JP2008168465A - 微細成形モールドおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】耐久性の高い微細成形モールドおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】感光性成形対象膜と密着する成形面の一部を構成する透光性基板１００と、前記成形面の凸部を構成し、前記透光性基板との接合面が前記成形面の裏側の面に最も近い前記成形面の底部以上の深度に位置する遮光性凸部１０３と、を備える微細成形モールド。前記遮光性凸部１０３は、前記透光性基板１００より硬度が高くなる材料が選択されることが望ましい。
【選択図】図１
【解決手段】感光性成形対象膜と密着する成形面の一部を構成する透光性基板１００と、前記成形面の凸部を構成し、前記透光性基板との接合面が前記成形面の裏側の面に最も近い前記成形面の底部以上の深度に位置する遮光性凸部１０３と、を備える微細成形モールド。前記遮光性凸部１０３は、前記透光性基板１００より硬度が高くなる材料が選択されることが望ましい。
【選択図】図１
Description
本発明は、微細成形モールドおよびその製造方法に関する。
従来、光硬化性樹脂を成形対象膜として用いるインプリント技術やホットエンボス技術が知られている。成形対象膜をモールドの裏面から露光して硬化させる場合、モールドには透光性材料が選択される。インプリント技術では基板の表面上に形成した成形対象膜にモールドの成形面を圧着した状態で成形対象膜を硬化させることにより、成形対象膜にモールドの成形面の形状を転写する。通孔のある物を成形しようとする場合には、離型後に成形対象膜をエッチングすることにより成形対象膜の凹部を基板まで貫通させる工程が必要になる。特許文献１には、モールドの凸部の表層に遮光膜を形成し、光硬化性樹脂からなる成形対象膜にモールドの圧着によって形成された凹部の領域が露光されない構成とし、エッチングしなくとも成形対象膜の凹部を貫通させることのできる方法が記載されている。遮光膜の厚さは高さ２μｍの凸部に対して１００ｎｍ〜５０００ｎｍ程度である。
特開２００４−３０４０９７号公報
しかし、特許文献１に記載された方法によると、成形対象膜の表面や内部に硬い異物が混入した場合、モールドの凸部が変形したり、薄い遮光膜が損傷し、損傷した領域から光が漏れることにより、成形物の形状が変わるという問題がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、耐久性の高い微細成形モールドおよびその製造方法を提供することを目的とする。
（１）上記目的を達成するための微細成形モールドは、感光性成形対象膜と密着する成形面の一部を構成する透光性基板と、前記成形面の凸部を構成し、前記透光性基板との接合面が前記成形面の裏側の面に最も近い前記成形面の底部以上の深度に位置する遮光性凸部と、を備える。
本明細書において表裏は相対的な位置関係を示し、「裏面」というときには「表面」と称した面の裏側の面を意味する。また深度は基準とする面からその裏面に向かって測る距離をいう。また、透光性とは、感光性成形対象膜の露光に用いる波長の光を通す性質を意味し、遮光性とは、感光性成型体漿膜の露光に用いる波長の光を遮る性質を意味する。
本明細書において表裏は相対的な位置関係を示し、「裏面」というときには「表面」と称した面の裏側の面を意味する。また深度は基準とする面からその裏面に向かって測る距離をいう。また、透光性とは、感光性成形対象膜の露光に用いる波長の光を通す性質を意味し、遮光性とは、感光性成型体漿膜の露光に用いる波長の光を遮る性質を意味する。
この微細成形モールドによると、遮光性凸部が従来の遮光膜のように凸部に対して薄い膜ではなくバルク状であるため、従来に比べて遮光性のパターンが損傷しにくく、遮光性のパターン内部から光が漏れにくい。すなわち、この微細成形モールドは、耐久性が高く、成形不良品の発生率を低減することができる。
（２）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記接合面は、前記成形面の底部より深い深度に位置してもよい。
透光性基板と遮光性凸部との接合面が成形面の底部の深さより透光性基板の深い位置にある場合、平坦な基板の表面に遮光部が接合されている場合や、凸部の先端面に接合されている場合と比べると、遮光性凸部と透光性基板との接合面積が増大するので遮光性凸部は透光性基板からはがれにくい。
この構造を採用することにより、微細成形モールドの強度が増大し、微細成形モールドの破損率を低減することができる。その結果、破損した微細成形モールドの廃棄量も低減することができるので、環境負荷を低減することができる。また、製造コストも削減することができる。
透光性基板と遮光性凸部との接合面が成形面の底部の深さより透光性基板の深い位置にある場合、平坦な基板の表面に遮光部が接合されている場合や、凸部の先端面に接合されている場合と比べると、遮光性凸部と透光性基板との接合面積が増大するので遮光性凸部は透光性基板からはがれにくい。
この構造を採用することにより、微細成形モールドの強度が増大し、微細成形モールドの破損率を低減することができる。その結果、破損した微細成形モールドの廃棄量も低減することができるので、環境負荷を低減することができる。また、製造コストも削減することができる。
（３）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記遮光性凸部は、前記透光性基板より硬度が高いことが望ましい。
転写成形工程において、感光性成形対象膜と密着する成形面の凸部は凹部に比べて破損しやすい。例えば、感光性成形対象膜内に異物が存在する場合について説明する。凹部と感光性成形対象膜が形成された基板との間隔は、凸部と感光性成形対象膜が形成された基板との間隔よりも広いため、異物はその間隔の間に収まる大きさであれば凹部が破損する可能性は少ない。一方凸部と基板との間隔は凹部との間隔と比べると狭いため、凹部に比べて凸部は異物によって破損する可能性が高い。そのため、成形面の凸部を構成する遮光性の凸部である遮光性凸部が成形面の凹部底面を構成する透光性基板より硬度が高い場合、成形面全体を同じ透光性基板で形成する場合に比べて成形面の耐久性が向上する。
転写成形工程において、感光性成形対象膜と密着する成形面の凸部は凹部に比べて破損しやすい。例えば、感光性成形対象膜内に異物が存在する場合について説明する。凹部と感光性成形対象膜が形成された基板との間隔は、凸部と感光性成形対象膜が形成された基板との間隔よりも広いため、異物はその間隔の間に収まる大きさであれば凹部が破損する可能性は少ない。一方凸部と基板との間隔は凹部との間隔と比べると狭いため、凹部に比べて凸部は異物によって破損する可能性が高い。そのため、成形面の凸部を構成する遮光性の凸部である遮光性凸部が成形面の凹部底面を構成する透光性基板より硬度が高い場合、成形面全体を同じ透光性基板で形成する場合に比べて成形面の耐久性が向上する。
（４）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記遮光性凸部は、金属、金属化合物、セラミクスのいずれかで構成されてもよい。
（５）上記目的を達成するための微細成形モールドにおいて、前記透光性基板は、ガラス、結晶化ガラス、石英、透光性セラミクス、アルミナ、サファイアのいずれかで構成されていてもよい。その他の透光性を有する部材が用いられてもよい。
（６）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法は、透光性基板の表面に凹凸領域を形成し、前記凹凸領域に遮光性を有する膜を堆積させることによって前記凹凸領域の凹部を埋め、前記透光性基板が露出するまで前記遮光性を有する膜の表層を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、前記透光性基板の表面から前記凹凸領域の底部以下の深度の位置まで前記透光性基板を選択的に除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、ことを含む。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の底部以下の深度の位置」とは、凹凸領域の凹部の最も底の部分と同じ深さか、または凹部の最も底の部分よりも浅い位置を意味する。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の底部以下の深度の位置」とは、凹凸領域の凹部の最も底の部分と同じ深さか、または凹部の最も底の部分よりも浅い位置を意味する。
