ナノインプリント用のモールド
【課題】所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリントにおいて、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制する。
【解決手段】ライン状の複数の凸部１４および複数の凹部１５から構成される微細な凹凸パターン１３を表面に有するナノインプリント用のモールド１において、凹凸パターン１３が、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含むものであり、所定形状が、上記端部１５ａを有する凹部１５における当該端部１５以外の部分であって当該端部１５ａに接続している接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部１５ａが有するような形状であるものとする。
【解決手段】ライン状の複数の凸部１４および複数の凹部１５から構成される微細な凹凸パターン１３を表面に有するナノインプリント用のモールド１において、凹凸パターン１３が、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含むものであり、所定形状が、上記端部１５ａを有する凹部１５における当該端部１５以外の部分であって当該端部１５ａに接続している接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部１５ａが有するような形状であるものとする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、被加工基板上に塗布された硬化性樹脂にナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工基板上に塗布された硬化性樹脂に押し付け、硬化性樹脂を力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
従来、凹凸パターンの微細化に伴って、上記のような硬化性樹脂パターン（硬化性樹脂からなる凹凸パターン）のパターン形成性（設計通りの硬化性樹脂パターンの形成のしやすさ）を向上させることが重要な課題となっている。
【０００５】
例えば、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンの凸部が倒れやすいという問題がある。そこで、例えば特許文献１には、硬化性樹脂パターンの凸部の根元部分の硬化性樹脂量を増やすように、モールドの凹凸パターンの凸部の頂上部分を丸くすることを開示している。これにより、硬化性樹脂が光硬化した後、硬化性樹脂パターンの凸部の根元部分が収縮することによりくびれて倒れやすくなることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６５４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法を実施したとしても、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れやすいという問題がある。特許文献１の方法は、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部に対して特別な対策を施すものではないため、当該問題を解決するには至らない。また、特許文献１の方法は、光硬化性樹脂を用いた場合のナノインプリントを対象としており、熱硬化性樹脂を用いた場合のナノインプリントには適用できない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリントにおいて、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することを可能とするモールドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るモールドは、
ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、
凹凸パターンが、所定形状の端部を有する凹部を少なくとも１つ含むものであり、
上記端部が、当該端部を有する凹部の末端から当該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、
所定形状が、上記端部を有する凹部における当該端部以外の部分であって当該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることを特徴とするものである。
【００１０】
本明細書において、凹部についてのアスペクト比を規定する際の「断面」とは、当該凹部の長さ方向に垂直な面と当該凹部とが共有する２次元領域を意味する。
【００１１】
「アスペクト比」とは、上記断面における凹部の幅に対する凹部の深さの割合を意味する。
【００１２】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部の少なくとも７０％の部分について、接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１３】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部の断面のアスペクト比が接続部分から上記末端へ向かうにつれて連続的に小さくなるような形状であることが好ましい。
【００１４】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部のすべての部分について当該端部の断面のアスペクト比が一定となるような形状であることが好ましい。
【００１５】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部における凹部の幅が接続部分における凹部の幅よりも広い部分を上記端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１６】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部における凹部の深さが接続部分における凹部の深さよりも浅い部分を上記端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１７】
そして、本発明に係るモールドにおいて、接続部分の断面のアスペクト比が３より大きいことが好ましい。
【００１８】
そして、本発明に係るモールドにおいて、凹凸パターンは、幅が３０ｎｍ以下の凹部を少なくとも１つ含むものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るモールドは、ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、凹凸パターンが、所定形状の端部を有する凹部を少なくとも１つ含むものであり、上記端部が、当該端部を有する凹部の末端から当該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、所定形状が、上記端部を有する凹部における当該端部以外の部分であって当該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることを特徴とするものである。これにより、モールドの凹凸パターンに対応した形状の硬化性樹脂パターンにおいて、当該硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部であってモールドの凹部の上記所定形状の端部に対応した上記凸部の端部の剛性が向上する。この結果、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリントにおいて、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明のモールドを示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおけるモールドの凹凸パターンの一部の断面を示す概略拡大図である。
