特許 7500588 インプリントモールドの製造方法、インプリントモールド、モールドブランク、及び光学素子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】インプリントモールドの製造方法、インプリントモールド、モールドブランク、及び光学素子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240610BHJP

   B29C 59/02 20060101ALI20240610BHJP

   B29C 33/38 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 502D

B29C59/02 Z

B29C33/38

【請求項の数】 19

(21)【出願番号】P 2021548776

(86)(22)【出願日】2020-09-09

(86)【国際出願番号】 JP2020034121

(87)【国際公開番号】W WO2021059979

(87)【国際公開日】2021-04-01

【審査請求日】2023-07-06

(31)【優先権主張番号】P 2019177252

(32)【優先日】2019-09-27

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000113263

【氏名又は名称】ＨＯＹＡ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100145872

【弁理士】

【氏名又は名称】福岡 昌浩

(74)【代理人】

【識別番号】100091362

【弁理士】

【氏名又は名称】阿仁屋 節雄

(74)【代理人】

【識別番号】100161034

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 知洋

(74)【代理人】

【識別番号】100187632

【弁理士】

【氏名又は名称】橘高 英郎

(72)【発明者】

【氏名】相澤 毅

【審査官】冨士 健太

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５７０９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５８５１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５８５１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／００４４７２８（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７、２１／３０

Ｂ２９Ｃ ３３／３８、５９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項19】

請求項６から１３のいずれかに記載のインプリントモールドを用意する工程と、
樹脂材を含む被転写体に対して、前記インプリントモールドのモールド面を直接又は間接に押し当て、前記モールドパターンを被転写体に転写する工程と、
を含む、光学素子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学素子などの微細パターンをインプリントによって形成するためのインプリントモールドに関し、特に、微細な立体的転写パターンを、光インプリントによって、樹脂などの材料に転写することに好適なインプリントモールド、その製造方法、モールドブランクに関する。

【背景技術】

【0002】

インプリント技術は、超微細加工技術として、半導体、バイオ、メディカル等の様々な分野で、期待される手法である。

【0003】

特許文献１には、基板とその表面に積層された複数の２層膜を有し、各２層膜が、２種類のエッチングガスの一方のエッチングガスに対して高い反応性を有し他方のエッチングガスに対して低い反応性を有する第１の薄膜と、前記一方のエッチングガスに対して低い反応性を有し前記他方のエッチングガスに対して高い反応性を有する第２の薄膜からなる、ブレーズド回折格子製作用成形型が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平６－２５８５１０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

例えば、ガラスや金属、Ｓｉなどの基板の表面に所望の３次元パターンを形成してなる構造物は、回折格子のような光学素子として使用される。これらの製品に対して微細パターンを形成する際、上記パターンを有するモールド（テンプレート、スタンパ、金型、鋳型、原版とも呼ばれる）を用いたインプリントモールド法が適用されることがある。以降、インプリントモールド法を単にインプリント法又はインプリントとも称する。

【0006】

インプリント法では、例えば、基板上に塗布した光硬化性あるいは熱硬化性の樹脂からなる層にモールドの３次元パターンを押し当てた状態で、樹脂に光照射（光インプリント）あるいは加熱（熱インプリント）を行ない、樹脂を硬化させる。これにより、樹脂の層にモールドの形状が転写され、パターンが形成される。

【0007】

上記のとおり、インプリント法は、基板等の上に塗布された樹脂などに、モールドを直接押し付けてパターンを転写する方式である。このため、モールドがもつパターンの寸法及びその深さが、作製される微細パターンの形状に直接影響する。

【0008】

より高精度な光学素子に対する需要の高まりにともない、インプリントモールドの精度も、より高いものが望まれている。特に、インプリントモールドのモールドパターン（以下、転写用パターンともいう）は、等倍で転写されるものであり、縮小露光を適用する半導体用のフォトマスクと異なるため、インプリントモールドに求められるパターン精度が、最終製品である光学素子が有するパターンに要求される精度に直接反映される。従って、インプリントモールドの微細な転写用パターンは、非常に高い精度で形成されていることが望まれる。しかしながら、１μmを下回る幅や深さをもつ転写用パターンの立体形状を精緻に形成することは容易ではない。

【0009】

特許文献１には、上記にて触れたとおり、ブレーズド回折格子をレプリカ法によって、安価に製作するための回折格子製作用成形型が記載されている。この成形型は、底面、及び２つの段差からなる、階段状のモールド形状をもつことから、この階段形状が、得ようとするレプリカにおいて、ブレーズド回折格子の傾斜面に対応する部分を形成すると考えられる。そして、特許文献１は、この回折格子転写用の凹部底面及び段差の深さ精度やその均一性が向上できるとしている。

【0010】

一方、複数の凹部（掘り込み部）をもつ転写用パターンをもつモールドにおいては、その深さ精度のみではなく、個々の凹部の位置精度を高く維持することが求められる。すなわち、最終製品の性能を向上するために、モールドのもつ３次元形状の精度を向上することが肝要であることに、本発明者は着目した。

【0011】

本発明の目的は、凹部（掘り込み部）を複数もつ、３次元形状の転写用パターンにおいて、その形成精度が高い、インプリントモールド及びその製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様は、
所定のモールドパターンを構成する複数の凹部を有する、インプリントモールドの製造方法において、
基板上に、複数のモールド基材層と、該モールド基材層の間に介在するエッチングストッパ層とを含む積層体が形成され、該積層体上にハードマスク層が形成された、モールドブランクを用意する工程と、
前記モールドパターンのデザインに基づいて、前記ハードマスク層をエッチングし、ハードマスクパターンを形成する、ハードマスクパターニング工程と、
前記ハードマスクパターンが設けられた前記積層体上に形成された所定のレジストパターン及び前記ハードマスクパターンをマスクとして前記モールド基材層、又はエッチングストッパ層及び前記モールド基材層をエッチングするモールド掘り込みエッチングをＮ回（但しＮは２以上の整数）施すことにより、互いに深さの異なる前記複数の凹部を形成する、凹部形成工程と、
前記ハードマスクパターンを除去する工程と、
を有し、
前記モールド基材層と、前記エッチングストッパ層は、互いにエッチング選択性のある材料からなり、
形成された前記複数の凹部のそれぞれが、前記エッチングストッパ層が露出してなる底面を有する、インプリントモールドの製造方法である。

【0013】

本発明の第２の態様は、
前記モールド掘り込みエッチングの回数Ｎを、２≦Ｎ≦５とする、第１の態様に記載のインプリントモールドの製造方法である。

【0014】

本発明の第３の態様は、
前記積層体が、互いに厚さの異なる前記複数のモールド基材層を含む、第１又は第２のいずれかの態様に記載のインプリントモールドの製造方法である。

【0015】

本発明の第４の態様は、
互いに深さの異なる前記複数の凹部のそれぞれが、モールド面から個々に独立して垂直に掘り下げられた凹部である、第１から第３のいずれかの態様に記載のインプリントモールドの製造方法である。

【0016】

本発明の第５の態様は、
前記基板に最も近い前記モールド基材層と前記基板との間にエッチングストッパ層が配置されている、第１から第４のいずれかの態様に記載のインプリントモールドの製造方法である。

