ナノインプリントモールド用基材の処理方法およびそれを用いたナノインプリントモールドの製造方法
【課題】電子線でレジストにパターンを描画する際に、基材の表面位置の検出を精度良く行なうためのナノインプリントモールド用基材の処理方法と、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造するための製造方法を提供する。
【解決手段】厚さが４ｍｍ以下の透明な基材の裏面側あるいは内部に、基材の表面側から入射した光が基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を形成し、基材の表面上にレジスト膜を形成して電子線描画装置内のステージ上に基材裏面がステージと対向するように配置し、基材に対して高さ検出光を照射し基材表面で反射された反射光を検出して基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながらレジスト膜に対して電子線を照射して所望のパターン潜像を形成し、このレジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして基材に凹凸パターンを形成する。
【解決手段】厚さが４ｍｍ以下の透明な基材の裏面側あるいは内部に、基材の表面側から入射した光が基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を形成し、基材の表面上にレジスト膜を形成して電子線描画装置内のステージ上に基材裏面がステージと対向するように配置し、基材に対して高さ検出光を照射し基材表面で反射された反射光を検出して基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながらレジスト膜に対して電子線を照射して所望のパターン潜像を形成し、このレジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして基材に凹凸パターンを形成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細なパターン形成が可能なナノインプリントモールドの製造方法、ならびにナノインプリントモールド用基材の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の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型部材を用い、凹凸構造を被加工対象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。このような微細凹凸構造が形成された型部材は、ナノインプリントモールドと呼ばれる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
従来のナノインプリントモールドの製造方法の一例として、次のような工程を挙げることができる。（１）まず基材を準備し、（２）その基材上に例えばレジスト膜を形成し、（３）このレジスト膜に対してｇ線、ｈ線、ｉ線と呼ばれる波長の短い紫外線を用いたマスク露光によってパターン潜像を作成し、（４）そのパターン潜像を現像してできるレジストパターンをマスクとして基材をエッチングして微細な凹凸構造を得る。そして、パターン寸法が微細化するにつれて、紫外線を用いたマスク露光でパターン潜像を形成することが困難となってきた。このため、マスク露光に代わって電子線ビームによる直接描画でパターン潜像を形成することが求められている。
【０００３】
電子線ビームによる直接描画では、例えば、高精度のパターン寸法を有するフォトマスクなどの製造に従来から用いられてきた電子線描画装置を用いることができる。このような電子線描画装置での微細パターン形成では、基材面への電子線のフォーカス位置を適切に設定することが重要である。このため、基材の表面位置を検出し、その表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御することが必要であり、描画位置を走査させながら表面位置検出とフォーカス位置制御を繰り返すことにより、所定の領域に対して所望のパターン潜像が形成される。
【０００４】
ここで、図面を参照しながら、電子線描画装置における描画手順の一例について説明する。図１０は電子線描画装置内での基材面の位置を検出する原理を説明する図面である。図１０（Ａ）に示すように、移動可能なステージ１０７上に基材１０８が載置され、基材１０８の斜め上方には光源１０１、光束検出器１０２が配置されている。この光源１０１から出る光束（高さ検出光）を基材１０８に照射し（入射光Ａ）、基材１０８の表面で反射した光束（反射光Ｂ）の位置（例えばピーク位置）を光束位置検出器１０２で検出し、これに基づいて制御部１０９が基材面の位置を算出し、その位置へ電子線をフォーカスさせて描画している。そして、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、基材１０８の表面位置（基材高さ）が変動すると、基材１０８の表面で反射した光束は反射光Ｂ′として光束位置検出器１０２で検出され、反射光のピーク位置も変動することになる。基材１０８の高さ変動量Δと光束位置の変動量δには比例関係があるため、光束位置の変動量δを測定することによって基材の高さ変動量Δが検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，７７２，９０５号
【特許文献２】特表２００２−５３９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような電子線描画装置において、例えば、従来のフォトマスクなどに用いられる基材（いわゆる６０２５基材：厚さ６．３５ｍｍ）の高さ検出を行う場合、基材の厚さが大きいので、基材の表面からの反射光と裏面からの反射光のピーク位置が十分離れており、光束位置検出器でそれらを同時に検出することはなかった。このことを、図１１を参照して説明する。基材１０８が十分な厚みを有する場合には、基材１０８に対して斜めに入射した入射光Ａが基材１０８の表面で反射された光（表面反射光Ｂ１）のピーク位置と、基材１０８に入射して基材１０８の裏面で反射された光（反射戻り光Ｂ２）のピーク位置とが離れており、これらが光束位置検出器１０２で同時に検出されることはない。
【０００７】
しかしながら、ナノインプリントモールドでは、６０２５基材よりも薄い透明基材（例えば、厚さ１ｍｍ以下）を用いることがある。このような薄い透明基材をナノインプリントモールド用の基材として使用し、電子線描画装置内で高さ検出を行う場合、上記の基材の表面からの反射光（表面反射光Ｂ１）と裏面からの反射光（反射戻り光Ｂ２）とが接近し、光束位置検出器１０２に同時に入射してしまうことが分かった。このことを、図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）に示すように、基材１０８が薄い場合、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２のピーク位置が近接し、光束位置検出器１０２でこれらを同時に検出することになる。このように、表面反射光Ｂ１の位置ピークと反射戻り光Ｂ２の位置ピークが光束位置検出器１０２の光束検出面内に同時に入射した場合、光束位置検出器１０２側では両方の信号を用いて基材の高さを算出するため、実際の高さとは異なる値が算出される。すなわち、図１２（Ｂ）に示すように、見かけの反射光Ｂ″によるピーク位置によって基材の位置が算出されることになり、図示に２点鎖線で示すように、実際の位置よりも高い位置が算出されてしまう。したがって、電子線のフォーカスが基材１０８の表面に一致せず、所望の精度で描画を行うことができないという問題がある。
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、電子線でレジストにパターンを描画する際に、基材の表面位置の検出を精度良く行なうためのナノインプリントモールド用基材の処理方法と、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法は、厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用基材の処理方法において、基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、前記基材の表面側から基材に入射した検出光が前記基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けるような構成とした。
【０００９】
また、本発明の他の態様として、前記反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とするような構成とした。
【００１０】
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面を粗面化して前記反射防止部とするような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に反射防止層を設けて前記反射防止部とし、該反射防止層の屈折率ｎを１．３５以下とし、また、検出光の波長をλとしたときに、前記反射防止層の厚みＬは、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に反射防止層を積層して２層構造の反射防止部とし、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように各層の反射防止層の屈折率と厚みを設定するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に光吸収層を配設して前記反射防止部とするような構成とし、また、前記基材の屈折率との差が±２５％以下である屈折率を有する材料を用い、検出光に対する吸光度が前記強度比αを満たすように前記光吸収層を形成するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の内部に低光透過率層を形成することにより前記反射防止部とするような構成とした。
【００１１】
本発明のナノインプリントモールドの製造方法は、厚さが４ｍｍ以下の透明な基材に対して、上述のナノインプリントモールド用基材の処理方法によって反射防止部を形成する工程と、前記基材の表面上にレジスト膜を形成し、電子線描画装置内のステージ上に、前記基材の裏面がステージと対向するように前記基材を配置する工程と、前記基材に対して高さ検出光を照射し、該高さ検出光が前記基材の表面で反射された反射光を検出して前記基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながら前記レジスト膜に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する工程と、前記レジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして前記基材に凹凸パターンを形成する工程と、を有するような構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法によれば、基材に反射防止部を設けることによって、基材の表面に照射された検出光が基材裏面で反射して表面に出射することを抑制するので、基材の表面に照射された検出光のうち、基材表面で反射された反射光（表面反射光のピーク位置）のみによる表面位置の検出と同等の検出が可能となり、これにより、検出光を用いたナノインプリントモールド用基材の表面位置の検出を精度良く行うことが可能となる。
本発明のナノインプリントモールドの製造方法によれば、電子線によるレジスト膜へのパターン描画の際に、基材の表面に照射された高さ検出光が基材裏面で反射して表面に出射するのを反射防止部が抑制し、表面反射光のピーク位置が確実に検出されるので、検出光による基材の表面位置を精度良く検出することができ、これにより電子線描画時に発生するフォーカスズレが防止され、高い精度でパターン描画を行うことができ、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明で製造されるナノインプリントモールドの一例を示す断面図である。