（７）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法において、前記遮光性を有する膜を除去することによって露出した前記透光性基板の表面上に膜厚がなだらかに変化するレジストマスクを形成し、前記透光性基板を、前記レジストマスクもろともエッチングすることによって前記透光性基板の表面になだらかな曲面を成形してもよい。
この製造方法を採用することによって、感光性成形対象膜を凹曲面形状に成形するための凸曲面を有する微細成形モールドや、感光性成形対象膜を凸曲面形状に成形するための凹曲面を有する微細成形モールドを製造することができる。
この製造方法を採用することによって、感光性成形対象膜を凹曲面形状に成形するための凸曲面を有する微細成形モールドや、感光性成形対象膜を凸曲面形状に成形するための凹曲面を有する微細成形モールドを製造することができる。
（８）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法は、犠牲基板の表面に凹凸領域を形成し、前記凹凸領域に遮光性を有する膜を堆積させることによって前記凹凸領域の凹部を埋め、前記犠牲基板が露出するまで前記遮光性を有する膜の表層を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、研削または研磨によって平坦化された前記犠牲基板の表面と前記遮光性を有する膜の表面とに透光性基板を接合し、前記犠牲基板の裏面から前記犠牲基板を選択的に前記凹凸領域の底部より深く前記凹凸領域の頂部以下の深度の位置まで除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、ことを含む。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の底部より深く凹凸領域の頂部以下の深度の位置」は、犠牲基板の裏面を基準とした深さを示している。すなわち、凹凸領域の凹部の底部より深く、凸部の頂部と同じ位置かそれより浅い位置を意味する。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の底部より深く凹凸領域の頂部以下の深度の位置」は、犠牲基板の裏面を基準とした深さを示している。すなわち、凹凸領域の凹部の底部より深く、凸部の頂部と同じ位置かそれより浅い位置を意味する。
（９）上記目的を達成するための微細成形モールドの製造方法は、遮光性基板の表面に凹凸領域を形成し、前記凹凸領域に透光性基板を軟化させた状態で圧着することにより、前記凹凸領域の凹部を埋め、前記遮光性基板の裏面から前記遮光性基板を前記透光性基板が露出するまで除去し、前記遮光性基板を除去することによって露出した前記透光性基板を選択的に前記凹凸領域の頂部以下の深度の位置まで除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、ことを含む。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の頂部以下の深度の位置」は、遮光性基板を除去することによって露出した面を基準とする深さを示している。すなわち、遮光性基板を除去することによって露出した透光性基板の面より深く、凹凸領域の凸部の頂部と同じ位置かそれより浅い位置を意味する。
この製造方法を採用することにより、透光性基板から突出している遮光性凸部が破損しにくい微細成形モールドを製造することができる。なお、「凹凸領域の頂部以下の深度の位置」は、遮光性基板を除去することによって露出した面を基準とする深さを示している。すなわち、遮光性基板を除去することによって露出した透光性基板の面より深く、凹凸領域の凸部の頂部と同じ位置かそれより浅い位置を意味する。
（１０）上記（１）〜（５）のいずれかの微細成形モールドを用いた転写成形方法は、基板の表面上に感光性成形対象膜を形成し、前記感光性成形対象膜に前記微細成形モールドの前記成形面を圧着し、前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記感光性成形対象膜を露光し、露光された前記感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを離型し、前記感光性成形対象膜を現像する、ことを含む。
尚、請求項において「〜上に」というときは、技術的な阻害要因がない限りにおいて「上に中間物を介在させずに」と「〜上に中間物を介在させて」の両方を意味する。また、請求項に記載された動作の順序は、技術的な阻害要因がない限りにおいて記載順に限定されず、同時に実行されても良いし、記載順の逆順に実行されても良いし、連続した順序で実行されなくても良い。
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。複数の実施形態において、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
（第１実施形態）
図１に本発明による微細成形モールドの第１実施形態とそれを用いた転写成形方法を示す。
（第１実施形態）
図１に本発明による微細成形モールドの第１実施形態とそれを用いた転写成形方法を示す。
・微細成形モールドの構成
微細成形モールド１は、透光性基板１００と遮光性凸部１０３とを備える。微細成形モールド１の成形面は、透光性基板１００と遮光性凸部１０３とによって構成されている。微細成形モールド１の成形面を構成する凹凸領域の底部１０４は透光性基板１００によって構成されている。遮光性凸部１０３は、透光性基板１００の平坦な表面に接合されている。具体的には遮光性凸部１０３は、めっき層１０２とシード層１０１とで構成され、めっき層１０２はシード層１０１を介して透光性基板１００に接合されている。微細成形モールド１では、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、底部１０４と同じ深度の位置にある。
微細成形モールド１は、透光性基板１００と遮光性凸部１０３とを備える。微細成形モールド１の成形面は、透光性基板１００と遮光性凸部１０３とによって構成されている。微細成形モールド１の成形面を構成する凹凸領域の底部１０４は透光性基板１００によって構成されている。遮光性凸部１０３は、透光性基板１００の平坦な表面に接合されている。具体的には遮光性凸部１０３は、めっき層１０２とシード層１０１とで構成され、めっき層１０２はシード層１０１を介して透光性基板１００に接合されている。微細成形モールド１では、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、底部１０４と同じ深度の位置にある。
透光性基板１００は、石英、ガラス、結晶化ガラス、透光性セラミクス、サファイア、アルミナなどのうちのいずれかで構成されている。透光性基板１００は、透光性を有するその他の部材で構成されていてもよい。
めっき層１０２は、ＮｉＷで構成されている。めっき層１０２は、遮光性を有するその他の材料で構成されていてもよく、金属、金属化合物、セラミクスのいずれであってもよい。例えば、ＮｉＭｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏなどの合金やＣｒなどであってもよい。シード層１０１は、ＴｉやＮｉで構成される。遮光性凸部１０３の硬度には、透光性基板１００の表面硬度より遮光性凸部１０３が表面硬度が高くなる材料が選択されることが望ましい。これにより成形面の損傷しやすい凸部の表面硬度が高くなるため、耐久性の高い微細成形モールドを実現することができる。
めっき層１０２は、ＮｉＷで構成されている。めっき層１０２は、遮光性を有するその他の材料で構成されていてもよく、金属、金属化合物、セラミクスのいずれであってもよい。例えば、ＮｉＭｏ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏなどの合金やＣｒなどであってもよい。シード層１０１は、ＴｉやＮｉで構成される。遮光性凸部１０３の硬度には、透光性基板１００の表面硬度より遮光性凸部１０３が表面硬度が高くなる材料が選択されることが望ましい。これにより成形面の損傷しやすい凸部の表面硬度が高くなるため、耐久性の高い微細成形モールドを実現することができる。
・転写成形方法
微細成形モールド１を用いた転写成形方法を説明する。
まず図１Ａに示すように、シリコンウェハなどからなる基板１０７の表面にスピンコーティングなどによって感光性成形対象膜としての感光性樹脂膜１０６を形成する。図１Ａは、その際に、透光性基板１００より硬度の高い異物１０５が樹脂膜１０６の中に塗り込まれた状態を示している。なお、感光性成形対象膜の材料は、光化学反応によって溶解特性が変化するフォトレジスト材料であってもよいが、本実施形態では光化学反応によって硬化する樹脂、例えばネガ型レジスト材料、ネガ型感光性ポリイミドなどを用いる形態について以降説明する。なお、感光性樹脂膜１０６の膜厚は例えば７０μｍ程度である。