【0017】

本発明の第６の態様は、
所定のモールドパターンを構成する複数の凹部を有するインプリントモールドであって、
基板上に、複数のモールド基材層と、該モールド基材層の間に介在するエッチングストッパ層とを含む積層体を有し、
前記積層体は、互いに深さの異なる前記複数の凹部を有し、
前記モールド基材層と、前記エッチングストッパ層は、互いにエッチング選択性のある材料からなり、
前記複数の凹部のそれぞれは、前記エッチングストッパ層が露出してなる底面を有する、インプリントモールドである。

【0018】

本発明の第７の態様は、
互いに深さの異なる前記複数の凹部のそれぞれが、モールド面から個々に独立して垂直に掘り下げられた凹部である、第６の態様に記載のインプリントモールドである。

【0019】

本発明の第８の態様は、
前記積層体が、互いに厚さの異なる前記複数のモールド基材層を含む、第６又は第７の態様に記載のインプリントモールドである。

【0020】

本発明の第９の態様は、
前記モールド基材層と前記エッチングストッパ層が、同一厚さとしたときの紫外線の透過率が１：０．８～１：０．９５である、第６から第８のいずれかの態様に記載のインプリントモールドである。

【0021】

本発明の第１０の態様は、
前記モールド基材層の厚さが、前記エッチングストッパ層の厚さに対し、３倍以上２５倍以下である、第６から第９のいずれかの態様に記載のインプリントモールドである。

【0022】

本発明の第１１の態様は、
前記複数の凹部が、それぞれ２層以上５層以下の範囲であって、互いに異なる数のモールド基材層がエッチング除去されて形成されたものである、第６～第１０のいずれかの態様に記載のインプリントモールドである。

【0023】

本発明の第１２の態様は、
前記基板に最も近い前記モールド基材層と前記基板との間にエッチングストッパ層が配置されている、第６から第１１のいずれかの態様に記載のインプリントモールドである。

【0024】

本発明の第１３の態様は、
紫外線を用いた光インプリントに適用するための、第６から第１２のいずれかの態様に記載のインプリントモールドである。

【0025】

本発明の第１４の態様は、
互いに深さの異なる複数の凹部を含むモールドパターンを有する、インプリントモールドを製造するためのモールドブランクであって、
モールド面からそれぞれ深さＤ１及びＤ２（但しＤ１≠Ｄ２）の凹部をもつ、前記インプリントモールドを得るためのモールドブランクにおいて、
基板表面上に、複数のモールド基材層が積層され、更にその表面側に、ハードマスク層が形成され、
かつ、該複数のモールド基材層の各々の間には、前記モールド基材層に対し、エッチング選択性をもつ材料からなる厚さＷのエッチングストッパ層が介在し、
前記積層のうち、前記基板から最も遠いモールド基材層の厚さをＫ１、上から第２位にあるモールド基材層の厚さをＫ２とするとき、
Ｋ１＝Ｄ１、
Ｋ２＝Ｄ２－（Ｄ１+Ｗ）、
となるように、前記複数のモールド基材層の厚さが設定された、
モールドブランクである。

【0026】

本発明の第１５の態様は、
モールド面からそれぞれ深さＤ１、Ｄ２、・・・Ｄｎ（但し、ｎは３以上の整数、Ｄ１、Ｄ２・・・Ｄｎは互いに異なる）の凹部をもつインプリントモールドを得るためのモールドブランクにおいて、
基板表面上に、複数のモールド基材層が積層され、更にその表面側に、ハードマスク層が形成され、
かつ、該複数のモールド基材層の各々の間には、前記モールド基材層に対し、エッチング選択性をもつ材料からなる厚さＷのエッチングストッパ層が介在し、
前記積層のうち、前記基板から最も遠いモールド基材層の厚さをＫ１、上から第２位にあるモールド基材層の厚さをＫ２、上から第ｎ位にあるモールド基材層の厚さをＫｎとするとき、
Ｋ１＝Ｄ１、
Ｋ２＝Ｄ２－（Ｄ１+Ｗ）
：
Ｋｎ＝Ｄｎ－（Ｄ１+Ｄ２+… （ｎ－１）Ｗ）
となるように、前記複数のモールド基材層の厚さが設定された、
モールドブランクである。

【0027】

本発明の第１６の態様は、
前記モールド基材層は、ケイ素及び酸素を含有し、前記エッチングストッパ層は、ケイ素、アルミニウム及び酸素を含有することを特徴とする第１４又は第１５の態様に記載のモールドブランクである。

【0028】

本発明の第１７の態様は、
前記エッチングストッパ層は、波長３６５ｎｍの光に対する屈折率ｎが２．２以下であることを特徴とする第１４から第１６のいずれかの態様に記載のモールドブランクである。

【0029】

本発明の第１８の態様は、
前記エッチングストッパ層は、波長３６５ｎｍの光に対する消衰係数ｋが０．０１以下であることを特徴とする第１４から第１７のいずれかの態様に記載のモールドブランクである。

【0030】

本発明の第１９の態様は、
第６から第１３の態様のいずれかに記載のインプリントモールドを用意する工程と、
樹脂材を含む被転写体に対して、前記インプリントモールドのモールド面を直接又は間接に押し当て、前記モールドパターンを被転写体に転写する工程と、
を含む、光学素子の製造方法である。

【発明の効果】

【0031】

本発明によれば、凹部を複数もつ、３次元形状の転写用パターンにおいて、その形成精度が高い、インプリントモールド及びその製造方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0032】

【図1】図１は、本実施形態に係るインプリントモールドの構造の一例を示す概略断面図である。

【図2A】図２Ａは、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の一例を示す概略断面図（その１）である。

【図2B】図２Ｂは、本実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の一例を示す概略断面図（その２）である。

【図3】図３は、本実施形態のインプリントモールドを用いた光インプリントによるパターン転写の概要を示す概略断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0033】

本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。図面は、説明のために例示するものであり、これに限定されない。また、図面は、模式的なものであり、各部分の寸法の比率、各部分の配置の順番、及び、各部分の数は、現実のものと一致するとは限らない。

【0034】

＜インプリントモールド１＞
本実施形態に係るインプリントモールド１は、インプリント法に用いるモールドとして、好適に用いることができる。以降、インプリントモールド１のことを単にモールド１ともいう。具体的には、本実施形態に係るモールド１が有するモールドパターンを、樹脂などの被転写体に転写し、得られた光学素子などの形成物（又はこれをレプリカとして、更に別に用意した材料に転写して得た形成物）を様々な用途に用いることができる。

【0035】

例えば、本実施形態に係るモールド１は、半導体、ＭＥＭＳ部材、バイオ関連部材、医療関連部材、及び、光学素子（回折格子など）用として、有利に用いることができる。光学素子としては、表示装置用などに用いることができる。

【0036】

図１は、本実施形態に係るモールド１の構造の一例を示す概略断面図である。

【0037】

図１に示すとおり、本実施形態のモールド１は、基板２上に、複数のモールド基材層４を有し、該複数のモールド基材層４同士の間には、エッチングストッパ層３が介在して構成された、積層体を有する。また、本形態では、最下位に位置する（基板２に最も近い位置にある）モールド基材層４と基板２の間にも、エッチングストッパ層３が設けられている。

【0038】

尚、本明細書においては、基板２を備えたインプリントモールド１においてモールドパターンが形成される側の基板２の面を基板主表面（又は単に基板表面）とし、主表面側を上方、主表面の裏面側を下方とする。