【図２】本発明で製造されるナノインプリントモールドの他の例を示す断面図である。
【図３】本発明で製造されるナノインプリントモールドにおける反射防止部の配置を説明するための図である。
【図４】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の一例を説明するための断面図である。
【図５】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図６】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図７】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図８】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図９】本発明のナノインプリントモールドの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１０】電子線描画装置内での基材面の位置を検出する原理を説明する図面である。
【図１１】電子線描画装置内での６０２５基材の高さ検出を説明する図面である。
【図１２】電子線描画装置内でのナノインプリントモールド用基材の高さ検出を説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
まず、本発明で製造されるナノインプリントモールドについて説明する。
図１は本発明で製造されるナノインプリントモールドの一例を示す断面図である。図１において、ナノインプリントモールド１は、透明な基材２と、この基材２の表面２ａ側に形成された凹凸パターン３と、基材の裏面２ｂ側に形成された反射防止部４とを有している。また、本発明で製造されるナノインプリントモールドは、図２に示すように、反射防止部４を基材２の内部に備えるものであってもよい。
【００１５】
反射防止部４は、基材２の表面２ａ側から基材２に入射した光が、基材２の裏面２ｂで反射して表面２ａ側に出射するのを防止するものである。このような反射防止部４は、基材２の裏面２ｂ側の少なくとも一部の領域、あるいは基材２の内部の少なくとも一部の領域に配置される。図３は、反射防止部４の配置を説明するための図であり、反射防止部４の配置部位には斜線を付して示している。図３（Ａ）に示されるように、反射防止部４は、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を含むように配置されたものであってよい。また、図３（Ｂ）に示されるように、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を除く部位で、この凹凸パターン３を囲むように回廊形状に配置されていてもよい。さらに、図３（Ｃ）に示すように、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を除く部位で、この凹凸パターン３を囲むように部分的に配置されていてもよい。勿論、反射防止部４は、基材２の裏面２ｂの全域、あるいは基材２の内部の全域に配置されていてもよい。
【００１６】
このような反射防止部４は、図４に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた粗面部１１とすることができる。
また、反射防止部４は、図５に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた反射防止層１２とすることができる。
さらに、反射防止部４は、図６に示されるように、基材２の裏面２ｂに積層された反射防止層１３ａ、１３ｂからなる２層構造とすることもできる。
また、反射防止部４は、図７に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた光吸収層１４とすることができる。
さらに、反射防止部４は、図８に示されるように、基材２の内部に位置する低光透過率層１５とすることができる。
このようなナノインプリントモールドは、製造段階で、電子線描画時に発生するフォーカスズレの問題を解消し、微細パターンを高い精度で形成することができる。また、検査段階で、検査表面のフォーカスズレの問題を解消し、微細なパターンまで高い精度で検査を行うことができる。さらに、インプリント時において、モールドと基材との高さ位置を高い精度で把握でき、インプリントを効率よく行うことができる。
【００１７】
［ナノインプリントモールド用基材の処理方法］
次に、本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法を説明する。
本発明は、厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用の基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、この基材の表面側から基材に入射した光が基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けるものである。
本発明の処理方法を適用する基材としては、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、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等を挙げることができる。基材の厚みは４ｍｍ以下であり、ナノインプリントモールドの用途などによって適宜設定することができ、また、厚みの下限は特に制限はなく、ナノインプリントモールドに形成する凹凸パターンの形状、寸法や基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができる。尚、基材の厚みが４ｍｍを超える場合であっても本発明の処理方法を適用することは可能である。しかし、基材の厚みが４ｍｍを超えると基材の厚みが十分なものとなり、図１１を用いて説明したように、表面反射光のピーク位置と反射戻り光のピーク位置とが離れたものとなって、これらが光束位置検出器で同時に検出されることはない。したがって、本発明の処理方法を適用する必要性はない。
【００１８】
基材の裏面側に形成する反射防止部は、ナノインプリントモールドの製造工程において基材の表面位置を検出するために基材表面に照射された高さ検出光が、基材に入射し裏面で反射して表面側に出射するのを防止するものである。この反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とする。
【００１９】
このような反射防止構造を有する反射防止部は、基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは基材の内部の少なくとも一部の領域に配置される。例えば、反射防止部を基材の裏面の全域、あるいは基材の内部の全域に配置することができる。また、上述のナノインプリントモールドの説明で図３に示したように、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を含むように反射防止部４を形成してもよく（図３（Ａ）参照）、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を除く位置で、この領域を囲むように回廊形状に反射防止部４を形成してもよく（図３（Ｂ）参照）、さらに、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を除く位置で、この領域を囲むように部分的に反射防止部４を形成してもよい（図３（Ｃ）参照）。このように反射防止部の形成位置は特に制限されない。但し、使用する基材に反りや歪みといった形状起因のバラつきがある場合は、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域そのもの、あるいは、この領域の近傍で基材の表面位置を検出できるように反射防止部４を形成することが好ましい。
【００２０】
ここで、反射防止部の形成方法について、上述の図４〜図８を参照しながら説明する。尚、上述のナノインプリントモールドと同じ部材については同じ部材番号を使用して説明する。本発明の処理方法では、図４に示されるように、基材２の裏面２ｂを粗面化して粗面部１１を形成することにより反射防止部４とすることができる。粗面部１１を形成するための粗面化は、例えば、機械研磨、サンドブラスト研磨、化学エッチング等を用いて行うことができる。粗面化の程度は、例えば、平均粗さＲａが０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍ、より好ましくは１〜２μｍ程度となるように設定することができる。粗面部１１の平均粗さＲａが０．１μｍ未満であると、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止効果が得られない。また、平均粗さＲａが１００μｍを超えると、反射防止部４の機能は得られるものの、モールド自体の剛性が不充分となり、インプリント時に歪みが生じる等の不具合が発生することがあり好ましくない。尚、平均粗さＲａは、アルバック社製 段差計測装置ＤＥＫＴＡＫ８０００により測定したものとする。このような粗面部１１は、基材２の表面２ａ側から基材２内に入射してきた光を散乱させることができ、低い反射率を有するものである。したがって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２１】
また、本発明の処理方法では、図５に示されるように、基材２の屈折率よりも小さい屈折率を有する反射防止層１２を基材２の裏面２ｂに形成して反射防止部４とすることができる。この反射防止層１２は、以下のように屈折率と厚みを特定の範囲とすることにより、上述のような反射防止構造を具備したものとすることができる。すなわち、反射防止層１２の屈折率は、屈折率が１．３５以下、好ましくは基材２の屈折率をｎｓとしたときに、振幅条件よりｎｓ1/2程度、例えば、ｎｓ1/2の±１０％程度である。尚、屈折率の測定は、市販のエリプソメトリー装置により測定することできる。このような反射防止層１２は、例えば、フッ素系樹脂、テフロン（登録商標）ＡＦ、サイトップ（登録商標）等の材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、イオン化蒸着法等の真空成膜法で形成することができる。また、反射防止層１２の厚みＬは、検出光の波長をλとしたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができる。したがって、反射率が極小となる厚みは周期的に存在し、反射防止層１２の厚みＬは、極小となる厚みに対して、±０．０３μｍ、好ましくは±０．０２μｍの範囲で適宜設定することができる。また、この位相条件では、ある厚みに対して、短波長側に反射率が極小となる波長が存在する。すなわち、反射防止層１２は、屈折率と厚みを調整することによって多波長に対して薄膜干渉による低反射機能を発現することができる。したがって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２２】
さらに本発明の処理方法では、図６に示されるように、基材２の裏面２ｂに反射防止層１３ａ、１３ｂを積層して２層構造の反射防止部４としてもよい。このような２層構造の反射防止部４は、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように屈折率と厚みを適宜設定することができる。例えば、周囲が空気（屈折率ｎ1＝１）である場合、２層構造の反射防止部４を構成する反射防止層１３ａの屈折率、厚さをｎ1、Ｌ1とし、反射防止層１３ｂの屈折率、厚さをｎ2、Ｌ2とし、基材２の屈折率をｎsとすると、ｎ1Ｌ1＝ｎ2Ｌ2＝λ／４となる厚みで基材２に形成したときの反射率Ｒは、
