JP5532939B2 - 光インプリント用のモールドおよびこれを用いた光インプリント方法 - Google Patents
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Description
本発明は、被加工物に所望の線、模様等の図形（以下、本発明ではパターンとも言う）を転写形成する光インプリント用のモールドとこれを用いた光インプリント方法に関する。
微細加工技術として、近年ナノインプリント技術に注目が集まっている。ナノインプリント技術は、基材の表面に微細な凹凸構造を形成したモールド（型部材）を用い、凹凸構造を被加工物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（特許文献１）。このようなナノインプリント法では、モールドを被加工物に押し付けた際、および、モールドと被加工物とを離間した際に、両者の間の静電気により、モールドの凹凸構造と被加工物とが帯電し、このため、モールドから被加工物を引き離したときに、被加工物の凹凸構造が帯電した電荷同士の反発力により曲がり、寸法制御性が劣化するという問題があった。このような問題を解消するために、被加工物と接触するモールドの凹凸構造の少なくとも一部が導電層で形成されているモールドが開発されている（例えば、特許文献２）。
また、上記のナノインプリント技術の一つの方法として、光インプリント法が知られている。この光インプリント法では、例えば、基板表面に被加工物として光硬化性の樹脂層を形成し、この樹脂層に所望の凹凸構造を有するモールドを押し当てる。そして、この状態でモールドを介して樹脂層に紫外線を照射して樹脂層を硬化させ、その後、モールドを樹脂層から引き離す。これにより、モールドが有する凹凸が反転した凹凸構造（パターン）を被加工物である樹脂層に形成することができる（例えば、特許文献３）。このような光インプリントは、従来のフォトリソグラフィ技術では形成が困難なナノメートルオーダーの微細パターンの形成が可能であり、次世代リソグラフィ技術として有望視されており、例えば、ディスクリートトラックメディア、あるいは、パターンドメディアと呼ばれる形態の磁気記録媒体の製造にも応用されている。
上記のようなナノインプリント用のモールドは、製造されインプリントに使用する前に、形成された凹凸構造の検査がなされる。この検査では、モールドが有するナノメートルオーダーの凹凸構造を高い精度で計測する必要があり、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察が行われる。しかし、光インプリント用のモールドの場合、上記のナノインプリント用のモールドとは異り、光透過性を具備することが必須であり、一般に合成石英等の電気絶縁性の透明材料に凹凸構造が形成されている。このため、照射された電子線によって凹凸構造（パターン）に電荷が蓄積するため、ＳＥＭによる観察ができないという問題があった。
一方、被加工物と接触するモールドの凹凸構造の少なくとも一部が導電層で形成されている上記の特許文献２のような従来のナノインプリント用のモールドでは、パレット上にモールドを配置し、パレット経由で導電層を接地することによりＳＥＭ観察が可能となる。すなわち、ＳＥＭ観察用のステージに直接モールドを配置するのではなく、パレットに設けられた導電性のピンが導電層に接触するようにモールドをパレットに配置し、このパレットをＳＥＭ観察用のステージに載置することにより、モールドの凹凸構造が接地され、電子線照射による電荷の蓄積を防止することができる。したがって、光インプリント用のモールドでも、被加工物と接触するモールドの凹凸構造の少なくとも一部に導電層を備えるような構造とすることにより、ＳＥＭ観察が可能となる。しかし、このように、モールドを１枚ずつパレットに設置する方式では、ＳＥＭ観察の準備に手間がかかり、モールド検査のスループットが低いという問題があった。特に、高スループットで検査を要するようなディスクリートトラックメディア用、あるいは、パターンドメディア用のモールドでは、上記の問題が顕著であった。
また、従来の光インプリント法では、モールドを真空吸引チャックで保持したり、機械的なチャックで保持した状態で樹脂層に押し当てていた。しかし、モールドと樹脂層との間への気泡の閉じ込め防止を目的とした脱気をするために、減圧あるいは真空環境下で光インプリントを行う場合、上記の真空吸引チャックでは確実にモールドを保持できないという問題があった。また、例えば、ディスクリートトラックメディア用、あるいは、パターンドメディア用のモールド等は基材が薄く、機械的なチャックにより破損、変形等を生じ易いという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、ＳＥＭ観察が可能であり高スループットで検査を行うことができ、かつ、高精細なパターン形成が可能な光インプリント用のモールドと、これを用いた光インプリント方法を提供することを目的とする。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、ＳＥＭ観察が可能であり高スループットで検査を行うことができ、かつ、高精細なパターン形成が可能な光インプリント用のモールドと、これを用いた光インプリント方法を提供することを目的とする。
このような目的を達成するために、本発明の光インプリント用のモールドは、透明基材と、該透明基材の一方の面に位置する透明導電ストッパー層と導電遮光層と、該透明導電ストッパー層上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターンと、前記透明基材の他方の面に位置する透明導電裏面層と、前記導電遮光層と前記透明導電裏面層とを電気的に接続する表裏接続部材と、を備え、前記導電遮光層は前記透明基材の同一面上において前記透明導電ストッパー層の周囲に位置して前記透明導電ストッパー層と重なることなく電気的に接続されており、前記表裏接続部材は、前記透明基材の側部の全域を被覆するように位置する遮光性の側部導電部材であること、または、前記表裏接続部材は、前記透明基材を貫通している貫通導電部材であり、かつ、前記透明基材は、側部の全域を被覆するように側部遮光層を備えるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記透明基材の他方の面に位置する前記透明導電裏面層は、該面の全域を被覆するような構成とした。
