JP7124585B2 - レプリカモールドの製造方法 - Google Patents

Description

本開示は、レプリカモールドの製造方法に関する。

微細加工技術として知られているナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなるインプリントモールドを用い、当該微細凹凸パターンを被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である。特に、半導体デバイスにおける配線パターン等のさらなる微細化等に伴い、その製造プロセス等においてナノインプリント技術が注目されている。

かかるナノインプリント技術において用いられる微細凹凸パターンを有するモールドは、例えば、電子線（ＥＢ）リソグラフィー等により製造することができる。このようにして製造されるモールドは、微細凹凸パターンの形状や寸法等が高精度のものである一方、製造コストが高くなってしまうとともに、所定回数の転写工程を経ると、被加工物（インプリント樹脂等）に形成される転写パターンに欠陥が生じてしまったり、モールドの微細凹凸パターンが損傷してしまったりすることがある。

このようにして転写パターンの欠陥やモールドの微細凹凸パターンの損傷が生じてしまった場合に、新たなモールドに交換するとなると、ナノインプリントプロセスを経て製造される製品のコストアップにつながってしまう。そのため、産業規模でナノインプリントプロセスを行う際には、一般に、上述のようにして電子線（ＥＢ）リソグラフィー等により製造されたモールドをマスターモールドとし、当該マスターモールドを用いたナノインプリントリソグラフィーにより作製したレプリカモールド等が用いられている。

上記レプリカモールドは、基材と、基材の表面から突出する凸構造部とを有するレプリカモールド用基板を準備し、当該レプリカモールド用基板の凸構造部の上面にマスターモールドの微細凹凸パターンを転写することにより製造される。レプリカモールド用基板の凸構造部の上面にマスターモールドの微細凹凸パターンを転写する際には、レプリカモールド用基板とマスターモールドとを高精度に位置合わせすることが重要となる。これらの位置合わせが高精度に行われることで、微細凹凸パターンの凸構造部の上面における位置精度を向上させることができる。

一般に、レプリカモールド用基板とマスターモールドとの位置合わせは、両者に設けられたアライメントマークを用いて行われる。両者を位置合わせするためのアライメントマークとして、従来、インプリントモールドの屈折率とは異なる屈折率を有する誘電体材料から形成されるアライメントマーク（特許文献１参照）、インプリント樹脂が充填され得ない深さの凹部を有する凹凸構造からなるアライメントマーク（特許文献２参照）、インプリントモールドと異なる材料からなり、撮像素子にて撮像可能なアライメントマーク（特許文献３参照）、モールドの非転写領域に形成され、転写領域を上面とするメサ構造の高さよりも低い構造体からなるアライメントマーク（特許文献４参照）等が知られている。

特開２０１１－９７０５１号公報 特開２０１１－２９６４２号公報 特開２００８－１００５０７号公報 特開２０１２－１３４３１９号公報

上記特許文献４に記載のインプリントモールドは、基板上のメサ構造３００の周辺に非転写領域を有し、当該非転写領域に凸状の構造体からなるアライメントマーク４００が形成されている。このインプリントモールドの作製にあたっては、アライメントマーク２５０が設けられているマスターモールド２００と、メサ構造３００を有し、非転写領域にアライメントマーク４００が形成されているレプリカモールド用基板１００とを準備し、マスターモールド２００の裏面側から撮像素子７００等を用いて両アライメントマーク４００，２５０を観察することで、マスターモールド２００とレプリカモールド用基板１００との位置合わせを高い精度で行うことができる（図１３参照）。

近年、ナノインプリント技術を用いて製造される製品におけるパターンの微細化、パターン層の多層化等に伴い、レプリカモールド用基板１００のメサ構造３００の上面に形成される微細凹凸パターンの当該上面における位置精度をさらに向上させることが要求されている。当該微細凹凸パターンの位置精度をさらに向上させるためには、マスターモールド２００とレプリカモールド用基板１００との位置合わせ時に、マスターモールド２００のアライメントマーク２５０とレプリカモールド用基板１００のアライメントマーク４００とをより近接させた状態で観察するのが望ましい。

しかしながら、特許文献４に記載のインプリントモールドを作製するためのレプリカモールド用基板１００においては、メサ構造３００から一段下がった非転写領域にメサ構造３００よりも低いアライメントマーク４００が形成されているため、マスターモールド２００のアライメントマーク２５０との間の距離を縮めることが物理的に困難であるという問題がある。

上記課題に鑑みて、本開示は、マスターモールドとレプリカモールド用基板との位置合わせを高精度に行うことができ、極めて高い位置精度で凹凸パターンを形成可能なレプリカモールドの製造方法を提供することを一目的とする。

