JP2018014497A - インプリントモールド及びそれを用いた凸状構造体の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】高さが実質的に均一な複数の段部を有する凸状構造部を含む凸状構造体を製造することを可能とするインプリントモールド及び凸状構造体の製造方法を提供する。【解決手段】インプリントモールド１は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有する基材２と、基材２の第１面２１側に形成されてなる凹状構造部３とを備え、凹状構造部３は、第１面２１側に位置する第１段部から第Ｎ段部（Ｎは２以上の整数である。）までの複数段構造を有し、第１段部の深さが、第Ｎ段部の深さよりも小さい。【選択図】図１

Description

本発明は、インプリントモールド及び当該インプリントモールドを用いて凸状構造体を製造する方法に関する。

近年、半導体デバイス、光学部材等の製造工程において、基板の表面に微細凹凸パターンを形成した型部材（インプリントモールド）を用い、微細凹凸パターンを基板等の被加工物に等倍転写するパターン形成技術であるナノインプリント技術が利用されている。

ナノインプリント技術に用いられるインプリントモールドに形成されている微細凹凸パターンの多くは、断面矩形状のラインアンドスペースパターン、ピラーパターン、ホールパターン等の１段の段構造により構成される。

その一方で、半導体デバイス等の製造のみならず、光学素子、配線回路、記録デバイス、ディスプレイパネル、医療検査用チップ、マイクロ流路等の製造過程において、複数段構造を形成することがある。このような複数段構造を、ナノインプリント技術を利用して形成するために、従来、複数の段部を含む凹状構造部を備えるインプリントモールドが用いられている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１７１１０９号公報

一般に、ナノインプリント技術は、インプリントモールドに形成されている微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術であるため、インプリントモールドに形成されている複数の段部を含む凹状構造部は、凸状構造体に備えられる凸状構造部の寸法と同一の寸法で形成される。例えば、各段部の高さが同一の凸状構造部を備える凸状構造体を作製する場合には、各段部の深さが同一の凹状構造部を備えるインプリントモールドが用いられる。そのため、上記特許文献１に記載のインプリントモールドにおいても、凹状構造部の各段部の深さが均一に設定される。

しかしながら、インプリントモールドにおける凹状構造部の各段部の深さが均一であることで、実際には、当該インプリントモールドを用いたインプリントリソグラフィーにより作製される凸状構造体において、各段部の高さが不均一になってしまうという問題がある。

各段部の深さが同一の凹状構造部が設けられてなるインプリントモールドを用いて、基材上の被転写樹脂にインプリント処理を実施すると、複数の段部を含む凸状パターンが当該被転写樹脂に転写される。この凸状パターンにおける各段部の高さは、実質的に同一となる。この凸状パターンをマスクとした基材のエッチング処理により凸状構造体を作製しようとすると、凸状パターンに含まれる段部の数にもよるが、エッチング時間が長くなる傾向にある。エッチング時間が長くなることにより、エッチングチャンバー内の温度が上昇し、エッチング選択比が経時的に変化することが考えられる。例えば、樹脂製の凸状パターンをマスクとしてＳｉＯ₂からなる基板をエッチングする場合、基板の構成材料であるＳｉＯ₂においては化学反応によるエッチングが支配的であるため、Ｃ及びＦを含むフロロカーボン、例えばＣＦ₄とＨ₂とを含む混合ガスがエッチングガスとして用いられる。プラズマ雰囲気においてＣＦ₄は、ＣＦ₃イオン、ＣＦ₃ラジカル及びＦラジカルに解離し、Ｈ₂からＨラジカルが生成される。ＣＦ₃ラジカルがＣとＦとに解離することでＳｉＯ₂のエッチングが進行するが、このＣＦ₃ラジカルの解離は、分子の滞在時間や電力密度に依存するため、チャンバー内の圧力、プラズマの体積、排気量、温度等により変化する。一方、マスクとなる樹脂製の凸状パターンにおいては、上記混合ガスをエッチングガスとして用いた場合に、物理反応によるエッチングが支配的となるため、エッチングチャンバー内の温度によるエッチング選択比に対する影響は、ＳｉＯ₂のそれとは異なる。その結果として、基材や被転写樹脂のエッチングレートが変化し、エッチング選択比が経時的に変化するため、凸状構造体における凸状構造部の各段部の高さが不均一になってしまうと考えられる。この問題は、インプリントモールドにおける凹状構造部の段数（凸状構造体における凸状構造部の段数）が増加することによって顕著に現われると考えられる。

このように、凸状構造体における凸状構造部の各段部の高さが不均一になってしまうと、当該凸状構造体が例えば光学素子であれば所望の光学性能が得られないという問題を発生させ、当該凸状構造体が例えば配線回路であれば配線回路の形成に不具合が生じるという問題を発生させてしまう。

上記課題に鑑みて、本発明は、高さが実質的に均一な複数の段部を有する凸状構造部を含む凸状構造体を製造することを可能とするインプリントモールド及び凸状構造体の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基材と、前記基材の前記第１面側に形成されてなる凹状構造部とを備え、前記凹状構造部は、前記第１面側に位置する第１段部から第Ｎ段部（Ｎは２以上の整数である。）までの複数段構造を有し、前記第１段部の深さが、前記第Ｎ段部の深さよりも小さいことを特徴とするインプリントモールドを提供する。

