写される配置関係を示している。これに対し、例えば、凹凸構造１４をマスターモールド１０の中央部から少し離れた位置に配置し、この中央部からずれた凹凸構造１４が第１基板の中央部にくるように第１基板２２を配置することを想定する。マスターモールド１０の外周部に複数の力点を設定すると、第１転写層１１０の最外周から最も離れた力点と第１転写層１１０の平面視の重心とを結ぶ線分上に引き離しの起点が発生する。この引き離しの起点から徐々に剥離が進行する。
【００６０】
（残膜除去工程：図７（Ａ）参照）
マスターモールド１０と第１転写層１１０を引き離した後、第１転写層１１０の残膜部分をエッチング除去する。これにより、図７（Ａ）に示されるようにマスク１２０が第１基板２２の一方の面２２ａ上に形成される。
【００６１】
（反転構造形成工程：図７（Ｂ）参照）
マスク１２０をエッチングマスクとして、第１基板２２の一方の面２２ａ上をエッチングする。所定のエッチングが終了した後、マスク１２０を除去することで、図７（Ｂ）に示されるごとく、第１基板２２に反転凹凸構造２４が形成された第１モールド２０が作製される。
【００６２】
第１モールドの反転凹凸構造２４（第１反転凹凸構造２４）と、マスターモールド１０の凹凸構造１４は、凹と凸、凸と凹がそれぞれ反転した関係にある。
【００６３】
なお、用いる被転写材料によっては、上記の残膜除去工程、反転構造形成工程は、必須の工程ではない。被転写材料として主鎖がケイ素原子のみからなる高分子、溶媒、高分子と溶媒を相溶させるシリコーン化合物、高分子化合物のＳｉ−Ｓｉ結合間に効率良く酸素を挿入できる増感剤、金属などの高度調整材料を含むものを用い、第１転写層１１０と第１基板２２を合せて第１モールドとすることも可能である。
【００６４】
上述したように一連の製造工程において、マスターモールド１０の製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、マスターモールド１０を用いて製造された第１モールドは、一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性の向上が期待できる。また、マスターモールド１０のベースとなるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
次に図９を参照して、上記のマスターモールド１０を用いた第２のインプリントモールドの製造方法について説明する。図９は、第２の実施形態におけるマスターモールド１０と第１基板２３との関係を模式的に示す斜視図である。
【００６６】
本実施形態では、上記の第１実施例の場合と同様に、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０よりも寸法が小さい第１基板２３上に凹凸構造のパターンを形成することを特徴としている。すなわち、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板２３の一方の面２３ａの外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴としている。
【００６７】
第２の実施形態が前記の第１の実施形態と異なるのは、第１基板２３の形状が矩形ではなく、円盤形状である点にある。すなわち、本実施形態では、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０の凹凸構造１４を、より口径の小さい第１基板２３に転写している。つまり、電子線リソグラフィではないフォトリソグラフィで常用される大口径の半導体ウエハなどのウエハに形成した凹凸構造１４を、一般にインプリント装置で用いられる口径サイズの円盤状の基板に転写し、扱う基板の大きさを変換している。
【００６８】
なお、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法は、前述した第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法と略同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００６９】
〔第３の実施形態〕
次に図１０〜図１１を参照して、上記の第１実施形態で作製された第１モールド２０を用いたインプリントモールドの製造方法について説明する。本実施形態においては、上記の第１の実施形態において第１モールド２０となる第１基板に形成された反転凹凸構造をさらに反転させ（第２反転凹凸構造）、元の凹凸構造（マスターモールド１０の凹凸構造）に対応するパターンを第２基板上に形成し、コピーモールドを作製している。なお、第１モールドの形成に至るまでの製造方法については、上記の第１の実施形態を参照されたい。第３の実施形態においては、前述した第１モールド２０の形成に至るまでの製造方法も含まれる。
【００７０】
＜インプリントモールドの製造方法＞
（第２基板準備工程：図１０（Ａ）参照）
まず第２基板３２を準備する。第２基板３２の外形は、第１モールド２０のベースとなる第１基板２２の外形と一致していてもよいし、異なるものであってもよい。材料、厚さなどは第１基板２２とほぼ同様のものとすることができる。
【００７１】
また、第２基板３２の片側にハードマスクを設けておいてもよい。ハードマスクとしては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌなどの金属材料、シリコン酸化物等を用いることができる。ハードマスクは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００７２】
また、第２基板３２は、第１基板２２に形成された凹凸構造の領域に対向する部分のみが凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。
【００７３】
（被転写材料配設工程：図１０（Ａ）参照）
図１０（Ａ）に示されるように第２基板３２の一方の面３２ａ上に被転写材料２００が配設される。被転写材料２００は、例えば、紫外線硬化性樹脂から構成することができる。図１０（Ａ）では、被転写材料１００をインクジェット法により配設した例を示しているが、スピンコート法等の周知の塗布法により被転写材料を配設してもよい。上記の例に限らず、被転写材料は、第２基板３２側ではなく第１モールド２０側に配設してもよい。
【００７４】
（第２転写層形成工程：図１０（Ｂ）参照）
次いで、図１０（Ｂ）に示されるように、第２基板３２上の被転写材料２００に第１モールド２０を接触させる。被転写材料２００の粘度によっては毛管現象によって第１モールド２０の凹凸構造内に充填される。また必要に応じて第１モールド２０又は第２基板３２を対向する他方の面側に押圧して、凹凸構造内への被転写材料の充填をアシストするようにしてもよい。
【００７５】
第１モールド２０と第２基板３２の間に被転写材料２００を介在させた状態で、第１モールド２０側又は第２基板３２側から紫外線を照射して被転写材料を硬化させて第２凹凸構造パターン２９を有する第２転写層２１０を形成する。
【００７６】
（第２剥離工程：図１０（Ｃ）参照）
被転写材料を硬化させた後、図１０（Ｃ）に示されるように第１モールド２０と第２転写層２１０を引き離す。引き離し操作の際、第１モールド２０側および第２基板３２側のいずれか一方、あるいは両方から引き離しのための力を加えてもよい。
【００７７】
第１モールド２０側に引き離しの力を加える場合、第２転写層２１０に均一に力を加えてもよいが、より引き離しを容易にするために第２転写層２１０に不均一に力を加えるのが好ましい。
【００７８】
（残膜除去工程：図１１（Ａ）参照）
第１モールド２０と第２転写層２１０を引き離した後、第２転写層２１０の残膜部分をエッチング除去する。これにより、図１１（Ａ）に示されるようにマスク２２０が第２基板３２上に形成される。
【００７９】
（複製工程：図１１（Ｂ）参照）
マスク２２０をエッチングマスクとして、第２基板３２をエッチングする。所定のエッチングが終了した後、マスク２２０を除去することで、図１１（Ｂ）に示されるように第２基板３２に凹凸構造３４が形成されてなる第２モールド３０が作製される。
【００８０】
第２モールドの凹凸構造３４と第１モールド２０の反転構造２４は、凹と凸が反転した関係にある。従って、第２モールドの凹凸構造３４とマスターモールド１０の凹凸構造１４は、凹と凹、凸と凸がそれぞれ対応した関係にある。
【００８１】
なお、用いる被転写材料によっては、上記の残膜除去工程、反転構造形成工程は、必須の工程ではない。被転写材料として主鎖がケイ素原子のみからなる高分子、溶媒、高分子と溶媒を相溶させるシリコーン化合物、高分子化合物のＳｉ−Ｓｉ結合間に効率良く酸素を挿入できる増感剤、金属などの高度調整材料を含むものを用い、第２転写層２１０と第２基板３２を合せて第２モールドとすることも可能である。
【００８２】
上述したように一連の製造工程において、マスターモールド１０の製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、製造された第１モールドは一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性向上が期待できる。また、マスターモールド１０となるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【００８３】