上記課題を解決するために、本開示の一実施形態として、マスターモールドの凹凸パターンをレプリカモールド用基板に転写することで転写パターンを有するレプリカモールドを製造する方法であって、前記レプリカモールド用基板は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面から突出する凸構造部と、前記透明基材の第１面から突出し、前記透明基材の前記第１面側からの平面視において前記凸構造部の周囲に位置するアライメント構造部とを備え、前記マスターモールドは、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面に形成されてなる前記凹凸パターン及びその周囲であって、前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部に相対する位置に形成されてなるアライメントマークとを備えており、前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部上にインプリント樹脂を供給するインプリント樹脂供給工程と、前記マスターモールドの前記アライメントマーク及び前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部を近接させて、前記マスターモールド及び前記レプリカモールド用基板の位置合わせをするアライメント工程と、前記マスターモールドの凹凸パターンを前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部上に供給された前記インプリント樹脂に接触させることで、前記マスターモールドの凹凸パターン及び前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部の間に前記インプリント樹脂を展開させる転写工程と、前記マスターモールドの凹凸パターン及び前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部の間に展開させた前記インプリント樹脂を硬化させる硬化工程と、硬化した前記インプリント樹脂から前記マスターモールドを引き離す離型工程と、前記離型工程後、前記硬化したインプリント樹脂をマスクとして前記レプリカモールド用基板をエッチングすることで、前記凸構造部上に前記転写パターンを形成する第１エッチング工程と、前記第１エッチング工程後、前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部の上面部が前記透明基材の前記第１面と実質的に面一となるように前記アライメント構造部をエッチングする第２エッチング工程とを含むレプリカモールドの製造方法が提供される。

前記レプリカモールド用基板における前記アライメント構造部の突出高さは、前記凸構造部の突出高さ以下であればよく、前記アライメント構造部の突出高さと前記凸構造部の突出高さとの差分は、撮像素子の焦点深度以下であり、前記アライメント工程において、互いに対向する前記アライメント構造部と前記マスターモールドの前記アライメントマークとを前記撮像素子により撮像しながら前記マスターモールド及び前記レプリカモールド用基板の位置合わせをすることができる。

前記アライメント構造部の上面部には、前記マスターモールドの前記アライメントマークに相対するようにアライメントマークが形成されていればよい。

本開示によれば、マスターモールドとレプリカモールド用基板との位置合わせを高精度に行うことができ、極めて高い位置精度で凹凸パターンを形成可能なレプリカモールドの製造方法を提供することができる。

図１は、本開示の一実施形態におけるレプリカモールド用基板の概略構成を示す平面図である。 図２は、本開示の一実施形態におけるレプリカモールド用基板の概略構成を示す、図１におけるＡ－Ａ線切断端面図である。 図３は、本開示の一実施形態におけるレプリカモールド用基板の凸構造部及びアライメント構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図４は、本開示の一実施形態におけるマスターモールドの概略構成を示す切断端面図である。 図５（Ａ）～（Ｄ）は、本開示の一実施形態に係るレプリカモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図６（Ａ）～（Ｄ）は、本開示の一実施形態に係るレプリカモールドの製造方法の各工程であって、図５に続く各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図７は、本開示の一実施形態におけるレプリカモールドの凸構造部及びアライメント構造部の近傍の概略構成を示す切断端面図である。 図８（Ａ）～（Ｄ）は、本開示の一実施形態に係るレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図９（Ａ）～（Ｄ）は、本開示の一実施形態に係るレプリカモールド用基板の製造方法の各工程であって、図８に続く各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１０（Ａ）～（Ｃ）は、本開示の他の実施形態におけるレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１１（Ａ）～（Ｅ）は、本開示の他の実施形態におけるレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１２は、本開示の他の実施形態におけるレプリカモールド用基板及びマスターモールドの概略構成を示す切断端面図である。 図１３は、従来のマスターモールド及びレプリカモールド用基板を用いた位置合わせ方法を概略的に示す切断端面図である。

本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
当該図面においては、理解を容易にするために、各部の形状、縮尺、縦横の寸法比等を、実物から変更したり、誇張したりして示している場合がある。本明細書等において「～」を用いて表される数値範囲は、「～」の前後に記載される数値のそれぞれを下限値及び上限値として含む範囲であることを意味する。本明細書等において、「フィルム」、「シート」、「板」等の用語は、呼称の相違に基づいて相互に区別されない。例えば、「板」は、「シート」、「フィルム」と一般に呼ばれ得るような部材をも含む概念である。

本実施形態に係るレプリカモールドの製造方法においては、マスターモールド２０の凹凸パターン２２をレプリカモールド用基板１０に転写することによりレプリカモールド１が製造される。そこで、レプリカモールドの製造方法を説明にするにあたり、レプリカモールド用基板１０及びマスターモールド２０の構成について説明する。

〔レプリカモールド用基板〕
図１は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板の概略構成を示す平面図であり、図２は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板の概略構成を示す、図１におけるＡ－Ａ線切断端面図であり、図３は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板の凸構造部及びアライメント構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態におけるレプリカモールド用基板１０は、第１面１１Ａ及び当該第１面１１Ａに対向する第２面１１Ｂを有するレプリカ用透明基材１１と、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２と、第１面１１Ａから突出する複数（図示例においては４つ）のアライメント構造部１３と、第２面１１Ｂ側に形成されている窪み部１４とを備える。

レプリカ用透明基材１１としては、レプリカモールド用として一般的に用いられる基板、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。なお、本実施形態において「透明」とは、インプリント樹脂を硬化させ得る波長の光を透過可能であることを意味し、波長１５０ｎｍ～４００ｎｍの光線の透過率が６０％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。