上記インプリントモールドにおいて、Ｎは３以上の整数であり、前記凹状構造部は、第Ｍ段部（Ｍは２以上Ｎ以下の整数である。）と、前記第Ｍ段部よりも深さの小さい第Ｍ−１段部とを含むのが好ましく、Ｍは２以上Ｎ−１以下の整数であり、前記第Ｍ段部の深さは、前記第Ｎ段部の深さよりも小さいのが好ましく、前記凹状構造部は、前記第Ｎ段部から前記第１段部に向けて、各段部の深さが順に小さくなるように構成されるのが好ましい。

上記インプリントモールドにおいて、前記凹状構造部は、前記第１面側に位置する第１段構造群から第Ｘ段構造群（Ｘは２以上の整数である。）までの複数の段構造群を含み、前記各段構造群は、前記第１〜第Ｎ段部のうちの一部の段部であって、深さが実質的に同一の複数の段部を含み、第Ｙ段構造群（Ｙは１以上Ｘ−１以下の整数である。）に含まれる各段部の深さが、第Ｙ＋１段構造群に含まれる各段部の深さよりも小さいのが好ましく、前記各段構造群に含まれる各段部の底部の幅は、実質的に同一であり、前記第Ｙ段構造群に含まれる前記各段部の底部の幅が、前記第Ｙ＋１段構造群に含まれる前記各段部の底部の幅よりも大きいのが好ましい。

上記インプリントモールドにおいて、少なくとも前記第Ｎ段部の底部の周縁に凹状溝部が形成されていてもよいし、前記第１〜第Ｎ段部のそれぞれの底部の周縁に、第１〜第Ｎ凹状溝部（Ｎは２以上の整数である。）が形成されており、前記第１凹状溝部の深さが、前記第Ｎ凹状溝部の深さよりも小さくてもよく、前記第Ｎ凹状溝部から前記第１凹状溝部に向けて、各凹状溝部の深さが順に小さく構成されるのが好ましく、前記第１段部の底部の幅が、前記第Ｎ段部の底部の幅よりも大きいのが好ましい。

また、本発明は、第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基板を準備し、前記基板の前記第１面上に被転写材料層を形成する工程と、上記インプリントモールドを用いて、前記被転写材料層に前記凹状構造部に対応する凸状構造部を形成する工程と、前記凸状構造部が形成された前記被転写材料をマスクとして、前記基板の前記第１面側をエッチングする工程とを有することを特徴とする凸状構造体の製造方法を提供する。

本発明によれば、高さが実質的に均一な複数の段部を有する凸状構造部を含む凸状構造体を製造することを可能とするインプリントモールド及び凸状構造体の製造方法を提供するインプリントモールド及び凸状構造体の製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断断面図である。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部に含まれる各段部の深さを求める過程を示すグラフである。 図４は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その１）を切断端面にて示す工程フロー図である。 図５は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その２）を切断端面にて示す工程フロー図である。 図６は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その１）の他の態様を切断端面にて示す工程フロー図である。 図７は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その２）の他の態様を切断端面にて示す工程フロー図である。 図８は、本発明の第１の実施形態における凸状構造体の製造工程を切断端面にて示す工程フロー図である。 図９は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断断面図である。 図１０Ａは、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第１段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図１０Ｂは、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第２段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図１０Ｃは、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第３段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。 図１１は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その１）を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１２は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その２）を切断端面にて示す工程フロー図である。 図１３は、本発明の２の実施形態に係るインプリントモールドの製造工程（その３）を切断端面にて示す工程フロー図である。

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。
〔第１の実施形態〕
図１は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断端面図であり、図２は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。

［インプリントモールド］
図１に示すように、第１の実施形態に係るインプリントモールド１は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有する透明基材２と、透明基材２の第１面２１側に形成されている凹状構造部３とを備える。なお、図１においては、第１の実施形態に係るインプリントモールド１の説明・理解を容易にするために、１つの凹状構造部３を有する態様を図示しているが、本発明は、当然にこの態様に限定されるものではない。

透明基材２としては、インプリントモールド用基材として一般的なもの、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、バリウムホウケイ酸ガラス、アミノホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等の無アルカリガラス基板等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板、ポリメチルメタクリレート基板、ポリエチレンテレフタレート基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板等を用いることができる。なお、第１の実施形態において「透明」とは、透明基材２を介して照射された光により光硬化性樹脂を硬化させ得る程度であればよく、例えば、波長３００〜４５０ｎｍの光線の透過率が７０％以上であるのが好ましく、より好ましくは９０％以上である。

透明基材２の平面視形状としては、特に限定されるものではなく、例えば、略矩形状、略円形状等が挙げられる。透明基材２が光インプリント用として一般的に用いられている石英ガラス基板からなるものである場合、通常、透明基材２の平面視形状は略矩形状である。

透明基材２の大きさも特に限定されるものではないが、透明基材２が上記石英ガラス基板からなる場合、例えば、透明基材２の大きさは１５２ｍｍ×１５２ｍｍ程度である。また、透明基材２の厚さＴ２は、強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

第１の実施形態において、凹状構造部３は、第１面２１側から順に第１段部３１、第２段部３２及び第３段部３３の３個の段部を含む。第１〜第３段部３１〜３３の平面視における形状は、特に限定されるものではないが、例えば略円形状、略方形状等が挙げられる。