微細成形モールド１を用いた転写成形方法を説明する。
まず図１Ａに示すように、シリコンウェハなどからなる基板１０７の表面にスピンコーティングなどによって感光性成形対象膜としての感光性樹脂膜１０６を形成する。図１Ａは、その際に、透光性基板１００より硬度の高い異物１０５が樹脂膜１０６の中に塗り込まれた状態を示している。なお、感光性成形対象膜の材料は、光化学反応によって溶解特性が変化するフォトレジスト材料であってもよいが、本実施形態では光化学反応によって硬化する樹脂、例えばネガ型レジスト材料、ネガ型感光性ポリイミドなどを用いる形態について以降説明する。なお、感光性樹脂膜１０６の膜厚は例えば７０μｍ程度である。
次に図１Ｂに示すように、基板１０７に形成された樹脂膜１０６に微細成形モールド１を圧着する。遮光性凸部１０３の硬度が透光性基板１００の硬度より高い場合、微細成形モールド１の成形面の凸部を形成している遮光性凸部１０３の先端面と基板１０７との間の樹脂膜１０６の中に異物１０５が存在していても、成形面の凸部が透光性基板１００で構成されている場合に比べると、異物１０５による成形面の凸部の変形や破損の発生頻度は低い。なお、異物１０５が感光領域１１０に存在している場合、異物１０５は微細成形モールド１と接触する可能性は低いので遮光性凸部１０３が破損する可能性は低い。すなわち、微細成形モールド１の凹部と基板１０７との間隔は、凸部と基板１０７との間隔よりも広いため、異物がその間隔の間に収まる大きさであれば凹部が破損する可能性は凸部と比較して少ない。
次に透光性基板１００の裏面から紫外線などの光を照射する。このとき、遮光性凸部１０３によって遮光されるために露光されない領域１１１では物性が変化せず、露光される感光領域１１０では光化学反応によって硬化する。
次に図１Ｃに示すように、微細成形モールド１を樹脂膜１０６から離型する。
次に図１Ｃに示すように、微細成形モールド１を樹脂膜１０６から離型する。
最後に図１Ｄに示すように、未感光領域１１１の樹脂を現像によって除去する。具体的には例えば、ＴＭＡＨ（テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロ・オキサイド）水溶液などの有機アルカリ水溶液にて３〜５分常温で浸漬し、純水でリンスすることによって未露光領域１１１を除去する。異物１０５が未感光領域１１１のみに存在している場合は、この現像時に除去できる可能性が高い。異物１０５が感光領域１１０に存在している場合は、感光領域１１０を溶剤などで基板１０７から除去し再び樹脂膜１０６の塗布の工程からやり直すことができる。
・製造方法
図２に微細成形モールド１の製造方法の一例を示す。
まず図２Ａに示すように、透光性基板１００上に成形面の一部を構成する遮光性凸部を接合するためのシード層１０１を成膜する。具体的には例えば、ＴｉおよびＮｉを透光性基板１００上にスパッタ、蒸着等により成膜する。次にシード層１０１の上にフォトレジストを塗布し、フォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。具体的にはステッパやアライナを用いてフォトレジスト膜を露光し、現像、リンスを行い、フォトマスクのパターンが転写されたフォトレジストマスク１３０を形成する。フォトレジストマスク１３０のパターンは、微細成形モールド１の成形面の形状に応じて設定される。例えばフォトレジストマスク１３０の膜厚は１００μｍ、レジストパターンのライン幅は１５μｍ、ラインとラインのスペースは２５μｍ、ピッチは４０μｍ程度である。
図２に微細成形モールド１の製造方法の一例を示す。
まず図２Ａに示すように、透光性基板１００上に成形面の一部を構成する遮光性凸部を接合するためのシード層１０１を成膜する。具体的には例えば、ＴｉおよびＮｉを透光性基板１００上にスパッタ、蒸着等により成膜する。次にシード層１０１の上にフォトレジストを塗布し、フォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。具体的にはステッパやアライナを用いてフォトレジスト膜を露光し、現像、リンスを行い、フォトマスクのパターンが転写されたフォトレジストマスク１３０を形成する。フォトレジストマスク１３０のパターンは、微細成形モールド１の成形面の形状に応じて設定される。例えばフォトレジストマスク１３０の膜厚は１００μｍ、レジストパターンのライン幅は１５μｍ、ラインとラインのスペースは２５μｍ、ピッチは４０μｍ程度である。
次に図２Ｂに示すように、電解めっきを行い、めっき層１０２を成膜する。その結果、フォトレジストマスク１３０の開口部から露出しているシード層１０１の上に成形面の凸部を構成するめっき層１０２が形成される。
次に図２Ｃに示すように、フォトレジストマスク１３０を除去する。具体的には例えばＮＭＰ（エヌ・メチル・２・ピロリドン）やアセトン等の有機溶剤で除去する。Ｏ２プラズマやアミン系剥離液を用いても良い。
最後に図２Ｄに示すように、イオンミリングなどにより、めっき層１０２で覆われていない領域のシード層１０１をエッチングし、透光性基板１００の表面のうち、成形面の凹部の底面を構成する部分を露出させる。以上説明したような方法で製造することにより、透光性基板１００の平坦な表面から突出する凸部１０３の全体が遮光性のシード層１０１とめっき層１０２とで構成される微細成形モールド１を製造することができる。
次に図２Ｃに示すように、フォトレジストマスク１３０を除去する。具体的には例えばＮＭＰ（エヌ・メチル・２・ピロリドン）やアセトン等の有機溶剤で除去する。Ｏ２プラズマやアミン系剥離液を用いても良い。
最後に図２Ｄに示すように、イオンミリングなどにより、めっき層１０２で覆われていない領域のシード層１０１をエッチングし、透光性基板１００の表面のうち、成形面の凹部の底面を構成する部分を露出させる。以上説明したような方法で製造することにより、透光性基板１００の平坦な表面から突出する凸部１０３の全体が遮光性のシード層１０１とめっき層１０２とで構成される微細成形モールド１を製造することができる。
（第２実施形態）
・微細成形モールドの構成
図３Ｄ、図３Ｅおよび図３Ｆに、本発明による微細成形モールドの第２実施形態を示す。図３Ｄおよび図３Ｅに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３の側面がシード層１０１で構成されている。図３Ｆに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３の側面および先端面がシード層１０１で構成されている。
図３Ｅおよび図３Ｆに示す例は、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合強度を高める構成である。すなわち、透光性基板１００の表面において凹部を構成する部分の全体に遮光性凸部１０３が接合されている。この場合、めっき層１０２とシード層１０１とからなる遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、平坦な透光性基板の表面に成形面の凸部を構成する遮光膜が接合されている場合や、透光性基板の凸部の先端面に遮光膜が接合されている場合と比べると、広くなる。したがって、透光性基板１００の表面において凹部を構成する部分の全体に遮光性凸部１０３が接合される構成では、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面積が増大するので遮光性凸部１０３は透光性基板１００からはがれにくくなる。
・微細成形モールドの構成
図３Ｄ、図３Ｅおよび図３Ｆに、本発明による微細成形モールドの第２実施形態を示す。図３Ｄおよび図３Ｅに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３の側面がシード層１０１で構成されている。図３Ｆに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３の側面および先端面がシード層１０１で構成されている。
図３Ｅおよび図３Ｆに示す例は、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合強度を高める構成である。すなわち、透光性基板１００の表面において凹部を構成する部分の全体に遮光性凸部１０３が接合されている。この場合、めっき層１０２とシード層１０１とからなる遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、平坦な透光性基板の表面に成形面の凸部を構成する遮光膜が接合されている場合や、透光性基板の凸部の先端面に遮光膜が接合されている場合と比べると、広くなる。したがって、透光性基板１００の表面において凹部を構成する部分の全体に遮光性凸部１０３が接合される構成では、遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面積が増大するので遮光性凸部１０３は透光性基板１００からはがれにくくなる。