Ｒ＝［１−ｎs（ｎ2／ｎ1）2］2／［１＋ｎs（ｎ2／ｎ1）2］2
で与えられる。反射率Ｒを０とするためには、ｎs（ｎ2／ｎ1）2が１となるように材料を選択すればよい。ここでは、吸収が無視できる透明材料を用い、ｎ1Ｌ1＝ｎ2Ｌ2＝λ／４となる厚みで積層構造を形成した場合を記載したが、この条件に限定されず、薄膜の光学定数で定義される特性行列の計算によって、材料と厚みを適宜設定することができる。このような２層構造の反射防止部４は、それぞれ選択した材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、スパッタリング等の真空成膜法で形成することができる。
【００２３】
また、本発明の処理方法では、図７に示されるように、基材２の裏面２ｂに光吸収層１４を設けて反射防止部４とすることができる。この光吸収層１４は、基材２の屈折率との差が±２５％以下、好ましくは±２０％以下の範囲である光吸収性材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、スパッタリング等の真空成膜法で形成することができる。光吸収層１４が入射した光を減衰させる場合、膜厚に依存した薄膜干渉による反射率の増減が無くなるため、光吸収層１４の屈折率と基材２の屈折率との差が大きくなるにつれて、基材２と光吸収層１４の界面での反射が大きくなる。光吸収層１４の屈折率と基材２の屈折率との差が±２５％を超えると、光吸収層１４がほぼ１００％光を吸収する場合でも、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止作用が得られない。
【００２４】
また、光吸収層１４は、吸収係数と厚みを適宜設定することによって、その効果が決められる。すなわち、光吸収層１４は、材料の吸収係数と厚さで光吸収の度合いが変わるので、光吸収層１４は、厚さと吸収係数で決まる吸光度で規定することが好ましい。このため、上述の強度比αを満たす（反射防止構造を有する）ように光吸収層１４を形成する。このような光吸収層１４は、例えば、フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、ナフトキノン化合物等の赤色吸収有機顔料色素を含む顔料レジスト等の材質を用いて形成することができる。
このように、光吸収層１４の屈折率が基材２の屈折率に近く（屈折率整合している）、かつ、光吸収層１４の吸光度が所定の範囲にあり、上述のような反射防止構造を有するので、低反射作用が発現される。しがたって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２５】
さらに、本発明の処理方法では、図８に示されるように、基材２の内部に低光透過率層１５を形成して反射防止部４とすることができる。低光透過率層１５の光透過率は、基材２の光透過率の５〜６８％程度とすることができる。低光透過率層１５の光透過率が基材２の光透過率の６８％を超える場合、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止作用が得られない。また、５％未満の場合は、極めて高い精度での表面位置検出が可能であるが、インプリント工程での転写樹脂硬化の時間が長くなりスループットが低くなるため、インプリントモールドとして適さないものとなる。このような低光透過率層１５としては、基材２の内部にレーザー光を収斂して、基材２の光学的性質を変化させた層とすることができる。具体的には、レーザー光によって基材２に絶縁破壊を生じさせて不透明化された層とすることができる。この場合、レーザー光としては、ＹＡＧレーザー、ＹＬＦレーザー等を用いることができ、収斂させた部位で基材の絶縁破壊が起るような条件でレーザー光を照射する。絶縁破壊を生じさせる厚みは、例えば、１００μｍ以上で、基材２の厚み以下の範囲で設定することができる。
【００２６】
また、低光透過率層１５は、基材２に平均径が１０〜１００μｍ程度の気泡が密集あるいは散在して構成されている層とすることができる。この場合、基材２の作製時に気泡を形成する必要がある。気泡の形成方法としては、例えば、シリカ粉末に窒化ケイ素を添加して成形し窒素雰囲気中で加熱する方法がある。独立気泡数は、例えば、３×１０5〜５×１０6個／ｃｍ3の範囲で設定することができ、また、厚み方向の気泡密度が勾配を有するものであってもよい。尚、独立気泡数の計測は、目盛り付きレンズをもつ偏光顕微鏡を用いて行うことができる。このような低光透過率層１５は、上述のような反射防止構造を有し、多波長に対して低い光透過性を示すので、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２７】
このような本発明の処理方法によれば、基材に反射防止部を設けることによって、基材の表面に照射された検出光が基材裏面で反射して表面に出射することを抑制することができる。基材に反射防止部を形成しない場合、図１２（Ｂ）に示されるように、基材２に照射された検出光Ａは、基材２の表面２ａで反射された表面反射光Ｂ１と、基材２の裏面２ｂで反射された反射戻り光Ｂ２として検出される。すなわち、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２の合成光（見かけの反射光）Ｂ″によるピーク位置によって基材２の位置が算出される。したがって、合成光Ｂ″と表面反射光Ｂ１とのズレ量ｄが小さいほど、基材２の表面位置の検出精度が高くなる。そして、合成光Ｂ″は反射戻り光Ｂ２の強度が小さくなるにつれて表面反射光Ｂ１に接近し、ズレ量ｄが小さくなる。本発明では、基材に設けた反射防止部によって反射戻り光Ｂ２の強度を小さくすることができ、上記のズレ量ｄが極めて小さくなる。したがって、基材の表面に照射された検出光のうち、基材表面で反射された反射光（表面反射光のピーク位置）のみによる表面位置の検出と同等の検出が可能となる。これにより、検出光を用いたナノインプリントモールド用基材の表面位置の検出を精度良く行うことが可能となる。
【００２８】
尚、基材２の厚みが６０２５基材（厚み６．３５ｍｍ）のように十分大きい場合には、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２とが十分離れており、表面反射光Ｂ１のピーク位置のみが検出され、上記のズレ量ｄは無視することができる（図１１参照）。
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。
【００２９】
［ナノインプリントモールドの製造方法］
次に、本発明のナノインプリントモールドの製造方法を説明する。
図９は、本発明のナノインプリントモールドの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
本発明では、まず、透明な基材２の裏面２ｂ側に反射防止部４を形成する（図９（Ａ））。使用する基材２は、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、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等を挙げることができる。基材２の厚みは４ｍｍ以下であり、用途などによって適宜設定することができ、また、厚みの下限は特に制限はなく、凹凸パターン３の形状、寸法や基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができる。
反射防止部４の形成は、上述の本発明の処理方法により行うことができ、ここでの説明は省略する。
尚、基材２の厚みが４ｍｍを超える場合であっても本発明の製造方法によりナノインプリントモールドの製造は可能である。しかし、基材２の厚みが４ｍｍを超えると基材の厚みが十分なものとなり、図１１を用いて説明したように、表面反射光のピーク位置と反射戻り光のピーク位置とが離れたものとなって、これらが光束位置検出器で同時に検出されることはない。したがって、本発明の製造方法を適用する必要性がなくなる。
【００３０】
次の工程として、基材２の表面上にクロム薄膜６を介してレジスト膜７を形成し、電子線描画装置内のステージ（図示せず）上に、基材２の裏面２ｂがステージと対向するように基材２を配置する（図９（Ｂ））。尚、クロム薄膜６を介さずにレジスト膜７を形成してもよい。
次いで、基材２に対して高さ検出光を照射し、高さ検出光が基材２の表面２ａで反射された反射光（表面反射光のピーク位置）を検出して基材２の高さを検出し、検出した基材２の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながらレジスト膜７に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する。
次に、レジスト膜７を現像してレジストパターン８を形成し（図９（Ｃ））、このレジストパターン８をマスクとして基材２に凹凸パターン３を形成する。その後、不要となったレジストパターン８とクロム薄膜６を除去することにより、ナノインプリントモールド１が得られる（図９（Ｄ））。レジストパターン８をマスクとした凹凸パターン３の形成は、例えば、化学エッチング、反応性イオンエッチング等を用いて行うことができる。凹凸パターンの寸法等は用途等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
このような本発明のナノインプリントモールドの製造方法によれば、電子線によるレジスト膜へのパターン描画の際に、基材の表面に照射された高さ検出光が基材裏面で反射して表面に出射するのを反射防止部が抑制する。このため、表面反射光のピーク位置が確実に検出されるので、検出光による基材の表面位置を精度良く検出することができる。これにより高い精度でのパターン描画が可能であり、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造することができる。
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。
【実施例】
【００３２】
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１］
厚み６７５μｍの石英ガラス（（株）アトック製 合成石英ウェーハ、屈折率１．４５）をナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面に機械研磨により粗面化を施して粗面部（反射防止部）を形成した。ここでは、粗面化処理の程度を変化させ、下記の表１に示されるような種々の平均粗さＲａを有する粗面部を形成して、５種の基材（試料１−２〜試料１−６）を作製した。尚、平均粗さＲａの測定は、アルバック社製 段差計測装置ＤＥＫＴＡＫ８０００を用いて行った。
また、比較のための基材として、６０２５基材（厚さ６．３５ｍｍ）を準備した。
次に、各基材の表面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み５ｎｍ）を成膜し、その後、このクロム薄膜上にレジスト（日本ゼオン（株）製 ＺＥＰ５２０Ａ）をスピンコーティングした。
【００３３】
次いで、電子線描画装置（日本電子（株）製 ＪＢＸ９０００）内のステージ上に、基材の裏面がステージと対向するように基材を配置し、基材に対して入射角７０°で検出光（波長６００〜８００ｎｍ）を照射し、反射光をフォトディテクターで検出した。そして、ビーム形状と基材の反射率、透過率をパラメータにして、ガウシアンビーム( Gaussian beam )の合成（ f= exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)、ビーム形状ａ＝０．５）により算出した合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ（図１２（Ｂ）参照）、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表１に示した。尚、基材の表面位置の検出を高精度で行うためには、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であることを要件とする。以下の実施例においても同様である。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示されるように、平均粗さＲａが０．１〜１００μｍの範囲内にある粗面部を有する試料１−３〜試料１−７では、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、粗面化処理を施していない試料１−１、平均粗さＲａが０．１μｍ未満である試料１−２では、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであった。