本発明の光インプリント方法は、走査電子顕微鏡観察による検査において良好と判断された上述のいずれかの光インプリント用のモールドを、前記透明導電裏面層が静電チャックに当接するように装填し、該静電チャックに所定電圧を与えて前記モールドを保持し、その後、前記透明導電パターン側を被加工物に押し当て、前記モールドを介して前記被加工物に光を照射して硬化させる工程を有するような構成とした。
本発明のモールドは、透明導電裏面層に対して透明基材を介して位置している透明導電パターン層が、あるいは、透明導電ストッパー層が、あるいは、導電遮光層が、透明基材の側部または透明基材の内部に位置する表裏接続部材によって透明導電裏面層と電気的に接続されているので、透明基材が電気絶縁性であっても、モールドをＳＥＭ観察用のステージに直接配置したときに、透明導電裏面層を介して接地され、これにより、ＳＥＭ観察の際の電子線照射によって透明導電パターン層や透明導電パターンに電荷が蓄積することが防止され、したがって、接地を目的としてモールドを１枚ずつパレットに設置することが不要となり、ＳＥＭ観察の準備が大幅に短縮でき、検査工程のスループットが向上する。
また、本発明の光インプリント方法では、本発明のモールドを、その透明導電裏面層が静電チャックに当接するように装填して保持するので、減圧あるいは真空環境下においてモールドを被加工物に押し当てる場合であっても、モールドを確実に保持でき、かつ、モールドに破損、変形等を生じることがないので、高精細なパターン形成を安定して行うことができる。
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
［光インプリント用のモールド］
本発明の光インプリント用のモールドについて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光インプリント用のモールドの一実施形態を示す概略断面図である。図１において、本発明のモールド１は、透明基材２と、この透明基材２の一方の面２ａに位置し所望の凹凸構造を有する透明導電パターン層４と、透明基材２の他方の面２ｂに位置する透明導電裏面層７と、透明導電パターン層４と透明導電裏面層７とを電気的に接続する表裏接続部材８と、を備えている。
尚、本発明における透明、あるいは透明性とは、波長３６５ｎｍの光透過率が３０％以上であることを意味し、本発明では、この光透過率が８０％以上であるような透明性が好ましい。また、本発明における導電、あるいは導電性とは、抵抗率が１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満であることを意味し、本発明では、この抵抗率が５．０×１０-4Ω・ｃｍ未満であるような導電性が好ましい。
［光インプリント用のモールド］
本発明の光インプリント用のモールドについて説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の光インプリント用のモールドの一実施形態を示す概略断面図である。図１において、本発明のモールド１は、透明基材２と、この透明基材２の一方の面２ａに位置し所望の凹凸構造を有する透明導電パターン層４と、透明基材２の他方の面２ｂに位置する透明導電裏面層７と、透明導電パターン層４と透明導電裏面層７とを電気的に接続する表裏接続部材８と、を備えている。
尚、本発明における透明、あるいは透明性とは、波長３６５ｎｍの光透過率が３０％以上であることを意味し、本発明では、この光透過率が８０％以上であるような透明性が好ましい。また、本発明における導電、あるいは導電性とは、抵抗率が１．０×１０-3Ω・ｃｍ未満であることを意味し、本発明では、この抵抗率が５．０×１０-4Ω・ｃｍ未満であるような導電性が好ましい。
モールド１を構成する透明基材２は、光インプリント時に被加工物を硬化させるための照射光を透過可能な基材であり、材料としては、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、パイレックス（登録商標）ガラス、青板ガラス、ソーダガラス、ＢＫ−７等、あるいは、これらの任意の積層材を用いることができる。また、透明基材２の厚みは被加工物の凹凸構造の深さ、基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができ、例えば、０．１ｍｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定することができる。また、透明基材２の面２ａ，２ｂの形状は特に制限はなく、円形、方形等、適宜設定することができる。
モールド１を構成する透明導電パターン層４は、所望の凹凸構造を有し、光インプリントにおいて被加工物に押し付けられる部位である。透明導電パターン層４が有する凹凸構造は、形成するパターンの形状、寸法等に応じて適宜設定することができる。このような透明導電パターン層４の材質は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、クロム（Ｃｒ）系、珪素（Ｓｉ）系、モリブデン（Ｍｏ）系の金属酸化物（例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化モリブデン等）、あるいは金属窒化物等を挙げることができる。この透明導電パターン層４は、上記のような材質の薄膜を真空成膜法等により形成し、その後、所望のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、所定の深さまでエッチングして凹部を設けることにより形成することができる。また、透明導電パターン層４の厚みは、形成目的のパターンから要求される凹凸構造の凹部の深さに応じて設定することができ、例えば、凹部の深さよりも５ｎｍ以上厚くなるように設定することができる。透明導電パターン層４の厚みと凹凸構造の凹部の深さとの差が５ｎｍ未満であると、エッチングによる凹部形成の制御が難しくなり好ましくない。