【図２Ａ】実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｄ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｅ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｆ】従来のモールドの凹凸パターンにおける凹部の端部を示す概略断面図である。
【図３】図２Ｃおよび図２Ｄに示される端部を複数組み合わせたパターンの凹凸パターンを示す概略断面図である。
【図４Ａ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図５】端部における凹部の深さが変化するモールドの製造工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００２２】
図１Ａは本発明のモールドを示す概略断面図である。また、図１Ｂは図１Ａにおけるモールドの凹凸パターンの一部の断面を示す概略拡大図である。そして、図２Ａ〜２Ｅは、モールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状を有する端部の例を示す概略断面図である。
【００２３】
本発明のモールド１は、例えば図１Ａおよび図１Ｂに示すように、支持部１２と、支持部１２の表面上に形成された微細な凹凸パターン１３であって所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含む凹凸パターン１３とから構成される。ここで、上記端部１５ａは、当該端部１５ａを有する凹部１５の末端Ｅから当該凹部１５の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまで（図２Ａ等に示される符号Ｌの範囲）の所定部分である。また、上記所定形状は、上記端部１５ａを有する凹部１５における当該端部１５ａ以外の部分であって当該端部１５ａに接続している接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部１５ａが有するような形状である。
【００２４】
モールド１の材料は、例えばシリコン、ニッケル、銅、アルミニウム、モリブデン、コバルト、クロム、鉄、タンタル、パラジウム、タングステン、白金および金等の金属材料、並びにそれらの酸化物、窒化物および炭化物、さらには樹脂とすることができる。具体的には、モールド１の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。したがって、本発明のモールドは、特定のナノインプリントに限定されず、熱硬化性樹脂にパターン転写する熱インプリント、光硬化性樹脂にパターン転写する光インプリント、熱や光を必要としないＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓ Ｑｕｉｏｘａｎｅ）にパターン転写する室温インプリント、ゲル状のガラス材料にパターン転写するゾルゲルインプリント、金属やガラスへ直接パターン転写する直接インプリント等に適用することが可能である。つまり、上記に示したナノインプリントそれぞれに適したモールドの材料が適宜選択される。
【００２５】
凹凸パターン１３の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。凹凸パターン１３は、支持部１２の表面の一部がライン状の複数の凹部１５として除去されたような形状を有する。つまり、凹凸パターンの凹部１５は、隣接する２つの凸部１４によって挟まれた空間を意味する。なお、この場合、ある凸部１４は端部側で他の凸部１４と繋がる場合もありうるが、このような場合は凸形状の突起部１つ１つを繋がっている部分から分離してそれぞれを１つの凸部１４とする。
【００２６】
例えば典型的なパターンとして図１Ａおよび図１Ｂに示すようなライン＆スペースパターンである。そして、ライン＆スペースパターンの凹部１５の長さ（図１Ｂの紙面垂直方向の長さ）、端部以外の部分における凹部１５同士の間隔（凸部１４の幅）Ｗ１、端部以外の部分における凹部１５の幅（凸部１４同士の間隔）Ｗ２および端部以外の部分における凸部１４上面からの凹部１５の深さ（凹部１５底面からの凸部１４の高さ）Ｄは適宜設定される。本明細書において幅とは半値幅を意味する。例えば、上記の凹部１５同士の間隔Ｗ１は１０〜１００ｎｍ、より好ましくは２０〜７０ｎｍであり、上記の凹部１５の幅Ｗ２は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは２０〜１００ｎｍであり、上記の凹部１５の深さＤは１０〜５００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍである。特に、端部以外の部分における凹部１５の断面のアスペクト比が３より大きい場合、および端部以外の部分における凹部１５の幅が３０ｎｍ以下である場合には、本発明の効果は顕著に表れる。
【００２７】
凹凸パターン１３は、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含む。そして、凹部１５は、所定形状の端部１５ａを片端にのみ有してもよいし、両端に有していてもよい。このような端部１５ａは、硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制するための対策として設けられる。当該端部の倒れを抑制するためには、当該端部に剛性を持たせるために当該端部のアスペクト比を小さくすればよい。そこで、本発明では、硬化性樹脂パターンの凸部に対応するモールドの凹凸パターンの凹部の端部におけるアスペクト比を接続部分におけるアスペクト比に比べて小さくしている。接続部分１５ｂとは、例えば図２Ａ等に示されるように端部１５ａに接続するその近傍部分である。
【００２８】
端部１５ａを有する凹部１５の末端Ｅから当該凹部１５の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分を端部１５ａとして設定したのは、１０ｎｍより短いと上記の倒れの抑制効果が充分に得られないためであり、５０ｎｍを超えると所望のパターンからのずれとしての影響が大きくなるためである。凹部の１５の末端Ｅとは、モールド１により規定される凹部１５の中で当該凹部の長さ方向に沿って最も端となる位置を意味する。一方、端部１５ａは、上記のように設定された範囲内で少なくとも７０％の部分について、であることが好ましい。さらに、当該割合は、８０％以上であることが好ましく、特に９０％以上であることが好ましい。
【００２９】
例えばこのような所定形状としては図２Ａから２Ｅに示されるような形状が挙げられる。具体的には、図２Ａは、角がＲを有する部分以外の端部１５ａが接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広い一定の幅Ｗ２ｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｂは、端部１５ａのうち７０％の部分が接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広い一定の幅Ｗ２ｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｃは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２に一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅがテーパ状に広がるような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｄは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広く、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅがテーパ状に狭まるような端部１５ａを示す概略図である。この場合、末端における幅Ｗ２ｅは、接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広いか、またはそれに一致することが好ましい。図２Ｅは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２に一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅが連続的に増減するような端部１５ａを示す概略図である。以上の例では、端部１５ａにおける凹部１５の深さを変えずに幅Ｗ２ｅのみを変えて、接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を有するように当該端部１５ａが構成されている。なお、図２Ｆは、所定形状の端部を有しない従来の凹部１５を示す概略図である。