第１〜第３段部３１〜３３の平面視における大きさに関し、第１段部３１が最も大きく、第３段部３３が最も小さく構成されている。第２段部３２は、第１段部３１に物理的に包含される大きさであり、第３段部３３は、第２段部３２に物理的に包含される大きさである。第１〜第３段部３１〜３３の平面視における大きさ（寸法）は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いて製造される凸状構造体１０の用途等に応じて適宜設定され得る。例えば、凹状構造部３の平面視における大きさ（寸法）は、当該凹状構造部３に含まれる段部（図１に示す態様においては第１〜第３段部３１〜３３）の段数（図１に示す態様においては３段）と、各段部（第１〜第３段部３１〜３３）における略水平部分（底部３１１〜３３１）の幅Ｗ３１１〜Ｗ３３１（図２参照）とによって平面視における大きさが決定される。凹状構造部３に含まれる段部の数は、凸状構造体１０の種類に応じて１０段以上、数十段であってもよい。凹状構造部３に含まれる段部の略水平部分の幅は１００〜１０００ｎｍ程度の範囲で適宜設定され得る。

凹状構造部３の深さは、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いて製造される凸状構造体１０の用途等に応じて適宜設定され得るが、凹状構造部３に含まれる段部（図１に示す態様においては第１〜第３段部３１〜３３）の段数（図１に示す態様においては３段）と、各段部（第１〜第３段部３１〜３３）における略垂直部分（側壁３１２〜３３２）の長さによって決定される。凹状構造部３に含まれる段部の数は、凸状構造体１０の種類に応じて１０段以上、数十段であってもよい。凹状構造部３に含まれる各段部の深さは５０ｎｍ〜１μ程度の範囲で適宜設定され得る。

第１の実施形態における凹状構造部３の各段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３に関し、第３段部３３の深さＴ３３が最も大きく、第１段部３１の深さＴ３１が最も小さい。第２段部３２の深さＴ３２は、第１段部３１の深さＴ３１又は第３段部３３の深さＴ３３と実質的に同一であってもよいが、第３段部３３の深さＴ３３よりも小さく、第１段部３１の深さＴ３１よりも大きいのが好ましい。すなわち、第３段部３３から第１段部３１に向けて、段部の深さが徐々に小さくなるのが好ましい。各段部の深さが異なることで、後述するように、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリントリソグラフィーにより製造される凸状構造体１０における凸状構造部１１の各段部１１ａ〜１１ｃの高さを実質的に同一にすることができる。

第１〜第３段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３の関係、特に第１段部３１の深さＴ３１と第３段部３３の深さＴ３３との関係は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリントリソグラフィーにより凸状構造体１０を製造する際に用いられる被転写材料（インプリント樹脂膜１１０を構成する樹脂材料）及び被転写基板１００のエッチングレート（選択比）、インプリントモールド１の凹状構造部３（第１〜第３段部３１〜３３）の寸法等に応じ、凸状構造体１０における凸状構造部１１の各段部１１ａ〜１１ｃの高さが実質的に同一になるように適宜設定され得る。

例えば、凹状構造部３の各段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３は、以下のようにして設定され得る。
まず、各段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３が同一に設計されたテスト用インプリントモールドと、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いて凸状構造体１０（図８（Ｄ）参照）を製造する際に使用される被転写基板１００（図８（Ａ）参照）を準備する。次に、当該テスト用インプリントモールドを用いたインプリント処理により、被転写基板１００上に凸状パターンを形成する。そして、当該凸状パターンをマスクとしたエッチング処理により、仮凸状構造体を作製する。

続いて、仮凸状構造体の各段部の高さを測定する。各段部の高さの測定は、例えば、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等を用いて行われ得る。このようにして測定された各段部の高さに基づき、インプリントモールド１における凹状構造部３の各段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３を算出する。

例えば、エッチング時間の経過に従い、被転写基板１００のエッチングレートが低下するが、凸状パターン（レジストパターン）のエッチングレートは一定であると仮定する。この場合において、被転写基板１００のエッチングレートＳ_rate及び凸状パターン（レジストパターン）のエッチングレートＲ_rateは、例えば、下記に示すように、時間（ｔ）を変数とする２次の多項式（１），（２）により表され得る。
Ｓ_rate＝Ｃｔ²＋Ｂｔ＋Ａ …（１）
Ｒ_rate＝ｃｔ²＋ｂｔ＋ａ …（２）
式（１）及び（２）において、Ａは「被転写基板１００の構成材料及びエッチング条件により決定されるエッチングレート」を、ａは「凸状パターン（レジストパターン）の構成材料及びエッチング条件により決定されるエッチングレート」を、Ｂ、Ｃ、ｂ及びｃは係数である。

ここで、凸状パターン（レジストパターン）のエッチングレートＲ_rateは一定（Ｒ_rate＝ａ）である。そのため、仮凸状構造体の各段部の高さの測定結果を、上記多項式（１）を用いてフィッティングして係数Ｂ，Ｃを算出し、凸状構造体１０の各段部の高さ（各段部に対応した被転写基板１００のエッチング深さＥ１１ａ〜Ｅ１１ｃ）が均一となるように、各段部に対応する凸状パターン（レジストパターン）の高さ（厚さ）Ｔ１１１ａ〜Ｔ１１１ｃを決定する（図３参照）。このようにして決定された凸状パターン（レジストパターン）の高さ（厚さ）は、そのまま凹状構造部３の各段部３１〜３３の深さとして採用され得る。