モールド１を構成する透明導電裏面層７は、ＳＥＭ観察によるモールド１の検査において、ステージにモールド１を直接配置したときに接地可能とするための層であり、また、モールド１を静電チャックにより保持可能とするための層である。このような透明導電裏面層７の材質は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、クロム（Ｃｒ）系、珪素（Ｓｉ）系、モリブデン（Ｍｏ）系の金属酸化物（例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化モリブデン等）、あるいは金属窒化物を挙げることができる。この透明導電裏面層７は、例えば、反応性スパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により形成することができ、金属に対する酸素や窒素の反応量を制御することにより、光透過率、光反射率、導電性を制御することができる。透明導電裏面層７の厚みは、材質の導電性、光透過率に応じて適宜設定することができ、例えば、１〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。透明導電裏面層７の厚みが１ｎｍ未満であると、導電性が不十分となることがあり、また、１００ｎｍを超えると、光透過率が不十分となることがある。透明導電裏面層７は、図１に示される例では、透明基材２の面２ｂの全域を被覆しており、静電チャックによるモールド１の保持を考慮すると、このように透明導電裏面層７が透明基材２の面２ｂの全域を被覆することが好ましい。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、ステージにモールド１を直接配置したときに接地を可能とする機能のみを考慮した場合には、透明導電裏面層７が透明基材２の面２ｂの一部に存在するものであってもよい。
モールド１を構成する表裏接続部材８は、透明導電パターン層４と透明導電裏面層７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材２の側部２ｃに位置する側部導電部材８ａが表裏接続部材８となっている。図２は、このような構成の側部導電部材８ａを説明するためのモールド１の斜視図である。尚、図２では、側部導電部材８ａに斜線を付して示しており、また、透明導電パターン層４の凹凸構造が位置している領域を二点鎖線で囲んで示している。図２（Ａ）に示されるように、表裏接続部材８としての側部導電部材８ａは、透明基材２の側部２ｃの一部に配設されたものあってよく、また、図２（Ｂ）に示されるように、透明基材２の側部２ｃを全て被覆するように配設されたものあってもよい。側部導電部材８ａが透明基材２の側部２ｃの一部に配設される場合、側部導電部材８ａの数は複数であってもよく、また、配設される位置は適宜設定することができる。
このような側部導電部材８ａは、遮光性を具備する場合には、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属、これらの酸化物、窒化物、導電性カーボン等を用いた、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により形成することができる。側部導電部材８ａの厚みは、材質の導電性、光透過率に応じて適宜設定することができ、例えば、５〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。側部導電部材８ａの厚みが５ｎｍ未満であると、遮光性が不十分となることがあり、また、１００ｎｍを超えると、成膜コストが増大し好ましくない。一方、側部導電部材８ａが遮光性を具備しなくてもよい場合は、上述の透明導電裏面層７で挙げたような材質であってよく、透明導電裏面層７と同様にして形成することができる。
尚、本発明における遮光、あるいは遮光性とは、波長３６５ｎｍの光透過率が１％以下であることを意味し、本発明では、この光透過率が０．１％以下であるような遮光性がより好ましい。
尚、本発明における遮光、あるいは遮光性とは、波長３６５ｎｍの光透過率が１％以下であることを意味し、本発明では、この光透過率が０．１％以下であるような遮光性がより好ましい。
図３は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図３において、モールド１′は、表裏接続部材８が透明基材２を貫通している貫通導電部材８ｂである点を除いて、図１に示されるモールド１と同様であり、同様の部材には同じ部材番号を付して示している。
モールド１′を構成する表裏接続部材８としての貫通導電部材８ｂは、透明基材２に形成した貫通孔に導電性材料を充填したもの、あるいは、貫通孔の内壁面に導電性層を形成したものである。また、表裏接続部材８としての貫通導電部材８ｂは、透明基材２に形成した貫通溝に導電性材料を充填したもの、あるいは、貫通溝の内壁面に導電性層を形成したものである。透明基材２への貫通孔または貫通溝の形成は、例えば、マスクパターンを介してＩＣＰ−ＲＩＥ法により行うことができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により貫通孔または貫通溝を穿設することもできる。さらに、透明基材２に、上述のいずれかの方法により、一方の面から所定の深さで微細孔または微細溝を形成し、その後、透明基材２の反対面を研磨して微細孔または微細溝を露出させることにより、貫通孔または貫通溝を形成してもよい。この貫通孔の開口径または貫通溝の開口幅は、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは４５〜５５μｍの範囲で設定することができる。開口径または開口幅が１０μｍ未満であると、貫通孔または貫通溝への貫通導電部材８ｂの形成が難しく断線が生じ易く、また、２００μｍを超えると、貫通孔または貫通溝へ充填した材料の保持が難しくなり好ましくない。また、貫通孔または貫通溝の形状は、図示例では厚み方向で内径または幅がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径または開口幅が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径または幅が狭くなっているような形状等であってもよい。
モールド１′を構成する表裏接続部材８としての貫通導電部材８ｂは、透明基材２に形成した貫通孔に導電性材料を充填したもの、あるいは、貫通孔の内壁面に導電性層を形成したものである。また、表裏接続部材８としての貫通導電部材８ｂは、透明基材２に形成した貫通溝に導電性材料を充填したもの、あるいは、貫通溝の内壁面に導電性層を形成したものである。透明基材２への貫通孔または貫通溝の形成は、例えば、マスクパターンを介してＩＣＰ−ＲＩＥ法により行うことができる。また、サンドブラスト法、ウエットエッチング法、フェムト秒レーザ法により貫通孔または貫通溝を穿設することもできる。さらに、透明基材２に、上述のいずれかの方法により、一方の面から所定の深さで微細孔または微細溝を形成し、その後、透明基材２の反対面を研磨して微細孔または微細溝を露出させることにより、貫通孔または貫通溝を形成してもよい。この貫通孔の開口径または貫通溝の開口幅は、例えば、１０〜２００μｍ、好ましくは４５〜５５μｍの範囲で設定することができる。開口径または開口幅が１０μｍ未満であると、貫通孔または貫通溝への貫通導電部材８ｂの形成が難しく断線が生じ易く、また、２００μｍを超えると、貫通孔または貫通溝へ充填した材料の保持が難しくなり好ましくない。また、貫通孔または貫通溝の形状は、図示例では厚み方向で内径または幅がほぼ一定のストレート形状であるが、これに限定されず、一方の開口径または開口幅が広いテーパー形状をなすもの、厚み方向のほぼ中央で内径または幅が狭くなっているような形状等であってもよい。