【００３０】
凹凸パターン１３は、図３に示されるように、端部１５ａの所定形状が凹部同士で互いに異なる複数の凹部１５を含むこともできる。この場合、隣接する２つの凹部１５の端部１５ａ同士が相補的に配置されるように設計することが可能となり、凹凸パターン１３が微細化しても効率よく空間を利用することができる。
【００３１】
また、端部１５ａにおける凹部１５の幅Ｗ２ｅを変えずに深さＤのみを変えて、接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を有するように当該端部１５ａが構成されてもよい。例えばこのような所定形状としては図４Ａから４Ｂに示されるような形状が挙げられる。具体的には、図４Ａは、角がＲを有する部分以外の端部１５ａが接続部分１５ｂの深さよりも浅い一定の深さＤｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図４Ｂは、接続部分１５ｂとの接続点における深さＤｅが接続部分１５ｂの深さＤに一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて深さＤｅがテーパ状に浅くなるような端部１５ａを示す概略図である。なお、図４Ｃは、所定形状の端部を有しない従来の凹部１５を示す概略図である。
【００３２】
また、端部１５ａにおける凹部１５の幅Ｗ２ｅおよび深さＤを共に変えてもよい。
【００３３】
以下、モールド１の製造方法の実施形態について説明を行う。本実施形態のモールドの製造方法は、基板上に硬化性樹脂からなるレジスト膜を形成し、凹凸パターンの凹部に対応する部分のレジスト膜を電子線により描画し、描画した部分のレジスト膜を現像処理により除去し、残ったレジスト膜をマスクとして当該基板をエッチングするものである。
【００３４】
また、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、端部１５ａの深さＤｅが変化するような凹部１５は、例えば以下に示すような方法により形成することができる。まず、モールド１の基となる基板２上にレジストを塗布して第１のレジスト膜３ａを形成する（図５ａ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第１のレジスト膜３ａに対して電子線で１回目の描画を実施した後、第１のレジスト膜３ａの現像処理を行う（図５ｂ）。次に、当該第１のレジスト膜３ａ上にレジスト膜を塗布して第２のレジスト膜３ｂを形成する（図５ｃ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第２のレジスト膜３ｂに対して電子線で２回目の描画を実施した後、第２のレジスト膜３ｂの現像処理を行う。この際、端部１５ａの深さＤｅが最も浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜３ｂが残るように第２の描画を実施する（図５ｄ）。次に、当該第２のレジスト膜３ｂ上にレジストを塗布して第３のレジスト膜３ｃを形成する（図５ｅ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第３のレジスト膜３ｃに対して電子線で３回目の描画を実施した後、第３のレジスト膜３ｃの現像処理を行う。この際、端部１５ａの深さＤｅが次に浅くなる部分に対応する部分の第３のレジスト膜３ｃが残るように第３の描画を実施する（図５ｆ）。最後に、エッチングガスＧを用いて所定時間当該基板２をエッチングすることにより（図５ｇ）、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を形成することができる（図５ｈ）。
【００３５】
レジスト膜のパターニング描画において、電子線描画機を用いる場合は電子線レジスト、イオンビーム描画機を用いる場合はイオンビーム用レジスト、レーザ描画機を用いる場合はフォトレジストを選択する。例えば電子線レジストであれば、凹凸パターンに対応する部分のレジスト膜を電子線により露光描画し、露光したレジスト膜を現像により除去することにより、レジスト膜のパターニング描画が行われる。
【００３６】
基板のエッチングはドライエッチングにより行う。これにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンが当該基板の表面に形成される。ドライエッチングは、アンダーカット（サイドエッチ）を抑制するため、垂直異方性（イオンの運動が凹部の深さ方向に偏っていること）の高いものが好ましい。ドライエッチングは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であることが好ましい。そしてＲＩＥは特に、マイクロ波型−ＲＩＥ、並行平板型−ＲＩＥ、ヘリコン派型−ＲＩＥ、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）−ＲＩＥ、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）−ＲＩＥまたは電子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）−ＲＩＥであることが好ましい。
【００３７】
ドライエッチングに用いるガスは基板材料に応じて適宜選択される。例えば、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン族の原子を含むガスの単体もしくは混合ガス（ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｉ２等）を、基板材料に応じて用いる。また、エッチング形状およびレジストに対する選択比の調整のために、Ｏ２、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒ、Ｈｅ等のガスを添加しても良い。例えば、シリコン基板に対しドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素、臭素などを含むガスを用いることが好ましい。また、アルミ若しくはクロム又はその酸化物若しくは窒化物からなる基板に対しドライエッチングを行う場合、塩素を含むガスを用いることが好ましい。また、ＳｉＯ２からなる基板に対しドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素などを含むガスを用いることが好ましい。
【実施例】
【００３８】
本発明に係るモールドの実施例を以下に示す。
【００３９】
＜実施例１＞
まず、インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５２０／日本ゼオン株式会社製）をコートし、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍのレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置（日本電子株式会社製）を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の上記レジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。ここで、レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部の端部を描画する際、当該端部の幅をその他の部分の幅に対して約１０％広くするため、当該端部での電子線の照射時間をその他の部分での照射時間に対して１０％長くした。
【００４０】