レプリカ用透明基材１１の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。レプリカ用透明基材１１が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、レプリカ用透明基材１１の平面視形状は略矩形状である。

レプリカ用透明基材１１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、レプリカ用透明基材１１が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、レプリカ用透明基材１１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、レプリカ用透明基材１１の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ～１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａから突出する凸構造部１２は、平面視においてレプリカ用透明基材１１の略中央に設けられている。凸構造部１２の平面視における形状は、略矩形状である。凸構造部１２の大きさは、レプリカモールド用基板１０を用いたインプリント処理を経て製造される製品等に応じて適宜設定されるものであり、例えば、３０ｍｍ×２５ｍｍ程度に設定される。

凸構造部１２の突出高さＴ₁₂（レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａと凸構造部１２の上面部１２Ａとの間におけるレプリカ用透明基材１１の厚み方向に沿った長さ）は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板１０及びそれから作製されるレプリカモールド１（図６（Ｄ）参照）が凸構造部１２を備える目的を果たし得る限り、特に制限されるものではなく、例えば、１０μｍ～１００μｍ程度に設定され得る。

凸構造部１２の上面部１２Ａには、ハードマスク層（図示省略）が形成されていてもよい。ハードマスク層を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。

レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａから突出するアライメント構造部１３は、凸構造部１２の周囲に設けられている。本実施形態において、アライメント構造部１３は、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａの４つの角部のそれぞれの近傍に設けられているが、この態様に限定されるものではない。アライメント構造部１３は、マスターモールド２０との位置合わせが可能である限りにおいて、例えば、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａの対角に位置する２つの角部のそれぞれの近傍に設けられていてもよいし、第１面１１Ａの任意に選択される３つの角部のそれぞれの近傍に設けられていてもよい。また、アライメント構造部１３は、平面視略方形状の第１面１１Ａにおいて対向する２辺のそれぞれに沿って設けられていてもよい。アライメント構造部１３は、マスターモールド２０との位置合わせに用いられるものであるため、マスターモールド２０のアライメントマーク２５と相対する位置に設けられていればよい。

アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃（レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａと凸構造部１２の上面部１２Ａとの間におけるレプリカ用透明基材１１の厚み方向に沿った長さ）は、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂以下であればよい。アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃が凸構造部１２の突出高さＴ₁₂より高いと、マスターモールド２０の凹凸パターン２２を凸構造部１２の上面部１２Ａに転写する際に、マスターモールド２０とアライメント構造部１３とが接触してしまうおそれがある。

凸構造部１２の突出高さＴ₁₂とアライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃との差分ΔＴは、マスターモールド２０とレプリカモールド用基板１０との位置合わせ時に使用される撮像素子４０（図５（Ｂ）参照）の焦点深度以下であればよい。マスターモールド２０とレプリカモールド用基板１０との位置合わせは、レプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａに供給されたインプリント樹脂３０（図５（Ａ）参照）にマスターモールド２０の凹凸パターン２２を接触させた状態で行われるが、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂及びアライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃の差分ΔＴが焦点深度を超えてしまうと、マスターモールド２０とレプリカモールド用基板１０とのアライメント時に撮像素子４０にて両者のアライメントマーク１５，２５を同時に認識することができず、位置合わせの精度が低下してしまうおそれがある。例えば、上記差分ΔＴは、０μｍ～５μｍ程度であればよく、０μｍ～１μｍ程度であるのが好ましい。

アライメント構造部１３の上面部１３Ａには、凹状のアライメントマーク１５が設けられている。当該アライメントマーク１５の形状（平面視形状）は、マスターモールド２０のアライメントマーク２５の形状に応じて適宜設定されればよく、例えば、略方形状、略十字状、略ロの字状等が挙げられる。

アライメントマーク１５の寸法は、当該アライメントマーク１５を撮像素子４０（図５（Ｂ）参照）等により認識可能な程度の寸法であればよい。例えば、アライメントマーク１５の平面視形状が略正方形状である場合、その一辺の長さは、１μｍ～１００μｍ程度であればよい。

レプリカ用透明基材１１の第２面１１Ｂには、所定の大きさの窪み部１４が形成されている。窪み部１４が形成されていることで、本実施形態に係るレプリカモールド用基板１から作製されるレプリカモールド１（図６（Ｄ）参照）を用いたインプリント処理時、特にインプリント樹脂との接触時やレプリカモールド１の剥離時に、レプリカ用透明基材１１、特に凸構造部１２の上面部１２Ａを湾曲させることができる。その結果、凸構造部１２の上面部１２Ａとインプリント樹脂とを接触させるときに、凸構造部１２の上面部１２Ａに形成されている凹凸パターン２とインプリント樹脂との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂に凹凸パターン２が転写され、形成されたレジストパターンからレプリカモールド１を容易に剥離することができる。

窪み部１４の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凸構造部１２の上面部１２Ａとインプリント樹脂とを接触させるときやインプリント樹脂からレプリカモールド１を剥離するときに、レプリカモールド１の凸構造部１２の上面部１２Ａを、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。