【0039】

このモールド１は、所定のモールドパターンを構成するための複数の凹部１ｃを有する。

【0040】

本形態のモールド１は、モールド面１ｓから個々に独立して垂直に掘り下げて形成された、互いに異なるＮ通り（ここでは３通り）の深さの凹部１ｃ(掘り込み部)をもつモールドパターンを備える。それぞれの深さが、モールド面１ｓからＤ１，Ｄ２，Ｄ３であり、図１は、Ｄ１＜Ｄ２＜Ｄ３である場合を例示する。このように、本形態のモールド１は、互いに深さの異なる複数の凹部１ｃを有する。もちろん、いずれかの深さであって、同一の深さの凹部１ｃが、複数含まれていても良い(図１ではそれぞれの深さの凹部１ｃが２個、合計６個)。こうしたモールドパターンの立体形状が、樹脂材料などからなる被転写体に転写され、被転写体上に反転したパターンが形成される。つまり、被転写体上に形成しようとする立体形状を反転したものが、本形態のモールド１のモールドパターンである。

【0041】

凹部１ｃ（掘り込み部）の深さは、用途に応じて決定される。例えば、光学素子であれば、適用する光に応じて、１０～５００ｎｍとすることができ、より具体的には、１０～３００ｎｍ程度が例示される。また、凹部１ｃの深さがこのような範囲にあるとき、発明の効果が顕著である。後述の製造方法によって、微細パターンにおける、凹部１ｃの微細な深さを、精緻に制御できるためである。

【0042】

本形態のモールド１が有するモールドパターンは、用途に応じてデザインされる。例えば、本願発明によれば、Ｎ通りの深さ（例えば２≦Ｎ≦５）の凹部１ｃを有することができる。

【0043】

凹部１ｃの深さ制御は、本形態のモールド１を得るため用意する、モールドブランク１０の設計によって正確に行うことができる。この点については更に後述する。

【0044】

モールド面１ｓは、該モールド１の最上位に位置する平面（基板２から最も遠い位置にある平面）である。本実施形態のモールド１を用いて、樹脂などからなる被転写体にモールドパターンを転写する際には、モールド面１ｓが、被転写体のパターン形成面に、直接又は間接的に接触し、押し当てられる。間接的に押し当てられる場合としては、離型材などの機能層や、付加的な層がモールド面１ｓの表面に形成されたり、介在する場合が挙げられる。

【0045】

本形態では、凹部１ｃがそれぞれ独立に、モールド面１ｓから掘り下げられている。従ってモールド面１ｓ側からみた、モールドパターンの形状（モールドパターンの平面視）では、各凹部１ｃが、モールド面１ｓに挟まれ、又は囲まれて配置される。このことは、モールドパターンを被転写体へ転写する際の角度調整や位置決めを正確に行なう際に有利である。

【0046】

また、このようなデザインのモールドパターンにおいて、凹部１ｃの幅や位置、深さを精緻に制御可能とする、本願発明の効果が顕著に生じ、これを適用して、光学素子などの製品に対する広範な応用が行える。

【0047】

例えば、モールドパターン（平面視）は、ライン状に残存したモールド面１ｓが、ライン状の凹部１ｃを介して、規則的に配列したライン状パターンであってもよく、又は、所定の径をもつ複数の凹部１ｃがモールド面１ｓに形成された、ホール配列パターンであってもよく、更に他のデザインであってもよい。

【0048】

モールドパターンが上記したライン状の配列パターンの場合、そのピッチ（周期）は５０～１０００ｎｍの範囲内とし、或いはより具体的に、７０～５００ｎｍとすることができる。もちろん、各々の凹部１ｃ（掘り込み部）のパターンの幅（ＣＤともいう）及びピッチのいずれにおいても、同一寸法のものが繰り返し配列する場合のほか、位置によって寸法が変化するパターンであってもよい。

【0049】

モールドパターンがホールパターンである場合においても、個々のホールの形状には特に限定は無く、正方形、長方形、円形などのデザインが可能である。その径（ホール形状の内接円の直径とする）は５０～１０００ｎｍとすることができ、更には、７０～５００ｎｍの範囲としても良い。

【0050】

また、凹部１ｃのパターンアスペクト比（すなわち（凹部１ｃの深さ）／（凹部１ｃの底幅））は、例えば、０．１～５とすることができる。

【0051】

本形態のモールド１は、各凹部１ｃ内に階段状の段差を有しない。つまり、各凹部１ｃは、単一の深さをもつ。各凹部１ｃの側壁は、図１に示す通り、モールド基材層４とエッチングストッパ層３が交互に積層した構造が露出している。後述の通り、各凹部１ｃはモールド基材層４とエッチングストッパ層３を互いに異なるエッチャントによってパターニングすることで形成される。このため、側壁のモールド基材層４とエッチングストッパ層３との間でわずかな段差が生じることは避けがたい。ただし、このような段差は、側壁のモールド基材層４の部分に対して、側壁のエッチングストッパ層３の部分がわずかに出っ張る、あるいは、側壁のモールド基材層４の部分に対して、側壁のエッチングストッパ層３の部分がわずかに凹むようなものである。このような側壁の段差は、いずれも数ｎｍ程度であり、一般にこれを階段状の段差とはいわない。

【0052】

各凹部１ｃの底面は、後述のとおりエッチングストッパ層３が露出している。つまり、各凹部１ｃの形成は、モールド面１ｓから掘り下げられ、複数のエッチングストッパ層３のいずれかの表面の位置までの深さをもつ。そして、エッチングストッパ層３が除去されずに残存している。各凹部１ｃは、モールド基材層４とエッチングストッパ層３とからなる側壁と、エッチングストッパ層３からなる底面によって構成される。

【0053】

「モールドパターンを構成する複数の凹部１ｃ」とは、モールド面１ｓから凹んだ部分が複数形成されたことを意味する。凹部１ｃの数には特に限定は無いが、例えば一辺が１００ｍｍの矩形領域内に１００～２０００箇所であってもよい。上記のとおり、複数の凹部１ｃは、互いに深さが異なることができるが、一部の凹部１ｃは、互いに同じ深さを有してもよい。

【0054】

各々の凹部１ｃ（掘り込み部）のＣＤについても、同様に用途に応じて決定される。例えば、５０～１０００ｎｍ、好ましくは、７０～５００ｎｍ程度の幅をもつ掘り込み部を、垂直に掘り下げて形成することができる。各凹部１ｃの側壁の形状は、垂直であることが好ましい。具体的には、凹部１ｃの側壁は、その底面に垂直な仮想面に対し、±１０度の範囲内（底面に対し８０度以上１００度以下の範囲内。）であることが好ましく、±５度の範囲内（底面に対し８５度以上９５度以下の範囲内。）であることがより好ましい。
換言すれば、このような微細な深さ／ＣＤが精緻に制御されたモールドを、本実施形態のモールド１として提供可能である。

【0055】

（基板２）
基板２は、掘り込みパターンが形成された上記積層体を支持するものである。

【0056】

基板２の材料には特に限定は無い。但し、光透過性を備えるものが好ましい。この場合、光インプリントに適用する際に有利である。例えば、基板２上に光硬化性の樹脂層を形成した被転写体に上記モールド１のモールド面１ｓを押し当てた状態で、樹脂に光照射を行なう際、基板２の裏面側からの光照射を行なうことが可能となる。つまり、上記「光透過性」とは、基板２を介して照射した光により光硬化性樹脂を硬化させることができる程度に光を透過することを指す。光透過性を有することを「透明」とも称する。