・製造方法
まず図３Ａに示すように、透光性基板１００の表面に形成したフォトレジストマスク１３０を保護膜として用いてＲＩＥを実施することにより透光性基板１００に凹部２０１を形成する。その結果、透光性基板１００の表面に凹凸領域２００が形成される。
まず図３Ａに示すように、透光性基板１００の表面に形成したフォトレジストマスク１３０を保護膜として用いてＲＩＥを実施することにより透光性基板１００に凹部２０１を形成する。その結果、透光性基板１００の表面に凹凸領域２００が形成される。
次に図３Ｂに示すように、凹凸領域２００にシード層１０１を堆積させ、その上にめっき層１０２を堆積させることによって凹部２０１を埋める。シード層１０１は、例えばＴｉＮ、ＴｉＯｘＮｙ、Ｔｉ、ＴａＮなどで構成される。めっき層１０２はＷ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｕ等の金属、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＭｏＮ等の金属非金属化合物、ＮｉＷ、ＮｉＣｏ、ＮｉＦｅ、ＮｉＭｎ、ＮｉＭｏ等の金属金属化合物、ＷＳｉ、ＭｏＳｉ、ＴｉＳｉ等のシリサイド化合物、ＳｉＮ、ＳｉＣ等の非金属等の材料から適宜選択してよい。めっき法は、ＣＶＤ、電解めっき、非電解めっき等の方法から適宜選択してよい。
次に図３Ｃに示すように、めっき層１０２の表層とシード層１０１とを、研削、研磨の少なくともいずれか一方により、透光性基板１００が露出するまで除去する。
次に図３Ｄまたは図３Ｅに示すように、透光性基板１００の表層を選択的に除去する。具体的には例えば、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより透光性基板１００をエッチングする。透光性基板１００の表面が平坦になるようにエッチングの終点を制御すれば図３Ｄに示す微細成形モールド２の透光性基板１００を成形できる。透光性基板の表面に凹部２０１の一部が残存するようにエッチングの終点を制御すれば図３Ｅに示す微細成形モールド２１の透光性基板１００を成形できる。図３Ｃに示す透光性基板１００の裏面を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、エッチングすると、図３Ｆに示すような微細成形モールド２２を製造することも可能である。
次に図３Ｄまたは図３Ｅに示すように、透光性基板１００の表層を選択的に除去する。具体的には例えば、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥにより透光性基板１００をエッチングする。透光性基板１００の表面が平坦になるようにエッチングの終点を制御すれば図３Ｄに示す微細成形モールド２の透光性基板１００を成形できる。透光性基板の表面に凹部２０１の一部が残存するようにエッチングの終点を制御すれば図３Ｅに示す微細成形モールド２１の透光性基板１００を成形できる。図３Ｃに示す透光性基板１００の裏面を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、エッチングすると、図３Ｆに示すような微細成形モールド２２を製造することも可能である。
（第３実施形態）
図４に、本発明による微細成形モールドの第３実施形態とそれを用いた転写成形方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図４Ａに示す微細成形モールド３は、透光性基板１００の表面の凸曲面部分によって成形面のなだらかな凸曲面部が形成されている。遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、透光性基板１００の表面の平坦部である。
図４に、本発明による微細成形モールドの第３実施形態とそれを用いた転写成形方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図４Ａに示す微細成形モールド３は、透光性基板１００の表面の凸曲面部分によって成形面のなだらかな凸曲面部が形成されている。遮光性凸部１０３と透光性基板１００との接合面１２０は、透光性基板１００の表面の平坦部である。
・転写成形方法
図４Ａに示すように樹脂膜１０６内に異物１０５が塗り込まれている場合について説明する。遮光性凸部１０３が透光性基板１００より硬度が高い場合、図４Ｂに示すように微細成形モールド３の圧着および光照射時に、遮光性凸部１０３が破損する可能性は低い。異物１０５が未感光領域１１１に存在する場合は、微細成形モールド３を剥離した後（図４Ｃ参照）、現像およびリンスを実施する際に異物１０５を除去することができる（図４Ｄ参照）。異物１０５が感光領域１１０に残された場合は、溶剤などを用いて感光領域１１０を除去し再度樹脂膜１０６の塗布から工程をやり直すことができる。このように転写成形工程において微細成形モールド３の破損率を低減することができる。なお、図４Ｄの状態の感光領域１１０および基板１０７の表面にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属膜３００を成膜することにより凹面鏡を形成することができる。
図４Ａに示すように樹脂膜１０６内に異物１０５が塗り込まれている場合について説明する。遮光性凸部１０３が透光性基板１００より硬度が高い場合、図４Ｂに示すように微細成形モールド３の圧着および光照射時に、遮光性凸部１０３が破損する可能性は低い。異物１０５が未感光領域１１１に存在する場合は、微細成形モールド３を剥離した後（図４Ｃ参照）、現像およびリンスを実施する際に異物１０５を除去することができる（図４Ｄ参照）。異物１０５が感光領域１１０に残された場合は、溶剤などを用いて感光領域１１０を除去し再度樹脂膜１０６の塗布から工程をやり直すことができる。このように転写成形工程において微細成形モールド３の破損率を低減することができる。なお、図４Ｄの状態の感光領域１１０および基板１０７の表面にＡｌ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔなどの金属膜３００を成膜することにより凹面鏡を形成することができる。
・製造方法
図５に微細成形モールド３の製造方法を示す。はじめに第２実施形態の微細成形モールドの製造工程のうちの図３Ｃの工程までを実施すると、図５Ａの状態になる。次に図５Ｂに示すように、研磨・研削などにより露出した透光性基板１００上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。次に図５Ｃに示すように、オーブンまたはホットプレート等によりベークし、フォトレジストマスク１３０を流動化することにより、凸曲面形状を成形する。樹脂の射出成型によって凸曲面形状を成形してもよい。次に図５Ｄに示すように、フォトレジストマスク１３０もろとも透光性基板１００の表層をＲＩＥによって除去する。エッチャントには例えばＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いる。Ｏ２流量を制御してフォトレジストマスク１３０と透光性基板１００の選択比１に近づけることによりフォトレジストマスク１３０の表面形状をほぼそのまま透光性基板１００に転写できる。
図５に微細成形モールド３の製造方法を示す。はじめに第２実施形態の微細成形モールドの製造工程のうちの図３Ｃの工程までを実施すると、図５Ａの状態になる。次に図５Ｂに示すように、研磨・研削などにより露出した透光性基板１００上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。次に図５Ｃに示すように、オーブンまたはホットプレート等によりベークし、フォトレジストマスク１３０を流動化することにより、凸曲面形状を成形する。樹脂の射出成型によって凸曲面形状を成形してもよい。次に図５Ｄに示すように、フォトレジストマスク１３０もろとも透光性基板１００の表層をＲＩＥによって除去する。エッチャントには例えばＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いる。Ｏ２流量を制御してフォトレジストマスク１３０と透光性基板１００の選択比１に近づけることによりフォトレジストマスク１３０の表面形状をほぼそのまま透光性基板１００に転写できる。