〔第４の実施形態〕
次に図１２を参照して、インプリントモールドの製造方法の別の実施形態について説明する。本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の基本的概念について、図１２を用いて説明する。
【００８４】
図１２に示される実施形態において、マスターモールド１０と第１基板２５は、ともにシリコン単結晶基板から構成されている。そして、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２５の一方の面２５ａに対向するように、マスターモールド１０が配置される。なお、図に示される実線矢印は劈開が起こる結晶方向を示している。
【００８５】
また、第１基板２５の上に描かれた図の点線Ｌは、マスターモールド１０の基板の劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を、第１基板２５に投影して示したものである。なお、劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とは、基板の主面と劈開面が交わって形成される線分のことをいう。
【００８６】
本実施形態では、マスターモールド１０と第１基板２５が互いに口径が異なる半導体ウエハであり、第１基板２５は、上述したごとくマスターモールド１０との関係で寸法が小さく、上記のごとくマスターモールド１０の所定のエリアＳｍが第１基板２５の所定のエリアＳｐを物理的に包含する関係にある。さらに、本実施形態では、互いに口径が異なる半導体ウエハの各主面の結晶面方位に対する劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を平面視上互いに異ならせた状態とすることが特徴である。劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を平面視上互いに異ならせることで、第１転写層形成工程における押付けや、第１剥離工程における引き離し力を加えた場合に、マスターモールド１０及び／又は第１基板２５が破損することを防ぐことができる。
【００８７】
例えば、各主面が結晶面方位｛１００｝のシリコン単結晶である場合には、結晶方向＜１１０＞に沿った仮想線分を互いに異ならせて対向させるとよい。結晶面方位は｛１００｝のように表し、これは（１００）に代表され、結晶構造の対称性により（１００）と等価となる面方位を表す。結晶方向は＜１００＞の様に表し、これは［１００］に代表され、結晶構造の対称性により［１００］と等価となる方向を示すものとする。
【００８８】
〔第５の実施形態〕
次に図１３〜図１５を参照して、第５の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法について説明する。
【００８９】
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法では、上述してきたエリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にある特徴に加えて、マスターモールド１０の凹凸構造１４の周囲に、被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすい領域が設定されているという特徴が付加されている。この付加された特徴をメインに以下説明する。
【００９０】
＜マスターモールド＞
まず図１３〜図１５を参照して、マスターモールドについて説明する。図１３はマスターモールドの斜視図である。図１４は、図１３のマスターモールドをＢ−Ｂ線から見た構成を示す断面図である。マスターモールド１０は、ウエハ１２の片側一方の面１０ａに、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸構造１４が形成されている。
【００９１】
凹凸構造１４は、被転写材料にその形状を転写するための構造である。ウエハ１２には、凹凸構造１４を内側に含むような第１領域１６と、第１領域１６の周囲に存在する第２領域１８が設定されている。第２領域１８は、第１領域１６に比べて被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすい領域である。
【００９２】
図１４に示されるように、第１領域１６と第２領域１８は互いに離隔して配置されてもよい。また、第１領域１６と第２領域１８が隣接していてもよい。このような双方の配置は、マスターモールド１０に対向させる第１基板２２の外形や口径に応じて適宜設定すればよい。
【００９３】
第２領域１８は、表面の濡れ性が第１領域１６よりも良好であるものとするとよい。第２領域１８の表面が親水化処理されているものとしてもよい。また、ウエハ１２の表面のうち少なくとも第２領域１８に光触媒層を備え、光触媒層に光照射を行って水接触角を低下させておいてもよい。また、ウエハ１２の表面に表面親水化処理などを施してもよい。
【００９４】
また、第１領域１６の表面が選択的に疎水化処理されているものとしてもよい。例えば、第１領域１６の表面に選択的に離型剤を形成しておくことを挙げることができる。
【００９５】
また、第２領域１８は、流路を備えるものとしてもよい。流路による毛管現象を利用して、被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすいものとすることができる。例えば、ダミーパターンのように被転写材料を内部に取り込むことができる構造も、本発明にいう流路に含むものとする。このようなダミーパターンについて図１５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明を加える。図１５（Ａ）は、マスターモールド１０の斜視図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のマスターモールドの一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２２の一方の面２２ａに対向するようにマスターモールド１０を配置した後に、図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線から見た構成を示す断面図である。
【００９６】
図１５（Ａ），および（Ｂ）に示されるように、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された転写されるべき構造である凹凸構造１４の周囲に、凹凸構造１４と同様なパターンからなる凹凸構造ダミーパターン１４´を複数形成しておくことにより、エッチング精度を向上させることができるとともに、被転写材料を内部に取り込む流路としても活用することが可能となる。図示例では凹凸構造１４の周囲に、凹凸構造ダミーパターン１４´を４個略均等に配置した構造が示されているが、凹凸構造ダミーパターン１４´の個数や配置形態については図面に記載されたものに限定されるものではなく、種々の個数の選択や、種々の配置形態を採択することができる。凹凸構造１４と凹凸構造ダミーパターン１４´とのパターン形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００９７】
なお、図１５（Ｂ）に示される第１基板２２は、好ましい態様として、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成されている。そのため、転写操作の際、第１基板２２は、転写されるべき構造である凹凸構造１４のみに被転写材料１００を介してマスターモールド１０に接触することができる。
【００９８】
以上、説明してきたように、本発明のインプリントモールドの製造方法は、フォトリソグラフィを用いてウエハの一方の面に凹凸構造が形成されたマスターモールドと、該凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面を対向させつつ対向面の間に被転写材料を介在させた状態で、被転写材料を硬化させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層から前記マスターモールドを引き離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成されているので、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供できる。すなわち、一連のインプリントモールドの製造工程において、マスターモールドの製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、製造されたインプリントモールドは一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性向上が期待できる。また、マスターモールドとなるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、種々の微細加工を要する技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…マスターモールド