窪み部１４の平面視における大きさは、窪み部１４をレプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａ側に投影した投影領域内に、凸構造部１２が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域が凸構造部１２を包摂不可能な大きさであると、レプリカモールド１の凸構造部１２の上面部１２Ａの全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。

〔マスターモールド〕
次に、本実施形態におけるマスターモールドについて説明する。図４は、本実施形態におけるマスターモールドの概略構成を示す切断端面図である。

本実施形態におけるマスターモールド２０は、第１面２１Ａ及び第１面２１Ａに対向する第２面２１Ｂを有するマスター用透明基材２１と、マスター用透明基材２１の第１面２１Ａ上のパターン領域２１１に設けられてなる凹凸パターン２２と、マスター用透明基材２１の第１面２１Ａ上のパターン領域２１１の周囲を取り囲む非パターン領域２１２に設けられてなるアライメントマーク２５とを有する。マスターモールド２０は、上述したレプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａに、凹凸パターン２２を転写してなる転写パターン（凹凸パターン）２を形成し、レプリカモールド１（図６（Ｄ）参照）を製造するために用いられるものである。

マスター用透明基材２１としては、インプリントモールド用基板として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いてもよい。

マスター用透明基材２１の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。マスター用透明基材２１が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、マスター用透明基材２１の平面視形状は略矩形状である。

マスター用透明基材２１の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、マスター用透明基材２１が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、マスター用透明基材２１の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、マスター用透明基材２１の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ～１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

凹凸パターン２２の形状、寸法等は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板１０から製造されるレプリカモールド１（レプリカモールド１を用いて製造される製品）等にて要求される形状、寸法等に応じて適宜設定され得る。例えば、凹凸パターン２２の形状としては、ラインアンドスペース状、ピラー状、ホール状、格子状等が挙げられる。また、凹凸パターン２２の寸法は、例えば、１０ｎｍ～２００ｎｍ程度に設定され得る。

アライメントマーク２５は、第１面２１Ａ上における非パターン領域２１２内に形成されてなる凹状構造により構成される。アライメントマーク２５は、レプリカモールド用基板１０のアライメント構造部１３に相対する位置に設けられている

アライメントマーク２５を構成する凹状構造の平面視における形状としては、レプリカモールド用基板１０のアライメントマーク１５の形状に対応するように適宜設定され得る。アライメントマーク１５の平面視形状が略方形状又は略十字状である場合、例えば、アライメントマーク２５を構成する凹状構造の平面視形状は、略方形状又は略十字状のアライメントマーク１５を物理的に包含可能な略ロの字状であればよい。また、アライメントマーク１５の平面視形状が略ロの字状である場合、例えば、アライメントマーク２５を構成する凹状構造の平面視形状は、略ロの字状のアライメントマーク１５に物理的に包含され得るような略十字状、略方形状等であればよい。

マスター用透明基材２１の第２面２１Ｂには、所定の大きさの窪み部２４が形成されている。窪み部２４が形成されていることで、マスターモールド２０を用いたレプリカモールド用基板１０に対するインプリント処理によりレプリカモールド１（図６（Ｄ）参照）を作製する際に、特にインプリント樹脂との接触時やマスターモールド２０の剥離時に、マスター用透明基材２１、特に凹凸パターン２２が設けられているパターン領域２１１を湾曲させることができる。その結果、凹凸パターン２２とインプリント樹脂とを接触させるときに、凹凸パターン２２とインプリント樹脂との間に気体が挟みこまれてしまうのを抑制することができ、また、インプリント樹脂に凹凸パターン２２が転写されてなるレジストパターンからマスターモールド２０を容易に剥離することができる。

窪み部２４の平面視形状は、略円形状であるのが好ましい。略円形状であることで、インプリント処理時、特に凹凸パターン２２とインプリント樹脂とを接触させるときやインプリント樹脂からマスターモールド２０を剥離するときに、マスターモールド２０のパターン領域２１１を、その面内において実質的に均一に湾曲させることができる。

窪み部２４の平面視における大きさは、窪み部２４をマスター用透明基材２１の第１面２１Ａ側に投影した投影領域内に、パターン領域２１１（凹凸パターン２２）が包摂される程度の大きさである限り、特に制限されるものではない。当該投影領域がパターン領域２１１（凹凸パターン２２）を包摂不可能な大きさであると、マスターモールド２０のパターン領域２１１の全面を効果的に湾曲させることができないおそれがある。

〔レプリカモールドの製造方法〕
続いて、上述した構成を有するマスターモールド２０及びレプリカモールド用基板１０を用いた本実施形態に係るレプリカモールドの製造方法について説明する。図５及び図６は、本実施形態に係るレプリカモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、上記構成を有するマスターモールド２０と、凸構造部１２の上面部１２Ａにハードマスク層１６が形成されてなるレプリカモールド用基板１０を準備し、レプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａにインプリント樹脂３０を供給する（図５（Ａ）参照）。

インプリント樹脂３０（レジスト材料）としては、特に限定されるものではなく、インプリント処理に一般的に用いられる樹脂材料（例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等）を用いることができる。インプリント樹脂３０には、マスターモールド２０を容易に引き離すための離型剤、レプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａ（ハードマスク層１６）への密着性を向上させるための密着剤等が含まれていてもよい。