【００３６】
［実施例２］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスピンコート法によりテフロン（登録商標）ＡＦを塗布し成膜して反射防止層（反射防止部）を形成した。この反射防止層の屈折率は１．３であった。ここでは、反射防止層の厚みを変化させ、下記の表２に示される５種の基材（試料２−２〜試料２−６）を作製した。すなわち、反射防止層の厚みＬは、ｎ＝１．３で、検出光の波長をλ（６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができるので、試料２−３〜試料２−５の反射防止層の厚みは、上記式を満足する反射防止層の厚みＬ（ｍ＝１のときＬ＝０．１３μｍ）に対して、±０．０４μｍの範囲で設定した。また、試料２−２と試料２−６は、上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲から外れるように反射防止層の厚みを設定した。
【００３７】
また、反射防止層の形成に用いる材料を下記の表２に示すものとして、反射防止層の屈折率を変化させ、下記の表２に示される２種の基材（試料２−７〜試料２−８）を作製した。尚、反射防止層の厚みは、ｎ＝１．３５、ｎ＝１．４で、それぞれ検出光の波長をλ（６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足する反射防止層の厚みＬを設定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表２に示した。
【００３８】
【表２】
【００３９】
表２に示されるように、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲である試料２−３〜試料２−５、および、試料２−７は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲から外れる試料２−２および試料２−６は、反射防止層を形成していない試料２−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値は１０μｍを超えるものであった。
また、反射防止層の屈折率が１．３５を超える試料２−８は、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬであるものの、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであり、高い精度での基材の表面位置検出は困難であった。
【００４０】
ここで、使用した基材の屈折率ｎｓ＝１．４５から、振幅条件よりｎｓ1/2に相当する屈折率１．２の材料からなる反射防止層を想定すると、反射防止層の厚みＬは、ｎ＝１．２、検出光の波長λ＝６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができ、ｍ＝１では、反射防止層の厚みＬは０．１４２μｍとなり、このとき基材の高さズレ量ΔＤは０μｍとなる。したがって、反射防止膜は、振幅条件を満たす屈折率により近い材料を選択することが重要であり、このことは、上記の試料２−３〜試料２〜５、試料２−７の基材の高さズレ量ΔＤに対する試料２−８の基材の高さズレ量ΔＤの対比から明らかである。
【００４１】
［実施例３］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスパッタリング法により、酸化マグネシウム（屈折率１．７０）、または、クロム（屈折率２．５１）を成膜して、１層目の反射防止層を形成した。次いで、この反射防止層上にスピンコート法によりテフロン（登録商標）ＡＦを塗布し成膜して２層目の反射防止層（屈折率１．３）を形成し、２層構造の反射防止部として、２種の基材（試料３−１〜試料３−２）を作製した。
２層構造の反射防止部の形成では、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすよう薄膜の光学定数で定義される特性行列を用いて反射率を求めることにより、厚みを下記表３に示すように設定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表３に示した。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３に示されるように、反射防止部を２層構造とすることにより、反射率をほぼ０にすることができ、基材の高さズレ量ΔＤが０μｍと、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
【００４４】
［実施例４］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスピンコート法により赤色吸収有機顔料色素を含む顔料レジストを塗布し成膜して光吸収層（反射防止部）を形成し、下記の表４に示される６種の基材（試料４−２〜試料４−７）を作製した。ここでは、顔料レジストとして、吸収係数の異なる３種の顔料レジストを使用し、各顔料レジストに対して、光吸収層の厚みを変化させた。光吸収層の屈折率は何れの顔料レジストを用いたものであっても１．４５であった。このように、光吸収層の屈折率を基材と同じ１．４５としたので、光吸収層と基材との界面での反射率をほぼ０にすることができた。尚、各光吸収層の吸光度を下記の表４に示した。
また、基材の屈折率（１．４５）と異なる屈折率を有する材料を用いて光吸収層を形成して２種の基材（試料４−８、試料４−９）を作製した。尚、光吸収層の厚みは、試料４−８、試料４−９共に、光吸収能がほぼ飽和する５μｍとした。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表４に示した。
【００４５】
【表４】
【００４６】
表４に示されるように、光吸収層の吸光度が０．３９以上である試料４−３、試料４−５、試料４−７は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、光吸収層の吸光度が０．３９未満である試料４−２、試料４−４、試料４−６は、光吸収層を形成していない試料４−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値が１０μｍを超えるものであった。
また、光吸収層の屈折率が１．０９〜１．８２の範囲内（基材の屈折率１．４５との差が±２５％以下）である試料４−８は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、反射防止層の屈折率が上記の範囲（基材の屈折率との差が±２５％以下）から外れる試料４−９は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであった。
【００４７】
［実施例５］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の表面から、レーザー光を４００μＪのエネルギーで基材内部に収斂し絶縁破壊を発生させて低光透過率層（反射防止部）を深さ１００〜５００μｍの位置に形成した。ここでは、レーザー照射条件を変化させて低光透過率層の厚みを制御することにより、光透過率が異なる４種の基材（試料５−２〜試料５−５）を作製した。尚、基材の光透過率は、光透過率測定装置（大塚電子（株）製 ＭＣＰＤ）を用いて測定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表５に示した。
【００４８】
【表５】
【００４９】
表５に示されるように、光透過率が５〜６８％の範囲内にある試料５−３〜試料５−５は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、光透過率が上記の範囲から外れる試料５−２は、絶縁破壊層を形成していない試料５−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値が１０μｍを超えるものであった。尚、光透過率５％未満の基材は、極めて高い精度での表面位置検出が可能であるが、インプリント工程での転写樹脂硬化の時間が長くなりスループットが低くなるため、インプリントモールドとして適さないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
ナノインプリント技術を用いた微細加工に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ナノインプリントモールド
２…基材
３…凹凸パターン
４…反射防止部
７…レジスト膜
８…レジストパターン
１１…粗面部
１２…反射防止層
１３ａ，１３ｂ…反射防止層
１４…光吸収層
１５…低光透過率層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、微細なパターン形成が可能なナノインプリントモールドの製造方法、ならびにナノインプリントモールド用基材の処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
次世代の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型部材を用い、凹凸構造を被加工対象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。このような微細凹凸構造が形成された型部材は、ナノインプリントモールドと呼ばれる（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
従来のナノインプリントモールドの製造方法の一例として、次のような工程を挙げることができる。（１）まず基材を準備し、（２）その基材上に例えばレジスト膜を形成し、（３）このレジスト膜に対してｇ線、ｈ線、ｉ線と呼ばれる波長の短い紫外線を用いたマスク露光によってパターン潜像を作成し、（４）そのパターン潜像を現像してできるレジストパターンをマスクとして基材をエッチングして微細な凹凸構造を得る。そして、パターン寸法が微細化するにつれて、紫外線を用いたマスク露光でパターン潜像を形成することが困難となってきた。このため、マスク露光に代わって電子線ビームによる直接描画でパターン潜像を形成することが求められている。
【０００３】
電子線ビームによる直接描画では、例えば、高精度のパターン寸法を有するフォトマスクなどの製造に従来から用いられてきた電子線描画装置を用いることができる。このような電子線描画装置での微細パターン形成では、基材面への電子線のフォーカス位置を適切に設定することが重要である。このため、基材の表面位置を検出し、その表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御することが必要であり、描画位置を走査させながら表面位置検出とフォーカス位置制御を繰り返すことにより、所定の領域に対して所望のパターン潜像が形成される。
【０００４】