１２…ウエハ
１４…凹凸構造
１６…第１領域
１８…第２領域
１９…第１凹凸構造パターン
２０…第１モールド
２２，２５，２６，２７…第１基板
２４…反転凹凸構造
２９…第２凹凸構造パターン
３０…第２モールド
３２…第２基板
３４…凹凸構造
１００，２００…被転写材料
１１０…第１転写層
２１０…第２転写層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オリジナルとなるマスターモールドに形成された凹凸構造を少なくとも１回反転させた凹凸構造を備えるインプリントモールドの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路は微細化、高集積化が進み、この微細加工を実現するためのパターン形成技術として種々のフォトリソグラフィ技術の開発が検討されている。近年、種々のフォトリソグラフィ技術に替わるパターン形成技術として、インプリント方法に注目が集まっている。このインプリント方法とは、基坂の表面に微細な凹凸構造を形成した型部材（モールド）を用い、凹凸構造を被転写材料に転写することで微細構造を等倍転写するパターン形成技術である。インプリント方法は半導体素子や磁気記録媒体等の製造への応用が期待されている。
【０００３】
インプリント方法では、元となるマスターのモールドを準備し、このマスターモールドを使用してマスターモールドと反転した凹凸構造を有するモールド、又はさらに反転させてマスターモールドの複製にあたる凹凸構造を有するモールドを作製することが提案されている（特許文献１）。さらに生産性を向上させるために、これらのモールドを複数のインプリント装置にセットし、使用することが期待される。一般的なインプリント装置では、矩形状の基板や、２インチ〜６インチのウエハを矩形状または円形のサセプタに取り付けられた状態で取り扱われる
【０００４】
以下、本明細書ではマスターとなるモールドをマスターモールドといい、またマスターモールドを用いて製造されたモールドを総称してコピーモールドということがある。
【０００５】
従来のマスターモールドの製造方法としては、例えば非特許文献１を挙げることができる。非特許文献１では、基板上に電子線感応性のレジストを塗布し、レジストに電子線を照射し、現像を行ってレジストをパターニングし、パターニングされたレジストから露出した基板をドライエッチングして凹部を形成することで、モールドを製造する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１３０８７１号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】谷口淳著 「はじめてのナノインプリント技術」 Ｐ１８０ ２００５年 工業調査会刊
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
半導体素子や磁気記録媒体等の製造に用いるモールドは、パターン寸法がナノオーダーの極微細なものとなる。例えば、ビットパターンドメディアと呼ばれる磁気記録媒体においては、２Ｔｂ／ｉｎｃｈ2以上の記録密度を実現するには、１ビットに対応するパターンが２０ｎｍ以下であることが要求されている。電子線リソグラフィにより、このような極微細なパターンを形成するには、極小スポットビームを走査する必要があるため、パターン潜像を作成するのに膨大な時間を要する。また、高解像度のレジストを用いると感度が著しく低くなり、やはり膨大な時間を要する。
【０００９】
またインプリント方法において生産性を向上させるためには、コピーモールドは一般的なインプリント装置で取り扱えるものであることが望ましいとされている。
【００１０】
以上のようにマスターモールドからコピーモールドの製造に至るまでを、高い生産性をもって実現する技術はなく、このような技術の開発が望まれている。
本発明は上記の実情のもとに創案されたものであり、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような課題を解決するために、本発明のモールドの製造方法は、フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成される。
【００１２】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハとして構成される。
【００１３】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、３００ｍｍウエハとして構成される。
【００１４】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板の外形は、前記マスターモールドの外形とは異なり、かつ矩形状であるように構成される。
【００１５】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板は、６０２５基板からなるように構成される。
【００１６】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールドは、前記凹凸構造の周囲に凹凸構造ダミーパターンを有するように構成される。
【００１７】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板は、前記マスターモールドに形成された凹凸構造に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成され、前記第１転写層形成工程の際、凹凸構造のみに被転写材料を介してマスターモールドに接触するように構成される。
【００１８】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１転写層をマスクとして前記第１基板をエッチングして、前記第１基板に凹凸構造の反転形状である第１反転構造を形成する反転構造形成工程をさらに含むように構成される。
【００１９】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第１基板の一方の面と、前記第１基板の一方の面に対向させた配置した第２基板との間に被転写材料を介在させた状態で被転写材料を硬化させて、第２反転凹凸構造を有する第２転写層を形成する第２転写層形成工程と、前記第２転写層から前記第１基板を離し、前記第２転写層を備えた前記第２基板を得る第２剥離工程と、をさらに含むように構成される。
【００２０】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記第２転写層をマスクとして前記第２基板をエッチングして、前記第２基板に凹凸構造を複製する複製工程と、をさらに含むように構成される。
【００２１】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、前記マスターモールド及び前記第１基板は、それぞれシリコン単結晶からなり、第１転写層形成工程では、前記マスターモールドにおける劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分と、前記第１基板における劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とを平面視上一致しないように両者を配置するように構成される。
【００２２】
また、本発明のインプリントモールドの製造方法の好ましい態様として、液浸露光技術、多重露光技術、及び極端紫外線露光技術のいずれかにより、前記ウエハに凹凸構造を形成してなるように構成される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成しているので、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】図１は、マスターモールドの一例を示す斜視図である。
【図２】図２は、図１のマスターモールドをＡ−Ａ線から見た構成を示す断面図である。
【図３】図３は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図４】図４は、マスターモールド一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐとの関係において、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることの説明をするための平面図である。
【図５】図５（Ａ）は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図４相当の図面である。
【図６】図６（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第１モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図７】図７（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ、第１モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図８】図８は、第１転写層形成工程の一例を示す図面であって、第１基板２２としてメサ構造を備える基板を用いた構成例である。