また、貫通孔または貫通溝内への貫通導電部材８ｂの形成は、例えば、プラズマＣＶＤ法等により下地導電薄膜を貫通孔または貫通溝内に形成し、その後、電気フィルドめっきにより、導電金属を析出させることにより行うことができる。これにより、ボイドのない貫通導電部材８ｂを得ることができる。尚、貫通導電部材８ｂの材質は、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｎｉ等の導電材料とすることができる。また、導電性ペーストを貫通孔内に充填することにより貫通導電部材８ｂを形成することもできる。このような貫通導電部材８ｂの位置、個数は特に制限はなく、適宜設定することができる。また、上記のように貫通導電部材８ｂが、透明基材２に形成した貫通溝に導電性材料を充填したものである場合、貫通導電部材８ｂは透明導電パターン層４の凹凸構造の外側を囲むように連続して存在するものであってもよい。
（第２の実施形態）
図４は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図４において、モールド１１は、透明基材１２と、この透明基材１２の一方の面１２ａに位置する透明導電ストッパー層１３と、この透明導電ストッパー層１３上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターン１５と、透明基材１２の他方の面１２ｂに位置する透明導電裏面層１７と、透明導電ストッパー層１３と透明導電裏面層１７とを電気的に接続する表裏接続部材１８と、を備えている。
モールド１１を構成する透明基材１２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
図４は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図４において、モールド１１は、透明基材１２と、この透明基材１２の一方の面１２ａに位置する透明導電ストッパー層１３と、この透明導電ストッパー層１３上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターン１５と、透明基材１２の他方の面１２ｂに位置する透明導電裏面層１７と、透明導電ストッパー層１３と透明導電裏面層１７とを電気的に接続する表裏接続部材１８と、を備えている。
モールド１１を構成する透明基材１２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
モールド１１を構成する透明導電ストッパー層１３は、透明導電パターン１５を形成する際のエッチング停止層の機能を発現する層である。このような透明導電ストッパー層１３の材質は、例えば、クロム（Ｃｒ）、珪素（Ｓｉ）、モリブデン（Ｍｏ）の酸化物、窒化物、および、モリブデンシリサイド（ＭｏＳｉ）等を挙げることができる。また、透明導電ストッパー層１３は、例えば、反応性スパッタリング法、イオンビームアシスト蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により形成することができ、金属に対する酸素や窒素の反応量を制御することにより、光透過率、光反射率、導電性を制御することができる。透明導電ストッパー層１３の厚みは、材質の導電性、光透過率に応じて適宜設定することができ、例えば、５〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。透明導電ストッパー層１３の厚みが５ｎｍ未満であると、エッチング停止層としての機能が不十分となることがあり、また、１００ｎｍを超えると、光透過率が不十分となることがある。
モールド１１を構成する透明導電パターン１５は、所望の凹凸構造をなすように透明導電ストッパー層１３上に位置するものであり、光インプリントにおいて被加工物に押し付けられる部位である。透明導電パターン１５が有する凹凸構造は、透明導電パターン１５からなる凸部と、透明導電ストッパー層１３が露出している部位からなる凹部とで構成されており、形成しようとするパターンの形状、寸法等に応じて適宜設定することができる。このような透明導電パターン１５の材質は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、クロム（Ｃｒ）系、珪素（Ｓｉ）系、モリブデン（Ｍｏ）系の金属酸化物（例えば、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化モリブデン等）、あるいは金属窒化物等を挙げることができる。透明導電パターン１５は、上記のような材質の薄膜を真空成膜法等により透明導電ストッパー層１３上に形成し、その後、薄膜上に所望のレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして、透明導電ストッパー層１３が露出するようにエッチングすることにより形成することができる。また、透明導電パターン１５の厚みは、形成目的のパターンから要求される凹凸構造の凹部の深さに応じて設定することができる。
モールド１１を構成する透明導電裏面層１７は、上述のモールド１を構成する透明導電裏面層７と同様とすることができる。
モールド１１を構成する表裏接続部材１８は、透明導電ストッパー層１３と透明導電裏面層１７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材１２の側部１２ｃに位置する側部導電部材１８ａであり、このような側部導電部材１８ａは、上述のモールド１を構成する側部導電部材８ａと同様とすることができる。
また、この表裏接続部材１８が、図５に示されるモールド１１′のように、透明基材１２を貫通している貫通導電部材１８ｂであってもよい。このモールド１１′を構成する貫通導電部材１８ｂは、上述のモールド１′を構成する貫通導電部材８ｂと同様とすることができる。
モールド１１を構成する表裏接続部材１８は、透明導電ストッパー層１３と透明導電裏面層１７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材１２の側部１２ｃに位置する側部導電部材１８ａであり、このような側部導電部材１８ａは、上述のモールド１を構成する側部導電部材８ａと同様とすることができる。