凸構造部１２の上面部１２Ａに対するインプリント樹脂３０の供給量は、マスターモールド２０の凹凸パターン２２にインプリント樹脂３０が完全に充填され得る量であればよい。

次に、凸構造部１２の上面部１２Ａに供給されたインプリント樹脂３０に、マスターモールド２０の第１面２１Ａに形成されている凹凸パターン２２を接触させ、マスターモールド２０の第１面２１Ａとレプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａとの間にインプリント樹脂３０を展開させ、凹凸パターン２２にインプリント樹脂３０を充填させる（図５（Ｂ）参照）。その状態（インプリント樹脂３０が未硬化の状態）において、マスターモールド２０のアライメントマーク２５とレプリカモールド用基板１０のアライメントマーク１５とを撮像素子４０等により観察することで、マスターモールド２０とレプリカモールド用基板１０との位置合わせを行う。

本実施形態においては、アライメント構造部１３の上面部１３Ａに形成されているアライメントマーク１５とマスターモールド２０のアライメントマーク２５とを極めて近接させた状態で撮像素子４０等により観察することができるため、アライメントマーク１５及びアライメントマーク２５を容易に認識することができ、両者の位置合わせを高い精度で行うことができる。

両者の位置合わせが完了した後に、インプリント樹脂３０に光を照射して硬化させ、その後、マスターモールド２０を離型させる。これにより、レプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａに、凹凸パターン２２が転写されてなるレジストパターン３１が形成される（図５（Ｃ）参照）。

続いて、レジストパターン３１の残膜を除去し（図５（Ｄ）参照）、当該レジストパターン３１をマスクとして用い、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いるドライエッチング処理によりレプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の上面部１２Ａに形成されているハードマスク層１６をエッチングして、ハードマスクパターン１７を形成する（図６（Ａ）参照）。

そして、ハードマスクパターン１７をマスクとしてレプリカモールド用基板１０にドライエッチング処理を施し、凸構造部１２の上面部１２Ａに凹凸パターン２を形成する（図６（Ｂ）参照）。

その後、凸構造部１２の上面部１２Ａに残存するハードマスクパターン１７を除去し、アライメント構造部１３を露出させるように、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａを被覆するレジストパターン５１を形成する（図６（Ｃ）参照）。レジストパターン５１は、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａを被覆するレジスト層を形成した後、アライメント構造部１３のみを露出させるようにしてレジスト層に露光・現像処理を施すことにより形成され得る。そして、レジストパターン５１をマスクとしてレプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａにドライエッチング処理又はウェットエッチング処理を施すことによりアライメント構造部１３を除去することにより、レプリカモールド１が製造される（図６（Ｄ）参照）。レプリカ用透明基材１１のドライエッチング処理（凹凸パターン２を形成するためのドライエッチング処理（図６（Ｂ）参照）及びアライメント構造部１３を除去するためのドライエッチング処理（図６（Ｄ）参照））は、当該レプリカ用透明基材１１の構成材料の種類に応じて適宜エッチングガスを選択して行なわれ得る。エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス等を用いることができる。また、レプリカ用透明基材１１のウェットエッチング処理（アライメント構造部１３を除去するためのウェットエッチング処理（図６（Ｄ）参照））においては、フッ酸等がエッチング液として用いられ得る。

上記アライメント構造部１３の除去は、レプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａが略面一となるまで行われてもよいが、少なくともアライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃がドライエッチング処理前又はウェットエッチング処理前よりも低くなるように当該アライメント構造部１３がエッチングされればよい。好ましくは、アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃が、レプリカモールド１を用いてシリコンウェハ等の被転写基板上の複数箇所の転写領域に対して連続して（ステップアンドリピートにより）インプリント処理を行う場合において、当該被転写基板上の一の転写領域に既に凹凸パターン２が転写され、レジストパターンが形成されており、その転写領域に隣接する転写領域にインプリント処理を行うときに、当該レジストパターンにアライメント構造部１３が干渉しない（接触しない）高さとなるように、上記アライメント構造部１３がエッチングされて除去される。より好ましくは、レプリカモールド１の側面視において、凸構造部１２の外縁部とレプリカモールド１の第１面１１Ａの外縁部とを結ぶ線分Ｌよりもアライメント構造部１３の上面部１３Ａが第１面１１Ａ側に位置するように（図７参照）、当該アライメント構造部１３がエッチングされて除去される。この場合、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂及びアライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃の差分ΔＴは、アライメント構造部１３を凸構造部１２に近接させるほどに小さくなる。一方、アライメント構造部１３と凸構造部１２とが完全に接触していると、又はアライメント構造部１３と凸構造部１２とが近接しすぎていると、インプリント樹脂３０にマスターモールド２０の凹凸パターン２２を接触させ（図５（Ｂ）参照）、インプリント樹脂３０が凸構造部１２の上面部１２Ａから溢れ出てしまったときに、当該インプリント樹脂３０がアライメントマーク１５に流入してしまうことがある。その結果、マスター用透明基材２１、レプリカ用透明基材１１及びインプリント樹脂３０の屈折率が整合することで、アライメントマーク１５，２５を撮像素子４０（図５（Ｂ）参照）により認識することが困難となるおそれがある。したがって、凸構造部１２とアライメント構造部１３とは、１０μｍ以上離間して配置されるのが好ましい。