図６Ｂに示すように透光性基板１００に凹曲面形状を成形する場合、図６Ａに示すようにフォトレジストマスク１３０の表面に凹曲面部を形成すればよい。凹曲面部を形成するためには、グレーマスク（多階調マスク）と呼ばれる光透過率を連続的に変化させた透過型マスクをフォトレジストマスク１３０をパターニングするためのフォトマスクとして用いる。そのほか、凹曲面部はインプリント方法によっても形成可能である。
（第４実施形態）
図７Ｄ、図７Ｅ、図８Ｂ、図８Ｃに、本発明による微細成形モールドの第４実施形態にかかる微細成形モールドを示す。
・微細成形モールドの構成
第４実施形態にかかる微細成形モールドは、遮光性凸部１０３のめっき層が２層で構成される点が他の実施形態と相違する。次に説明する製造方法で製造することにより、この２層のめっき層の密着性を高め、遮光性凸部１０３の変形を抑制し耐久性を向上させることができる。
図７Ｄ、図７Ｅ、図８Ｂ、図８Ｃに、本発明による微細成形モールドの第４実施形態にかかる微細成形モールドを示す。
・微細成形モールドの構成
第４実施形態にかかる微細成形モールドは、遮光性凸部１０３のめっき層が２層で構成される点が他の実施形態と相違する。次に説明する製造方法で製造することにより、この２層のめっき層の密着性を高め、遮光性凸部１０３の変形を抑制し耐久性を向上させることができる。
・製造方法
はじめに図７Ａに示すように、シード層１０１の上に第一のめっき層１０２を成膜し、その上に第二のめっき層４０２を成膜する。それまでの工程は、第２実施形態の図３Ａに対応する工程と同様である。第一のめっき層１０２は、例えばＷＦ６ガスを用いたＣＶＤにより、Ｗを２μｍ成膜する。ＣＶＤで形成したＷの膜表面には、Ｗの多結晶の成長により、微細凹凸が形成され（図７Ｂ参照）、その結果、第二のめっき層４０２との密着力が向上する。なお、ＣＶＤの代わりに電解めっきや無電解めっきを用いても良い。その場合、表面に微細凹凸が形成されるように、電流密度、金属濃度、浴組成、浴温度、添加剤を調整することが望ましい。また、第一のめっき層１０２を成膜した後に、その表面をエッチングすることにより微細凹凸を形成してもよい。例えば、ＮｉＦｅを電解めっきで体積した後に塩化第二鉄水溶液でウェットエッチングすると第一のめっき層１０２の表面に微細凹凸を形成することができる。第二のめっき層４０２としては、例えば無電解めっきによってＣｕ等を２００μｍ析出させることにより形成する。
はじめに図７Ａに示すように、シード層１０１の上に第一のめっき層１０２を成膜し、その上に第二のめっき層４０２を成膜する。それまでの工程は、第２実施形態の図３Ａに対応する工程と同様である。第一のめっき層１０２は、例えばＷＦ６ガスを用いたＣＶＤにより、Ｗを２μｍ成膜する。ＣＶＤで形成したＷの膜表面には、Ｗの多結晶の成長により、微細凹凸が形成され（図７Ｂ参照）、その結果、第二のめっき層４０２との密着力が向上する。なお、ＣＶＤの代わりに電解めっきや無電解めっきを用いても良い。その場合、表面に微細凹凸が形成されるように、電流密度、金属濃度、浴組成、浴温度、添加剤を調整することが望ましい。また、第一のめっき層１０２を成膜した後に、その表面をエッチングすることにより微細凹凸を形成してもよい。例えば、ＮｉＦｅを電解めっきで体積した後に塩化第二鉄水溶液でウェットエッチングすると第一のめっき層１０２の表面に微細凹凸を形成することができる。第二のめっき層４０２としては、例えば無電解めっきによってＣｕ等を２００μｍ析出させることにより形成する。
次に図７Ｃに示すように、第二のめっき層４０２と第一のめっき層１０２とシード層１０１の表層を透光性基板１００が露出するまで研削、研磨などにより除去する。次に図７Ｄまたは図７Ｅに示すように、透光性基板１００の表面から成形面の底部１０４以深の位置まで透光性基板１００を選択的に除去する。エッチング終点を制御することにより、図７Ｄまたは図７Ｅを形成することができる。なお、透光性基板１００の裏面に図示しない補強基板を接着して微細成形モールドの強度を補強してもよい。
図８Ｂおよび図８Ｃに示す微細成形モールド４２、４３は、次の方法で形成することができる。図８Ａは、図７Ｃにおいて透光性基板１００と第二のめっき層４０２と第一のめっき層１０２とシード層１０１とが露出した面に第二の透光性基板４００を接合した状態を示している。接合は例えば低融点ガラスを熱圧着することにより行う。なお、第二の透光性基板４００と前記露出した面との密着力を向上させるために、透光性基板４００の熱圧着前に、透光性基板１００の表面や第二のめっき層４０２の表面をエッチングしておいてもよい。最後に、透光性基板１００を裏面から凸部２０２の頂部以下の深度の位置まで選択的に除去することにより、図８Ｂまたは図８Ｃに示すような遮光性凸部１０３を形成することができる。
（第５実施形態）
図９に本発明による微細成形モールドの第５実施形態とその製造方法を示す。
図９Ｅおよび図９Ｆは第５実施形態にかかる微細成形モールドである。第５実施形態の微細成形モールドは、遮光性凸部１０３が露出している部分がシード層１０１で覆われており、遮光性凸部１０３が透光性接着剤層５０１を介して第二の透光性基板５００と接合されている。
図９に本発明による微細成形モールドの第５実施形態とその製造方法を示す。
図９Ｅおよび図９Ｆは第５実施形態にかかる微細成形モールドである。第５実施形態の微細成形モールドは、遮光性凸部１０３が露出している部分がシード層１０１で覆われており、遮光性凸部１０３が透光性接着剤層５０１を介して第二の透光性基板５００と接合されている。
・製造方法
第５実施形態の微細成形モールド５の製造工程において、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示す工程は、第２実施形態の製造工程における図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃと共通である。第５実施形態において透光性基板１００は、請求項に記載の犠牲基板に相当する。図９Ｃに示すように研削、研磨された後の面に、図９Ｄに示すように、透光性接着剤層５０１を塗布し、その上に第二の透光性基板５００を接着する。透光性接着剤層５０１には、例えば低融点ガラス、塗布ガラス材料等が用いられる。最後に、透光性基板１００の裏面から凸部２０２の頂面の高さ以下の位置まで透光性基板１００を選択的に除去することにより、図９Ｅまたは図９Ｆに示す遮光性凸部１０３を成形する。なお、図９Ｅに示すように犠牲基板としての透光性基板１００を全て除去する場合、犠牲基板として用いる基板は透光性を有していなくてもよい。
第５実施形態の微細成形モールド５の製造工程において、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃに示す工程は、第２実施形態の製造工程における図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃと共通である。第５実施形態において透光性基板１００は、請求項に記載の犠牲基板に相当する。図９Ｃに示すように研削、研磨された後の面に、図９Ｄに示すように、透光性接着剤層５０１を塗布し、その上に第二の透光性基板５００を接着する。透光性接着剤層５０１には、例えば低融点ガラス、塗布ガラス材料等が用いられる。最後に、透光性基板１００の裏面から凸部２０２の頂面の高さ以下の位置まで透光性基板１００を選択的に除去することにより、図９Ｅまたは図９Ｆに示す遮光性凸部１０３を成形する。なお、図９Ｅに示すように犠牲基板としての透光性基板１００を全て除去する場合、犠牲基板として用いる基板は透光性を有していなくてもよい。
（第６実施形態）
図１０に本発明による微細成形モールドの第６実施形態と、それを用いた転写成形方法を示す。図１０Ａに示す微細成形モールド６は、遮光性凸部１０３が凸曲面形状を有している点が第５実施形態と相違する。
・転写成形方法
まず図１０Ａに示すように、基板１０７の表面に感光性成形対象膜としての樹脂膜１０６を塗布する。１０５は樹脂膜１０６の中に塗り込まれた第二の透光性基板６００より硬度の高い異物である。第６実施形態の微細成形モールド６を用いた転写成形に用いる樹脂膜１０６は光分解型の感光性樹脂である。例えばポジ型感光性ポリイミドを樹脂膜１０６に用いることができる。
図１０に本発明による微細成形モールドの第６実施形態と、それを用いた転写成形方法を示す。図１０Ａに示す微細成形モールド６は、遮光性凸部１０３が凸曲面形状を有している点が第５実施形態と相違する。
・転写成形方法
まず図１０Ａに示すように、基板１０７の表面に感光性成形対象膜としての樹脂膜１０６を塗布する。１０５は樹脂膜１０６の中に塗り込まれた第二の透光性基板６００より硬度の高い異物である。第６実施形態の微細成形モールド６を用いた転写成形に用いる樹脂膜１０６は光分解型の感光性樹脂である。例えばポジ型感光性ポリイミドを樹脂膜１０６に用いることができる。