【図９】図９は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ、第２モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図１１】図１１（Ａ）〜（Ｂ）は、それぞれ、第２モールドを製造する工程の一例を経時的に示す図である。
【図１２】図１２は、マスターモールドと第１基板との関係を模式的に示す斜視図である。
【図１３】図１３は、マスターモールドの一例を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、図１３のマスターモールドをＢ−Ｂ線から見た構成を示す断面図である。
【図１５】図１５（Ａ）は、マスターモールドの斜視図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のマスターモールドの一方の面に形成された凹凸構造が、第１基板２２の一方の面に対向するようにマスターモールドを配置した後に、図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線から見た構成を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
本発明を実施するための形態を説明する前に、本発明の特徴部分がより明確となるように本発明に至る経緯について、従来技術との関係を示しながら簡単に説明しておく。
【００２６】
（本発明に至る経緯）
従来のインプリントモールドのマスターモールドには、６インチ四方の石英基板や、口径（直径）２インチ〜６インチの基板が用いられていた。 これは従来、極微細なパターンを有するインプリントモールドを製造するといえば、常識的に電子線描画装置が用いられたことに起因するものである。また、一般的なインプリント装置で複数のコピーモールドを使用することを想定した場合、マスターモールドは、いわゆるステップアンドリピートのようにコピーモールドとなる基板より小さいものや、いわゆる一括転写のようにコピーモールドとなる基板と同等の大きさのものを用いるのが常識とされていた。本発明者はこのような従来の常識に捉われることなく、マスターモールドの製造において電子線描画以外の最先端のフォトリソグラフィ技術である液浸露光、多重露光、極端紫外線露光等の露光方法を採用可能とする全く新規なインプリントモールドの製造方法を提案した。
【００２７】
すなわち、本発明の主題は、電子線リソグラフィを用いず、最先端のフォトリソグラフィ技術に用いられる大口径ウエハでマスターモールドを作製し、このマスターモールドから外形形状及び／又はサイズを変換し、一般的なインプリント装置で取り扱い可能なインプリントモールドを作製することにある。このような経緯を考慮に入れつつ、以下に示す発明の実施形態を理解されたい。
【００２８】
（発明を実施するための形態の説明）
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための多数の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下に説明する形態に限定されることはなく、技術思想を逸脱しない範囲において種々変形を行なって実施することが可能である。また、添付の図面においては、説明のために上下、左右の縮尺を誇張して図示することがあり、実際のものとは縮尺が異なる場合がある。
【００２９】
〔第１の実施形態〕
＜マスターモールドについての説明＞
まず図１〜図２を参照して、マスターモールドについて説明する。図１は、マスターモールドの斜視図である。図２は、図１のマスターモールドをＡ−Ａ線から見た構成を示す断面図である。
【００３０】
図１〜図２に示されるように、マスターモールド１０は、例えば半導体ウエハなどのウエハ１２の片側である一方の面１０ａに、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸構造１４が形成されている。凹凸構造１４は、例えば、後述する被転写材料にその形状を転写するための構造体である。図示の例では凹凸構造１４として３本の凹状ラインを備えているものが例示されているが、凹凸構造１４の幅、深さ、ピッチ、数、配置する面積などに特に制限はなく、使用する場面に応じて適宜設定すればよい。
【００３１】
半導体ウエハなどのウエハ１２は、最先端のフォトリソグラフィ技術で常用される大口径ウエハであり、例えば、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハとすることが好ましい。２００ｍｍウエハよりも大きいウエハとしては、例えば、３００ｍｍウエハを挙げることができる。３００ｍｍウエハの使用は、汎用性が高く特に適用される装置および設備が充実しているという観点から特に好ましい。本発明でいう２００ｍｍウエハとは、直径の規格値が２００ｍｍのウエハである。直径の規格値が２００ｍｍであるとは、厳密な意味での２００ｍｍでなく、２００ｍｍを中心として±１ｍｍの範囲を許容するものである。同様に、３００ｍｍウエハとは、直径の規格値が３００ｍｍのウエハである。また、本発明でいう直径の規格値が３００ｍｍであるとは、厳密な意味での３００ｍｍでなく、３００ｍｍを中心として±１ｍｍの範囲を許容するものである。
【００３２】
ウエハ１２の厚さに制限はないが、強度や取り扱い性を考慮して３００μｍ〜１ｍｍの範囲とするのが好ましい。ウエハ１２に用いる材料は、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、石英、これらの積層体を用いることができる。凹凸構造１４をドライエッチングにより行う場合には、微細加工が容易なシリコンを用いることが好ましい。なお、ウエハ１２は、半導体基板にガラス等からなる支持基板が接合されたものであってもよい。なお、ウエハとは、円盤状の板体であって、例えば、組成管理された素材で作られた円柱状のインゴットを薄くスライスすることによって得ることができる。ウエハの周縁付近の側面にはノッチが形成されていてもよい。
【００３３】
このようなウエハ１２をベースとして製造されるマスターモールド１０は、液浸露光、多重露光、極端紫外線露光のいずれかを用いて製造されることが好ましい。なお、これらの露光技術自体は既に知られているものであり、ここではこれらの技術の説明を以下に簡潔に行うことに留めることとする。
【００３４】
液浸露光とは、半導体露光装置のレンズと半導体ウエハなどのウエハとの間を、空気よりも屈折率の高い媒質で満たすことにより、液体自体をレンズのように使い、より高い精度のパターニングを行う技術である。液体の取り扱い性を考慮すると、レンズとウエハの間を水で満たして露光するのが好ましい。
【００３５】
多重露光とは、所望のパターンを得るために、パターンを複数枚のフォトマスクに分割し、第１回目露光用マスク、…、第Ｎ回目露光用マスクのＮ枚のマスクを用い、ウエハ上で１つに合成する技術である。なお、Ｎは２以上の整数である。
【００３６】
極端紫外線露光とは、波長１００ｎｍ以下のＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）光を使う縮小投影リソグラフィである。極端紫外線露光では、当該波長域で透明な物質が存在しないため反射光学系が用いられる。用いる波長は、所望のパターン寸法や光学系に用いる材料により適宜選択すればよいが、多層膜反射鏡として安定かつ材料の取り扱い性に優れるＭｏ−Ｓｉ多層膜を用いるには波長１３ｎｍ〜１４ｎｍの範囲のＥＵＶ光を用いるのが好ましい。
【００３７】
上記のいずれかの露光方法により、半導体ウエハなどのウエハの上に形成したレジストに潜像を形成し、現像を行ってレジストをパターニングし、パターニングされたレジストをマスクとして半導体ウエハを選択的にエッチングする。ウエハがシリコンである場合、フッ素系のガスを用いたドライエッチングを行うとよい。マスターモールドの製造に電子線リソグラフィを用いないため、従来に比べて製造に要する時間を短縮することができる。
レジストとしては、ネガ型、ポジ型のいずれであってよく、また、これらの化学増幅型であってもよい。
【００３８】
また、マスターモールド１０は、凹凸構造１４の領域全体が非凹凸構造の領域に対して凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。メサ構造を有するマスターモールド１０については、後に図５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明する。
【００３９】
＜インプリントモールドの製造方法＞
次に図３〜図５を参照して、上記のマスターモールド１０を用いたインプリントモールドの製造方法について説明する。
【００４０】
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の基本的概念について、図３を用いて説明する。図３は、マスターモールド１０と第１基板２２との関係を模式的に示す斜視図であり、図示のごとく、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２２の一方の面２２ａに対向するように、マスターモールド１０が配置されている。