次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用いた垂直異方性ドライエッチングによって、上記レジスト膜をマスクとしてシリコンウェハをエッチングして、シリコンウェハの表面に凹凸パターンを形成した。エッチング条件は、Ｃｌ２の流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２の流量が５ｓｃｃｍ、Ａｒの流量が８０ｓｃｃｍ、装置内圧力が２Ｐａ、ＩＣＰパワーが４００Ｗ、ＲＩＥパワーが１３０Ｗである。次に、Ｏ２プラズマアッシングによってレジスト膜を除去し、シリコンモールドを得た。アッシング条件は、Ｏ２の流量が５００ｓｃｃｍ、圧力が３０Ｐａ、ＲＦパワーが１０００Ｗである。本実施例で得られたシリコンモールドには、図２Ａに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４１】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、石英基板上に塗布された光硬化性樹脂を押し付け、紫外光を石英基板の裏面から照射して光硬化性樹脂を硬化し、その後光硬化性樹脂からシリコンモールドを剥離してナノインプリントを実施した。
【００４２】
＜実施例２＞
レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部の端部を描画する際、当該端部の幅を末端に近づくにつれて徐々に広くするため、当該端部での電子線の照射時間を末端に近づくにつれて１％／ｎｍの割合で最大１０％増になるまで連続して増やした点以外は、実施例１と同様の工程によりシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図２Ｃに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４３】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００４４】
＜実施例３＞
インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートして、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍの第１のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の第１のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが５ｎｍの第２のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第２のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜が残るように描画を実施した。当該レジストパターンは、モールドの凹部の端部に対応する部分のみレジストの厚さが異なるものである。
【００４５】
次に、実施例１と同様に、シリコンウェハのエッチングを行ってシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図４Ａに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４６】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００４７】
＜実施例４＞
インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートして、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍの第１のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の第１のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが１ｎｍの第２のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第２のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが最も浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜が残るように描画を実施した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが１ｎｍの第３のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第３のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが次に浅くなる部分に対応する部分の第３のレジスト膜が残るように描画を実施した。第３のレジスト膜の形成、描画および現像の各工程と同様の工程を複数回繰り返した。当該レジストパターンは、モールドの凹部の端部に対応する部分のレジストの厚さが概ね連続的に異なるものである。
【００４８】
次に、実施例１と同様に、シリコンウェハのエッチングを行ってシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図４Ｂに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４９】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００５０】
＜比較例＞
まず、インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートし、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍのレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の上記レジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。ここで、レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部を描画する際、電子線の照射時間を常に一定にした。
【００５１】
＜結果＞
表１は、実施例１から４および比較例のナノインプリントの結果、レジストパターンの１００本の凸部のうちモールドの剥離の際に倒れた本数を示すものである。比較例に係るモールドを用いた場合には１００本中７０本が倒れたのに対し、実施例１から４に係るモールドを用いた場合には全く倒れなかった。この結果、本発明のモールドによれば、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１ モールド
２ モールドの基となる基板
３ａ、３ｂ、３ｃ レジスト膜
１２ 支持部
１３ 凹凸パターン
１４ 凸部
１５ 凹部
１５ａ 凹部の端部
１５ｂ 凹部の接続部分
Ｄ 凹部の端部以外の深さ
Ｄｅ 凹部の端部の深さ
Ｗ１ 凹部同士の間隔
Ｗ２ 凹部の端部以外の幅
Ｗ２ｅ 凹部の端部の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、被加工基板上に塗布された硬化性樹脂にナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工基板上に塗布された硬化性樹脂に押し付け、硬化性樹脂を力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
従来、凹凸パターンの微細化に伴って、上記のような硬化性樹脂パターン（硬化性樹脂からなる凹凸パターン）のパターン形成性（設計通りの硬化性樹脂パターンの形成のしやすさ）を向上させることが重要な課題となっている。
【０００５】