次に図１０Ｂに示すように、基板１０７に塗布された樹脂膜１０６に微細成形モールド６を圧着し、光を照射する。遮光性凸部１０３の硬度が透光性基板１００の硬度より高い場合、このとき微細成形モールド６の凸部を形成している遮光性凸部１０３と基板１０７との間の樹脂膜１０６の中（未感光領域１１１）に異物１０５が存在していても、異物１０５による遮光性凸部１０３の変形や破損の発生頻度は低い。
次に図１０Ｃに示すように、微細成形モールド６を樹脂膜１０６から剥離する。異物１０５によって破損しなかった微細成形モールド６は、次回以降の成形にも再び使用することができる。
最後に図１０Ｄに示すように、感光領域１１０の樹脂を現像によって除去する。
最後に図１０Ｄに示すように、感光領域１１０の樹脂を現像によって除去する。
・製造方法
図１１Ａと図１１Ｂに示す凹曲面成形工程は、第３実施形態の微細成形モールドの製造方法（図６Ａ、図６Ｂ）と共通の方法を採用してよい。図１１Ｃ、図１１Ｄ、図１１Ｅ、図１１Ｆに示す遮光性凸部形成工程は、第５実施形態の図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅに対応する方法を採用してよい。
図１１Ａと図１１Ｂに示す凹曲面成形工程は、第３実施形態の微細成形モールドの製造方法（図６Ａ、図６Ｂ）と共通の方法を採用してよい。図１１Ｃ、図１１Ｄ、図１１Ｅ、図１１Ｆに示す遮光性凸部形成工程は、第５実施形態の図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄ、図９Ｅに対応する方法を採用してよい。
（第７実施形態）
図１２に本発明による微細成形モールドの第７実施形態と、その製造方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図１２Ｅおよび図１２Ｆに示すように第７実施形態にかかる微細成形モールドは、遮光性凸部１０３がめっきによって形成されない構成であるのでシード層が介在しない点が他の実施形態と相違する。遮光性凸部１０３を構成する材料にＳｉＮ、ＳｉＣ等の硬質材料を採用することにより、遮光性凸部１０３の強度が向上する。
図１２に本発明による微細成形モールドの第７実施形態と、その製造方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図１２Ｅおよび図１２Ｆに示すように第７実施形態にかかる微細成形モールドは、遮光性凸部１０３がめっきによって形成されない構成であるのでシード層が介在しない点が他の実施形態と相違する。遮光性凸部１０３を構成する材料にＳｉＮ、ＳｉＣ等の硬質材料を採用することにより、遮光性凸部１０３の強度が向上する。
・製造方法
まず図１２Ａに示すように、遮光性基板７００上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、図１２Ｂに示すように遮光性基板７００をエッチングする。具体的には例えば、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥによる異方性エッチングを行う。その後、ＮＭＰやアセトン、Ｏ２プラズマ、アミン系有機溶剤等でフォトレジストマスク１３０を除去する。次に図１２Ｃに示すように遮光性基板７００上に形成された凹凸領域２００の上に透光性基板１００を接合する。具体的には例えば、低融点ガラスを用い３８０℃で熱圧着する。低融点ガラスの代わりにパイレックスガラス（登録商標）を用いてもよい。次に図１２Ｄに示すように、透光性基板１００が露出するまで遮光性基板７００を裏面から研削、研磨する。最後に図１２Ｅまたは図１２Ｆに示すように、透光性基板１００を凸部２０２の高さ以下の位置まで選択的に除去することにより遮光性凸部１０３を形成する。
まず図１２Ａに示すように、遮光性基板７００上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、図１２Ｂに示すように遮光性基板７００をエッチングする。具体的には例えば、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥによる異方性エッチングを行う。その後、ＮＭＰやアセトン、Ｏ２プラズマ、アミン系有機溶剤等でフォトレジストマスク１３０を除去する。次に図１２Ｃに示すように遮光性基板７００上に形成された凹凸領域２００の上に透光性基板１００を接合する。具体的には例えば、低融点ガラスを用い３８０℃で熱圧着する。低融点ガラスの代わりにパイレックスガラス（登録商標）を用いてもよい。次に図１２Ｄに示すように、透光性基板１００が露出するまで遮光性基板７００を裏面から研削、研磨する。最後に図１２Ｅまたは図１２Ｆに示すように、透光性基板１００を凸部２０２の高さ以下の位置まで選択的に除去することにより遮光性凸部１０３を形成する。
なお、図１２Ｅに示す構成は、次のような製造方法によっても形成することができる。
まず図１３Ａに示すように、透光性基板１００の上に遮光性を有する層を形成する。具体的には例えば、ＳｉＮをＣＶＤにより厚さ１００μｍ成膜する。遮光性基板７００を透光性基板１００を貼り合わせてもよい。次に図１３Ｂに示すように、遮光性基板７００の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。最後に図１３Ｃに示すように、フォトレジストマスク１３０をマスクとして遮光性基板７００をＨ０の高さだけエッチングすることにより遮光性凸部１０３を形成する。
まず図１３Ａに示すように、透光性基板１００の上に遮光性を有する層を形成する。具体的には例えば、ＳｉＮをＣＶＤにより厚さ１００μｍ成膜する。遮光性基板７００を透光性基板１００を貼り合わせてもよい。次に図１３Ｂに示すように、遮光性基板７００の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成する。最後に図１３Ｃに示すように、フォトレジストマスク１３０をマスクとして遮光性基板７００をＨ０の高さだけエッチングすることにより遮光性凸部１０３を形成する。
（第８実施形態）
図１４に本発明による微細成形モールドの第８実施形態と、その製造方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図１４Ｂに示す第８実施形態の微細成形モールド８は、遮光層８００の面であって透光性基板１００との接合面と対向する面に保護層８０５が設けられている点が他の実施形態と相違する。遮光層８００を構成する材料は例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等である。遮光層８００が凸部８１０の先端にない構成であるので、遮光層８００の欠けや変形の可能性が低減する。保護層８０５は例えばＳｉＮ、ＳｉＣで構成される。ＳｉＮやＳｉＣ等のセラミクスは厚さが薄い場合は遮光性が乏しいが、０．１μｍ以上金属と積層されることにより、ほぼ１００％の遮光性が確保できる。保護層８０５が遮光層８００との組み合わせにより遮光性を有する場合、保護層８０５と遮光層８００とからなる凸部８１０が、請求項に記載の遮光性凸部に相当する。保護層８０５が遮光性を有さない場合、遮光層８００が請求項に記載の遮光性凸部に相当する。
図１４に本発明による微細成形モールドの第８実施形態と、その製造方法を示す。
・微細成形モールドの構成
図１４Ｂに示す第８実施形態の微細成形モールド８は、遮光層８００の面であって透光性基板１００との接合面と対向する面に保護層８０５が設けられている点が他の実施形態と相違する。遮光層８００を構成する材料は例えば、Ｔｉ、Ｃｒ等である。遮光層８００が凸部８１０の先端にない構成であるので、遮光層８００の欠けや変形の可能性が低減する。保護層８０５は例えばＳｉＮ、ＳｉＣで構成される。ＳｉＮやＳｉＣ等のセラミクスは厚さが薄い場合は遮光性が乏しいが、０．１μｍ以上金属と積層されることにより、ほぼ１００％の遮光性が確保できる。保護層８０５が遮光層８００との組み合わせにより遮光性を有する場合、保護層８０５と遮光層８００とからなる凸部８１０が、請求項に記載の遮光性凸部に相当する。保護層８０５が遮光性を有さない場合、遮光層８００が請求項に記載の遮光性凸部に相当する。
・製造方法