【0057】

尚、光インプリントにおいて、紫外線による樹脂硬化が好適に採用される。例えば、基板２の厚み方向における紫外線の透過率は７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。ここでの紫外線は、波長が１０～４００ｎｍの範囲内にある光であり、好ましくは、２００～３８０ｎｍである。例えば、３６５ｎｍを参照波長として上記の紫外線の透過率を設定してもよい。以降にて挙げる紫外線は同様の設定を採用するものとする。

【0058】

基板２の形状には特に限定は無く、例えば、円盤状でもよいし矩形平板状でもよい。基板２のサイズとしては、例えば光学素子用のインプリントモールド１の場合、一辺の長さを１０～３００ｍｍとすることができる。基板２の厚みは、特に限定されないが、先に挙げた紫外線の透過率のことを考慮すると、例えば光学素子用のインプリントモールド１の場合、５～１５ｍｍ程度が挙げられる。

【0059】

基板２を構成する具体的な材料としては、例えば、ケイ素と酸素を含有する材料（石英ガラス、アルミノシリケートガラス、ソーダライムガラス等）、ケイ素と酸素とチタンを含有する材料（ＳｉＯ_２－ＴｉＯ_２低熱膨張ガラス等）、アルミニウムと酸素を含有する材料（サファイア等）が例示される。本実施形態では、基板２として、石英基板を用いる例について説明する。石英基板は、光インプリントにおける照射光に対して透明性が得られる上、平坦及び平滑に加工することが可能であるため、例えばインプリント用モールドとして用いて高精度の転写を行える。

【0060】

（積層体）
図１から理解されるとおり、本実施形態のモールド１は、複数のモールド基材層４と、それらの間に介在するエッチングストッパ層３を有する。すなわち、本実施形態のモールドは、互いに厚さの異なる複数のモールド層を含む積層体を有する。

【0061】

モールド基材層４は、モールド１を構成する主たる基材である。モールド基材層４は、光インプリントの照射光に対して、透明な材料からなることが好ましい。モールド基材層４は、例えば二酸化ケイ素など、ケイ素を含有する材料を選択することができる。また、モールド基材層４は、ケイ素に、酸素及び窒素から選ばれる1以上の元素を含有する材料を用いるとより好ましく、ケイ素及び酸素を含有する材料を用いると更に好ましい。具体的には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）のほか、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯＮなどを含められる。一方、ハフニウム酸化物など、ハフニウムを含有する材料を選択してもよい。

【0062】

エッチングストッパ層３の参照波長（波長３６５ｎｍ）の紫外線に対する屈折率ｎは、１．７以下であることが好ましく、１．６以下であるとより好ましく、１．５以下であると更に好ましい。エッチングストッパ層３の参照波長（波長３６５ｎｍ）の紫外線に対する消衰係数ｋは、０．００３以下であることが好ましく、０．００１以下であるとより好ましい。尚、複数のモールド基材層４の材料は必ずしも同一であるとは限らず、後述する特徴を有するものを、１種又は複数種用いてもよい。

【0063】

各モールド基材層４の材料は、使用する光（上記紫外線）に対して透明なものとすることが好ましい。例えば、各モールド基材層４における、厚み方向の紫外線の透過率は７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。

【0064】

各モールド基材層４の厚み（層厚）は、得ようとするモールドパターンの形状に基づいて決定することができる。すなわち、モールドパターンが有する各凹部１ｃ（各掘り込み部）の設定深さに応じて決定することができる。例えば、モールド基材層４の厚みは、１０～５００ｎｍの範囲で設定してもよく、３０～２００ｎｍの範囲で設定してもよい。この範囲であるとき、均一な膜厚を得るための安定した成膜条件を選択することができる。

【0065】

図１～３において、各モールド基材層４の厚みはほぼ同一に示されているが、本願発明のモールド１はこれに限定されず、互いに異なるものを含んでいても良い。本実施形態のモールドパターンを形成する際には、どの深さに配置されたモールド基材層４（又はエッチングストッパ層３とモールド基材層４）までをエッチングにより除去（掘り込み）するかを決定することにより、所望の深さをもつ凹部１ｃを得ることができる。言い換えれば、得ようとする凹部１ｃの深さの種類に応じて、モールド基材層４の各々の厚みと、積層順を予め決定する。この際、モールド基材層４同士の間に介在するエッチングストッパ層３の厚みを考慮する。この点については、更に後述する。

【0066】

また、後掲の＜インプリントモールド１の製造方法＞にて説明するが、各モールド基材層４の間にはエッチングストッパ層３が介在し、モールド基材層４をエッチング除去する際に、その掘込深さが、モールド基材層４ごとにそれぞれ独立に制御され、設計どおりの凹部１ｃの深さが正確に得られる。

【0067】

上記のようにエッチングストッパ層３を配置することにより、凹部１ｃ（掘り込み部）の深さは、モールド面１ｓから掘り込む予定の部分における、予め所定の厚みに設定したモールド基材層４と、同じく予め所定の厚みに設定したエッチングストッパ層３との層厚の合計から容易に設定可能である。

【0068】

上記エッチングストッパ層３は、各々の掘り込みを形成する際に、エッチングを正確に停止させる機能をもつ。オーバーエッチングタイムを適切に設けることができ、凹部１ｃの底部の形状を設計どおりに形成できる。

【0069】

本実施形態に係るモールド１では、複数の凹部１ｃのそれぞれは、エッチングストッパ層３が露出してなる底面を有する。

【0070】

本実施態様では、いずれの凹部１ｃの底面もエッチングストッパ層３が露出するので、モールド製品の検査（凹部１ｃ深さの光学的検査・保証）に用いることも可能と考えられる。

【0071】

積層体中のモールド基材層４の積層数は、モールド１の用途に応じて決定すればよく、特に限定は無い。例えば、形成しようとする凹部１ｃの深さ種類に応じて、２～５層とすることができ、３～４層がより好ましい。つまり、凹部１ｃの少なくともいずれかは、それぞれＮ層（但し２≦Ｎ≦５、好適には３≦Ｎ≦４）のモールド基材層４がエッチング除去（除去対象のモールド基材層４の間に介在するエッチングストッパ層３を含み）されて形成されたものであるのが好ましい。

【0072】

この場合、光インプリントを採用した場合、モールド基材層４とエッチングストッパ層３との間の界面での光の反射又は散乱の影響によらず、被転写体は均一に硬化される。

【0073】

エッチングストッパ層３は、モールド基材層４のエッチャント（例えばエッチングガス）に対して、エッチング耐性をもつ材料からなる。また、モールド基材層４は、エッチングストッパ層３のエッチャントに対して、エッチング耐性をもつ。モールド基材層４とエッチングストッパ層３とは、互いにエッチング選択性を有する材料からなる。

【0074】

エッチングストッパ層３の材料の具体例としては、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）及びアルミニウム（Ａｌ）を含むもの（例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３））、ハフニウム（Ｈｆ）を含むもの（例えば酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２））、クロム（Ｃｒ）を含むもの（例えば酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）、これらに炭素が含有されるものの少なくともいずれか）等が挙げられる。