例えば、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンの凸部が倒れやすいという問題がある。そこで、例えば特許文献１には、硬化性樹脂パターンの凸部の根元部分の硬化性樹脂量を増やすように、モールドの凹凸パターンの凸部の頂上部分を丸くすることを開示している。これにより、硬化性樹脂が光硬化した後、硬化性樹脂パターンの凸部の根元部分が収縮することによりくびれて倒れやすくなることを抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６５４００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の方法を実施したとしても、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れやすいという問題がある。特許文献１の方法は、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部に対して特別な対策を施すものではないため、当該問題を解決するには至らない。また、特許文献１の方法は、光硬化性樹脂を用いた場合のナノインプリントを対象としており、熱硬化性樹脂を用いた場合のナノインプリントには適用できない。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリントにおいて、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することを可能とするモールドを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明に係るモールドは、
ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、
凹凸パターンが、所定形状の端部を有する凹部を少なくとも１つ含むものであり、
上記端部が、当該端部を有する凹部の末端から当該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、
所定形状が、上記端部を有する凹部における当該端部以外の部分であって当該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることを特徴とするものである。
【００１０】
本明細書において、凹部についてのアスペクト比を規定する際の「断面」とは、当該凹部の長さ方向に垂直な面と当該凹部とが共有する２次元領域を意味する。
【００１１】
「アスペクト比」とは、上記断面における凹部の幅に対する凹部の深さの割合を意味する。
【００１２】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部の少なくとも７０％の部分について、接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１３】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部の断面のアスペクト比が接続部分から上記末端へ向かうにつれて連続的に小さくなるような形状であることが好ましい。
【００１４】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部のすべての部分について当該端部の断面のアスペクト比が一定となるような形状であることが好ましい。
【００１５】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部における凹部の幅が接続部分における凹部の幅よりも広い部分を上記端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１６】
そして、本発明に係るモールドにおいて、所定形状は、上記端部における凹部の深さが接続部分における凹部の深さよりも浅い部分を上記端部が有するような形状であることが好ましい。
【００１７】
そして、本発明に係るモールドにおいて、接続部分の断面のアスペクト比が３より大きいことが好ましい。
【００１８】
そして、本発明に係るモールドにおいて、凹凸パターンは、幅が３０ｎｍ以下の凹部を少なくとも１つ含むものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明に係るモールドは、ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、凹凸パターンが、所定形状の端部を有する凹部を少なくとも１つ含むものであり、上記端部が、当該端部を有する凹部の末端から当該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、所定形状が、上記端部を有する凹部における当該端部以外の部分であって当該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部が有するような形状であることを特徴とするものである。これにより、モールドの凹凸パターンに対応した形状の硬化性樹脂パターンにおいて、当該硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部であってモールドの凹部の上記所定形状の端部に対応した上記凸部の端部の剛性が向上する。この結果、所定の微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたナノインプリントにおいて、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１Ａ】本発明のモールドを示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおけるモールドの凹凸パターンの一部の断面を示す概略拡大図である。
【図２Ａ】実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｄ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｅ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図２Ｆ】従来のモールドの凹凸パターンにおける凹部の端部を示す概略断面図である。
【図３】図２Ｃおよび図２Ｄに示される端部を複数組み合わせたパターンの凹凸パターンを示す概略断面図である。
【図４Ａ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】他の実施形態のモールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状の端部を示す概略断面図である。
【図５】端部における凹部の深さが変化するモールドの製造工程を示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００２２】
図１Ａは本発明のモールドを示す概略断面図である。また、図１Ｂは図１Ａにおけるモールドの凹凸パターンの一部の断面を示す概略拡大図である。そして、図２Ａ〜２Ｅは、モールドの凹凸パターンにおける凹部の所定形状を有する端部の例を示す概略断面図である。
【００２３】
本発明のモールド１は、例えば図１Ａおよび図１Ｂに示すように、支持部１２と、支持部１２の表面上に形成された微細な凹凸パターン１３であって所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含む凹凸パターン１３とから構成される。ここで、上記端部１５ａは、当該端部１５ａを有する凹部１５の末端Ｅから当該凹部１５の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまで（図２Ａ等に示される符号Ｌの範囲）の所定部分である。また、上記所定形状は、上記端部１５ａを有する凹部１５における当該端部１５ａ以外の部分であって当該端部１５ａに接続している接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を当該端部１５ａが有するような形状である。
【００２４】
モールド１の材料は、例えばシリコン、ニッケル、銅、アルミニウム、モリブデン、コバルト、クロム、鉄、タンタル、パラジウム、タングステン、白金および金等の金属材料、並びにそれらの酸化物、窒化物および炭化物、さらには樹脂とすることができる。具体的には、モールド１の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。したがって、本発明のモールドは、特定のナノインプリントに限定されず、熱硬化性樹脂にパターン転写する熱インプリント、光硬化性樹脂にパターン転写する光インプリント、熱や光を必要としないＨＳＱ（Ｈｙｄｒｏｇｅｎ Ｓｉｌｓｅｓ Ｑｕｉｏｘａｎｅ）にパターン転写する室温インプリント、ゲル状のガラス材料にパターン転写するゾルゲルインプリント、金属やガラスへ直接パターン転写する直接インプリント等に適用することが可能である。つまり、上記に示したナノインプリントそれぞれに適したモールドの材料が適宜選択される。