例えば、レプリカモールド用基板１０が、大きさ１５２ｍｍ×１５２ｍｍの石英ガラス基板をレプリカ用透明基材１１とし、大きさが３０ｍｍ×２５ｍｍ程度であり、突出高さＴ₁₂が３０μｍの凸構造部１２をレプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａの中心に位置するものである場合を想定する。また、マスターモールド２０の凹凸パターン２２の深さを６０nmとする。平面視上で４０μｍ×４０μｍ程度のアライメント構造部１３を、凸構造部１２の各々の辺から６０μｍの距離に位置させる場合、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂とアライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃との差分ΔＴは、１１０ｎｍ以上であればよく、アライメント構造部１３を凸構造部１２の各辺から２００μｍの距離に位置させる場合、差分ΔＴは１８０ｎｍ以上であればよい。

すなわち、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂、凸構造部１２の外縁部とレプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａの外縁部との距離Ｄ１、アライメント構造部１３の外縁部とレプリカ用透明基材１１の第１面１１Ａの外縁部との距離Ｄ２、マスターモールド２０の凹凸パターン２２の深さＤ３との関係において、差分ΔＴは下記式に示される範囲であるのが好ましい。
ΔＴ≧Ｔ₁₂(１－(Ｄ２／Ｄ１))＋Ｄ３

本実施形態におけるレプリカモールドの製造方法においては、レプリカモールド用基板１０のアライメントマーク１５とマスターモールド２０のアライメントマーク２５とを極めて近接させた状態で両者の位置合わせをすることができるため、両者の位置合わせを高精度に行うことができ、その結果、極めて高い位置精度で凹凸パターン２を形成することができる。

〔レプリカモールド用基板の製造方法〕
上述したレプリカモールド用基板を製造する方法について説明する。図８及び図９は、本実施形態におけるレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、第１面１１Ａ’及び当該第１面１１Ａ’に対向する第２面１１Ｂ’を有し、第１面１１Ａ’上にハードマスク層５０’が形成されており、第２面１１Ｂ’側に窪み部１４’が形成されている透明基材１１’を準備し、アライメントマーク１５に対応する開口部を有するレジストパターン６０’をハードマスク層５０’上に形成する（図８（Ａ）参照）。

透明基材１１’としては、レプリカモールド用基板として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。

透明基材１１’の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状等が挙げられる。透明基材１１’が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、透明基材１１’の平面視形状は略矩形状である。

透明基材１１’の大きさ（平面視における大きさ）も特に限定されるものではないが、透明基材１１’が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、透明基材１１’の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、透明基材１１’の厚さは、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ～１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

ハードマスク層５０’を構成する材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等が挙げられ、これらのうちの１種を単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。

ハードマスク層５０’は、後述する工程でアライメントマーク１５、並びに凸構造部１２及びアライメント構造部１３を形成するためのハードマスクパターン５１’を構成するものである。そのため、ハードマスク層５０’の厚さは、透明基材１１’を構成する材料に応じたエッチング選択比や、レプリカモールド用基板１０におけるアライメントマーク１５の深さ、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂等を考慮した上で適宜設定される。例えば、ハードマスク層５０’の厚さは、１０ｎｍ～１００ｎｍ程度の範囲内で適宜設定され得る。

透明基材１１’の第１面１１Ａ’にハードマスク層５０’を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スパッタリング、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）等の公知の成膜方法が挙げられる。

レジストパターン６０’は、透明基材１１’の第１面１１Ａ’上のハードマスク層５０’を覆うようにしてスピンコート法等によりレジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の開口を有するフォトマスク（図示省略）を介した露光処理及び現像処理を施すことで形成され得る。

レジスト層を構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ネガ型又はポジ型の感光性材料等を用いることができるが、ポジ型の感光性材料を用いるのが好ましい。レジスト層の膜厚は、特に限定されるものではなく、ハードマスク層５０’の構成材料に応じた選択比やハードマスク層５０’の膜厚等を考慮した上で適宜設定され得る。

次に、レジストパターン６０’をエッチングマスクとし、開口部から露出するハードマスク層５０’を、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いてドライエッチングし、残存するレジストパターン６０’を除去する。これにより、アライメントマーク１５に対応する開口部を有するハードマスクパターン５１’が形成される（図８（Ｂ）参照）。

続いて、ハードマスクパターン５１’をエッチングマスクとして、ハードマスクパターン５１’の開口部から露出する透明基材１１’をドライエッチングして、アライメントマーク１５を形成する（図８（Ｃ）参照）。透明基材１１’のドライエッチング処理は、当該透明基材１１’の構成材料の種類に応じて適宜エッチングガスを選択して行なわれ得る。エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス等を用いることができる。