また、この表裏接続部材１８が、図５に示されるモールド１１′のように、透明基材１２を貫通している貫通導電部材１８ｂであってもよい。このモールド１１′を構成する貫通導電部材１８ｂは、上述のモールド１′を構成する貫通導電部材８ｂと同様とすることができる。
（第３の実施形態）
図６は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図６において、本発明のモールド２１は、透明基材２２と、この透明基材２２の一方の面２２ａに位置し所望の凹凸構造を有する透明導電パターン層２４と導電遮光層２６と、透明基材２２の他方の面２２ｂに位置する透明導電裏面層２７と、導電遮光層２６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続する表裏接続部材２８と、を備えている。そして、上記の導電遮光層２６は透明導電パターン層２４の周囲に位置している。
モールド２１を構成する透明基材２２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
図６は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図６において、本発明のモールド２１は、透明基材２２と、この透明基材２２の一方の面２２ａに位置し所望の凹凸構造を有する透明導電パターン層２４と導電遮光層２６と、透明基材２２の他方の面２２ｂに位置する透明導電裏面層２７と、導電遮光層２６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続する表裏接続部材２８と、を備えている。そして、上記の導電遮光層２６は透明導電パターン層２４の周囲に位置している。
モールド２１を構成する透明基材２２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
モールド２１を構成する透明導電パターン層２４は、透明基材２２の一方の面２２ａの全面に位置するものではなく、周囲に導電遮光層２６が存在している点を除いて、上述のモールド１を構成する透明導電パターン層４と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
モールド２１を構成する導電遮光層２６は、光インプリントにおける光照射で、被加工物の照射が不要な部位に光が照射されないようにするための層である。このような導電遮光層２６は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属、これらの酸化物、窒化物、導電性カーボン等の１種、または２種以上からなるものであってよい。導電遮光層２６の形成は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により行うことができる。導電遮光層２６の厚みは、材質の導電性、光透過率に応じて適宜設定することができ、例えば、５〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。導電遮光層２６の厚みが５ｎｍ未満であると、遮光性が不十分となることがあり、また、１００ｎｍを超えると、成膜コストが増大し好ましくない。
モールド２１を構成する導電遮光層２６は、光インプリントにおける光照射で、被加工物の照射が不要な部位に光が照射されないようにするための層である。このような導電遮光層２６は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、クロム（Ｃｒ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、亜鉛（Ｚｎ）等の金属、これらの酸化物、窒化物、導電性カーボン等の１種、または２種以上からなるものであってよい。導電遮光層２６の形成は、例えば、スパッタリング法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等の真空成膜法により行うことができる。導電遮光層２６の厚みは、材質の導電性、光透過率に応じて適宜設定することができ、例えば、５〜１００ｎｍ程度の範囲で設定することができる。導電遮光層２６の厚みが５ｎｍ未満であると、遮光性が不十分となることがあり、また、１００ｎｍを超えると、成膜コストが増大し好ましくない。
モールド２１を構成する透明導電裏面層２７は、上述のモールド１を構成する透明導電裏面層７と同様とすることができる。
モールド２１を構成する表裏接続部材２８は、導電遮光層２６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材２２の側部２２ｃに位置する側部導電部材２８ａであり、この側部導電部材２８ａは、上述のモールド１を構成する側部導電部材８ａと同様とすることができる。特に、このモールド２１では、上記のように、被加工物への不要な光照射を防止する目的で導電遮光層２６を備えており、この目的をより確実に達成するために、側部導電部材２８ａが遮光性を具備することが好ましい。この場合、上述の側部導電部材８ａにおいて遮光性を具備する場合と同様にして、側部導電部材２８ａを遮光性を具備するものとし、かつ、透明基材２２の側部２２ｃの全面に設けることができる。さらに、導電遮光層２６と側部導電部材２８ａを同一材料により構成し、同一成膜工程で形成してもよい。
モールド２１を構成する表裏接続部材２８は、導電遮光層２６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材２２の側部２２ｃに位置する側部導電部材２８ａであり、この側部導電部材２８ａは、上述のモールド１を構成する側部導電部材８ａと同様とすることができる。特に、このモールド２１では、上記のように、被加工物への不要な光照射を防止する目的で導電遮光層２６を備えており、この目的をより確実に達成するために、側部導電部材２８ａが遮光性を具備することが好ましい。この場合、上述の側部導電部材８ａにおいて遮光性を具備する場合と同様にして、側部導電部材２８ａを遮光性を具備するものとし、かつ、透明基材２２の側部２２ｃの全面に設けることができる。さらに、導電遮光層２６と側部導電部材２８ａを同一材料により構成し、同一成膜工程で形成してもよい。