なお、上記においては、エッチングレートＳ_rate，Ｒ_rateを表す２次の多項式を用い、仮凸状構造体の各段部の高さの測定結果をフィッティングしているが、多項式の次数を増大させてもよい。多項式の次数を増大させることにより、凹状構造部３の各段部３１〜３３の深さをより高精度に求めることができる。なお、多項式の次数を増大させるほどに、各段部３１〜３３の深さを高精度に求めることができるものの、各段部３１〜３３の深さを求めるのに長時間を要するようになる。そのため、凹状構造部３を形成する際のエッチング精度、上記仮凸状構造体の各段部の高さの測定精度、第１の実施形態において製造される凸状構造体１０（図８（Ｄ）参照）における各段部の高さの設計値等を考慮した上で、上記多項式の次数を適宜決定すればよい。

第１の実施形態において、凹状構造部３の第１〜第３段部３１〜３３の底部３１１〜３３１の周縁には、それぞれ環状の凹状溝部（第１〜第３凹状溝部４１〜４３）が形成されている。凹状溝部が形成されていない場合、インプリントモールド１を用いたインプリント処理により被転写基板１００上に形成される凸状パターン１１１の各段部１１１ａ〜１１１ｃの角は、凹状構造部３の各段部３１〜３３の底部３１１〜３３１と側壁３１２〜３３２とに沿った形状となる。この凸状パターン１１１をマスクとして被転写基板１００をエッチングすると、被転写基板１００に形成される凸状構造部１１の各段部１１ａ〜１１ｃの角が丸まってしまう。特に、凹状構造部３の段部の数が多くなり、凸状パターン１１１全体の高さが高くなると、凸状構造部１１の各段部の角が顕著に丸まってしまう。しかしながら、凹状構造部３の第１〜第３段部３１〜３３の底部３１１〜３３１の周縁に、それぞれ第１〜第３凹状溝部４１〜４３が形成されていることで、凸状構造部１１の各段部の角が丸まってしまうのを抑制することができる。また、凹状構造部３の第１〜第３段部３１〜３３の底部３１１〜３３１の周縁に、それぞれ第１〜第３凹状溝部４１〜４３が形成されていることで、後述する実施例から明らかなように、凸状構造部１１の各段部の側壁角度がより垂直に近くなるようにすることができる。

第１〜第３凹状溝部４１〜４３の深さＴ４１〜Ｔ４３の関係につき、第３凹状溝部４３の深さＴ４３が最も大きく、第１凹状溝部４１の深さＴ４１が最も小さく構成されているのが好ましい。第２凹状溝部４２の深さＴ４２は、第１凹状溝部４１の深さＴ４１又は第３凹状溝部４３の深さＴ４３と実質的に同一であってもよいが、第３凹状溝部４３の深さＴ４３よりも小さく、第１凹状溝部４１の深さＴ４１よりも大きいのが好ましい。すなわち、第３凹状溝部４３から第１凹状溝部４１に向けて、凹状溝部の深さが徐々に小さくなるのが好ましい。各凹状溝部の深さが異なることで、凸状構造部１１の各段部の角が丸まってしまうのをより効果的に抑制することができる。

第１〜第３凹状溝部４１〜４３の深さＴ４１〜Ｔ４３の関係、特に第１凹状溝部４１の深さＴ４１と第３凹状溝部４３の深さＴ４３との関係は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いたインプリントリソグラフィーにより凸状構造体１０を製造する際に用いられる被転写材料（インプリント樹脂膜１１０を構成する樹脂材料）及び被転写基板１００のエッチングレート（選択比）、インプリントモールド１の凹状構造部３（第１〜第３段部３１〜３３）の寸法等に応じ、凸状構造体１０における凸状構造部１１の各段部１１ａ〜１１ｃの角が丸まってしまわないように適宜設定され得る。

例えば、第１〜第３凹状溝部４１〜４３の深さＴ４１〜Ｔ４３は、それぞれ、第１〜第３段部３１〜３３のそれぞれの深さＴ３１〜Ｔ３３に対する２〜４０％程度の範囲にて設定されるのが好ましく、３〜３０％程度の範囲にて設定されるのがより好ましい。各凹状溝部４１〜４３の深さＴ４１〜Ｔ４３が各段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３の４０％を超えると、インプリントモールド１を用いたインプリント処理における当該インプリントモールド１の剥離時に、第１〜第３凹状溝部４１〜４３に対応して形成される第１〜第３凸条部１１２ａ〜１１２ｃ（図８（Ｃ）参照）が欠損してしまうおそれがある。

［インプリントモールドの製造方法］
次に、上記構成を有するインプリントモールド１の製造方法の一例を説明する。図４及び５は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、第１面２１及びそれに対向する第２面２２を有する透明基材２を準備し、当該透明基材２の第１面２１上にハードマスク層５０を形成し、その上にレジスト膜６０を形成する（図４（Ａ）参照）。

ハードマスク層５０は、例えば、クロム、窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系材料；タンタル、窒化タンタル、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル系材料等を単独で、又は任意に選択した２種以上を用い、スパッタリング、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の公知の成膜法により形成され得る。なお、ハードマスク層５０の厚さは、透明基材２を構成する材料とのエッチング選択比や、凹状構造部３の深さ等に応じ適宜設定され得る。