【0075】

但し、エッチングストッパ層３の材料は、モールド基材層４の材料に対してエッチング選択性を有する材料であることから、モールド基材層４にＳｉＯ_２などのＳｉ含有材料を用いる場合には、エッチングストッパ層３に、アルミニウム又はクロムを含む材料を用いることが好ましい。エッチングストッパ層３は、ケイ素、アルミニウム及び酸素を含有する材料で形成されているとより好ましい。このようなエッチングストッパ層３は、モールド基材層４との間で高いエッチング選択性を有し、高い洗浄耐性を有し、光インプリント時に用いられる紫外線に対して高い透光性を有する。また、基板２とモールド基材層４がともにケイ素を含有する材料で形成されている場合、基板２とエッチングストッパ層３との密着性、モールド基材層４とエッチングストッパ層３との密着性がともに向上する。

【0076】

エッチングストッパ層３の参照波長（波長３６５ｎｍ）の光（紫外線）に対する屈折率ｎは、２．２以下であることが好ましく、１．９以下であるとより好ましく、１．６以下であると更に好ましい。エッチングストッパ層３の参照波長（波長３６５ｎｍ）の光（紫外線）に対する消衰係数ｋは、０．０１以下であることが好ましく、０．００５以下であるとより好ましい。

【0077】

本明細書における、モールド基材層４に対するエッチングストッパ層３のエッチング選択性とは、同一エッチャント使用時における、（エッチングストッパ層３のエッチング速度）／（モールド基材層４のエッチング速度）の式によって特定される。この式により特定されるエッチング選択性をエッチング選択比ともいう。

【0078】

「モールド基材層４とエッチングストッパ層３との間でのエッチング選択性が高い」とは、所定のエッチャント使用時、上記定義式の値が著しく大きい又は著しくゼロに近いことを表す。例えば、モールド基材層４のエッチング時のエッチングストッパ層３のエッチング選択比すなわち（エッチングストッパ層３のエッチング速度）／（モールド基材層４のエッチング速度）は、１／２～１／１０００であることが好ましい。

【0079】

一例を挙げると、モールド基材層４をＳｉＯ_２で形成し、それに対するエッチャントに四フッ化炭素（ＣＦ_４）を適用し、エッチングストッパ層３をＡｌ_２Ｏ_３とＳｉＯ_２とからなる材料で形成し、それに対するエッチャントに四塩化炭素（ＣＣｌ_４）を適用することが挙げられる。

【0080】

上記例でいうと、エッチャントＣＦ_４を使用する場合、Ａｌ_２Ｏ_３からなるエッチングストッパ層３のエッチング速度は極めて低いので、（エッチングストッパ層３のエッチング速度）／（モールド基材層４のエッチング速度）の値はゼロに近づく。その一方、エッチャントＣＣｌ_４を使用する場合、ＳｉＯ_２からなるモールド基材層４のエッチング速度は極めて低いので、（エッチングストッパ層３のエッチング速度）／（モールド基材層４のエッチング速度）の値は、１０以上である。

【0081】

この複数のエッチングストッパ層３は、互いに同じ厚さとしてもよいし、厚さが互いに異なるものを含んでいてもよい。

【0082】

尚、各エッチングストッパ層３の材料は１種でもよいし複数種でもよい。後述の紫外線の透過率や、エッチング条件の安定性を考慮すると、全てのエッチングストッパ層３が、同一の材料からなることが、好ましく、またその厚さも同一であることが好ましい。

【0083】

光インプリントに本実施形態に係るモールド１を適用すべく、各エッチングストッパ層３の材料は、光インプリントに使用する光（特に紫外線）に対して透明性が高いものとすることが好ましい。例えば、各エッチングストッパ層３における、厚み方向の紫外線の透過率は７０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい。

【0084】

また、モールド基材層４とエッチングストッパ層３のそれぞれに使用する材料の透過率は、同一厚さの試料で比較したとき、Ｔ１＞Ｔ２（但し、Ｔ１：モールド基材層４材料試料、Ｔ２：エッチングストッパ材料試料）であることが好ましく、その相対的な比は、Ｔ１：Ｔ２＝１：０．８～１：０．９５とすることができる。

【0085】

エッチングストッパ層３の厚みは、エッチングを停止する機能を満足に発揮しうる範囲において、小さい方が好ましい。大きすぎると、エッチング時間を増加させるのみならず、モールド１の光透過性が下がる不都合が生じる。エッチングストッパ層３の厚みは、例えば、３～３０ｎｍとすることができ、好ましくは、５～２０ｎｍであり、更に好ましくは８～２０ｎｍである。

【0086】

前記モールド基材層４の厚さは、前記エッチングストッパ層３の厚さに対し、３～２５倍であることが好ましく、３～２０倍であることが更に好ましい。

【0087】

尚、モールド基材層４の素材とエッチングストッパ層３の材料は、光インプリントに用いる照射光に対し、十分な透明性を備えるものを選択する。そして、上記にて列記した材料が好適に用いられる。特に、モールド基材層４は、エッチングストッパ層３より相対的に厚さが大きいため、より透明性の高いものを採用することが望まれる。

【0088】

一方、エッチングストッパ層３がモールド基材層４のエッチャントによりエッチングされるエッチングレートＲｓは、モールド基材層４がエッチングストッパ層３のエッチャントによりエッチングされるエッチングレートＲｂよりも小さい、すなわちＲｂ＞Ｒｓとなることが生じ得る。すなわち、エッチングストッパ層３が、モールド基材層４のエッチャントから受けるダメージは、モールド基材層４が、エッチングストッパ層３のエッチャントから受けるダメージより相対的に低い場合が生じることが明らかになった。従って、モールドパターンにおける凹部１ｃの深さを制御するにあたり、目標値に対して±５ｎｍ、更には±２ｎｍといった精緻な掘込量のコントロールには、凹部１ｃの底面にエッチングストッパ層３を残存させることが有利であることが判明した。

【0089】

（その他の層）
本実施形態に係るモールド１は、接着性や耐衝撃性を向上させるプライマー層、や、電子線描画のチャージアップを抑制する導電層等を、必要に応じて有していてもよい。各モールド基材層４、各エッチングストッパ層３、及び／又は後掲のハードマスク層５に導電性がある場合、チャージアップ抑制効果が得られる場合がある。

【0090】

＜インプリントモールド１の製造方法＞
本実施形態によれば、以下の方法を適用して、上記に説明したインプリントモールド１を製造することができる。尚、以下に記載が無い内容は、＜インプリントモールド１＞にて説明したとおりとする。

【0091】

本実施形態に係るインプリントモールド１の製造方法は、以下のとおりである。

【0092】

（モールドブランク１０）
本実施形態で製造するモールド１は、互いに深さの異なる複数の凹部１ｃを含むモールドパターンを有する、インプリントモールド１であって、図１に例示するように、少なくとも、モールド面１ｓからそれぞれ深さＤ１及びＤ２（但しＤ１≠Ｄ２）の凹部１ｃをもつモールド１である。

【0093】

予め、得ようとするモールド１の設計に基づいて用意したモールドブランク１０を用いて上記モールドを製造する。

【0094】

このモールドブランク１０は、該モールド１が有する、所望の掘り込み深さに基づいて、モールド基材層４及びエッチングストッパ層３それぞれの積層数、積層順、及び、各モールド基材層４及び各エッチングストッパ層３それぞれの厚みが、予め調整されている。これを用いて、互いに異なる位置に、互いに異なるＮ通りの深さで凹部１ｃが形成されることになる（凹部形成工程）。言い換えれば、個々に異なる所望深さのモールド掘り込みエッチングが、少なくとも、Ｎ回（すなわちＮ箇所に）行うことによって形成される。もちろん、付加的に、同じ又は異なる深さの凹部１ｃが更に形成されてもよい。