また、この表裏接続部材２８が、図７に示されるモールド２１′のように、透明基材２２を貫通している貫通導電部材２８ｂであってもよい。このモールド２１′を構成する貫通導電部材２８ｂは、上述のモールド１′を構成する貫通導電部材８ｂと同様とすることができる。尚、このモールド２１′では、上記のように、被加工物の照射不要な部位への光照射を防止する目的で導電遮光層２６を備えており、この目的をより確実に達成するために、透明基材２２の側部２２ｃの全面に側部遮光層２９（図７では二点斜線で示している）を備えていてもよい。この側部遮光層２９は、遮光性を具備する場合の上記の側部導電部材２８ａと同様としてもよく、また、導電遮光層２６と透明導電裏面層２７との電気的接続は貫通導電部材２８ｂでなされているので、側部遮光層２９は導電性であってもよく、また電気絶縁性であってもよい。この場合、側部遮光層２９の材質としては、カラーフィルタのブラックマトリックスの形成に使用する公知の組成物を挙げることができ、例えば、特開２００９−１４５８８４号公報に記載されているブラックマトリックス形成用組成物を使用することができる。
（第４の実施形態）
図８は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図８において、モールド３１は、透明基材３２と、この透明基材３２の一方の面３２ａに位置する透明導電ストッパー層３３と導電遮光層３６と、透明導電ストッパー層３３上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターン３５と、透明基材３２の他方の面３２ｂに位置する透明導電裏面層３７と、導電遮光層３６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続する表裏接続部材３８と、を備えている。そして、上記の導電遮光層３６は透明導電ストッパー層３３の周囲に位置している。
モールド３１を構成する透明基材３２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
図８は、本発明の光インプリント用のモールドの他の実施形態を示す概略断面図である。図８において、モールド３１は、透明基材３２と、この透明基材３２の一方の面３２ａに位置する透明導電ストッパー層３３と導電遮光層３６と、透明導電ストッパー層３３上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターン３５と、透明基材３２の他方の面３２ｂに位置する透明導電裏面層３７と、導電遮光層３６と透明導電裏面層２７とを電気的に接続する表裏接続部材３８と、を備えている。そして、上記の導電遮光層３６は透明導電ストッパー層３３の周囲に位置している。
モールド３１を構成する透明基材３２は、上述のモールド１を構成する透明基材２と同様とすることができる。
モールド３１を構成する透明導電ストッパー層３３は、透明基材３２の一方の面３２ａの全面に位置するものではなく、周囲に導電遮光層３６が存在している点を除いて、上述のモールド１１を構成する透明導電ストッパー層１３と同様とすることができ、ここでの説明は省略する。
モールド３１を構成する導電遮光層３６は、光インプリントにおける光照射で、被加工物の照射が不要な部位に光が照射されないようにするための層である。このような導電遮光層３６は、上述のモールド２１を構成する導電遮光層２６と同様とすることができる。
モールド３１を構成する透明導電パターン３５は、上述のモールド１１を構成する透明導電パターン１５と同様とすることができる。
モールド３１を構成する導電遮光層３６は、光インプリントにおける光照射で、被加工物の照射が不要な部位に光が照射されないようにするための層である。このような導電遮光層３６は、上述のモールド２１を構成する導電遮光層２６と同様とすることができる。
モールド３１を構成する透明導電パターン３５は、上述のモールド１１を構成する透明導電パターン１５と同様とすることができる。
モールド３１を構成する表裏接続部材３８は、導電遮光層３６と透明導電裏面層３７とを電気的に接続するものであり、図示例では、透明基材３２の側部３２ｃに位置する側部導電部材３８ａであり、このような側部導電部材３８ａは、上述のモールド１を構成する側部導電部材８ａと同様とすることができる。特に、このモールド３１では、上記のように、被加工物の照射不要な部位への光照射を防止する目的で導電遮光層３６を備えており、この目的をより確実に達成するために、側部導電部材３８ａが遮光性を具備することが好ましい。この場合、上述の側部導電部材８ａにおいて遮光性を具備する場合と同様にして、側部導電部材３８ａを遮光性を具備するものとし、かつ、透明基材３２の側部３２ｃの全面に設けることができる。さらに、導電遮光層３６と側部導電部材３８ａを同一材料により構成し、同一成膜工程で形成してもよい。
また、この表裏接続部材３８が、図９に示されるモールド３１′のように、透明基材３２を貫通している貫通導電部材３８ｂであってもよい。このモールド３１′を構成する貫通導電部材３８ｂは、上述のモールド１′を構成する貫通導電部材８ｂと同様とすることができる。尚、このモールド３１′では、上記のように、被加工物への不要な光照射を防止する目的で導電遮光層３６を備えており、この目的をより確実に達成するために、透明基材３２の側部３２ｃを被覆するように側部遮光層３９（図９では二点斜線で示している）を備えていてもよい。このような側部遮光層３９は、上述のモールド２１′における側部遮光層２９と同様とすることができる。
上述のような本発明のモールド１，１′，１１，１１′，２１，２１′，３１，３１′は、表裏接続部材８，１８，２８，３８によって、透明導電裏面層７，１７，２７，３７と、これに対して透明基材２，１２，２２，３２を介して位置している透明導電パターン層４が、あるいは、透明導電ストッパー層１３が、あるいは、導電遮光層２６，３６が、電気的に接続されている。したがって、透明基材２，１２，２２，３２が電気絶縁性であっても、例えば、図１０に示すように、モールド１をＳＥＭ観察用のステージ４１に直接配置したときに、透明導電裏面層７を介して接地されることになる。これにより、ＳＥＭ観察の際の電子線照射によって透明導電パターン層４，２４や透明導電パターン１５，３５に電荷が蓄積することが防止される。したがって、接地を目的としてモールドを１枚ずつパレットに設置することが不要となり、ＳＥＭ観察の準備が大幅に短縮でき、検査工程のスループットが向上する。
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
［光インプリント方法］
本発明の光インプリント方法について、上述の本発明のモールド１を用いた場合を例として、図１１を参照して説明する。