【００４１】
本発明では、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０よりも寸法が小さい第１基板２２上に凹凸構造のパターンを形成することを特徴としている。すなわち、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴としている。
【００４２】
「エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にある」とは、図４に示されるように、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐを重ね合わせると、エリアＳｐがエリアＳｍに完全に覆われる関係（包摂される関係）にあることを言う。
【００４３】
なお、図５（Ａ）、（Ｂ）に示されるごとく、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４の領域全体が凸構造１３となっている、いわゆるメサ構造である場合、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍは、メサ構造である凸構造１３の外形（図示例の場合、寸法βの四角）で規定されるエリアではなく、マスターモールド１０の最外部の外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアである。メサ構造が複数段の場合も同様に考えることができ、最外部の外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアである。なお、図５（Ａ）は、マスターモールド１０と第１基板２２との関係を模式的に示す断面図であり、図５（Ｂ）は、図４相当の図面であり、マスターモールド１０一方の面１０ａの外形（図示例の場合、寸法αの円）で規定されるエリアＳｍと、第１基板２２の一方の面２２ａの外形（図示例の場合、寸法γの四角）で規定されるエリアＳｐとの関係において、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを説明する平面図である。
【００４４】
マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形と第１基板２２の一方の面２２ａの外形とは相似形であってもよいし（例えば、○形状と○形状）、全く異なる外形であってもよい（例えば、○形状と□形状）。特に好ましくは、図示のごとく、ウエハであるマスターモールド１０の一方の面１０ａの外形が○形状であり、第１基板２２の一方の面２２ａの外形が□形状である。つまり、ウエハであるマスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、矩形状の第１基板２２の一方の面２２ａに転写される。好適な本実施形態では、電子線リソグラフィではないフォトリソグラフィで常用される大口径のウエハに形成した凹凸構造を、一般にインプリント装置で用いられる矩形状の基板に転写し、扱う基板の寸法および外形を変換している。
【００４５】
以下、図６および図７を参照しながらウエハに形成した凹凸構造１４を、インプリント装置で用いられる矩形状の基板に転写する操作を説明する。図６および図７は、それぞれ、第１モールドを製造する工程を示す図である。本実施形態における第１モールドの製造方法は、本発明のインプリントモールドの製造方法に相当する。
【００４６】
（第１基板準備工程）
まず第１基板２２を準備する。第１基板２２は、上述したごとくマスターモールド１０との関係で寸法が小さく、上記のごとくマスターモールド１０の所定のエリアＳｍが第１基板２２の所定のエリアＳｐを物理的に包含する関係にある。また、図示例では外形も異なる。第１基板２２の外形に特に制限はないが、図示のごとく矩形状であることが最も好ましい。その理由は、使用時に第１基板２２と他の基板との合せ精度確保のために、第１基板２２の側壁２２ｂを加圧して保持することができるからである。なお、矩形状とは、四辺が実質的に直線から構成された図形であり、頂点がラウンド形状になっているもの等も包含するものである。好適な外形を備える第１基板２２としては、いわゆる「６０２５基板」を挙げることができる。「６０２５基板」とは、６インチ角で厚さが０．２５インチの規格に沿って作製された基板である。
【００４７】
第１基板２２にマスターモールド１０の凹凸構造１４を転写してパターンを形成するに際し、光インプリント、熱インプリントのいずれかで行うことができる。光インプリントの場合、マスターモールドとして汎用の半導体ウエハを用いる場合には紫外線を透過できないので、第１基板２２として、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、フッ化マグネシウム、アクリルガラス等のガラスや、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂等、あるいは、これらの任意の積層材からなる透明基板を用いるとよい。
【００４８】
熱インプリントを行なう場合には、第１基板２２は必ずしも透明基板である必要はなく、例えばニッケル、チタン、アルミニウムなどの金属、シリコンや窒化ガリウム等の半導体などを用いてもよい。
【００４９】
第１基板２２の一方の面２２ａ上にハードマスクを設けておいてもよい。ハードマスクとしては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌなどの金属材料、シリコン酸化物等を用いることができる。ハードマスクは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００５０】
また、第１基板２２は、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４の領域に対向する部分のみが凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。メサ構造を有する第１基板２２については、後に図８を参照しつつ説明する。
【００５１】
第１基板２２の厚みは特に制限はないが、基板の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定することができる。なお、以下、光インプリントによるケースについて説明するが、熱インプリントを採用してもよい。
【００５２】
（被転写材料配設工程：図６（Ａ）参照）
図６（Ａ）に示されるように、第１基板２２の一方の面２２ａ上に被転写材料１００を配設する。被転写材料１００は、例えば、紫外線硬化性樹脂から構成することができる。図６（Ａ）では、被転写材料１００をインクジェット法により配設した例を示しているが、スピンコート法等の周知の塗布法により被転写材料を配設してもよい。上記の例に限らず、被転写材料は、第１基板２２側ではなくマスターモールド１０側に配設してもよい。
【００５３】
（第１転写層形成工程：図６（Ｂ）参照）
次いで、図６（Ｂ）に示されるように、第１基板２２の一方の面２２ａ上の被転写材料１００に、マスターモールド１０の一方の面１０ａを接触させる。被転写材料１００の粘度によっては毛管現象によってマスターモールド１０の凹凸構造１４内に充填される。また必要に応じて、マスターモールド１０又は第１基板２２を対向する他方の面側に押圧して、凹凸構造内への被転写材料の充填をアシストするようにしてもよい。
【００５４】
マスターモールド１０と第１基板２２の間に被転写材料１００を介在させた状態で、第１基板２２側から紫外線を照射して被転写材料を硬化させ、転写された第１凹凸構造パターン１９を有する第１転写層１１０を形成する。
【００５５】
前述したように、第１基板２２は、その一方の面２２ａ上に、いわゆるメサ構造である凸構造２７を備える構成としてもよい。その構成例が図８に示される。凸構造２７は、マスターモールド１０の凹凸構造１４に対向するように形成される。それゆえ、転写操作の際、第１基板２２は、転写されるべき構造である凹凸構造１４のみに被転写材料１００を介してマスターモールド１０に接触することができる。このように第１基板２２がいわゆるメサ構造である凸構造を有する場合、第１基板２２の一方の面２２ａの外形で規定されるエリアＳｐは、メサ構造である凸構造の外形で規定されるエリアではなく、第１基板２２の最外部の外形（（図示例の場合、寸法γの四角）で規定されるエリアである。メサ構造が複数段の場合も同様である。
【００５６】
（第１剥離工程：図６（Ｃ）参照）
次いで、被転写材料を硬化させた後、マスターモールド１０と第１転写層１１０を引き離す。引き離し操作の際、マスターモールド１０側および第１基板２２側のいずれか一方、あるいは両方から引き離しのための力を加えてもよい。
【００５７】
マスターモールド１０側に引き離しの力を加える場合、第１転写層１１０に均一に力を加えてもよいが、より引き離しを容易にするために第１転写層１１０に不均一に力を加えるのが好ましい。第１転写層１１０に不均一に力を加えることで、剥離の開始点を作ることができ、それを起点としてスムーズな剥離が行えるからである。以下、第１転写層１１０に不均一に力を加える好適な方法を幾つか例示する。