図１４Ａに示すように、透光性基板１００の上に遮光層８００としてのＴｉをスパッタにより厚さ０．５μｍ成膜し、その上に保護層８０５としてＳｉＮをプラズマＣＶＤにより厚さ１０μｍ成膜する。ＳｉＮの代わりにＳｉＯ２、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等をプラズマＣＶＤで成膜してもよい。低融点ガラスを溶着してもよい。保護層８０５の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、フォトレジストマスク１３０をマスクとして保護層８０５を高さＨ０だけエッチングすることによって凸部８１０を形成する。例えば、ＳｉＮで構成される保護層８０５は、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥによって異方性エッチングし、Ｔｉで構成される遮光層８００はＣｌ２ガスを用いたＲＩＥによってエッチングする。
図１４Ａに示すように、透光性基板１００の上に遮光層８００としてのＴｉをスパッタにより厚さ０．５μｍ成膜し、その上に保護層８０５としてＳｉＮをプラズマＣＶＤにより厚さ１０μｍ成膜する。ＳｉＮの代わりにＳｉＯ２、ＰＳＧ、ＢＰＳＧ等をプラズマＣＶＤで成膜してもよい。低融点ガラスを溶着してもよい。保護層８０５の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、フォトレジストマスク１３０をマスクとして保護層８０５を高さＨ０だけエッチングすることによって凸部８１０を形成する。例えば、ＳｉＮで構成される保護層８０５は、ＣＦ４ガスを用いたＲＩＥによって異方性エッチングし、Ｔｉで構成される遮光層８００はＣｌ２ガスを用いたＲＩＥによってエッチングする。
（第９実施形態）
図１５Ｆおよび図１６Ｄは本発明による微細成形モールドの第９実施形態である。
・微細成形モールドの構成
図１５Ｆおよび図１６Ｄに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３を構成しているめっき層９０４の側面および先端面がシード層１０１に覆われている。
図１５Ｆおよび図１６Ｄは本発明による微細成形モールドの第９実施形態である。
・微細成形モールドの構成
図１５Ｆおよび図１６Ｄに示す微細成形モールドは、遮光性凸部１０３を構成しているめっき層９０４の側面および先端面がシード層１０１に覆われている。
・製造方法
まず、第一の犠牲基板９０２の上に第一のシード層９０１を成膜し、その上に第二の犠牲基板９００を形成する。第一の犠牲基板９０２の材料は例えば、単結晶Ｓｉ、石英、ガラス、結晶化ガラス等である。第一のシード層９０１の材料は例えばＣｒ、Ｃｕ等である。第二の犠牲基板９００の材料は例えばＣｕ等である。
次に、第一の犠牲基板９０２の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、フォトレジストマスク１３０をマスクとして第一の犠牲基板９０２を図１５Ａに示すようにエッチングする。
次にフォトレジストマスク１３０を除去し、図１５Ｂに示すように、エッチングにより形成された凹凸領域２００の上に第二のシード層９０３を成膜する。第二のシード層９０３は例えばＮｉＷ等である。
次にその上にめっき層９０４を堆積させ凹部２０１を埋める。めっき層９０４は例えばＮｉＷ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏ、Ｃｒ等で構成される。
まず、第一の犠牲基板９０２の上に第一のシード層９０１を成膜し、その上に第二の犠牲基板９００を形成する。第一の犠牲基板９０２の材料は例えば、単結晶Ｓｉ、石英、ガラス、結晶化ガラス等である。第一のシード層９０１の材料は例えばＣｒ、Ｃｕ等である。第二の犠牲基板９００の材料は例えばＣｕ等である。
次に、第一の犠牲基板９０２の上にフォトレジストマスク１３０のパターンを形成し、フォトレジストマスク１３０をマスクとして第一の犠牲基板９０２を図１５Ａに示すようにエッチングする。
次にフォトレジストマスク１３０を除去し、図１５Ｂに示すように、エッチングにより形成された凹凸領域２００の上に第二のシード層９０３を成膜する。第二のシード層９０３は例えばＮｉＷ等である。
次にその上にめっき層９０４を堆積させ凹部２０１を埋める。めっき層９０４は例えばＮｉＷ、ＮｉＭｏ、ＮｉＷ、ＮｉＦｅ、ＣｏＭｏ、ＮｉＣｏ、Ｃｒ等で構成される。
次に図１５Ｃに示すように、めっき層９０４、第二のシード層９０３を研削または研磨して平坦化し、第一の犠牲基板９０２を露出させる。
次に図１５Ｄに示すように、平坦化された面に透光性基板１００を接合する。例えば透光性基板１００としての低融点ガラスを熱圧着する。透光性基板１００の材料には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、石英、シリコンゴムなどを用いても良い。ＣＩＭ（Ceramic Injection Molding）によって透光性基板１００を形成してもよい。
次に図１５Ｅに示すように、第二の犠牲基板９００および第一のシード層９０１をエッチングにより除去する。例えば第二の犠牲基板９００のエッチングには、エルメックス社製エンストリップＣを用い、第一のシード層９０１のエッチングには硝酸セリウム・アンモニウムを用いる。
最後に図１５Ｆに示すように、第一の犠牲基板９０２を除去すると、平坦な透光性基板に遮光性凸部が接合された微細成形モールド９が完成する。例えば、ＣＦ４ガス、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆのいずれかのガスを成分とするＲＩＥにてエッチングする。
次に図１５Ｄに示すように、平坦化された面に透光性基板１００を接合する。例えば透光性基板１００としての低融点ガラスを熱圧着する。透光性基板１００の材料には、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂、石英、シリコンゴムなどを用いても良い。ＣＩＭ（Ceramic Injection Molding）によって透光性基板１００を形成してもよい。
次に図１５Ｅに示すように、第二の犠牲基板９００および第一のシード層９０１をエッチングにより除去する。例えば第二の犠牲基板９００のエッチングには、エルメックス社製エンストリップＣを用い、第一のシード層９０１のエッチングには硝酸セリウム・アンモニウムを用いる。
最後に図１５Ｆに示すように、第一の犠牲基板９０２を除去すると、平坦な透光性基板に遮光性凸部が接合された微細成形モールド９が完成する。例えば、ＣＦ４ガス、ＣＨ２Ｆ２、ＣＨ３Ｆのいずれかのガスを成分とするＲＩＥにてエッチングする。
図１５Ｃの工程の後、図１６Ａに示すように第一の犠牲基板９０２を途中までエッチングすると、透光性基板の凹部に遮光性凸部の基部が埋まった微細成形モールド９１が完成する。図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄに示す工程は、前述した図１５Ｄ、図１５Ｅ、図１５Ｆの工程と対応する。
（第１０実施形態）
図１８Ｆに本発明による微細成形モールドの第１０実施形態を示す。
・微細成形モールドの構成
第１０実施形態の微細成形モールド１０は、遮光性凸部１０３が突出している方向に接合界面のある２層の遮光性膜で遮光性凸部が形成されている。
・製造方法
まず図１７Ａに示すように、犠牲基板１０００上に遮光性膜１００１を成膜する。犠牲基板１０００は例えば単結晶Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ等である。遮光性膜１００１として例えばＴｉＮｘを反応性スパッタなどで０．５μｍ成膜する。次に遮光性膜１００１の表面上にフォトレジストマスク１３０を形成する。
次にフォトレジストマスク１３０の開口部から露出している遮光性膜１００１の上に第一の犠牲膜１００２を成膜し、図１７Ｂに示すようにフォトレジストマスク１３０を除去する。第一の犠牲膜１００２は例えば電解めっきによりＣｕを２００μｍ成膜することにより形成する。Ｃｕのかわりにすずやはんだをめっきしてもよい。電解めっきのかわりに、無電解めっき、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）を用いてもよい。また、第一の犠牲膜１００２成膜後、研削、研磨のうち少なくとも一方を行って膜厚を均一にしてもよい。
図１８Ｆに本発明による微細成形モールドの第１０実施形態を示す。
・微細成形モールドの構成
第１０実施形態の微細成形モールド１０は、遮光性凸部１０３が突出している方向に接合界面のある２層の遮光性膜で遮光性凸部が形成されている。
・製造方法
まず図１７Ａに示すように、犠牲基板１０００上に遮光性膜１００１を成膜する。犠牲基板１０００は例えば単結晶Ｓｉ、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ等である。遮光性膜１００１として例えばＴｉＮｘを反応性スパッタなどで０．５μｍ成膜する。次に遮光性膜１００１の表面上にフォトレジストマスク１３０を形成する。