ここで、図面を参照しながら、電子線描画装置における描画手順の一例について説明する。図１０は電子線描画装置内での基材面の位置を検出する原理を説明する図面である。図１０（Ａ）に示すように、移動可能なステージ１０７上に基材１０８が載置され、基材１０８の斜め上方には光源１０１、光束検出器１０２が配置されている。この光源１０１から出る光束（高さ検出光）を基材１０８に照射し（入射光Ａ）、基材１０８の表面で反射した光束（反射光Ｂ）の位置（例えばピーク位置）を光束位置検出器１０２で検出し、これに基づいて制御部１０９が基材面の位置を算出し、その位置へ電子線をフォーカスさせて描画している。そして、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）に示すように、基材１０８の表面位置（基材高さ）が変動すると、基材１０８の表面で反射した光束は反射光Ｂ′として光束位置検出器１０２で検出され、反射光のピーク位置も変動することになる。基材１０８の高さ変動量Δと光束位置の変動量δには比例関係があるため、光束位置の変動量δを測定することによって基材の高さ変動量Δが検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，７７２，９０５号
【特許文献２】特表２００２−５３９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような電子線描画装置において、例えば、従来のフォトマスクなどに用いられる基材（いわゆる６０２５基材：厚さ６．３５ｍｍ）の高さ検出を行う場合、基材の厚さが大きいので、基材の表面からの反射光と裏面からの反射光のピーク位置が十分離れており、光束位置検出器でそれらを同時に検出することはなかった。このことを、図１１を参照して説明する。基材１０８が十分な厚みを有する場合には、基材１０８に対して斜めに入射した入射光Ａが基材１０８の表面で反射された光（表面反射光Ｂ１）のピーク位置と、基材１０８に入射して基材１０８の裏面で反射された光（反射戻り光Ｂ２）のピーク位置とが離れており、これらが光束位置検出器１０２で同時に検出されることはない。
【０００７】
しかしながら、ナノインプリントモールドでは、６０２５基材よりも薄い透明基材（例えば、厚さ１ｍｍ以下）を用いることがある。このような薄い透明基材をナノインプリントモールド用の基材として使用し、電子線描画装置内で高さ検出を行う場合、上記の基材の表面からの反射光（表面反射光Ｂ１）と裏面からの反射光（反射戻り光Ｂ２）とが接近し、光束位置検出器１０２に同時に入射してしまうことが分かった。このことを、図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）に示すように、基材１０８が薄い場合、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２のピーク位置が近接し、光束位置検出器１０２でこれらを同時に検出することになる。このように、表面反射光Ｂ１の位置ピークと反射戻り光Ｂ２の位置ピークが光束位置検出器１０２の光束検出面内に同時に入射した場合、光束位置検出器１０２側では両方の信号を用いて基材の高さを算出するため、実際の高さとは異なる値が算出される。すなわち、図１２（Ｂ）に示すように、見かけの反射光Ｂ″によるピーク位置によって基材の位置が算出されることになり、図示に２点鎖線で示すように、実際の位置よりも高い位置が算出されてしまう。したがって、電子線のフォーカスが基材１０８の表面に一致せず、所望の精度で描画を行うことができないという問題がある。
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、電子線でレジストにパターンを描画する際に、基材の表面位置の検出を精度良く行なうためのナノインプリントモールド用基材の処理方法と、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造するための製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的を達成するために、本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法は、厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用基材の処理方法において、基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、前記基材の表面側から基材に入射した検出光が前記基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けるような構成とした。
【０００９】
また、本発明の他の態様として、前記反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とするような構成とした。
【００１０】
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面を粗面化して前記反射防止部とするような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に反射防止層を設けて前記反射防止部とし、該反射防止層の屈折率ｎを１．３５以下とし、また、検出光の波長をλとしたときに、前記反射防止層の厚みＬは、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に反射防止層を積層して２層構造の反射防止部とし、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように各層の反射防止層の屈折率と厚みを設定するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の裏面に光吸収層を配設して前記反射防止部とするような構成とし、また、前記基材の屈折率との差が±２５％以下である屈折率を有する材料を用い、検出光に対する吸光度が前記強度比αを満たすように前記光吸収層を形成するような構成とした。
また、本発明の他の態様として、前記基材の内部に低光透過率層を形成することにより前記反射防止部とするような構成とした。
【００１１】
本発明のナノインプリントモールドの製造方法は、厚さが４ｍｍ以下の透明な基材に対して、上述のナノインプリントモールド用基材の処理方法によって反射防止部を形成する工程と、前記基材の表面上にレジスト膜を形成し、電子線描画装置内のステージ上に、前記基材の裏面がステージと対向するように前記基材を配置する工程と、前記基材に対して高さ検出光を照射し、該高さ検出光が前記基材の表面で反射された反射光を検出して前記基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながら前記レジスト膜に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する工程と、前記レジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして前記基材に凹凸パターンを形成する工程と、を有するような構成とした。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法によれば、基材に反射防止部を設けることによって、基材の表面に照射された検出光が基材裏面で反射して表面に出射することを抑制するので、基材の表面に照射された検出光のうち、基材表面で反射された反射光（表面反射光のピーク位置）のみによる表面位置の検出と同等の検出が可能となり、これにより、検出光を用いたナノインプリントモールド用基材の表面位置の検出を精度良く行うことが可能となる。
本発明のナノインプリントモールドの製造方法によれば、電子線によるレジスト膜へのパターン描画の際に、基材の表面に照射された高さ検出光が基材裏面で反射して表面に出射するのを反射防止部が抑制し、表面反射光のピーク位置が確実に検出されるので、検出光による基材の表面位置を精度良く検出することができ、これにより電子線描画時に発生するフォーカスズレが防止され、高い精度でパターン描画を行うことができ、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明で製造されるナノインプリントモールドの一例を示す断面図である。
【図２】本発明で製造されるナノインプリントモールドの他の例を示す断面図である。
【図３】本発明で製造されるナノインプリントモールドにおける反射防止部の配置を説明するための図である。
【図４】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の一例を説明するための断面図である。
【図５】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図６】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図７】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図８】本発明で製造されるナノインプリントモールドを構成する反射防止部の他の例を説明するための断面図である。
【図９】本発明のナノインプリントモールドの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図１０】電子線描画装置内での基材面の位置を検出する原理を説明する図面である。
【図１１】電子線描画装置内での６０２５基材の高さ検出を説明する図面である。
【図１２】電子線描画装置内でのナノインプリントモールド用基材の高さ検出を説明する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
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。
まず、本発明で製造されるナノインプリントモールドについて説明する。
図１は本発明で製造されるナノインプリントモールドの一例を示す断面図である。図１において、ナノインプリントモールド１は、透明な基材２と、この基材２の表面２ａ側に形成された凹凸パターン３と、基材の裏面２ｂ側に形成された反射防止部４とを有している。また、本発明で製造されるナノインプリントモールドは、図２に示すように、反射防止部４を基材２の内部に備えるものであってもよい。
【００１５】
反射防止部４は、基材２の表面２ａ側から基材２に入射した光が、基材２の裏面２ｂで反射して表面２ａ側に出射するのを防止するものである。このような反射防止部４は、基材２の裏面２ｂ側の少なくとも一部の領域、あるいは基材２の内部の少なくとも一部の領域に配置される。図３は、反射防止部４の配置を説明するための図であり、反射防止部４の配置部位には斜線を付して示している。図３（Ａ）に示されるように、反射防止部４は、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を含むように配置されたものであってよい。また、図３（Ｂ）に示されるように、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を除く部位で、この凹凸パターン３を囲むように回廊形状に配置されていてもよい。さらに、図３（Ｃ）に示すように、凹凸パターン３が形成された領域（鎖線で囲まれた領域）を除く部位で、この凹凸パターン３を囲むように部分的に配置されていてもよい。勿論、反射防止部４は、基材２の裏面２ｂの全域、あるいは基材２の内部の全域に配置されていてもよい。
【００１６】
このような反射防止部４は、図４に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた粗面部１１とすることができる。
また、反射防止部４は、図５に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた反射防止層１２とすることができる。
さらに、反射防止部４は、図６に示されるように、基材２の裏面２ｂに積層された反射防止層１３ａ、１３ｂからなる２層構造とすることもできる。
また、反射防止部４は、図７に示されるように、基材２の裏面２ｂに設けられた光吸収層１４とすることができる。
さらに、反射防止部４は、図８に示されるように、基材２の内部に位置する低光透過率層１５とすることができる。
このようなナノインプリントモールドは、製造段階で、電子線描画時に発生するフォーカスズレの問題を解消し、微細パターンを高い精度で形成することができる。また、検査段階で、検査表面のフォーカスズレの問題を解消し、微細なパターンまで高い精度で検査を行うことができる。さらに、インプリント時において、モールドと基材との高さ位置を高い精度で把握でき、インプリントを効率よく行うことができる。