次に、凸構造部１２及びアライメント構造部１３に対応するレジストパターン６１’をハードマスクパターン５１’上に形成する（図８（Ｄ）参照）。レジストパターン６１’は、透明基材１１’の第１面１１Ａ’上のハードマスクパターン５１’及びアライメントマーク１５を覆うようにしてスピンコート法等によりレジスト層を形成し、当該レジスト層に所定の開口を有するフォトマスク（図示省略）を介した露光処理及び現像処理を施すことで形成され得る。レジスト層を構成する材料は、特に限定されるものではなく、例えば、ネガ型又はポジ型の感光性材料等を用いることができるが、ポジ型の感光性材料を用いるのが好ましい。レジスト層の膜厚は、特に限定されるものではなく、ハードマスクパターン５１’の構成材料に応じた選択比やハードマスクパターン５１’の膜厚等を考慮した上で適宜設定され得る。

レジストパターン６１’をエッチングマスクとして、レジストパターン６１’の開口部から露出するハードマスクパターン５１’を、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いてドライエッチングして、ハードマスクパターン５２’を形成する（図９（Ａ）参照）。

続いて、ハードマスクパターン５２’をエッチングマスクとして、ハードマスクパターン５２’の開口部から露出する透明基材１１’をドライエッチング又はウェットエッチングして、凸構造部１２及びアライメント構造部１３を形成する（図９（Ｂ）参照）。透明基材１１’のドライエッチング処理は、当該透明基材１１’の構成材料の種類に応じてエッチングガスを適宜選択して行なわれ得る。エッチングガスとしては、例えば、フッ素系ガス等を用いることができる。また、透明基材１１’のウェットエッチング処理は、当該透明基材１１’の構成材料の種類に応じたエッチング液を適宜選択して行なわれ得る。エッチング液としては、例えば、フッ酸等を用いることができる。

上記のようにして形成されるアライメント構造部１３は、凸構造部１２と実質的に同一の突出高さを有するため、アライメント構造部１３の突出高さを凸構造部１２の突出高さよりも低くする必要がある。そのため、ハードマスクパターン５２’を除去した後、アライメント構造部１３のみを露出させるようにしてレジストパターン６２’を形成し（図９（Ｃ）参照）、当該レジストパターン６２’をエッチングマスクとして、レジストパターン６２’の開口部から露出するアライメント構造部１３をドライエッチングする。これにより、アライメント構造部１３の突出高さを低くすることができ（図９（Ｄ）参照）、本実施形態に係るレプリカモールド用基板１０が製造される。

上述した製造方法においては、アライメントマーク１５を形成した後に、アライメント構造部１３を形成しているが、この態様に限定されるものではなく、凸構造部１２、アライメント構造部１３及びアライメントマーク１５を同一の工程で形成してもよい。図１０は、本開示の他の実施形態におけるレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、図８及び図９に示される構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

まず、凸構造部１２、アライメント構造部１３及びアライメントマーク１５に対応するレジストパターン６３’をハードマスク層５０’上に形成する（図１０（Ａ）参照）。次に、レジストパターン６３’をエッチングマスクとして、レジストパターン６３’の開口部から露出するハードマスク層５０’を、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いてドライエッチングして、ハードマスクパターン５３’を形成する（図１０（Ｂ）参照）。

続いて、ハードマスクパターン５３’をエッチングマスクとして、ハードマスクパターン５３’の開口部から露出する透明基材１１’をドライエッチング又はウェットエッチングすることで、凸構造部１２、アライメント構造部１３及びアライメントマーク１５を形成する（図１０（Ｃ）参照）。

上記のようにして形成されるアライメント構造部１３は、凸構造部１２と実質的に同一の突出高さを有するため、アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃を凸構造部１２の突出高さＴ₁₂よりも低くするのが好ましい。そのために、ハードマスクパターン５３’を除去した後、アライメント構造部１３のみを露出させるようにしてレジストパターン６２’を形成し（図９（Ｃ）参照）、当該レジストパターン６２’をエッチングマスクとして、レジストパターン６２’の開口部から露出するアライメント構造部１３をドライエッチングする。これにより、アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃を低くすることができ（図９（Ｄ）参照）、本実施形態に係るレプリカモールド用基板１０が製造される。

また、凸構造部１２がウェットエッチングにより形成される場合、凸構造部１２を形成するのと同時に、突出高さ_T13が凸構造部１２よりも低いアライメント構造部１３及びアライメントマーク１５を形成してもよい。図１１は、本開示の他の実施形態におけるレプリカモールド用基板の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、図８～図１０に示される構成要素と同様の構成要素については、同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

まず、凸構造部１２に対応するレジストパターン６３１’、並びにアライメント構造部１３及びアライメントマーク１５に対応するレジストパターン６３２’をハードマスク層５０’上に形成する（図１１（Ａ）参照）。次に、レジストパターン６３１’，６３２’をエッチングマスクとして、レジストパターン６３１’，６３２’の開口部から露出するハードマスク層５０’を、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いてドライエッチングして、凸構造部１２に対応するハードマスクパターン５３１’、並びにアライメント構造部１３及びアライメントマーク１５に対応するハードマスクパターン５３２’を形成する（図１１（Ｂ）参照）。