次にフォトレジストマスク１３０の開口部から露出している遮光性膜１００１の上に第一の犠牲膜１００２を成膜し、図１７Ｂに示すようにフォトレジストマスク１３０を除去する。第一の犠牲膜１００２は例えば電解めっきによりＣｕを２００μｍ成膜することにより形成する。Ｃｕのかわりにすずやはんだをめっきしてもよい。電解めっきのかわりに、無電解めっき、スパッタ、蒸着、ＣＶＤ、ＭＩＭ（Metal Injection Molding）を用いてもよい。また、第一の犠牲膜１００２成膜後、研削、研磨のうち少なくとも一方を行って膜厚を均一にしてもよい。
次に図１７Ｃに示すように、遮光性凸部となる遮光性膜１００１を成膜する。例えばＴｉＮｘを０．５μｍ成膜する。遮光性膜１００１の膜厚ｌは、透光性基板１０００上に形成された第一の犠牲膜１００２間のスペース幅をＬとすると、２ｌ＜Ｌを満たすように設定される。
次に図１７Ｄに示すように、遮光性膜１００３を遮光性膜１００１の上に成膜する。例えばＷＦ６ガスを用いたＣＶＤによりＷを２０μｍ成膜する。
次に図１７Ｅに示すように、第二の犠牲膜１００４を遮光性膜１００３の上に成膜し、遮光性膜１００３の表面の凹部を第二の犠牲膜１００４によって埋める。
次に図１７Ｄに示すように、遮光性膜１００３を遮光性膜１００１の上に成膜する。例えばＷＦ６ガスを用いたＣＶＤによりＷを２０μｍ成膜する。
次に図１７Ｅに示すように、第二の犠牲膜１００４を遮光性膜１００３の上に成膜し、遮光性膜１００３の表面の凹部を第二の犠牲膜１００４によって埋める。
次に図１８Ａに示すように、第一の犠牲膜１００２が露出するまで第二の犠牲膜１００４と遮光性膜１００３と遮光性膜１００１とを研削・研磨等により除去する。
次に図１８Ｂに示すように、第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４の表層を透光性基板１００が露出する手前までエッチングにより選択的に除去する。Ｃｕからなる第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４のエッチングは過硫酸アンモニウムとアンモニア水の混合液を用いる。
次に図１８Ｃに示すように、透光性基板１００を接合する。例えば低融点ガラスを熱圧着する。
次に図１８Ｂに示すように、第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４の表層を透光性基板１００が露出する手前までエッチングにより選択的に除去する。Ｃｕからなる第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４のエッチングは過硫酸アンモニウムとアンモニア水の混合液を用いる。
次に図１８Ｃに示すように、透光性基板１００を接合する。例えば低融点ガラスを熱圧着する。
次に図１８Ｄに示すように犠牲基板１０００をエッチングなどにより除去する。犠牲基板１０００は研削・研磨により除去してもよいし、剥離させてもよい。
次に図１８Ｅに示すように、１００１、１００３が分断され、１００３、１００３が分断された領域から第二の犠牲膜１００４が露出するまで第一の犠牲膜１００２と遮光性膜１００１と遮光性膜１００３との表層を研削・研磨により除去する。
最後に図１８Ｆに示すように、図１８Ｂの工程と同様の方法で第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４とを選択的に除去することにより、遮光性凸部１０３を形成する。フォトリソグラフィによる微細加工の解像度限界をＬ０とすると、この製造方法を採用することによりＬ０より微細なパターン幅Ｌ１を有する微細成形モールド１０を製造することができる。
次に図１８Ｅに示すように、１００１、１００３が分断され、１００３、１００３が分断された領域から第二の犠牲膜１００４が露出するまで第一の犠牲膜１００２と遮光性膜１００１と遮光性膜１００３との表層を研削・研磨により除去する。
最後に図１８Ｆに示すように、図１８Ｂの工程と同様の方法で第一の犠牲膜１００２と第二の犠牲膜１００４とを選択的に除去することにより、遮光性凸部１０３を形成する。フォトリソグラフィによる微細加工の解像度限界をＬ０とすると、この製造方法を採用することによりＬ０より微細なパターン幅Ｌ１を有する微細成形モールド１０を製造することができる。
尚、本発明は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
１：微細成形モールド、２：微細成形モールド、３：微細成形モールド、４：微細成形モールド、５：微細成形モールド、６：微細成形モールド、７：微細成形モールド、８：微細成形モールド、９：微細成形モールド、１０：微細成形モールド、１００：透光性基板、１０１：シード層、１０２：めっき層、１０３：遮光性凸部、１０４：底部、１０６： 樹脂膜、１０７：基板、１１０：感光領域、１１１：未感光領域、１２０：接合面、１３０：フォトレジストマスク、２００：凹凸領域、２０１：凹部、２０２：凸部、４００：透光性基板、４０２：第二のめっき層、５００：透光性基板、５０１：透光性接着剤層、６００：透光性基板、７００：遮光性基板、８００：遮光層、８０５：保護層、８１０：凸部、９００：第二の犠牲基板、９０１：シード層、９０２：第一の犠牲基板、９０３：シード層、９０４：めっき層、１０００：犠牲基板、１００１：シード層、１００２：犠牲膜、１００３：めっき層、１００４：犠牲膜
Claims (10)
- 感光性成形対象膜と密着する成形面の一部を構成する透光性基板と、
前記成形面の凸部を構成し、前記透光性基板との接合面が前記成形面の裏側の面に最も近い前記成形面の底部以上の深度に位置する遮光性凸部と、
を備える微細成形モールド。 - 前記接合面は、前記成形面の底部より深い深度に位置する、
請求項１に記載の微細成形モールド。 - 前記遮光性凸部は、前記透光性基板より硬度が高い、
請求項１または２に記載の微細成形モールド。 - 前記遮光性凸部は、金属、金属化合物、セラミクスのいずれかで構成される、
請求項１〜３のいずれか一項に記載の微細成形モールド。 - 前記透光性基板は、ガラス、結晶化ガラス、石英、透光性セラミクス、アルミナ、サファイアのいずれかで構成される、
請求項１〜４のいずれか一項に記載の微細成形モールド。 - 透光性基板の表面に凹凸領域を形成し、
前記凹凸領域に遮光性を有する膜を堆積させることによって前記凹凸領域の凹部を埋め、
前記透光性基板が露出するまで前記遮光性を有する膜の表層を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、
前記透光性基板の表面から前記凹凸領域の底部以下の深度の位置まで前記透光性基板を選択的に除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。 - 前記遮光性を有する膜を除去することによって露出した前記透光性基板の表面上に膜厚がなだらかに変化するレジストマスクを形成し、
前記透光性基板を、前記レジストマスクもろともエッチングすることによって前記透光性基板の表面になだらかな曲面を成形する、
請求項６に記載の微細成形モールドの製造方法。 - 犠牲基板の表面に凹凸領域を形成し、
前記凹凸領域に遮光性を有する膜を堆積させることによって前記凹凸領域の凹部を埋め、
前記犠牲基板が露出するまで前記遮光性を有する膜の表層を研削、研磨の少なくともいずれかを行い、
研削または研磨によって平坦化された前記犠牲基板の表面と前記遮光性を有する膜の表面とに透光性基板を接合し、
前記犠牲基板の裏面から前記犠牲基板を選択的に前記凹凸領域の底部より深く前記凹凸領域の頂部以下の深度の位置まで除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。 - 遮光性基板の表面に凹凸領域を形成し、
前記凹凸領域に透光性基板を軟化させた状態で圧着することにより、前記凹凸領域の凹部を埋め、
前記遮光性基板の裏面から前記遮光性基板を前記透光性基板が露出するまで除去し、
前記遮光性基板を除去することによって露出した前記透光性基板を選択的に前記凹凸領域の頂部以下の深度の位置まで除去することによって前記遮光性を有する膜からなる遮光性凸部を形成する、
ことを含む微細成形モールドの製造方法。 - 基板の表面上に感光性成形対象膜を形成し、
前記感光性成形対象膜に前記微細成形モールドの前記成形面を圧着し、
前記微細成形モールドの前記成形面の裏側から前記感光性成形対象膜を露光し、
露光された前記感光性成形対象膜から前記微細成形モールドを離型し、
前記感光性成形対象膜を現像する、
ことを含む請求項１〜５のいずれか一項に記載の微細成形モールドを用いた転写成形方法。
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