【００１７】
［ナノインプリントモールド用基材の処理方法］
次に、本発明のナノインプリントモールド用基材の処理方法を説明する。
本発明は、厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用の基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、この基材の表面側から基材に入射した光が基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けるものである。
本発明の処理方法を適用する基材としては、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、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等を挙げることができる。基材の厚みは４ｍｍ以下であり、ナノインプリントモールドの用途などによって適宜設定することができ、また、厚みの下限は特に制限はなく、ナノインプリントモールドに形成する凹凸パターンの形状、寸法や基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができる。尚、基材の厚みが４ｍｍを超える場合であっても本発明の処理方法を適用することは可能である。しかし、基材の厚みが４ｍｍを超えると基材の厚みが十分なものとなり、図１１を用いて説明したように、表面反射光のピーク位置と反射戻り光のピーク位置とが離れたものとなって、これらが光束位置検出器で同時に検出されることはない。したがって、本発明の処理方法を適用する必要性はない。
【００１８】
基材の裏面側に形成する反射防止部は、ナノインプリントモールドの製造工程において基材の表面位置を検出するために基材表面に照射された高さ検出光が、基材に入射し裏面で反射して表面側に出射するのを防止するものである。この反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とする。
【００１９】
このような反射防止構造を有する反射防止部は、基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは基材の内部の少なくとも一部の領域に配置される。例えば、反射防止部を基材の裏面の全域、あるいは基材の内部の全域に配置することができる。また、上述のナノインプリントモールドの説明で図３に示したように、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を含むように反射防止部４を形成してもよく（図３（Ａ）参照）、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を除く位置で、この領域を囲むように回廊形状に反射防止部４を形成してもよく（図３（Ｂ）参照）、さらに、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域を除く位置で、この領域を囲むように部分的に反射防止部４を形成してもよい（図３（Ｃ）参照）。このように反射防止部の形成位置は特に制限されない。但し、使用する基材に反りや歪みといった形状起因のバラつきがある場合は、後工程で凹凸パターン３を形成するための領域そのもの、あるいは、この領域の近傍で基材の表面位置を検出できるように反射防止部４を形成することが好ましい。
【００２０】
ここで、反射防止部の形成方法について、上述の図４〜図８を参照しながら説明する。尚、上述のナノインプリントモールドと同じ部材については同じ部材番号を使用して説明する。本発明の処理方法では、図４に示されるように、基材２の裏面２ｂを粗面化して粗面部１１を形成することにより反射防止部４とすることができる。粗面部１１を形成するための粗面化は、例えば、機械研磨、サンドブラスト研磨、化学エッチング等を用いて行うことができる。粗面化の程度は、例えば、平均粗さＲａが０．１〜１００μｍ、好ましくは０．５〜１０μｍ、より好ましくは１〜２μｍ程度となるように設定することができる。粗面部１１の平均粗さＲａが０．１μｍ未満であると、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止効果が得られない。また、平均粗さＲａが１００μｍを超えると、反射防止部４の機能は得られるものの、モールド自体の剛性が不充分となり、インプリント時に歪みが生じる等の不具合が発生することがあり好ましくない。尚、平均粗さＲａは、アルバック社製 段差計測装置ＤＥＫＴＡＫ８０００により測定したものとする。このような粗面部１１は、基材２の表面２ａ側から基材２内に入射してきた光を散乱させることができ、低い反射率を有するものである。したがって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２１】
また、本発明の処理方法では、図５に示されるように、基材２の屈折率よりも小さい屈折率を有する反射防止層１２を基材２の裏面２ｂに形成して反射防止部４とすることができる。この反射防止層１２は、以下のように屈折率と厚みを特定の範囲とすることにより、上述のような反射防止構造を具備したものとすることができる。すなわち、反射防止層１２の屈折率は、屈折率が１．３５以下、好ましくは基材２の屈折率をｎｓとしたときに、振幅条件よりｎｓ1/2程度、例えば、ｎｓ1/2の±１０％程度である。尚、屈折率の測定は、市販のエリプソメトリー装置により測定することできる。このような反射防止層１２は、例えば、フッ素系樹脂、テフロン（登録商標）ＡＦ、サイトップ（登録商標）等の材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、イオン化蒸着法等の真空成膜法で形成することができる。また、反射防止層１２の厚みＬは、検出光の波長をλとしたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができる。したがって、反射率が極小となる厚みは周期的に存在し、反射防止層１２の厚みＬは、極小となる厚みに対して、±０．０３μｍ、好ましくは±０．０２μｍの範囲で適宜設定することができる。また、この位相条件では、ある厚みに対して、短波長側に反射率が極小となる波長が存在する。すなわち、反射防止層１２は、屈折率と厚みを調整することによって多波長に対して薄膜干渉による低反射機能を発現することができる。したがって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２２】
さらに本発明の処理方法では、図６に示されるように、基材２の裏面２ｂに反射防止層１３ａ、１３ｂを積層して２層構造の反射防止部４としてもよい。このような２層構造の反射防止部４は、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように屈折率と厚みを適宜設定することができる。例えば、周囲が空気（屈折率ｎ1＝１）である場合、２層構造の反射防止部４を構成する反射防止層１３ａの屈折率、厚さをｎ1、Ｌ1とし、反射防止層１３ｂの屈折率、厚さをｎ2、Ｌ2とし、基材２の屈折率をｎsとすると、ｎ1Ｌ1＝ｎ2Ｌ2＝λ／４となる厚みで基材２に形成したときの反射率Ｒは、
Ｒ＝［１−ｎs（ｎ2／ｎ1）2］2／［１＋ｎs（ｎ2／ｎ1）2］2
で与えられる。反射率Ｒを０とするためには、ｎs（ｎ2／ｎ1）2が１となるように材料を選択すればよい。ここでは、吸収が無視できる透明材料を用い、ｎ1Ｌ1＝ｎ2Ｌ2＝λ／４となる厚みで積層構造を形成した場合を記載したが、この条件に限定されず、薄膜の光学定数で定義される特性行列の計算によって、材料と厚みを適宜設定することができる。このような２層構造の反射防止部４は、それぞれ選択した材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、スパッタリング等の真空成膜法で形成することができる。
【００２３】
また、本発明の処理方法では、図７に示されるように、基材２の裏面２ｂに光吸収層１４を設けて反射防止部４とすることができる。この光吸収層１４は、基材２の屈折率との差が±２５％以下、好ましくは±２０％以下の範囲である光吸収性材料を用いて、スピンコート等の塗布方法で塗布し乾燥（硬化）する方法、スパッタリング等の真空成膜法で形成することができる。光吸収層１４が入射した光を減衰させる場合、膜厚に依存した薄膜干渉による反射率の増減が無くなるため、光吸収層１４の屈折率と基材２の屈折率との差が大きくなるにつれて、基材２と光吸収層１４の界面での反射が大きくなる。光吸収層１４の屈折率と基材２の屈折率との差が±２５％を超えると、光吸収層１４がほぼ１００％光を吸収する場合でも、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止作用が得られない。
【００２４】
また、光吸収層１４は、吸収係数と厚みを適宜設定することによって、その効果が決められる。すなわち、光吸収層１４は、材料の吸収係数と厚さで光吸収の度合いが変わるので、光吸収層１４は、厚さと吸収係数で決まる吸光度で規定することが好ましい。このため、上述の強度比αを満たす（反射防止構造を有する）ように光吸収層１４を形成する。このような光吸収層１４は、例えば、フタロシアニン化合物、アントラキノン化合物、ナフトキノン化合物等の赤色吸収有機顔料色素を含む顔料レジスト等の材質を用いて形成することができる。
このように、光吸収層１４の屈折率が基材２の屈折率に近く（屈折率整合している）、かつ、光吸収層１４の吸光度が所定の範囲にあり、上述のような反射防止構造を有するので、低反射作用が発現される。しがたって、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２５】
さらに、本発明の処理方法では、図８に示されるように、基材２の内部に低光透過率層１５を形成して反射防止部４とすることができる。低光透過率層１５の光透過率は、基材２の光透過率の５〜６８％程度とすることができる。低光透過率層１５の光透過率が基材２の光透過率の６８％を超える場合、上述のような反射防止構造とならず十分な反射防止作用が得られない。また、５％未満の場合は、極めて高い精度での表面位置検出が可能であるが、インプリント工程での転写樹脂硬化の時間が長くなりスループットが低くなるため、インプリントモールドとして適さないものとなる。このような低光透過率層１５としては、基材２の内部にレーザー光を収斂して、基材２の光学的性質を変化させた層とすることができる。具体的には、レーザー光によって基材２に絶縁破壊を生じさせて不透明化された層とすることができる。この場合、レーザー光としては、ＹＡＧレーザー、ＹＬＦレーザー等を用いることができ、収斂させた部位で基材の絶縁破壊が起るような条件でレーザー光を照射する。絶縁破壊を生じさせる厚みは、例えば、１００μｍ以上で、基材２の厚み以下の範囲で設定することができる。
【００２６】
また、低光透過率層１５は、基材２に平均径が１０〜１００μｍ程度の気泡が密集あるいは散在して構成されている層とすることができる。この場合、基材２の作製時に気泡を形成する必要がある。気泡の形成方法としては、例えば、シリカ粉末に窒化ケイ素を添加して成形し窒素雰囲気中で加熱する方法がある。独立気泡数は、例えば、３×１０5〜５×１０6個／ｃｍ3の範囲で設定することができ、また、厚み方向の気泡密度が勾配を有するものであってもよい。尚、独立気泡数の計測は、目盛り付きレンズをもつ偏光顕微鏡を用いて行うことができる。このような低光透過率層１５は、上述のような反射防止構造を有し、多波長に対して低い光透過性を示すので、検出光の波長が異なる複数の製造装置、検査装置に対して有効である。
【００２７】