レジスト膜６０を構成する樹脂材料（レジスト材料）としては、特に限定されるものではなく、電子線リソグラフィー処理、フォトリソグラフィー処理等において一般的に用いられるネガ型又はポジ型の電子線反応性レジスト材料、紫外線反応性レジスト材料等が挙げられる。

レジスト膜６０の厚みは、特に制限されるものではない。後述する工程（図４（Ｂ），（Ｃ）参照）において、レジスト膜６０をパターニングして形成されたレジストパターン６１１が、ハードマスク層５０をエッチングする際のマスクとして用いられる。したがって、レジスト膜６０の厚みは、ハードマスク層５０を構成する材料や厚さ等を考慮し、ハードマスク層５０のエッチング処理後にレジストパターン６１が残存する程度に適宜設定される。

ハードマスク層５０上にレジスト膜６０を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法、例えば、ハードマスク層５０上にレジスト材料を、スピンコーター、スプレーコーター等の塗工機を用いて塗布し又はハードマスク層５０上に上記樹脂成分を含有するドライフィルムレジストを積層し、所望により所定の温度で加熱（プリベーク）する方法等が挙げられる。

次に、図４（Ｂ）に示すように、ハードマスク層５０上の所望の位置に所定の開口部６２を有するレジストパターン６１を形成する。レジストパターン６１は、例えば、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィー、所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー等により形成され得る。

レジストパターン６１における開口部６２の形状は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１の第１段部３１の形状に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではなく、例えば、平面視略円形状、平面視略方形状等である。

開口部６２の寸法は、上記形状と同様に、第１の実施形態において製造されるインプリントモールド１の第１段部３１の寸法に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではないが、例えば、３００ｎｍ〜１００μｍ程度である。なお、開口部６２の寸法とは、開口部６２の形状が平面視略円形状である場合、開口部６２の直径を意味する。

上記のようにして形成されたレジストパターン６１をマスクとして用いてハードマスク層５０をエッチングしてハードマスクパターン５１を形成し、当該ハードマスクパターン５１をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングすることで、第１段部３１及び第１凹状溝部４１が形成される（図４（Ｄ）参照）。

次に、ハードマスク層５２を再度形成し（図５（Ａ）参照）、第２段部３２に対応する開口部６４を有するレジストパターン６３を形成した上で、ハードマスク層５２をエッチングしてハードマスクパターン５３を形成する。そして、当該ハードマスクパターン５３をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングすることで、第２段部３２及び第２凹状溝部４２が形成される（図５（Ｂ）参照）。

続いて、ハードマスク層５４を再度形成し（図５（Ｃ）参照）、第３段部３３に対応する開口部６６を有するレジストパターン６５を形成した上で、ハードマスク層５４をエッチングしてハードマスクパターン５５を形成する（図５（Ｄ）参照）。そして、当該ハードマスクパターン５５をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングすることで、第３段部３３及び第３凹状溝部４３が形成される（図５（Ｄ）参照）。このようにして、第１の実施形態に係るインプリントモールド１（図１参照）を製造することができる。

続いて、第１の実施形態に係るインプリントモールド１の製造方法の他の例を説明する。図６及び７は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、第１面２１及びそれに対向する第２面２２を有する透明基材２を準備し、当該透明基材２の第１面２１上にハードマスク層５０を形成し、その上にレジスト膜６０を形成する（図６（Ａ）参照）。

次に、図６（Ｂ）に示すように、ハードマスク層５０上の所望の位置に所定の開口部６２’を有するレジストパターン６１’を形成する。レジストパターン６１’における開口部６２’の形状は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１の第３段部３３の形状に応じて適宜設定され得る。

続いて、レジストパターン６１’をマスクとしてハードマスク層５０をエッチングし、第３段部３３に対応する開口部を有するハードマスクパターン５１’を形成し（図６（Ｃ）参照）、当該ハードマスクパターン５１’をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングすることで、段部３３’及び凹状溝部４３’が形成される（図６（Ｄ）参照）。なお、段部３３’及び凹状溝部４３’は、後のエッチング工程においてエッチングされることを考慮した上で形成される。

次に、第２段部３２に対応する開口部６４’を有するレジストパターン６３’を形成し（図７（Ａ）参照）、当該レジストパターン６３’をマスクとして用い、残存するハードマスクパターン５１’をエッチングして第２段部３２に対応する開口部を有するハードマスクパターン５３’を形成し、当該ハードマスクパターン５３’をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングする。これにより、段部３２’及び凹状溝部４２’が形成されるとともに、段部３３’及び凹状溝部４３’もさらにエッチングされる（図７（Ｂ）参照）。なお、段部３２’及び凹状溝部４２’は、後のエッチング工程においてエッチングされることを考慮した上で形成される。

続いて、第１段部３１に対応する開口部６６’を有するレジストパターン６５’を形成し（図７（Ｃ）参照）、当該レジストパターン６５’をマスクとして用い、残存するハードマスクパターン５３’をエッチングして第１段部３１に対応する開口部を有するハードマスクパターン５５’を形成し、当該ハードマスクパターン５５’をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングする（図７（Ｄ）参照）。これにより、第１〜第３段部３１〜３３及び第１〜第３凹状溝部４１〜４３が形成される。このようにして、所定の深さＴ３１〜Ｔ３３の第１〜第３段部３１〜３３を含む凹状構造部３を備えるインプリントモールド１（図１参照）を製造することができる。