【0095】

尚、モールド基材層４及びエッチングストッパ層３は、スパッタ法などの、公知の成膜手法を適用して形成することができる。

【0096】

本実施形態で用いるモールドブランク１０の断面の概要を、図２Ａ（ａ）に示す。

【0097】

本実施形態のモールドブランク１０は、基板２表面上に、複数のモールド基材層４が積層され、その表面側に、ハードマスク層５が形成され、更にその上にレジスト層を有する。

【0098】

該複数のモールド基材層４の各々の間には厚さＷのエッチングストッパ層３が介在している。ここではすべてのエッチングストッパ層３が同一の厚さをもつ。

【0099】

前記積層のうち、最上位にあるモールド基材層４の厚さをＫ１、上から第２位にあるモールド基材層４の厚さをＫ２とするとき、
Ｋ１＝Ｄ１、
Ｋ２＝Ｄ２－（Ｄ１+Ｗ）
である。
前記モールド基材層４と、前記エッチングストッパ層３は、互いにエッチング選択性のある材料からなる。

【0100】

上記Ｋ１，Ｋ２の表現は、モールドブランク１０に対して形成予定の凹部１ｃであって、凹部１ｃの深さが浅い方から２つの凹部１ｃについて規定した表現である。

【0101】

また、Ｄ１、Ｄ２のいずれとも異なる、深さＤ３の凹部１ｃを更に形成する場合には、モールドブランク１０は、更に厚さＫ３のモールド基材層４の積層を有し（図２（Ａ）参照）、
Ｋ３＝Ｄ３－（Ｄ１+Ｄ２＋２Ｗ）
となる。すなわち、ｎ種類の深さの凹部１ｃを有する場合には、モールドブランク１０が有するべき積層、Ｋ１，Ｋ２，Ｋ３，・・Ｋｎ（これら同士の間にはエッチングストッパ層３が介在する）は、以下の関係を有する。
Ｋｎ＝Ｄｎ－（Ｄ１+Ｄ２+… （ｎ－１）Ｗ）
つまり、上記２つの凹部１ｃに加えて、更により深い凹部１ｃをもつモールド１を考慮すると、
モールド面１ｓからそれぞれ深さＤ１、Ｄ２、・・・Ｄｎ（但し、ｎは３以上の整数、Ｄ１、Ｄ２・・・Ｄｎは互いに異なる）の凹部１ｃをもつ、前記インプリントモールド１を得るためのモールドブランク１０において、
基板２表面上に、複数のモールド基材層４が積層され、更にその表面側に、ハードマスク層５が形成され、
かつ、該複数のモールド基材層４の各々の間には厚さＷのエッチングストッパ層３が介在し、
前記積層のうち、最上位にあるモールド基材層４の厚さをＫ１、上から第２位にあるモールド基材層４の厚さをＫ２、上から第ｎ位にあるモールド基材層４の厚さをＫｎとするとき、
Ｋ１＝Ｄ１、
Ｋ２＝Ｄ２－（Ｄ１+Ｗ）
：
Ｋｎ＝Ｄｎ－（Ｄ１+Ｄ２+… （ｎ－１）Ｗ）
と表現できる。

【0102】

尚、本実施形態では、Ｋ１、Ｋ２、・・・Ｋｎのうち少なくとも一つのＫは他のＫと異なる値とすることができ、全部のＫが互いに異なる値であってもよい。

【0103】

（ハードマスク層５）
ハードマスク層５は、複数のモールド基材層４をエッチングするに先立ち、掘り込み位置すなわち形成予定の凹部１ｃの位置を予め画定する機能をもつ。形成される全ての掘り込み位置とそのパターンの平面視形状は、ハードマスクパターン５ｐによって決定される。

【0104】

ハードマスク層５の材料としては、モールド基材層４及びエッチングストッパ層３のいずれのエッチャントに対しても、エッチング耐性をもつものである。

【0105】

つまり、ハードマスク層５は、モールド基材層４に対してエッチング選択性を有し、且つ、エッチングストッパ層３に対してもエッチング選択性を有することが好ましい。

【0106】

尚、すべての所望の掘り込み部が形成された後に、ハードマスク層５を除去すれば良い。

【0107】

ハードマスク層５の材料は、例えば、クロム（Ｃｒ）を含むもの（例えば酸化クロム（ＣｒＯ）、窒化クロム（ＣｒＮ）、酸化窒化クロム（ＣｒＯＮ）、これらに炭素が含有されるものの少なくともいずれか）が挙げられる。

【0108】

ハードマスク層５は、小さな膜厚でモールド基材層４やエッチングストッパ層３のエッチングの際のマスク機能を発揮することにより、パターニング精度を確保する。この作用はドライエッチングを適用する際に顕著である。従って、その層厚は、例えば、３～３０ｎｍとすることが好ましい。

【0109】

（レジスト膜）
レジスト膜としては、公知のフォトレジストを使用することができる。レジストには、ポジ型フォトレジストあるいはネガ型フォトレジストを用いることができる。尚、レジストパターンの形成のための露光を電子線描画にて行なう場合には、電子線用の化学増幅型レジストを用いてもよい。また、スリットコータ及びスピンコータのような公知の塗布装置によって、ハードマスク層５上にレジストを塗布することができる。

【0110】

レジスト膜の膜厚は特に限定は無いが、ハードマスクパターン５ｐを形成するためのハードマスク層５に対するエッチング時間に耐える点、大きすぎると形成するパターン精度が下がることから、例えば５０～３００ｎｍであることが好ましい。

【0111】

図２（ａ）～（ｐ）（すなわち図２Ａにおける（ａ）～（ｉ）及び図２Ｂにおける（ｊ）～（ｐ））は、本発明の本実施形態に係るモールド１の製造方法の一例を示す概略断面図である。

【0112】

まず、図２（ａ）に示すようなモールドブランク１０を用意する。ここでは、モールドブランク１０は、３つのモールド基材層４が積層し、各々の間にエッチングストッパ層３が介在する。図２（ａ）では、基板２と最下位に位置するモールド基材層４の間にもエッチングストッパ層３が設けられている。また、エッチングストッパ層３は合計３層設けており、いずれも同じ厚さＷ（ｎｍ）を有する。尚、モールド基材層４は、図２ではいずれも同じ厚さで表現しているが、＜インプリントモールド１＞にて説明したように、互いに異なる厚さを有するモールド基材層４が含まれることが好ましい。

【0113】

本実施形態に係るモールドブランク１０は、更に、積層されたモールド基材層４上に形成されたハードマスク層５と、第１レジスト膜６１と、を備える。尚、ここでのモールドブランク１０は、モールド基材層４の一部が既にパターニングされたモールド中間体であってもよい。

【0114】

図２（ｂ）に示すように、用意したモールドブランク１０上の第１レジスト膜６１に対して描画（第１描画）及び現像を行ない、第１レジストパターン６１ｐを形成する。第１レジストパターン６１ｐは、形成しようとする掘り込み部に対応した開口を有する。

【0115】

電子線にて描画を行ったとしても、ハードマスク層５が導電性を有している場合、チャージアップの発生を抑制でき、好適である。

【0116】

図２（ｃ）に示すように、第１レジストパターン６１ｐをマスクとしてハードマスク層５をエッチングし、ハードマスクパターン５ｐを形成する（ハードマスクパターニング工程）。これにより、掘り込み部の幅及び位置を決定できる。