このような本発明の処理方法によれば、基材に反射防止部を設けることによって、基材の表面に照射された検出光が基材裏面で反射して表面に出射することを抑制することができる。基材に反射防止部を形成しない場合、図１２（Ｂ）に示されるように、基材２に照射された検出光Ａは、基材２の表面２ａで反射された表面反射光Ｂ１と、基材２の裏面２ｂで反射された反射戻り光Ｂ２として検出される。すなわち、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２の合成光（見かけの反射光）Ｂ″によるピーク位置によって基材２の位置が算出される。したがって、合成光Ｂ″と表面反射光Ｂ１とのズレ量ｄが小さいほど、基材２の表面位置の検出精度が高くなる。そして、合成光Ｂ″は反射戻り光Ｂ２の強度が小さくなるにつれて表面反射光Ｂ１に接近し、ズレ量ｄが小さくなる。本発明では、基材に設けた反射防止部によって反射戻り光Ｂ２の強度を小さくすることができ、上記のズレ量ｄが極めて小さくなる。したがって、基材の表面に照射された検出光のうち、基材表面で反射された反射光（表面反射光のピーク位置）のみによる表面位置の検出と同等の検出が可能となる。これにより、検出光を用いたナノインプリントモールド用基材の表面位置の検出を精度良く行うことが可能となる。
【００２８】
尚、基材２の厚みが６０２５基材（厚み６．３５ｍｍ）のように十分大きい場合には、表面反射光Ｂ１と反射戻り光Ｂ２とが十分離れており、表面反射光Ｂ１のピーク位置のみが検出され、上記のズレ量ｄは無視することができる（図１１参照）。
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。
【００２９】
［ナノインプリントモールドの製造方法］
次に、本発明のナノインプリントモールドの製造方法を説明する。
図９は、本発明のナノインプリントモールドの製造方法の一実施形態を説明するための工程図である。
本発明では、まず、透明な基材２の裏面２ｂ側に反射防止部４を形成する（図９（Ａ））。使用する基材２は、例えば、石英ガラス、珪酸系ガラス、フッ化カルシウム、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等を挙げることができる。基材２の厚みは４ｍｍ以下であり、用途などによって適宜設定することができ、また、厚みの下限は特に制限はなく、凹凸パターン３の形状、寸法や基材の強度、取り扱い適性等を考慮して設定することができる。
反射防止部４の形成は、上述の本発明の処理方法により行うことができ、ここでの説明は省略する。
尚、基材２の厚みが４ｍｍを超える場合であっても本発明の製造方法によりナノインプリントモールドの製造は可能である。しかし、基材２の厚みが４ｍｍを超えると基材の厚みが十分なものとなり、図１１を用いて説明したように、表面反射光のピーク位置と反射戻り光のピーク位置とが離れたものとなって、これらが光束位置検出器で同時に検出されることはない。したがって、本発明の製造方法を適用する必要性がなくなる。
【００３０】
次の工程として、基材２の表面上にクロム薄膜６を介してレジスト膜７を形成し、電子線描画装置内のステージ（図示せず）上に、基材２の裏面２ｂがステージと対向するように基材２を配置する（図９（Ｂ））。尚、クロム薄膜６を介さずにレジスト膜７を形成してもよい。
次いで、基材２に対して高さ検出光を照射し、高さ検出光が基材２の表面２ａで反射された反射光（表面反射光のピーク位置）を検出して基材２の高さを検出し、検出した基材２の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながらレジスト膜７に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する。
次に、レジスト膜７を現像してレジストパターン８を形成し（図９（Ｃ））、このレジストパターン８をマスクとして基材２に凹凸パターン３を形成する。その後、不要となったレジストパターン８とクロム薄膜６を除去することにより、ナノインプリントモールド１が得られる（図９（Ｄ））。レジストパターン８をマスクとした凹凸パターン３の形成は、例えば、化学エッチング、反応性イオンエッチング等を用いて行うことができる。凹凸パターンの寸法等は用途等に応じて適宜設定することができる。
【００３１】
このような本発明のナノインプリントモールドの製造方法によれば、電子線によるレジスト膜へのパターン描画の際に、基材の表面に照射された高さ検出光が基材裏面で反射して表面に出射するのを反射防止部が抑制する。このため、表面反射光のピーク位置が確実に検出されるので、検出光による基材の表面位置を精度良く検出することができる。これにより高い精度でのパターン描画が可能であり、高精度の凹凸パターンを備えたナノインプリントモールドを製造することができる。
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。
【実施例】
【００３２】
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１］
厚み６７５μｍの石英ガラス（（株）アトック製 合成石英ウェーハ、屈折率１．４５）をナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面に機械研磨により粗面化を施して粗面部（反射防止部）を形成した。ここでは、粗面化処理の程度を変化させ、下記の表１に示されるような種々の平均粗さＲａを有する粗面部を形成して、５種の基材（試料１−２〜試料１−６）を作製した。尚、平均粗さＲａの測定は、アルバック社製 段差計測装置ＤＥＫＴＡＫ８０００を用いて行った。
また、比較のための基材として、６０２５基材（厚さ６．３５ｍｍ）を準備した。
次に、各基材の表面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み５ｎｍ）を成膜し、その後、このクロム薄膜上にレジスト（日本ゼオン（株）製 ＺＥＰ５２０Ａ）をスピンコーティングした。
【００３３】
次いで、電子線描画装置（日本電子（株）製 ＪＢＸ９０００）内のステージ上に、基材の裏面がステージと対向するように基材を配置し、基材に対して入射角７０°で検出光（波長６００〜８００ｎｍ）を照射し、反射光をフォトディテクターで検出した。そして、ビーム形状と基材の反射率、透過率をパラメータにして、ガウシアンビーム( Gaussian beam )の合成（ f= exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)、ビーム形状ａ＝０．５）により算出した合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ（図１２（Ｂ）参照）、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表１に示した。尚、基材の表面位置の検出を高精度で行うためには、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であることを要件とする。以下の実施例においても同様である。
【００３４】
【表１】
【００３５】
表１に示されるように、平均粗さＲａが０．１〜１００μｍの範囲内にある粗面部を有する試料１−３〜試料１−７では、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、粗面化処理を施していない試料１−１、平均粗さＲａが０．１μｍ未満である試料１−２では、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであった。
【００３６】
［実施例２］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスピンコート法によりテフロン（登録商標）ＡＦを塗布し成膜して反射防止層（反射防止部）を形成した。この反射防止層の屈折率は１．３であった。ここでは、反射防止層の厚みを変化させ、下記の表２に示される５種の基材（試料２−２〜試料２−６）を作製した。すなわち、反射防止層の厚みＬは、ｎ＝１．３で、検出光の波長をλ（６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができるので、試料２−３〜試料２−５の反射防止層の厚みは、上記式を満足する反射防止層の厚みＬ（ｍ＝１のときＬ＝０．１３μｍ）に対して、±０．０４μｍの範囲で設定した。また、試料２−２と試料２−６は、上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲から外れるように反射防止層の厚みを設定した。
【００３７】
また、反射防止層の形成に用いる材料を下記の表２に示すものとして、反射防止層の屈折率を変化させ、下記の表２に示される２種の基材（試料２−７〜試料２−８）を作製した。尚、反射防止層の厚みは、ｎ＝１．３５、ｎ＝１．４で、それぞれ検出光の波長をλ（６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足する反射防止層の厚みＬを設定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表２に示した。
【００３８】
【表２】
【００３９】
表２に示されるように、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲である試料２−３〜試料２−５、および、試料２−７は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬの±０．０４μｍの範囲から外れる試料２−２および試料２−６は、反射防止層を形成していない試料２−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値は１０μｍを超えるものであった。
また、反射防止層の屈折率が１．３５を超える試料２−８は、反射防止層の厚みが上記式を満足する反射防止層の厚みＬであるものの、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであり、高い精度での基材の表面位置検出は困難であった。
【００４０】
ここで、使用した基材の屈折率ｎｓ＝１．４５から、振幅条件よりｎｓ1/2に相当する屈折率１．２の材料からなる反射防止層を想定すると、反射防止層の厚みＬは、ｎ＝１．２、検出光の波長λ＝６８０ｎｍ）としたときに、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足するように設定することができ、ｍ＝１では、反射防止層の厚みＬは０．１４２μｍとなり、このとき基材の高さズレ量ΔＤは０μｍとなる。したがって、反射防止膜は、振幅条件を満たす屈折率により近い材料を選択することが重要であり、このことは、上記の試料２−３〜試料２〜５、試料２−７の基材の高さズレ量ΔＤに対する試料２−８の基材の高さズレ量ΔＤの対比から明らかである。
【００４１】
［実施例３］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスパッタリング法により、酸化マグネシウム（屈折率１．７０）、または、クロム（屈折率２．５１）を成膜して、１層目の反射防止層を形成した。次いで、この反射防止層上にスピンコート法によりテフロン（登録商標）ＡＦを塗布し成膜して２層目の反射防止層（屈折率１．３）を形成し、２層構造の反射防止部として、２種の基材（試料３−１〜試料３−２）を作製した。
２層構造の反射防止部の形成では、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすよう薄膜の光学定数で定義される特性行列を用いて反射率を求めることにより、厚みを下記表３に示すように設定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表３に示した。
【００４２】
【表３】
【００４３】
表３に示されるように、反射防止部を２層構造とすることにより、反射率をほぼ０にすることができ、基材の高さズレ量ΔＤが０μｍと、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
【００４４】