［凸状構造体の製造方法］
上述した構成を有するインプリントモールド１を用いた凸状構造体の製造方法について説明する。図８は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１を用いた凸状構造体の製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、第１の実施形態において製造される凸状構造体１０としては、例えば、光学素子、配線回路、記録デバイス、ディスプレイパネル、医療検査用チップ、マイクロ流路等が挙げられ、それらに求められる凸状構造部１１に対応する凹状構造部３がインプリントモールド１に備えられている。

まず、シリコンウェハ、石英ガラスウエハ、無アルカリガラス等のガラス基板等の被転写基板１００と、第１の実施形態に係るインプリントモールド１とを準備する。そして、被転写基板１００上にインプリント樹脂１１０の液滴をインクジェット法により滴下し、インプリントモールド１とインプリント樹脂１１０の液滴とを接触させることで、インプリントモールド１と被転写基板１００との間にインプリント樹脂１１０を展開させ、凹状構造部３にインプリント樹脂１１０を充填させる（図８（Ａ）参照）。インプリント樹脂１１０としては、例えば、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂等が挙げられるが、紫外線の照射により硬化する紫外線硬化性樹脂を用いるのが好ましい。

被転写基板１００上のインプリント樹脂１１０にインプリントモールド１を押し当てた状態で、インプリント樹脂１１０を硬化させる（図８（Ｂ）参照）。インプリント樹脂１１０を硬化させる方法としては、インプリント樹脂１１０を構成する樹脂材料の硬化特性に応じて適宜選択すればよく、例えば、インプリント樹脂１１０が紫外線硬化性樹脂により構成される場合、インプリント樹脂１１０にインプリントモールド１を押し当てた状態で紫外線を照射することで、当該インプリント樹脂１１０を硬化させることができる。

硬化したインプリント樹脂１１０からインプリントモールド１を剥離する。これにより、インプリントモールド１の凹状構造部３（第１〜第３段部３１〜３３）に対応する凸状パターン１１１が形成される（図８（Ｃ）参照）。かかる凸状パターン１１１は、第１〜第３段部３１〜３３に対応する第１〜第３凸状パターン１１１ａ〜１１１ｃを含み、各凸状パターン１１１ａ〜１１１ｃの角には、第１〜第３凹状溝部４１〜４３に対応する第１〜第３凸条部１１２ａ〜１１２ｃが形成されている。

続いて、凸状パターン１１１をマスクとして用いて被転写基板１００をエッチングする。これにより、第１〜第３段部１１ａ〜１１ｃを含む凸状構造部１１を備える凸状構造体１０が製造される。

第１の実施形態に係るインプリントモールド１は、第１〜第３段部３１〜３３の深さＴ３１〜Ｔ３３がそれぞれ異なり、第１段部３１から第３段部３３に向けて深さが徐々に大きく構成されていることで、凸状構造体１０に備えられる凸状構造部１１の第１〜第３段部１１ａ〜１１ｃの高さが実質的に同一となる。また、インプリントモールド１の第１〜第３段部３１〜３３の底面３１１〜３３１の周縁に第１〜第３凹状溝部４１〜４３が形成されていることで、凸状構造体１０に備えられる凸状構造部１１の第１〜第３段部１１ａ〜１１ｃの角が丸まることがない。よって、第１の実施形態によれば、高さが実質的に均一な複数の段部を有する凸状構造部を含む凸状構造体を製造することができる。

〔第２の実施形態〕
図９は、第２の実施形態に係るインプリントモールドの概略構成を示す切断断面図であり、図１０Ａは、第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第１段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図であり、図１０Ｂは、第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第２段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図であり、図１０Ｃは、第２の実施形態に係るインプリントモールドの凹状構造部の第３段構造群の概略構成を示す部分拡大切断端面図である。なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略するものとする。

第２の実施形態に係るインプリントモールド１’は、第１面２１及び当該第１面２１に対向する第２面２２を有する透明基材２と、透明基材２の第１面２１側に形成されている凹状構造部３とを備える。なお、図９においては、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’の説明・理解を容易にするために、１つの凹状構造部３を有する態様を図示しているが、本発明は、当然にこの態様に限定されるものではない。

凹状構造部３は、第１面２１側から第２面２２側に向けて順に位置する第１段構造群３１Ｇ、第２段構造群３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇを含む。第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれは、複数の連続する段部を含む。各段構造群３１Ｇ〜３３Ｇに含まれる複数の連続する段部には、直上の段部又は直下の段部と極端に深さＴ３１Ｇ〜Ｔ３３Ｇの異なる段部、例えば、直上の段部又は直下の段部の深さＴ３１Ｇ〜Ｔ３３Ｇの４０％以下又は１６０％以上の深さの段部が含まれていてもよい。

図１０Ａ〜図１０Ｃに示すように、第２の実施形態において、第１段構造群３１Ｇは第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇを含み、第２段構造群３２Ｇは第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇを含み、第３段構造群３３Ｇは第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇを含む。第２の実施形態における凹状構造部３は、２１個の段部（第１段部３１ａ〜第２１段部３３ｇ）を含み、第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれは、凹状構造部３に含まれる２１個の段部のうちの一部（７個）の段部を含む。