【００５８】
（ａ）引き離し力を加える力点の位置を調整する
平面視において第１転写層１１０の最外周からの距離が異なる位置に複数の力点を設定し、当該複数の力点に一律に引き離しのための力を加えることで、第１転写層１１０の最外周から最も離れた力点と第１転写層１１０の平面視の重心とを結ぶ線分上に引き離しの起点が発生する。この引き離しの起点から徐々に剥離が進行する。
【００５９】
（ｂ）マスターモールドと第１基板の合せ位置を調整する
図６（Ｂ）〜図６（Ｃ）ではマスターモールド１０の中央部に凹凸構造１４が形成され、この凹凸構造１４が第１基板２２の中央部に転写される配置関係を示している。これに対し、例えば、凹凸構造１４をマスターモールド１０の中央部から少し離れた位置に配置し、この中央部からずれた凹凸構造１４が第１基板の中央部にくるように第１基板２２を配置することを想定する。マスターモールド１０の外周部に複数の力点を設定すると、第１転写層１１０の最外周から最も離れた力点と第１転写層１１０の平面視の重心とを結ぶ線分上に引き離しの起点が発生する。この引き離しの起点から徐々に剥離が進行する。
【００６０】
（残膜除去工程：図７（Ａ）参照）
マスターモールド１０と第１転写層１１０を引き離した後、第１転写層１１０の残膜部分をエッチング除去する。これにより、図７（Ａ）に示されるようにマスク１２０が第１基板２２の一方の面２２ａ上に形成される。
【００６１】
（反転構造形成工程：図７（Ｂ）参照）
マスク１２０をエッチングマスクとして、第１基板２２の一方の面２２ａ上をエッチングする。所定のエッチングが終了した後、マスク１２０を除去することで、図７（Ｂ）に示されるごとく、第１基板２２に反転凹凸構造２４が形成された第１モールド２０が作製される。
【００６２】
第１モールドの反転凹凸構造２４（第１反転凹凸構造２４）と、マスターモールド１０の凹凸構造１４は、凹と凸、凸と凹がそれぞれ反転した関係にある。
【００６３】
なお、用いる被転写材料によっては、上記の残膜除去工程、反転構造形成工程は、必須の工程ではない。被転写材料として主鎖がケイ素原子のみからなる高分子、溶媒、高分子と溶媒を相溶させるシリコーン化合物、高分子化合物のＳｉ−Ｓｉ結合間に効率良く酸素を挿入できる増感剤、金属などの高度調整材料を含むものを用い、第１転写層１１０と第１基板２２を合せて第１モールドとすることも可能である。
【００６４】
上述したように一連の製造工程において、マスターモールド１０の製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、マスターモールド１０を用いて製造された第１モールドは、一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性の向上が期待できる。また、マスターモールド１０のベースとなるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【００６５】
〔第２の実施形態〕
次に図９を参照して、上記のマスターモールド１０を用いた第２のインプリントモールドの製造方法について説明する。図９は、第２の実施形態におけるマスターモールド１０と第１基板２３との関係を模式的に示す斜視図である。
【００６６】
本実施形態では、上記の第１実施例の場合と同様に、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０よりも寸法が小さい第１基板２３上に凹凸構造のパターンを形成することを特徴としている。すなわち、マスターモールド１０の一方の面１０ａの外形で規定されるエリアＳｍと、第１基板２３の一方の面２３ａの外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴としている。
【００６７】
第２の実施形態が前記の第１の実施形態と異なるのは、第１基板２３の形状が矩形ではなく、円盤形状である点にある。すなわち、本実施形態では、マスターモールド１０を用いて、マスターモールド１０の凹凸構造１４を、より口径の小さい第１基板２３に転写している。つまり、電子線リソグラフィではないフォトリソグラフィで常用される大口径の半導体ウエハなどのウエハに形成した凹凸構造１４を、一般にインプリント装置で用いられる口径サイズの円盤状の基板に転写し、扱う基板の大きさを変換している。
【００６８】
なお、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法は、前述した第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法と略同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００６９】
〔第３の実施形態〕
次に図１０〜図１１を参照して、上記の第１実施形態で作製された第１モールド２０を用いたインプリントモールドの製造方法について説明する。本実施形態においては、上記の第１の実施形態において第１モールド２０となる第１基板に形成された反転凹凸構造をさらに反転させ（第２反転凹凸構造）、元の凹凸構造（マスターモールド１０の凹凸構造）に対応するパターンを第２基板上に形成し、コピーモールドを作製している。なお、第１モールドの形成に至るまでの製造方法については、上記の第１の実施形態を参照されたい。第３の実施形態においては、前述した第１モールド２０の形成に至るまでの製造方法も含まれる。
【００７０】
＜インプリントモールドの製造方法＞
（第２基板準備工程：図１０（Ａ）参照）
まず第２基板３２を準備する。第２基板３２の外形は、第１モールド２０のベースとなる第１基板２２の外形と一致していてもよいし、異なるものであってもよい。材料、厚さなどは第１基板２２とほぼ同様のものとすることができる。
【００７１】
また、第２基板３２の片側にハードマスクを設けておいてもよい。ハードマスクとしては、Ｃｒ，Ｔｉ，Ｔａ，Ａｌなどの金属材料、シリコン酸化物等を用いることができる。ハードマスクは蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法などを用いて形成することができる。
【００７２】
また、第２基板３２は、第１基板２２に形成された凹凸構造の領域に対向する部分のみが凸構造となっている、いわゆるメサ構造としてもよい。メサ構造の段差の数も１段に限らず、複数段としてもよい。
【００７３】
（被転写材料配設工程：図１０（Ａ）参照）
図１０（Ａ）に示されるように第２基板３２の一方の面３２ａ上に被転写材料２００が配設される。被転写材料２００は、例えば、紫外線硬化性樹脂から構成することができる。図１０（Ａ）では、被転写材料１００をインクジェット法により配設した例を示しているが、スピンコート法等の周知の塗布法により被転写材料を配設してもよい。上記の例に限らず、被転写材料は、第２基板３２側ではなく第１モールド２０側に配設してもよい。
【００７４】
（第２転写層形成工程：図１０（Ｂ）参照）
次いで、図１０（Ｂ）に示されるように、第２基板３２上の被転写材料２００に第１モールド２０を接触させる。被転写材料２００の粘度によっては毛管現象によって第１モールド２０の凹凸構造内に充填される。また必要に応じて第１モールド２０又は第２基板３２を対向する他方の面側に押圧して、凹凸構造内への被転写材料の充填をアシストするようにしてもよい。
【００７５】
第１モールド２０と第２基板３２の間に被転写材料２００を介在させた状態で、第１モールド２０側又は第２基板３２側から紫外線を照射して被転写材料を硬化させて第２凹凸構造パターン２９を有する第２転写層２１０を形成する。
【００７６】
（第２剥離工程：図１０（Ｃ）参照）
被転写材料を硬化させた後、図１０（Ｃ）に示されるように第１モールド２０と第２転写層２１０を引き離す。引き離し操作の際、第１モールド２０側および第２基板３２側のいずれか一方、あるいは両方から引き離しのための力を加えてもよい。
【００７７】
第１モールド２０側に引き離しの力を加える場合、第２転写層２１０に均一に力を加えてもよいが、より引き離しを容易にするために第２転写層２１０に不均一に力を加えるのが好ましい。
【００７８】
（残膜除去工程：図１１（Ａ）参照）
第１モールド２０と第２転写層２１０を引き離した後、第２転写層２１０の残膜部分をエッチング除去する。これにより、図１１（Ａ）に示されるようにマスク２２０が第２基板３２上に形成される。
【００７９】
（複製工程：図１１（Ｂ）参照）
マスク２２０をエッチングマスクとして、第２基板３２をエッチングする。所定のエッチングが終了した後、マスク２２０を除去することで、図１１（Ｂ）に示されるように第２基板３２に凹凸構造３４が形成されてなる第２モールド３０が作製される。
【００８０】
第２モールドの凹凸構造３４と第１モールド２０の反転構造２４は、凹と凸が反転した関係にある。従って、第２モールドの凹凸構造３４とマスターモールド１０の凹凸構造１４は、凹と凹、凸と凸がそれぞれ対応した関係にある。
【００８１】