後述するように、ハードマスクパターン５３１’，５３２’をマスクとしたウェットエッチングにより凸構造部１２、アライメント構造部１３及びアライメントマーク１５が形成されるが、アライメント構造部１３及びアライメントマーク１５に対応するハードマスクパターン５３２’は、ウェットエッチング処理の途中に剥がれ落ちる。それにより、アライメント構造部１３の突出高さを低くすることができる。そのため、ハードマスクパターン５３２’及びそれを形成するためのレジストパターン６３２’の寸法は、ハードマスクパターン５３２’がウェットエッチング処理の途中に剥がれ落ちる程度に適宜設定され得る。

続いて、ハードマスクパターン５３１’，５３２’をエッチングマスクとして、ハードマスクパターン５３１’，５３２’の開口部から露出する透明基材１１’をウェットエッチングする。

ウェットエッチング処理の開始当初、ハードマスクパターン５３１’，５３２’の外縁から下方（透明基材１１’の厚み方向）に向かってエッチングが進行し（図１１（Ｃ）参照）、次第に、透明基材１１’の面内方向にエッチングが進行する（図１１（Ｄ）参照）。すなわち、等方的にエッチングが進行する。そして、ハードマスクパターン５３２’が剥がれ落ちたら、ハードマスクパターン５３１’をマスクとした透明基材１１’に対するウェットエッチング処理を継続する。ハードマスクパターン５３２’は、ウェットエッチング処理の途中において剥がれ落ちているため、アライメント構造部１３の突出高さＴ₁₃は、凸構造部１２の突出高さＴ₁₂よりも低く構成されることになる（図１１（Ｅ）参照）。このようにして、本実施形態に係るレプリカモールド用基板１０が製造される。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。

上記実施形態においては、レプリカモールド用基板１０が、凸構造部１２よりも突出高さの低いアライメント構造部１３を備える態様を例に挙げて説明したが、このような態様に限定されるものではない。例えば、図１２に示すように、マスターモールド２０が、マスター用透明基材２１の第１面２１Ａから突出するアライメント構造部２３を備えていてもよい。この場合において、当該アライメント構造部２３の突出高さＴ₂₃は、レプリカモールド用基板１０の凸構造部１２の突出高さＴ₁₂よりも低ければよい。

１０…レプリカモールド用基板
１１…レプリカ用透明基材
１１Ａ…第１面
１１Ｂ…第２面
１２…凸構造部
１３…アライメント構造部
１５…アライメントマーク
１６…ハードマスク層
１…レプリカモールド
２…凹凸パターン
２０…マスターモールド
２１…マスター用透明基材
２２…凹凸パターン
２５…アライメントマーク

Claims (4)

1. マスターモールドの凹凸パターンをレプリカモールド用基板に転写することで転写パターンを有するレプリカモールドを製造する方法であって、
   前記レプリカモールド用基板は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面から突出する凸構造部と、前記透明基材の第１面から突出し、前記透明基材の前記第１面側からの平面視において前記凸構造部の周囲に位置するアライメント構造部とを備え、
   前記マスターモールドは、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する透明基材と、前記透明基材の前記第１面に形成されてなる前記凹凸パターン及びその周囲であって、前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部に相対する位置に形成されてなるアライメントマークとを備えており、
   前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部上にインプリント樹脂を供給するインプリント樹脂供給工程と、
   前記マスターモールドの前記アライメントマーク及び前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部を近接させて、前記マスターモールド及び前記レプリカモールド用基板の位置合わせをするアライメント工程と、
   前記マスターモールドの凹凸パターンを前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部上に供給された前記インプリント樹脂に接触させることで、前記マスターモールドの凹凸パターン及び前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部の間に前記インプリント樹脂を展開させる転写工程と、
   前記マスターモールドの凹凸パターン及び前記レプリカモールド用基板の前記凸構造部の間に展開させた前記インプリント樹脂を硬化させる硬化工程と、
   硬化した前記インプリント樹脂から前記マスターモールドを引き離す離型工程と、
   前記離型工程後、前記硬化したインプリント樹脂をマスクとして前記レプリカモールド用基板をエッチングすることで、前記凸構造部上に前記転写パターンを形成する第１エッチング工程と、
   前記第１エッチング工程後、前記レプリカモールド用基板の前記アライメント構造部の上面部が前記透明基材の前記第１面と実質的に面一となるように前記アライメント構造部をエッチングする第２エッチング工程と
   を含むレプリカモールドの製造方法。
2. 前記レプリカモールド用基板における前記アライメント構造部の突出高さは、前記凸構造部の突出高さ以下である
   請求項１に記載のレプリカモールドの製造方法。
3. 前記アライメント構造部の突出高さと前記凸構造部の突出高さとの差分は、撮像素子の焦点深度以下であり、
   前記アライメント工程において、互いに対向する前記アライメント構造部と前記マスターモールドの前記アライメントマークとを前記撮像素子により撮像しながら前記マスターモールド及び前記レプリカモールド用基板の位置合わせをする
   請求項２に記載のレプリカモールドの製造方法。
4. 前記アライメント構造部の上面部には、前記マスターモールドの前記アライメントマークに相対するようにアライメントマークが形成されている
   請求項１～３のいずれかに記載のレプリカモールドの製造方法。

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