第１段構造群３１Ｇに含まれる第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇは、いずれも実質的に同一の深さＴ３１Ｇを有する。第２段構造群３２Ｇに含まれる第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇは、いずれも実質的に同一の深さＴ３２Ｇを有する。第３段構造群３３Ｇに含まれる第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇは、いずれも実質的に同一の深さＴ３３Ｇを有する。第２の実施形態において、深さが実質的に同一であるとは「対象とする段部の深さのバラツキが、概ねその深さの平均値±４％以内であること」を意味するものとする。

第１段構造群３１Ｇに含まれる第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇのうち、第１段部３１ａ、第３段部３１ｃ、第５段部３１ｅ及び第７段部３１ｇは、いずれも同一の深さＴ３１Ｇを有し、第２段部３１ｂ及び第６段部３１ｆは、互いに同一の深さＴ３１Ｇを有するのが好ましい。なお、第２段構造群３２Ｇに含まれる第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇにおいても同様に、第８段部３２ａ、第１０段部３２ｃ、第１２段部３２ｅ及び第１４段部３２ｇは、いずれも同一の深さＴ３２Ｇを有し、第９段部３２ｂ及び第１３段部３２ｆは、互いに同一の深さＴ３２Ｇを有するのが好ましい。また、第３段構造群３３Ｇに含まれる第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ａにおいても同様に、第１５段部３３ａ、第１７段部３３ｃ、第１９段部３３ｅ及び第２１段部３３ｇは、いずれも同一の深さＴ３３Ｇを有し、第１６段部３３ｂ及び第２０段部３３ｆは、互いに同一の深さＴ３３Ｇを有するのが好ましい。すなわち、凹状構造部３に含まれる各段構造群が、２ⁿ−１個（ｎは２以上の整数である。）の段部を有する場合において、当該各段構造群において第１面２１側から数えて奇数番目の段部はいずれも同一の深さを有するのが好ましい。

第２の実施形態における凹状構造部３において、第１段構造群３１Ｇに含まれる第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇのそれぞれの深さＴ３１Ｇ、第２段構造群３２Ｇに含まれる第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇのそれぞれの深さＴ３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇに含まれる第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇのそれぞれの深さＴ３３Ｇは、下記式に表される関係を有するのが好ましい。
Ｔ３１Ｇ＜Ｔ３２Ｇ＜Ｔ３３Ｇ

第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれに含まれる段部の深さが異なることで、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’を用いたインプリントリソグラフィーにより製造される凸状構造体における凸状構造部の各段部の高さを実質的に同一にすることができる。

なお、第２の実施形態における凹状構造部３においては、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部の深さＴ３３Ｇが最も大きく、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部の深さＴ３１Ｇが最も小さければよい。そのため、第２段構造群３２Ｇに含まれる各段部の深さＴ３２Ｇは、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部の深さＴ３１Ｇよりも大きく、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部の深さＴ３３Ｇよりも小さいのが好ましいが、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部の深さＴ３１Ｇ又は第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部の深さＴ３３Ｇと実質的に同一であってもよい。

第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれに含まれる各段部の深さＴ３１Ｇ〜Ｔ３３Ｇの関係、特に第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部の深さＴ３１Ｇと第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部の深さＴ３３Ｇとの関係は、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’を用いたインプリントリソグラフィーにより凸状構造体を製造する際に用いられる被転写材料及び被転写基板のエッチングレート（選択比）、インプリントモールド１’の凹状構造部３の寸法等に応じ、凸状構造体における凸状構造部の各段部の高さが実質的に同一になるように適宜設定され得る。

第２の実施形態に係るインプリントモールド１’を用いたインプリントリソグラフィーにより製造される凸状構造体において、凸状構造部の各段部の略水平部分の幅が実質的に同一であることが必要である場合、第１段構造群３１Ｇに含まれる第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇにおける略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）のそれぞれの幅Ｗ３１Ｇ、第２段構造群３２Ｇに含まれる第８段部〜第１４段部の略水平部分（底部３２１ａ〜３２７ａ）のそれぞれの幅Ｗ３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇに含まれる第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇの略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）のそれぞれの幅Ｗ３３Ｇは、下記式に表される関係を有するのが好ましい。
Ｗ３１Ｇ＞Ｗ３２Ｇ＞Ｗ３３Ｇ

第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれに含まれる段部の底部の幅が異なることで、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’を用いたインプリントリソグラフィーにより製造される凸状構造体における凸状構造部の各段部の略水平部分の幅を実質的に同一にすることができる。

第２の実施形態における凹状構造部３においては、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３３Ｇが最も小さく、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇが最も大きければよい。そのため、第２段構造群３２Ｇに含まれる各段部３２ａ〜３２ｇの略水平部分（底部３２１ａ〜３２７ａ）の幅Ｗ３２Ｇは、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇよりも小さく、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３３Ｇよりも大きいのが好ましいが、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇ又は第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３３Ｇと実質的に同一であってもよい。

第１段構造群３１Ｇ〜第３段構造群３３Ｇのそれぞれに含まれる各段部３１ａ〜３３ｇの略水平部分（底部３１１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３１Ｇ〜Ｗ３３Ｇの関係、特に第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇと第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３３Ｇとの関係は、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’を用いたインプリントリソグラフィーにより凸状構造体を製造する際に用いられる被転写材料及び被転写基板のエッチングレート（選択比）、インプリントモールド１’の凹状構造部３の寸法等に応じ、凸状構造体における凸状構造部の各段部の略水平部分の幅が実質的に同一になるように適宜設定され得る。