【0117】

ハードマスク層５のエッチングには、ドライエッチングあるいはウエットエッチングを適用することができ、本実施形態では、ドライエッチングを用いる。ハードマスク層５の材料をＣｒＯとしたとき、エッチャントとしてのエッチングガスとしては塩素（Ｃｌ_２）を含むガスなど公知のガスを用いることができる。

【0118】

図２（ｄ）に示すように、第１レジストパターン６１ｐを剥離する。剥離は公知の手法を採用すればよく、例えば、硫酸と過酸化水素水の混合液からなるレジスト剥離剤を使用してもよい。以降、レジストパターンの剥離については同様とする。

【0119】

図２（ｅ）に示すように、ハードマスクパターン５ｐをマスクとして、最上位にあるモールド基材層４をエッチングする。これにより、第１掘り込みパターンが形成される。第１掘り込みパターンにおける凹部１ｃの掘り込み深さはＤ１（＝Ｋ１）である。

【0120】

最上位のモールド基材層４のエッチングには、ドライエッチングあるいはウエットエッチングを適用することができ、本実施形態では、ドライエッチングを用いる。エッチングガスとしては、公知のガス（例えば、モールド基材層４の材料としてＳｉＯ_２を使用する場合、フッ素を含むガス、好ましくはＣＦ_４）を用いることができる。後述のモールド基材層４のエッチングについても、同様である。

【0121】

図２（ｆ）に示すように、ハードマスクパターン５ｐを含むモールドブランク１０表面にレジストを塗布し、新たな第２レジスト膜６２を形成する。この第２レジスト膜６２の原料は、上記のレジストと同様のものを用いることができる。

【0122】

図２（ｇ）に示すように、第２レジスト膜６２に対して描画（第２描画）及び現像を行ない、第２レジストパターン６２ｐを形成する。第２レジストパターン６２ｐは、形成された第１掘り込みパターンのうち一部を被覆し、他の一部を露出する。これは、最終的に得るべき掘り込み深さがＤ１である箇所をエッチングから保護することを意図している。描画装置としては、第１レジストパターン６１ｐの形成に用いるものと同様のものを利用できる。

【0123】

尚、第１描画と第２描画との間で位置ずれが生じる可能性があるため、第２描画の描画データには、予測される位置ずれ量をもとに決定した、アライメントマージン分だけ、描画寸法を加えて（サイジングを施して）もよい。すなわち、図示するように、ハードマスクパターン５ｐの一部を、第２レジストパターン６２ｐの開口内に露出させることができる。この露出幅（サイジングの幅）は、５～２００ｎｍとすることができる。

【0124】

図２（ｈ）に示すように、第２レジストパターン６２ｐとハードマスクパターン５ｐとをマスクとして、最上位にあるエッチングストッパ層３をエッチングする。

【0125】

最上位のエッチングストッパ層３のエッチングには、ドライエッチングあるいはウエットエッチングを適用することができ、本実施形態では、ドライエッチングを用いる。エッチングガスとしては、公知のガス（例えば、エッチングストッパ層３の材料としてＡｌ_２Ｏ_３を使用する場合、ＣＣｌ_４）を用いることができる。後述の中間のエッチングストッパ層３のエッチングについても、同様である。

【0126】

図２（ｉ）に示すように、第２レジストパターン６２ｐとハードマスクパターン５ｐとをマスクとして、上から第２位にあるモールド基材層４をエッチングする。これにより、第２掘り込みパターンが形成される。第２掘り込みパターンの凹部１ｃの掘り込み深さは、モールド面１ｓからＤ２（＝Ｋ１＋Ｋ２＋Ｗ）である。

【0127】

図２（ｊ）に示すように、第２レジストパターン６２ｐを剥離する。

【0128】

図２（ｋ）に示すように、ハードマスクパターン５ｐを含むモールドブランク１０表面にレジストを塗布する。この第３レジスト膜６３の原料は、上記のレジストと同様のものを用いることができる。

【0129】

図２（ｌ）に示すように、第３レジスト膜６３に対して描画（第３描画）及び現像を行ない、第３レジストパターン６３ｐを形成する。第３レジストパターン６３ｐは、形成された第１掘り込みパターンに加え、第２掘り込みパターンのうち一部を被覆し、他の一部を露出する。描画装置としては、第１レジストパターン６１ｐの形成に用いるものと同様のものを利用できる。

【0130】

尚、第１描画、第２描画、及び第３描画との間で位置ずれが生じる可能性があるため、第３描画の描画データには、上記第２描画の際と同様のサイジングを施しても良い。

【0131】

図２（ｍ）に示すように、第３レジストパターン６３ｐ及び第３レジストパターン６３ｐの開口内に露出したハードマスクパターン５ｐをマスクとして、上から第２位のエッチングストッパ層３をエッチングする。

【0132】

図２（ｎ）に示すように、上から第３位にあるモールド基材層４をエッチングする。これにより、第３掘り込みパターンが形成される。第３掘り込みパターンの凹部１ｃの掘り込み深さは、モールド面１ｓからＤ３（＝Ｋ１＋Ｋ２＋Ｋ３＋２Ｗ）である。

【0133】

図２（ｏ）に示すように、第３レジストパターン６３ｐを剥離する。

【0134】

尚、モールド基材層４の積層数が３層より多い場合には、上記と同様の工程を繰り返すことにより、第Ｎ掘り込みパターンを形成することができる。この第Ｎ掘り込みパターンの凹部１ｃの掘り込み深さは、モールド面１ｓからＤｎ（＝Ｋ１＋Ｋ２＋・・・＋Ｋｎ＋（ｎ－１）Ｗ）である。

【0135】

個々の凹部１ｃの形成において、エッチングストッパ層３が露出して底面が形成された時点で、エッチングを終了する。前記複数の凹部１ｃの深さは、それぞれ、掘り込みによって除かれた、異なる数の前記モールド基材層４の厚みと、該除かれたモールド基材層４の間に介在したエッチングストッパ層３の厚みの合計となる。言い換えれば、あらかじめ、モールドブランク１０の設計の段階において、所望の凹部１ｃの深さを決定し、その底部にエッチングストッパ層３が位置するように、各モールド基材層４及びエッチングストッパ層３の配置を定めておく。

【0136】

必要なモールド基材層４のエッチングが終了したのち、図２（ｐ）に示すように、ハードマスクパターン５ｐを剥離する。

【0137】

以上により、本実施形態に係るモールド１が完成する。本実施形態は、以下のような効果を奏することができる。

【0138】

本実施形態のモールド１は、複数の掘り込み部を有し、それらの各々について底面にはエッチングストッパ層３が露出する。すなわち、上記掘込エッチングの終点は、エッチングストッパ層３が露出した時点とし、該エッチングストッパ層３を残存させる。これによって、エッチング終点の決定が容易であるとともに、形成される掘り込み部底部の形状が設計どおりとなり、より精緻に凹部１ｃの深さを制御することができる。
すなわち、凹部１ｃの深さを、目標深さに対して±５ｎｍ、更には±２ｎｍの範囲で精度管理することに大きな意義をもつ。

【0139】

更に、該エッチングストッパ層３をエッチングする工程削減が可能であるというコスト上のメリットがあることは言うまでもない。

【0140】

更に、本実施形態のモールド１の製造方法では、ハードマスクパターン５ｐが形成された時点で、それぞれの掘り込み部の位置と寸法が決定し、その後の工程で、描画を繰り返しても、各凹部１ｃの装置位置は設計値からずれを生じることがない。このことから、本実施形態のモールド１においては、そのパターン形成位置及び寸法が、高精度に目標値に一致する。