【００２５】
凹凸パターン１３の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。凹凸パターン１３は、支持部１２の表面の一部がライン状の複数の凹部１５として除去されたような形状を有する。つまり、凹凸パターンの凹部１５は、隣接する２つの凸部１４によって挟まれた空間を意味する。なお、この場合、ある凸部１４は端部側で他の凸部１４と繋がる場合もありうるが、このような場合は凸形状の突起部１つ１つを繋がっている部分から分離してそれぞれを１つの凸部１４とする。
【００２６】
例えば典型的なパターンとして図１Ａおよび図１Ｂに示すようなライン＆スペースパターンである。そして、ライン＆スペースパターンの凹部１５の長さ（図１Ｂの紙面垂直方向の長さ）、端部以外の部分における凹部１５同士の間隔（凸部１４の幅）Ｗ１、端部以外の部分における凹部１５の幅（凸部１４同士の間隔）Ｗ２および端部以外の部分における凸部１４上面からの凹部１５の深さ（凹部１５底面からの凸部１４の高さ）Ｄは適宜設定される。本明細書において幅とは半値幅を意味する。例えば、上記の凹部１５同士の間隔Ｗ１は１０〜１００ｎｍ、より好ましくは２０〜７０ｎｍであり、上記の凹部１５の幅Ｗ２は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは２０〜１００ｎｍであり、上記の凹部１５の深さＤは１０〜５００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍである。特に、端部以外の部分における凹部１５の断面のアスペクト比が３より大きい場合、および端部以外の部分における凹部１５の幅が３０ｎｍ以下である場合には、本発明の効果は顕著に表れる。
【００２７】
凹凸パターン１３は、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を少なくとも１つ含む。そして、凹部１５は、所定形状の端部１５ａを片端にのみ有してもよいし、両端に有していてもよい。このような端部１５ａは、硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制するための対策として設けられる。当該端部の倒れを抑制するためには、当該端部に剛性を持たせるために当該端部のアスペクト比を小さくすればよい。そこで、本発明では、硬化性樹脂パターンの凸部に対応するモールドの凹凸パターンの凹部の端部におけるアスペクト比を接続部分におけるアスペクト比に比べて小さくしている。接続部分１５ｂとは、例えば図２Ａ等に示されるように端部１５ａに接続するその近傍部分である。
【００２８】
端部１５ａを有する凹部１５の末端Ｅから当該凹部１５の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分を端部１５ａとして設定したのは、１０ｎｍより短いと上記の倒れの抑制効果が充分に得られないためであり、５０ｎｍを超えると所望のパターンからのずれとしての影響が大きくなるためである。凹部の１５の末端Ｅとは、モールド１により規定される凹部１５の中で当該凹部の長さ方向に沿って最も端となる位置を意味する。一方、端部１５ａは、上記のように設定された範囲内で少なくとも７０％の部分について、であることが好ましい。さらに、当該割合は、８０％以上であることが好ましく、特に９０％以上であることが好ましい。
【００２９】
例えばこのような所定形状としては図２Ａから２Ｅに示されるような形状が挙げられる。具体的には、図２Ａは、角がＲを有する部分以外の端部１５ａが接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広い一定の幅Ｗ２ｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｂは、端部１５ａのうち７０％の部分が接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広い一定の幅Ｗ２ｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｃは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２に一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅがテーパ状に広がるような端部１５ａを示す概略図である。図２Ｄは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広く、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅがテーパ状に狭まるような端部１５ａを示す概略図である。この場合、末端における幅Ｗ２ｅは、接続部分１５ｂの幅Ｗ２よりも広いか、またはそれに一致することが好ましい。図２Ｅは、接続部分１５ｂとの接続点における幅Ｗ２ｅが接続部分１５ｂの幅Ｗ２に一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて幅Ｗ２ｅが連続的に増減するような端部１５ａを示す概略図である。以上の例では、端部１５ａにおける凹部１５の深さを変えずに幅Ｗ２ｅのみを変えて、接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を有するように当該端部１５ａが構成されている。なお、図２Ｆは、所定形状の端部を有しない従来の凹部１５を示す概略図である。
【００３０】
凹凸パターン１３は、図３に示されるように、端部１５ａの所定形状が凹部同士で互いに異なる複数の凹部１５を含むこともできる。この場合、隣接する２つの凹部１５の端部１５ａ同士が相補的に配置されるように設計することが可能となり、凹凸パターン１３が微細化しても効率よく空間を利用することができる。
【００３１】
また、端部１５ａにおける凹部１５の幅Ｗ２ｅを変えずに深さＤのみを変えて、接続部分１５ｂの断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を有するように当該端部１５ａが構成されてもよい。例えばこのような所定形状としては図４Ａから４Ｂに示されるような形状が挙げられる。具体的には、図４Ａは、角がＲを有する部分以外の端部１５ａが接続部分１５ｂの深さよりも浅い一定の深さＤｅを有するような端部１５ａを示す概略図である。図４Ｂは、接続部分１５ｂとの接続点における深さＤｅが接続部分１５ｂの深さＤに一致し、かつ当該接続点から末端に近づくにつれて深さＤｅがテーパ状に浅くなるような端部１５ａを示す概略図である。なお、図４Ｃは、所定形状の端部を有しない従来の凹部１５を示す概略図である。
【００３２】
また、端部１５ａにおける凹部１５の幅Ｗ２ｅおよび深さＤを共に変えてもよい。
【００３３】
以下、モールド１の製造方法の実施形態について説明を行う。本実施形態のモールドの製造方法は、基板上に硬化性樹脂からなるレジスト膜を形成し、凹凸パターンの凹部に対応する部分のレジスト膜を電子線により描画し、描画した部分のレジスト膜を現像処理により除去し、残ったレジスト膜をマスクとして当該基板をエッチングするものである。
【００３４】
また、図４Ａおよび４Ｂに示されるように、端部１５ａの深さＤｅが変化するような凹部１５は、例えば以下に示すような方法により形成することができる。まず、モールド１の基となる基板２上にレジストを塗布して第１のレジスト膜３ａを形成する（図５ａ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第１のレジスト膜３ａに対して電子線で１回目の描画を実施した後、第１のレジスト膜３ａの現像処理を行う（図５ｂ）。次に、当該第１のレジスト膜３ａ上にレジスト膜を塗布して第２のレジスト膜３ｂを形成する（図５ｃ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第２のレジスト膜３ｂに対して電子線で２回目の描画を実施した後、第２のレジスト膜３ｂの現像処理を行う。この際、端部１５ａの深さＤｅが最も浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜３ｂが残るように第２の描画を実施する（図５ｄ）。次に、当該第２のレジスト膜３ｂ上にレジストを塗布して第３のレジスト膜３ｃを形成する（図５ｅ）。そして、凹凸パターンの凹部１５に対応する部分の第３のレジスト膜３ｃに対して電子線で３回目の描画を実施した後、第３のレジスト膜３ｃの現像処理を行う。この際、端部１５ａの深さＤｅが次に浅くなる部分に対応する部分の第３のレジスト膜３ｃが残るように第３の描画を実施する（図５ｆ）。最後に、エッチングガスＧを用いて所定時間当該基板２をエッチングすることにより（図５ｇ）、所定形状の端部１５ａを有する凹部１５を形成することができる（図５ｈ）。