なお、用いる被転写材料によっては、上記の残膜除去工程、反転構造形成工程は、必須の工程ではない。被転写材料として主鎖がケイ素原子のみからなる高分子、溶媒、高分子と溶媒を相溶させるシリコーン化合物、高分子化合物のＳｉ−Ｓｉ結合間に効率良く酸素を挿入できる増感剤、金属などの高度調整材料を含むものを用い、第２転写層２１０と第２基板３２を合せて第２モールドとすることも可能である。
【００８２】
上述したように一連の製造工程において、マスターモールド１０の製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、製造された第１モールドは一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性向上が期待できる。また、マスターモールド１０となるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【００８３】
〔第４の実施形態〕
次に図１２を参照して、インプリントモールドの製造方法の別の実施形態について説明する。本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の基本的概念について、図１２を用いて説明する。
【００８４】
図１２に示される実施形態において、マスターモールド１０と第１基板２５は、ともにシリコン単結晶基板から構成されている。そして、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２５の一方の面２５ａに対向するように、マスターモールド１０が配置される。なお、図に示される実線矢印は劈開が起こる結晶方向を示している。
【００８５】
また、第１基板２５の上に描かれた図の点線Ｌは、マスターモールド１０の基板の劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を、第１基板２５に投影して示したものである。なお、劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とは、基板の主面と劈開面が交わって形成される線分のことをいう。
【００８６】
本実施形態では、マスターモールド１０と第１基板２５が互いに口径が異なる半導体ウエハであり、第１基板２５は、上述したごとくマスターモールド１０との関係で寸法が小さく、上記のごとくマスターモールド１０の所定のエリアＳｍが第１基板２５の所定のエリアＳｐを物理的に包含する関係にある。さらに、本実施形態では、互いに口径が異なる半導体ウエハの各主面の結晶面方位に対する劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を平面視上互いに異ならせた状態とすることが特徴である。劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分を平面視上互いに異ならせることで、第１転写層形成工程における押付けや、第１剥離工程における引き離し力を加えた場合に、マスターモールド１０及び／又は第１基板２５が破損することを防ぐことができる。
【００８７】
例えば、各主面が結晶面方位｛１００｝のシリコン単結晶である場合には、結晶方向＜１１０＞に沿った仮想線分を互いに異ならせて対向させるとよい。結晶面方位は｛１００｝のように表し、これは（１００）に代表され、結晶構造の対称性により（１００）と等価となる面方位を表す。結晶方向は＜１００＞の様に表し、これは［１００］に代表され、結晶構造の対称性により［１００］と等価となる方向を示すものとする。
【００８８】
〔第５の実施形態〕
次に図１３〜図１５を参照して、第５の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法について説明する。
【００８９】
本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法では、上述してきたエリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にある特徴に加えて、マスターモールド１０の凹凸構造１４の周囲に、被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすい領域が設定されているという特徴が付加されている。この付加された特徴をメインに以下説明する。
【００９０】
＜マスターモールド＞
まず図１３〜図１５を参照して、マスターモールドについて説明する。図１３はマスターモールドの斜視図である。図１４は、図１３のマスターモールドをＢ−Ｂ線から見た構成を示す断面図である。マスターモールド１０は、ウエハ１２の片側一方の面１０ａに、フォトリソグラフィ技術を用いて凹凸構造１４が形成されている。
【００９１】
凹凸構造１４は、被転写材料にその形状を転写するための構造である。ウエハ１２には、凹凸構造１４を内側に含むような第１領域１６と、第１領域１６の周囲に存在する第２領域１８が設定されている。第２領域１８は、第１領域１６に比べて被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすい領域である。
【００９２】
図１４に示されるように、第１領域１６と第２領域１８は互いに離隔して配置されてもよい。また、第１領域１６と第２領域１８が隣接していてもよい。このような双方の配置は、マスターモールド１０に対向させる第１基板２２の外形や口径に応じて適宜設定すればよい。
【００９３】
第２領域１８は、表面の濡れ性が第１領域１６よりも良好であるものとするとよい。第２領域１８の表面が親水化処理されているものとしてもよい。また、ウエハ１２の表面のうち少なくとも第２領域１８に光触媒層を備え、光触媒層に光照射を行って水接触角を低下させておいてもよい。また、ウエハ１２の表面に表面親水化処理などを施してもよい。
【００９４】
また、第１領域１６の表面が選択的に疎水化処理されているものとしてもよい。例えば、第１領域１６の表面に選択的に離型剤を形成しておくことを挙げることができる。
【００９５】
また、第２領域１８は、流路を備えるものとしてもよい。流路による毛管現象を利用して、被転写材料がマスターモールド１０の表面に沿って展開しやすいものとすることができる。例えば、ダミーパターンのように被転写材料を内部に取り込むことができる構造も、本発明にいう流路に含むものとする。このようなダミーパターンについて図１５（Ａ）、（Ｂ）を参照しつつ説明を加える。図１５（Ａ）は、マスターモールド１０の斜視図であり、図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のマスターモールドの一方の面１０ａに形成された凹凸構造１４が、第１基板２２の一方の面２２ａに対向するようにマスターモールド１０を配置した後に、図１５（Ａ）のＣ−Ｃ線から見た構成を示す断面図である。
【００９６】
図１５（Ａ），および（Ｂ）に示されるように、マスターモールド１０の一方の面１０ａに形成された転写されるべき構造である凹凸構造１４の周囲に、凹凸構造１４と同様なパターンからなる凹凸構造ダミーパターン１４´を複数形成しておくことにより、エッチング精度を向上させることができるとともに、被転写材料を内部に取り込む流路としても活用することが可能となる。図示例では凹凸構造１４の周囲に、凹凸構造ダミーパターン１４´を４個略均等に配置した構造が示されているが、凹凸構造ダミーパターン１４´の個数や配置形態については図面に記載されたものに限定されるものではなく、種々の個数の選択や、種々の配置形態を採択することができる。凹凸構造１４と凹凸構造ダミーパターン１４´とのパターン形状は同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【００９７】
なお、図１５（Ｂ）に示される第１基板２２は、好ましい態様として、マスターモールド１０に形成された凹凸構造１４に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成されている。そのため、転写操作の際、第１基板２２は、転写されるべき構造である凹凸構造１４のみに被転写材料１００を介してマスターモールド１０に接触することができる。
【００９８】
以上、説明してきたように、本発明のインプリントモールドの製造方法は、フォトリソグラフィを用いてウエハの一方の面に凹凸構造が形成されたマスターモールドと、該凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面を対向させつつ対向面の間に被転写材料を介在させた状態で、被転写材料を硬化させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、前記第１転写層から前記マスターモールドを引き離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあるように構成されているので、生産性の高いインプリントモールドの製造方法を提供できる。すなわち、一連のインプリントモールドの製造工程において、マスターモールドの製造に電子線リソグラフィを用いないため、一連の工程作業時間を大幅に減らすことができる。また、製造されたインプリントモールドは一般的なインプリント装置で使用可能であり、インプリントの生産性向上が期待できる。また、マスターモールドとなるウエハを切断せずに、そのまま用いるのでウエハが持つ平坦性を維持した状態で第１転写工程を行うことができ、より精度の高いパターン形成を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００９９】