【0141】

つまり、本発明の製造方法は、モールド基材層４及びエッチングストッパ層３それぞれの材料に対して最適な積層構成と、製造プロセスを適用することによって、パターニングの精度を得ることができ、特に、掘り込みの深さ制御に優れる。

【0142】

更に、複数の深さの掘り込み部の掘り込み深さは、モールド基材層４及びエッチングストッパ層３の厚みによって決めることができる。ゆえに、モールドブランク１０を設計する段階で、得るべき掘り込み深さに応じ、成膜条件を決定すればよい。

【0143】

尚、図２の製造方法には表れていないが、製造方法によって、厚みの異なるモールド基材層４を同時にエッチングすることも可能である。その場合、相対的に厚みの小さいモールド基材層４のエッチングが終了した時点では、より厚みの大きいモールド基材層４のエッチングは終了していない。従って、より厚みの大きいモールド基材層４のエッチングを継続すると、相対的に厚みの小さいモールド基材層４において、エッチングにより露出したエッジ部分がダメージを受け、パターン幅が変化してしまうおそれがある。その一方、本実施形態に係るモールド１の製造方法によれば、互いに厚みの異なる各モールド基材層４のエッチング工程が、モールド基材層４ごとにそれぞれ独立に制御され、そのよう尚それを低減できる。

【0144】

また、本実施形態によれば、基板２、エッチングストッパ層３、及びモールド基材層４を透明に設定できる。これにより、本実施形態に係るモールド１を用いてインプリントにより光学素子などを作製する場合、被転写体（光硬化性の樹脂など）にモールド１のパターン面を押し当てた状態で、モールド１を介して該樹脂に光を照射することができる。これにより、光学素子等の製品、又は、更なる転写を行うためのレプリカ等を製造することができる。

【0145】

以上の結果、本実施形態によれば、モールドパターンの凹部１ｃの形状と深さの精度が極めて高い光学素子用のインプリントモールド１及びその製造方法を提供できる。

【0146】

＜ワーキングレプリカ及び／又は光学素子の製造方法＞
本実施形態に係るモールド１により光学素子を製造する方法は、以下のとおりである。
すなわち、本実施形態に係るインプリントモールド１を用意する工程と、
樹脂材を含む被転写体に対して、インプリントモールド１の前記モールド面１ｓを直接又は間接に押し当て、前記モールドパターンを被転写体に転写する工程と、
を含む製造方法とする。

【0147】

ここでは、被転写体に対して光インプリントによるパターン転写を行なう場合の手順について説明する。紫外線を用いた光インプリントの場合、室温（例えば１０～３０℃）でのインプリントプロセスが可能となる。このときの紫外線の好適な波長等は、＜インプリントモールド１＞に記載したものと同様とする。但し、本実施態様のモールド１を熱インプリントに適用しても良い。

【0148】

図３は、本実施形態のインプリントモールド１を用いた光インプリントによるパターン転写の概要を示す概略断面図である。

【0149】

光インプリントによるパターン転写を行なう場合には、先ず、被転写体を用意する。被転写体は、基板２（図示せず）の主表面上に、塗布された光硬化性樹脂とすることができる。

【0150】

この光硬化性樹脂は、硬化前は液状であってもよい。液状の場合、上下反転したモールド１の凹部１ｃに速やかに光硬化性樹脂が入り込み、凹部１ｃの形状を正確に転写しやすくなる。そのため、硬化前の光硬化性樹脂の粘度が低いことが好ましく、１０～１０００ｍＰａ・ｓ（２５℃）程度が好ましい。

【0151】

尚、光硬化性樹脂としては、エポキシ系、ウレタン系などのベース樹脂に光重合開始剤、ラジカル発生剤などを混合した樹脂溶液が例示される。また、紫外線以外の光により硬化する樹脂材を採用しても構わない。

【0152】

そして、図１に例示する本実施形態に係るモールド１を上下反転させ、光硬化性樹脂７とモールド面１ｓとが対向するようモールド１を配置する（図３（ａ））。

【0153】

そして、モールド１を光硬化性樹脂７に直接に押し当てることにより、モールド１と光硬化性樹脂７とを接触させる。その後、紫外線の露光により光硬化性樹脂７を硬化させ、樹脂パターンを形成する（図３（ｂ））。紫外線は、例えば、モールド面１ｓの裏面側から、モールド１を介して、光硬化性樹脂７に照射することができる。

【0154】

露光の形式には特に限定は無い。

【0155】

そして、モールド１を離型することにより、モールドパターンが光硬化性樹脂７に転写される（図３（ｃ））。この転写されたパターンを基に、硬化後の樹脂に対して更にエッチング等の加工を行ない、光学素子を製造してもよい。また、パターンが転写された硬化後の樹脂を、光学素子とするのではなく、ワーキングレプリカ８すなわちインプリントモールド１のコピーとし、このコピーを用いて光学素子を製造してもよい。尚、ワーキングレプリカ８は光学素子を製造するために用いられるものであり、広義にはワーキングレプリカ８も光学素子であると解釈することができる。

【0156】

以上をまとめると、本実施形態のモールド１によれば、基板２、エッチングストッパ層３、及びモールド基材層４はそれぞれ、先に述べたように透明である。本実施形態に係るモールド１を用いてインプリントにより光学素子などを作製する場合、樹脂材である光硬化性樹脂にモールド１のパターン面を上から押し当てた状態で、モールド１を介して該樹脂に光を照射することにより、光学素子等の製品、又は、レプリカ等を製造することができる。

【0157】

尚、モールド１を離型しやすくすべく、モールド１の最表面（すなわち雰囲気と接触する面であってモールド面１ｓのみならず凹部１ｃの底部及び側部を含む）に対し、離型層を形成してもよい。この場合、樹脂材を含む被転写体に対して、モールド１のモールド面１ｓを間接に押し当てることになる。

【0158】

離型剤としては、公知のものが使用できる。例えば、直鎖パーフルオロポリエーテル構造を有する有機シリコーン化合物からなる表面改質剤、あるいは、未変性又は変性シリコーンオイル、トリメチルシロキシケイ酸を含有するポリシロキサン、シリコーン系アクリル樹脂等が例示される。また、特開２０１２－０４８７７２号公報に記載のように、分子鎖における主鎖には（Ｃ_ｍＦ_２ｍＯ）_ｎ［ｍは整数かつ１≦ｍ≦７であり、ｎは、（Ｃ_ｍＦ_２ｍＯ）_ｎの分子量が５００以上かつ６０００以下となる整数］が一種類又は複数種類含まれ、化合物は、モールド１に対して吸着可能な吸着官能基としてヒドロキシル基を少なくとも２個以上有し、分子鎖における両末端にヒドロキシル基が設けられた化合物を離型剤として使用してもよい。

【符号の説明】

【0159】

１ （インプリント）モールド
１ｃ 凹部
１ｓ モールド面
２ 基板
３ エッチングストッパ層
４ モールド基材層
５ ハードマスク層
５ｐ ハードマスクパターン
６１ 第１レジスト膜
６１ｐ 第１レジストパターン
６２ 第２レジスト膜
６２ｐ 第２レジストパターン
６３ 第３レジスト膜
６３ｐ 第３レジストパターン
７ 光硬化性樹脂
８ ワーキングレプリカ
１０ モールドブランク

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】