本発明の光インプリント方法は、まず、本発明のモールド１を、透明導電裏面層７が静電チャック５１に当接するように装填し、静電チャック５１に所定電圧を与えてモールド１を保持する（図１１（Ａ））。また、被加工物６１として、図示例では、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英等の材質からなる基板６２上に、鉄、鉄合金、コバルト、コバルト合金等の磁性材料からなる磁性層６３を有し、この磁性層６３を被覆するように光硬化性樹脂層６４を備えた積層基板を準備する。
本発明の光インプリント方法について、上述の本発明のモールド１を用いた場合を例として、図１１を参照して説明する。
本発明の光インプリント方法は、まず、本発明のモールド１を、透明導電裏面層７が静電チャック５１に当接するように装填し、静電チャック５１に所定電圧を与えてモールド１を保持する（図１１（Ａ））。また、被加工物６１として、図示例では、アルミニウム、ガラス、シリコン、石英等の材質からなる基板６２上に、鉄、鉄合金、コバルト、コバルト合金等の磁性材料からなる磁性層６３を有し、この磁性層６３を被覆するように光硬化性樹脂層６４を備えた積層基板を準備する。
次いで、モールド１の透明導電パターン層４を被加工物６１の光硬化性樹脂層６４に押し当て、モールド１を介して光硬化性樹脂層６４に光を照射して硬化させる（図１１（Ｂ））。その後、モールド１を離型することにより、モールド１が有する凹凸構造が反転した凹凸構造を有する樹脂層６４′が得られる（図１１（Ｃ））。そして、上記の被加工物６１の例では、樹脂層６４′をマスクとして、磁性層６３をドライエッチングしてパターンを形成することができる（図１１（Ｄ））。
尚、ここでは、本発明の光インプリント方法を、上述の本発明のモールド１を用いた場合を例として説明したが、他の実施形態の本発明のモールドを使用する場合も同様である。
尚、ここでは、本発明の光インプリント方法を、上述の本発明のモールド１を用いた場合を例として説明したが、他の実施形態の本発明のモールドを使用する場合も同様である。
このような本発明の光インプリント方法では、本発明のモールドを、その透明導電裏面層が静電チャックに当接するように装填して保持するので、減圧あるいは真空環境下でもモールドを確実に保持でき、かつ、モールドに破損、変形等を生じることがない。したがって、モールドと樹脂層との間への気泡の閉じ込め防止を目的とした脱気を行う減圧あるいは真空環境下での光インプリントが可能となり、高精細なパターン形成を安定して行うことができる。
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれに限定されるものではない。
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
［実施例］
＜モールドの作製＞
下記のようにして、図８に示されるような本発明のモールドを作製した。
まず、厚み０．６２５ｍｍの合成石英ウエハ（直径１５０ｍｍ）を光インプリント用のモールドに用いる透明基材として準備した。
上記の透明基材の一方の面に、反応性スパッタリング法により酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜（厚み３０ｎｍ）を成膜して、透明導電裏面層とした。
この透明導電裏面層の光透過率は９５％であり、良好な透明性を具備していることを確認した。尚、光透過率の測定は、光透過率計（大塚電子（株）製 ＭＣＰＤ）を用いて行った。
また、透明導電裏面層の抵抗率は３．５×１０-4Ω・ｃｍであり、良好な導電性を具備していることを確認した。尚、抵抗率の測定は、抵抗率測定装置を用いて行った。
［実施例］
＜モールドの作製＞
下記のようにして、図８に示されるような本発明のモールドを作製した。
まず、厚み０．６２５ｍｍの合成石英ウエハ（直径１５０ｍｍ）を光インプリント用のモールドに用いる透明基材として準備した。
上記の透明基材の一方の面に、反応性スパッタリング法により酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）薄膜（厚み３０ｎｍ）を成膜して、透明導電裏面層とした。
この透明導電裏面層の光透過率は９５％であり、良好な透明性を具備していることを確認した。尚、光透過率の測定は、光透過率計（大塚電子（株）製 ＭＣＰＤ）を用いて行った。
また、透明導電裏面層の抵抗率は３．５×１０-4Ω・ｃｍであり、良好な導電性を具備していることを確認した。尚、抵抗率の測定は、抵抗率測定装置を用いて行った。
次いで、上記の透明基材の反対側の面に、反応性スパッタリング法によりモリブデンシリサイド（厚み５ｎｍ）を成膜して、透明導電ストッパー層とした。この透明導電ストッパー層について、上記と同様にして、光透過率と抵抗率を測定した結果、光透過率は８７％であり、また、抵抗率は２．２×１０-5Ω・ｃｍであり、良好な透明性と導電性を具備していることを確認した。
次に、透明導電ストッパー層上に市販の感光性レジストを塗布し、所望のマスクを介して露光し、現像して、透明導電ストッパー層の中央部に２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさでレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、周囲に露出している透明導電ストッパー層をドライエッチングして除去した。
次に、透明導電ストッパー層上に市販の感光性レジストを塗布し、所望のマスクを介して露光し、現像して、透明導電ストッパー層の中央部に２０ｍｍ×２０ｍｍの大きさでレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとして、周囲に露出している透明導電ストッパー層をドライエッチングして除去した。
次いで、このレジストパターンを残したまま、スパッタリング法でクロム薄膜（厚み１００ｎｍ）を形成し、その後、上記のレジストパターンを除去した。これにより、透明導電ストッパー層を囲むように透明基材上に導電遮光層を形成するとともに、透明基材の側部に表裏接続部材である側部導電部材を形成した。この導電遮光層および側部導電部材について、上記と同様にして、光透過率と抵抗率を測定した結果、光透過率は０．１％未満であり、また、抵抗率は５．０×１０-5Ω・ｃｍであり、良好な遮光性と導電性を具備していることを確認した。
次いで、所望のマスクを介したパターン真空成膜法により、透明導電ストッパー層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の透明導電膜（厚み１００ｎｍ）を成膜した。この透明導電膜について、上記と同様にして、光透過率と抵抗率を測定した結果、光透過率は８０％であり、また、抵抗率は３．５×１０-4Ω・ｃｍであり、良好な透明性と導電性を具備していることを確認した。