本発明は、種々の微細加工を要する技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１０…マスターモールド
１２…ウエハ
１４…凹凸構造
１６…第１領域
１８…第２領域
１９…第１凹凸構造パターン
２０…第１モールド
２２，２５，２６，２７…第１基板
２４…反転凹凸構造
２９…第２凹凸構造パターン
３０…第２モールド
３２…第２基板
３４…凹凸構造
１００，２００…被転写材料
１１０…第１転写層
２１０…第２転写層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、
前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、
前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項２】
前記マスターモールドは、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハである請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項３】
前記マスターモールドは、３００ｍｍウエハである請求項１または請求項２に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項４】
前記第１基板の外形は、前記マスターモールドの外形とは異なり、かつ矩形状である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項５】
前記第１基板は、６０２５基板である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項６】
前記マスターモールドは、前記凹凸構造の周囲に凹凸構造ダミーパターンを有する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項７】
前記第１基板は、前記マスターモールドに形成された凹凸構造に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成され、前記第１転写層形成工程の際、凹凸構造のみに被転写材料を介してマスターモールドに接触するように構成される請求項６に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項８】
前記第１転写層をマスクとして前記第１基板をエッチングして、前記第１基板に凹凸構造の反転形状である第１反転構造を形成する反転構造形成工程をさらに含む請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項９】
前記第１基板の一方の面と、前記第１基板の一方の面に対向させた配置した第２基板との間に被転写材料を介在させた状態で被転写材料を硬化させて、第２反転凹凸構造を有する第２転写層を形成する第２転写層形成工程と、
前記第２転写層から前記第１基板を離し、前記第２転写層を備えた前記第２基板を得る第２剥離工程と、をさらに含む請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記第２転写層をマスクとして前記第２基板をエッチングして、前記第２基板に凹凸構造を複製する複製工程と、をさらに含むことを請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１１】
前記マスターモールド及び前記第１基板は、それぞれシリコン単結晶からなり、
第１転写層形成工程では、前記マスターモールドにおける劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分と、前記第１基板における劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とを平面視上一致しないように両者を配置する請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１２】
液浸露光技術、多重露光技術、及び極端紫外線露光技術のいずれかにより、前記ウエハに凹凸構造を形成してなる請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１】
フォトリソグラフィを用いて凹凸構造が形成されたマスターモールドの一方の面と第１基板の一方の面の間に被転写材料を介在させて、前記マスターモールドの凹凸構造を反転させた第１反転凹凸構造を有する第１転写層を形成する第１転写層形成工程と、
前記第１転写層と前記マスターモールドを離し、前記第１転写層を備えた前記第１基板を得る第１剥離工程と、を含み、
前記マスターモールドの一方の面の外形で規定されるエリアＳｍと、前記第１基板の一方の面の外形で規定されるエリアＳｐを対比した場合、エリアＳｍがエリアＳｐを物理的に包含する関係にあることを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項２】
前記マスターモールドは、２００ｍｍウエハ、またはそれよりも大きいウエハである請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項３】
前記マスターモールドは、３００ｍｍウエハである請求項１または請求項２に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項４】
前記第１基板の外形は、前記マスターモールドの外形とは異なり、かつ矩形状である請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項５】
前記第１基板は、６０２５基板である、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項６】
前記マスターモールドは、前記凹凸構造の周囲に凹凸構造ダミーパターンを有する請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項７】
前記第１基板は、前記マスターモールドに形成された凹凸構造に対向するように凸部を有するメサ構造の基板として構成され、前記第１転写層形成工程の際、凹凸構造のみに被転写材料を介してマスターモールドに接触するように構成される請求項６に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項８】
前記第１転写層をマスクとして前記第１基板をエッチングして、前記第１基板に凹凸構造の反転形状である第１反転構造を形成する反転構造形成工程をさらに含む請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項９】
前記第１基板の一方の面と、前記第１基板の一方の面に対向させた配置した第２基板との間に被転写材料を介在させた状態で被転写材料を硬化させて、第２反転凹凸構造を有する第２転写層を形成する第２転写層形成工程と、
前記第２転写層から前記第１基板を離し、前記第２転写層を備えた前記第２基板を得る第２剥離工程と、をさらに含む請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１０】
前記第２転写層をマスクとして前記第２基板をエッチングして、前記第２基板に凹凸構造を複製する複製工程と、をさらに含むことを請求項９に記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１１】
前記マスターモールド及び前記第１基板は、それぞれシリコン単結晶からなり、
第１転写層形成工程では、前記マスターモールドにおける劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分と、前記第１基板における劈開が起こる結晶方向に沿った仮想線分とを平面視上一致しないように両者を配置する請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【請求項１２】
液浸露光技術、多重露光技術、及び極端紫外線露光技術のいずれかにより、前記ウエハに凹凸構造を形成してなる請求項１ないし請求項１１のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２０１３−２１１５３（Ｐ２０１３−２１１５３Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５３７０８（Ｐ２０１１−１５３７０８）
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１２日（２０１１．７．１２）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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