［実施例４］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の裏面にスピンコート法により赤色吸収有機顔料色素を含む顔料レジストを塗布し成膜して光吸収層（反射防止部）を形成し、下記の表４に示される６種の基材（試料４−２〜試料４−７）を作製した。ここでは、顔料レジストとして、吸収係数の異なる３種の顔料レジストを使用し、各顔料レジストに対して、光吸収層の厚みを変化させた。光吸収層の屈折率は何れの顔料レジストを用いたものであっても１．４５であった。このように、光吸収層の屈折率を基材と同じ１．４５としたので、光吸収層と基材との界面での反射率をほぼ０にすることができた。尚、各光吸収層の吸光度を下記の表４に示した。
また、基材の屈折率（１．４５）と異なる屈折率を有する材料を用いて光吸収層を形成して２種の基材（試料４−８、試料４−９）を作製した。尚、光吸収層の厚みは、試料４−８、試料４−９共に、光吸収能がほぼ飽和する５μｍとした。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表４に示した。
【００４５】
【表４】
【００４６】
表４に示されるように、光吸収層の吸光度が０．３９以上である試料４−３、試料４−５、試料４−７は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、光吸収層の吸光度が０．３９未満である試料４−２、試料４−４、試料４−６は、光吸収層を形成していない試料４−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値が１０μｍを超えるものであった。
また、光吸収層の屈折率が１．０９〜１．８２の範囲内（基材の屈折率１．４５との差が±２５％以下）である試料４−８は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、反射防止層の屈折率が上記の範囲（基材の屈折率との差が±２５％以下）から外れる試料４−９は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍを超えるものであった。
【００４７】
［実施例５］
実施例１と同様の石英ガラスをナノインプリントモールド用基材として準備した。この基材の表面から、レーザー光を４００μＪのエネルギーで基材内部に収斂し絶縁破壊を発生させて低光透過率層（反射防止部）を深さ１００〜５００μｍの位置に形成した。ここでは、レーザー照射条件を変化させて低光透過率層の厚みを制御することにより、光透過率が異なる４種の基材（試料５−２〜試料５−５）を作製した。尚、基材の光透過率は、光透過率測定装置（大塚電子（株）製 ＭＣＰＤ）を用いて測定した。
次に、各基材について、実施例１と同様にして、合成光Ｂ″のピーク位置と表面反射光Ｂ１のピーク位置のズレ量ｄ、および、基材の高さズレ量ΔＤを算出して、下記の表５に示した。
【００４８】
【表５】
【００４９】
表５に示されるように、光透過率が５〜６８％の範囲内にある試料５−３〜試料５−５は、基材の高さズレ量ΔＤが１０μｍ以下であり、極めて高い精度で基材の表面位置を検出できることが確認された。
これに対して、光透過率が上記の範囲から外れる試料５−２は、絶縁破壊層を形成していない試料５−１に比べて基材の高さズレ量ΔＤが小さいものの、その値が１０μｍを超えるものであった。尚、光透過率５％未満の基材は、極めて高い精度での表面位置検出が可能であるが、インプリント工程での転写樹脂硬化の時間が長くなりスループットが低くなるため、インプリントモールドとして適さないものであった。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
ナノインプリント技術を用いた微細加工に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１…ナノインプリントモールド
２…基材
３…凹凸パターン
４…反射防止部
７…レジスト膜
８…レジストパターン
１１…粗面部
１２…反射防止層
１３ａ，１３ｂ…反射防止層
１４…光吸収層
１５…低光透過率層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用基材の処理方法において、
基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、前記基材の表面側から基材に入射した検出光が前記基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けることを特徴としたナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項２】
前記反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とすることを特徴とした請求項１に記載のナノインプリントモールド。
【請求項３】
前記基材の裏面を粗面化して前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項４】
前記基材の裏面に反射防止層を設けて前記反射防止部とし、該反射防止層の屈折率ｎを１．３５以下とし、また、検出光の波長をλとしたときに、前記反射防止層の厚みＬは、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足することを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項５】
前記基材の裏面に反射防止層を積層して２層構造の反射防止部とし、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように各層の反射防止層の屈折率と厚みを設定することを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項６】
前記基材の裏面に光吸収層を配設して前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項７】
前記基材の屈折率との差が±２５％以下である屈折率を有する材料を用い、検出光に対する吸光度が前記強度比αを満たすように前記光吸収層を形成することを特徴とした請求項６に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項８】
前記基材の内部に低光透過率層を形成することにより前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項９】
厚さが４ｍｍ以下の透明な基材に対して、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法によって反射防止部を形成する工程と、
前記基材の表面上にレジスト膜を形成し、電子線描画装置内のステージ上に、前記基材の裏面がステージと対向するように前記基材を配置する工程と、
前記基材に対して高さ検出光を照射し、該高さ検出光が前記基材の表面で反射された反射光を検出して前記基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながら前記レジスト膜に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する工程と、
前記レジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして前記基材に凹凸パターンを形成する工程と、を有することを特徴としたナノインプリントモールドの製造方法。
【請求項１】
厚さが４ｍｍ以下の透明なナノインプリントモールド用基材の処理方法において、
基材の裏面側の少なくとも一部の領域、あるいは内部の少なくとも一部の領域に、前記基材の表面側から基材に入射した検出光が前記基材の裏面で反射して表面側に出射するのを防止する反射防止部を設けることを特徴としたナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項２】
前記反射防止部は、検出光（ガウシアンビーム、あるいは検出光の強度分布をガウシアンで近似したガウシアンビーム）の広がりをａ、基材の表面への入射角をθとする光学的な基材の表面位置検出機構にて、基材表面から反射防止部までの厚さがＤ、基材の屈折率がｎｓであり、基材表面からの反射光と反射防止部と基材との界面あるいは基材裏面からの反射戻り光との強度比がαであり、合成されるガウシアンビームの断面強度分布が
ｆ＝exp(-x2/a2) +αexp(-(x-ｄ)2/a2)
ここで、ｄは反射光と反射戻り光との位置ずれ量であり、
ｄ＝２Ｄcosθtan（sin-1(sinθ/ｎｓ)）である
で表される系において、
前記断面強度分布プロファイルの微分値が０となるＸの値に1/（2tanθcosθ）を乗じた値が１０μｍ以下となるような強度比αの範囲を求め、反射戻り光の強度が該強度比αの範囲を満たすような反射防止構造とすることを特徴とした請求項１に記載のナノインプリントモールド。
【請求項３】
前記基材の裏面を粗面化して前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項４】
前記基材の裏面に反射防止層を設けて前記反射防止部とし、該反射防止層の屈折率ｎを１．３５以下とし、また、検出光の波長をλとしたときに、前記反射防止層の厚みＬは、位相条件より、
ｎＬ＝（２ｍ−１）λ／４ （ｍは整数）
を満足することを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項５】
前記基材の裏面に反射防止層を積層して２層構造の反射防止部とし、２層構造における振幅条件、および、位相条件を満たすように各層の反射防止層の屈折率と厚みを設定することを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項６】
前記基材の裏面に光吸収層を配設して前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項７】
前記基材の屈折率との差が±２５％以下である屈折率を有する材料を用い、検出光に対する吸光度が前記強度比αを満たすように前記光吸収層を形成することを特徴とした請求項６に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項８】
前記基材の内部に低光透過率層を形成することにより前記反射防止部とすることを特徴とした請求項１または請求項２に記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法。
【請求項９】
厚さが４ｍｍ以下の透明な基材に対して、請求項１乃至請求項８のいずれかに記載のナノインプリントモールド用基材の処理方法によって反射防止部を形成する工程と、
前記基材の表面上にレジスト膜を形成し、電子線描画装置内のステージ上に、前記基材の裏面がステージと対向するように前記基材を配置する工程と、
前記基材に対して高さ検出光を照射し、該高さ検出光が前記基材の表面で反射された反射光を検出して前記基材の高さを検出し、検出した基材の表面位置に適するように電子線のフォーカス位置を制御しながら前記レジスト膜に対して電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成する工程と、
前記レジスト膜を現像して得たレジストパターンをマスクとして前記基材に凹凸パターンを形成する工程と、を有することを特徴としたナノインプリントモールドの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１０−２６７７７７（Ｐ２０１０−２６７７７７Ａ）
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１７５２５（Ｐ２００９−１１７５２５）
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月１４日（２００９．５．１４）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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