【００３５】
レジスト膜のパターニング描画において、電子線描画機を用いる場合は電子線レジスト、イオンビーム描画機を用いる場合はイオンビーム用レジスト、レーザ描画機を用いる場合はフォトレジストを選択する。例えば電子線レジストであれば、凹凸パターンに対応する部分のレジスト膜を電子線により露光描画し、露光したレジスト膜を現像により除去することにより、レジスト膜のパターニング描画が行われる。
【００３６】
基板のエッチングはドライエッチングにより行う。これにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンが当該基板の表面に形成される。ドライエッチングは、アンダーカット（サイドエッチ）を抑制するため、垂直異方性（イオンの運動が凹部の深さ方向に偏っていること）の高いものが好ましい。ドライエッチングは反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であることが好ましい。そしてＲＩＥは特に、マイクロ波型−ＲＩＥ、並行平板型−ＲＩＥ、ヘリコン派型−ＲＩＥ、誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）−ＲＩＥ、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）−ＲＩＥまたは電子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）−ＲＩＥであることが好ましい。
【００３７】
ドライエッチングに用いるガスは基板材料に応じて適宜選択される。例えば、フッ素、塩素、臭素等のハロゲン族の原子を含むガスの単体もしくは混合ガス（ＣＦ４、ＣＨＦ３、Ｃ２Ｆ６、Ｃ３Ｆ８、Ｃ４Ｆ８、ＳＦ６、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＨＣｌ、ＨＢｒ、Ｉ２等）を、基板材料に応じて用いる。また、エッチング形状およびレジストに対する選択比の調整のために、Ｏ２、Ｎ２、Ｈ２、Ａｒ、Ｈｅ等のガスを添加しても良い。例えば、シリコン基板に対しドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素、臭素などを含むガスを用いることが好ましい。また、アルミ若しくはクロム又はその酸化物若しくは窒化物からなる基板に対しドライエッチングを行う場合、塩素を含むガスを用いることが好ましい。また、ＳｉＯ２からなる基板に対しドライエッチングを行う場合、フッ素、塩素などを含むガスを用いることが好ましい。
【実施例】
【００３８】
本発明に係るモールドの実施例を以下に示す。
【００３９】
＜実施例１＞
まず、インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジスト（ＺＥＰ５２０／日本ゼオン株式会社製）をコートし、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍのレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置（日本電子株式会社製）を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の上記レジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。ここで、レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部の端部を描画する際、当該端部の幅をその他の部分の幅に対して約１０％広くするため、当該端部での電子線の照射時間をその他の部分での照射時間に対して１０％長くした。
【００４０】
次に、ＩＣＰ−ＲＩＥ装置を用いた垂直異方性ドライエッチングによって、上記レジスト膜をマスクとしてシリコンウェハをエッチングして、シリコンウェハの表面に凹凸パターンを形成した。エッチング条件は、Ｃｌ２の流量が３０ｓｃｃｍ、Ｏ２の流量が５ｓｃｃｍ、Ａｒの流量が８０ｓｃｃｍ、装置内圧力が２Ｐａ、ＩＣＰパワーが４００Ｗ、ＲＩＥパワーが１３０Ｗである。次に、Ｏ２プラズマアッシングによってレジスト膜を除去し、シリコンモールドを得た。アッシング条件は、Ｏ２の流量が５００ｓｃｃｍ、圧力が３０Ｐａ、ＲＦパワーが１０００Ｗである。本実施例で得られたシリコンモールドには、図２Ａに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４１】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、石英基板上に塗布された光硬化性樹脂を押し付け、紫外光を石英基板の裏面から照射して光硬化性樹脂を硬化し、その後光硬化性樹脂からシリコンモールドを剥離してナノインプリントを実施した。
【００４２】
＜実施例２＞
レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部の端部を描画する際、当該端部の幅を末端に近づくにつれて徐々に広くするため、当該端部での電子線の照射時間を末端に近づくにつれて１％／ｎｍの割合で最大１０％増になるまで連続して増やした点以外は、実施例１と同様の工程によりシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図２Ｃに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４３】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００４４】
＜実施例３＞
インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートして、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍの第１のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の第１のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが５ｎｍの第２のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第２のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜が残るように描画を実施した。当該レジストパターンは、モールドの凹部の端部に対応する部分のみレジストの厚さが異なるものである。
【００４５】
次に、実施例１と同様に、シリコンウェハのエッチングを行ってシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図４Ａに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４６】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００４７】
＜実施例４＞
インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートして、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍの第１のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の第１のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが１ｎｍの第２のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第２のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが最も浅くなる部分に対応する部分の第２のレジスト膜が残るように描画を実施した。さらに、このレジストパターン上に再度上記レジストをコートして、厚さが１ｎｍの第３のレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドの凹部に対応する部分の第３のレジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。この際、当該凹部の端部の深さが次に浅くなる部分に対応する部分の第３のレジスト膜が残るように描画を実施した。第３のレジスト膜の形成、描画および現像の各工程と同様の工程を複数回繰り返した。当該レジストパターンは、モールドの凹部の端部に対応する部分のレジストの厚さが概ね連続的に異なるものである。
【００４８】
次に、実施例１と同様に、シリコンウェハのエッチングを行ってシリコンモールドを得た。本実施例で得られたシリコンモールドには、図４Ｂに示されるような所定形状の端部が形成された。
【００４９】
そして、上記で得たシリコンモールドを用いて、実施例１と同様にナノインプリントを実施した。
【００５０】
＜比較例＞
まず、インプリント用のモールドの基板として、８インチシリコンウェハを用意した。次に、このシリコンウェハにポジ型電子線レジストをコートし、シリコンウェハ上に厚さが５０ｎｍのレジスト膜を形成した。そして、電子線描画装置を用いて、形成すべきモールドのライン状の凹部（１００本）に対応する部分の上記レジスト膜を２０μＣ／ｃｍ２のドーズ量で描画し、現像によりレジストパターンを形成した。ここで、レジスト膜の描画工程においてモールドの凹部を描画する際、電子線の照射時間を常に一定にした。
【００５１】
＜結果＞
表１は、実施例１から４および比較例のナノインプリントの結果、レジストパターンの１００本の凸部のうちモールドの剥離の際に倒れた本数を示すものである。比較例に係るモールドを用いた場合には１００本中７０本が倒れたのに対し、実施例１から４に係るモールドを用いた場合には全く倒れなかった。この結果、本発明のモールドによれば、基板上の硬化性樹脂にモールドを押し付け、その後これらを剥離する際に、硬化性樹脂パターンのそれぞれの凸部の端部が倒れることを抑制することが可能であることが確認された。
【符号の説明】
【００５２】
１ モールド
２ モールドの基となる基板
３ａ、３ｂ、３ｃ レジスト膜
１２ 支持部
１３ 凹凸パターン
１４ 凸部
１５ 凹部
１５ａ 凹部の端部
１５ｂ 凹部の接続部分
Ｄ 凹部の端部以外の深さ
Ｄｅ 凹部の端部の深さ
Ｗ１ 凹部同士の間隔
Ｗ２ 凹部の端部以外の幅
Ｗ２ｅ 凹部の端部の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、
前記凹凸パターンが、所定形状の端部を有する前記凹部を少なくとも１つ含むものであり、
前記端部が、該端部を有する前記凹部の末端から該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、
前記所定形状が、前記端部を有する前記凹部における該端部以外の部分であって該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を該端部が有するような形状であることを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記所定形状が、前記端部の少なくとも７０％の部分について、前記接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を該端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
前記所定形状が、前記端部の断面のアスペクト比が前記接続部分から前記末端へ向かうにつれて連続的に小さくなるような形状であることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項４】
前記所定形状が、前記端部のすべての部分について該端部の断面のアスペクト比が一定となるような形状であることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項５】
前記所定形状が、前記端部における前記凹部の幅が前記接続部分における該凹部の幅よりも広い部分を前記端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のモールド。
【請求項６】
前記所定形状が、前記端部における前記凹部の深さが前記接続部分における該凹部の深さよりも浅い部分を前記端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のモールド。
【請求項７】
前記接続部分の断面のアスペクト比が３より大きいことを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のモールド。
【請求項８】
前記凹凸パターンが、幅が３０ｎｍ以下の前記凹部を少なくとも１つ含むものであることを特徴とする請求項１から７いずれかに記載のモールド。
【請求項１】
ライン状の複数の凸部および複数の凹部から構成される微細な凹凸パターンを表面に有するナノインプリント用のモールドにおいて、
前記凹凸パターンが、所定形状の端部を有する前記凹部を少なくとも１つ含むものであり、
前記端部が、該端部を有する前記凹部の末端から該凹部の長さ方向に沿って１０〜５０ｎｍまでの所定部分であり、
前記所定形状が、前記端部を有する前記凹部における該端部以外の部分であって該端部に接続している接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を該端部が有するような形状であることを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記所定形状が、前記端部の少なくとも７０％の部分について、前記接続部分の断面のアスペクト比よりも小さいアスペクト比の断面を該端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
前記所定形状が、前記端部の断面のアスペクト比が前記接続部分から前記末端へ向かうにつれて連続的に小さくなるような形状であることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項４】
前記所定形状が、前記端部のすべての部分について該端部の断面のアスペクト比が一定となるような形状であることを特徴とする請求項２に記載のモールド。
【請求項５】
前記所定形状が、前記端部における前記凹部の幅が前記接続部分における該凹部の幅よりも広い部分を前記端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のモールド。
【請求項６】
前記所定形状が、前記端部における前記凹部の深さが前記接続部分における該凹部の深さよりも浅い部分を前記端部が有するような形状であることを特徴とする請求項１から５いずれかに記載のモールド。
【請求項７】
前記接続部分の断面のアスペクト比が３より大きいことを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のモールド。
【請求項８】
前記凹凸パターンが、幅が３０ｎｍ以下の前記凹部を少なくとも１つ含むものであることを特徴とする請求項１から７いずれかに記載のモールド。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図２Ｄ】
【図２Ｅ】
【図２Ｆ】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１９０９８６（Ｐ２０１２−１９０９８６Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５２８５９（Ｐ２０１１−５２８５９）
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１０日（２０１１．３．１０）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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