次いで、所望のマスクを介したパターン真空成膜法により、透明導電ストッパー層上に酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）の透明導電膜（厚み１００ｎｍ）を成膜した。この透明導電膜について、上記と同様にして、光透過率と抵抗率を測定した結果、光透過率は８０％であり、また、抵抗率は３．５×１０-4Ω・ｃｍであり、良好な透明性と導電性を具備していることを確認した。
次に、透明導電膜上に市販の感光性レジストを塗布し、電子線描画により露光、現像して、ピッチ１００ｎｍ、パターン幅５０ｎｍのＬＳパターンのレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとし、上記の透明導電ストッパー層をエッチング停止層として、透明導電膜を下記の条件でドライエッチングして、透明導電パターンを形成した。
（ドライエッチング条件）
・エッチングガス ： ＨＩ
・ガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
・チャンバー圧力 ： ６．５Ｐａ
・投入ＲＦ電力 ： １００Ｗ
これにより、図８に示されるような本発明のモールドを得た。
（ドライエッチング条件）
・エッチングガス ： ＨＩ
・ガス流量 ： ５０ｓｃｃｍ
・チャンバー圧力 ： ６．５Ｐａ
・投入ＲＦ電力 ： １００Ｗ
これにより、図８に示されるような本発明のモールドを得た。
＜モールドの検査＞
上記のモールドを、測長ＳＥＭのステージに配置し、ＳＥＭ観察を行った結果、明瞭な画像が得られ、上記の透明導電パターンの凹凸構造のピッチが１００ｎｍであり、使用したマスクの寸法を高い精度で再現したものであることが確認された。
＜静電チャックによる保持の確認＞
上記のモールドを、光インプリント装置の静電チャックに５００Ｖの電圧を与えてモールドを保持した。その後、チャンバーを１０Ｐａまで減圧したが、モールドは静電チャックに確実に保持されていた。
上記のモールドを、測長ＳＥＭのステージに配置し、ＳＥＭ観察を行った結果、明瞭な画像が得られ、上記の透明導電パターンの凹凸構造のピッチが１００ｎｍであり、使用したマスクの寸法を高い精度で再現したものであることが確認された。
＜静電チャックによる保持の確認＞
上記のモールドを、光インプリント装置の静電チャックに５００Ｖの電圧を与えてモールドを保持した。その後、チャンバーを１０Ｐａまで減圧したが、モールドは静電チャックに確実に保持されていた。
［比較例］
＜モールドの作製＞
実施例１と同様の合成石英ウエハを準備し、この合成石英ウエハ上に市販の感光性レジストを塗布し、電子線描画により露光、現像して、ピッチ１００ｎｍ、パターン幅５０ｎｍのＬＳパターンのレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとし、合成石英ウエハを下記の条件でドライエッチングして凹凸構造を形成してモールドを作製した。
（ドライエッチング条件）
・エッチングガス ： ＣＦ4
・ガス流量 ： １００ｓｃｃｍ
・チャンバー圧力 ： ３．０Ｐａ
・投入ＲＦ電力 ： ３００Ｗ
＜モールドの作製＞
実施例１と同様の合成石英ウエハを準備し、この合成石英ウエハ上に市販の感光性レジストを塗布し、電子線描画により露光、現像して、ピッチ１００ｎｍ、パターン幅５０ｎｍのＬＳパターンのレジストパターンを形成した。このレジストパターンをマスクとし、合成石英ウエハを下記の条件でドライエッチングして凹凸構造を形成してモールドを作製した。
（ドライエッチング条件）
・エッチングガス ： ＣＦ4
・ガス流量 ： １００ｓｃｃｍ
・チャンバー圧力 ： ３．０Ｐａ
・投入ＲＦ電力 ： ３００Ｗ
＜モールドの検査＞
上記のモールドについて、実施例１と同様にして、ＳＥＭ観察を行った結果、明瞭な画像が得られず、モールドの検査が行えなかった。
上記のモールドについて、実施例１と同様にして、ＳＥＭ観察を行った結果、明瞭な画像が得られず、モールドの検査が行えなかった。
光インプリント技術を用いた種々の微細加工、微細パターン形成等に利用可能である。
１，１′，１１，１１′，２１，２１′，３１，３１′…光インプリント用のモールド
２，１２，２２，３２…透明基材
１３，３３…透明導電ストッパー層
４，２４…透明導電パターン層
１５，３５…透明導電パターン
７，１７，２７，３７…透明導電裏面層
８，１８，２８，３８…表裏接続部材
８ａ，１８ａ，２８ａ，３８ａ…側部導電部材
８ｂ，１８ｂ，２８ｂ，３８ｂ…貫通導電部材
２６，３６…導電遮光層
２９，３９…側部遮光層
２，１２，２２，３２…透明基材
１３，３３…透明導電ストッパー層
４，２４…透明導電パターン層
１５，３５…透明導電パターン
７，１７，２７，３７…透明導電裏面層
８，１８，２８，３８…表裏接続部材
８ａ，１８ａ，２８ａ，３８ａ…側部導電部材
８ｂ，１８ｂ，２８ｂ，３８ｂ…貫通導電部材
２６，３６…導電遮光層
２９，３９…側部遮光層
Claims (3)
- 透明基材と、該透明基材の一方の面に位置する透明導電ストッパー層と導電遮光層と、該透明導電ストッパー層上に位置して所望の凹凸構造をなす透明導電パターンと、前記透明基材の他方の面に位置する透明導電裏面層と、前記導電遮光層と前記透明導電裏面層とを電気的に接続する表裏接続部材と、を備え、
前記導電遮光層は前記透明基材の同一面上において前記透明導電ストッパー層の周囲に位置して前記透明導電ストッパー層と重なることなく電気的に接続されており、
前記表裏接続部材は、前記透明基材の側部の全域を被覆するように位置する遮光性の側部導電部材であること、または、前記表裏接続部材は、前記透明基材を貫通している貫通導電部材であり、かつ、前記透明基材は、側部の全域を被覆するように側部遮光層を備えることを特徴とする光インプリント用のモールド。 - 前記透明基材の他方の面に位置する前記透明導電裏面層は、該面の全域を被覆することを特徴とする請求項１に記載の光インプリント用のモールド。
- 走査電子顕微鏡観察による検査において良好と判断された請求項１または請求項２に記載の光インプリント用のモールドを、前記透明導電裏面層が静電チャックに当接するように装填し、該静電チャックに所定電圧を与えて前記モールドを保持し、その後、前記透明導電パターン側を被加工物に押し当て、前記モールドを介して前記被加工物に光を照射して硬化させる工程を有することを特徴とする光インプリント方法。
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