第２の実施形態において、凹状構造部３の第１〜第２１段部３１ａ〜３３ｇの底部３１１ａ〜３３７ａの周縁には、それぞれ環状の凹状溝部（図示省略）が形成されている。凹状溝部が形成されていない場合、インプリントモールド１’を用いたインプリント処理により被転写基板上に形成される凸状パターンの各段部の角は、凹状構造部３の各段部３１ａ〜３３ｇの底部３１１ａ〜３３７ａと側壁３１１ｂ〜３３７ｂとに沿った形状となる。この凸状パターンをマスクとして被転写基板をエッチングすると、被転写基板に形成される凸状構造部の各段部の角が丸まってしまう。特に、凹状構造部３の段構造群の数や、各段構造群に含まれる段部の数が多くなり、凸状パターン全体の高さが高くなると、凸状構造部の各段部の角が顕著に丸まってしまう。しかしながら、凹状構造部３の第１〜第２１段部３１ａ〜３３ｇの底部３１１ａ〜３３７ａの周縁に凹状溝部が形成されていることで、凸状構造部の各段部の角が丸まってしまうのを抑制することができる。また、凹状構造部３の第１〜第２１段部３１ａ〜３３ｇの底部３１１ａ〜３３７ａの周縁に凹状溝部が形成されていることで、凸状構造部の各段部の側壁角度をより直角に近くなるようにすることができる。なお、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’において、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの底部３１１ａ〜３１７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さが最も小さく、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの底部３３１ａ〜３３７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さが最も大きいのが好ましい。第２段構造群３２Ｇに含まれる各段部３２ａ〜３２ｇの底部３２１ａ〜３２７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さは、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの底部３１１ａ〜３１７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さ又は第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの底部３３１ａ〜３３７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さと実質的に同一であってもよいが、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部３１ａ〜３１ｇの底部３１１ａ〜３１７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さよりも大きく、第３段構造群３３Ｇに含まれる各段部３３ａ〜３３ｇの底部３３１ａ〜３３７ａの周縁に形成されている凹状溝部の深さよりも小さいのが好ましい。

〔インプリントモールドの製造方法〕
次に、上記構成を有するインプリントモールド１’の製造方法の一例を説明する。図１１〜図１３は、第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。

まず、第１面２１及びそれに対向する第２面２２を有する透明基材２を準備し、当該透明基材２の第１面２１上にハードマスク層５０を形成し（図１１（Ａ）参照）、その上にレジスト膜６０を形成する（図１１（Ｂ）参照）。次に、ハードマスク層５０上に、第１段構造群３１Ｇに含まれる複数の段部（第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇ）に対応する凹部６１１及び凸部６１２、並びに第２段構造群３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇを形成する予定の領域に対応する開口部を６１３含むレジストパターン６１０を形成する（図１１（Ｃ）参照）。

レジストパターン６１０に含まれる凹部６１１及び凸部６１２の寸法は、インプリントモールド１’の第１段構造群３１Ｇの各段部（第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇ）の寸法に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではない。開口部６１３の寸法も同様に、第２段構造群３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇを形成可能な程度に適宜設定されるものであって、特に制限されるものではない。

続いて、上記のようにして形成されたレジストパターン６１０をマスクとして用いてハードマスク層５０をエッチングしてハードマスクパターン５１０を形成し（図１２（Ａ）参照）、当該ハードマスクパターン５１０をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングすることで、複数の凹凸構造を含む第１凹凸パターン７０を形成する（図１２（Ｂ）参照）。

第１凹凸パターン７０に含まれる複数の凹凸構造は、それぞれ、第１段構造群３１Ｇに含まれる複数の段部（第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇ）を形成するための基礎となるものである。第１凹凸パターン７０に含まれる凹部７０１（７０１ａ，７０１ｃ，７０１ｅ，７０１ｇ）の深さにより、第１面２１側から数えて奇数番目の段部（第１段部３１ａ、第３段部３１ｃ、第５段部３１ｅ及び第７段部３１ｇ）の深さＴ３１Ｇが規定される。すなわち、各凹部７０１（７０１ａ，７０１ｃ，７０１ｅ，７０１ｇ）を同一深さで形成することにより、第１面２１側から数えて奇数番目の段部（第１段部３１ａ、第３段部３１ｃ、第５段部３１ｅ及び第７段部３１ｇ）の深さＴ３１Ｇが同一となる。また、第１凹凸パターン７０に含まれる凹部７０１の底面の寸法及び凸部７０２の頂面の寸法により、第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇの略水平面（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇが規定される。

次に、第１凹凸パターン７０が形成された透明基材２の第１面２１上にハードマスク層を形成し、第１段部３１ａの基礎となる凹部７０１ａ、並びに第４段部３１ｄの基礎となる凸部７０２ｄ及び第５段部３１ｅの基礎となる凹部７０１ｅを被覆するレジストパターン８０を形成し、レジストパターン８０をマスクとしてハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターン５２０を形成する（図１２（Ｃ）参照）。そして、当該ハードマスクパターン５２０をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングする（図１３（Ａ）参照）。これにより、第１段部３１ａ〜第３段部３１ｃと、第４段部３２ｄ〜第７段部３２ｇの基礎となる階段状凹凸構造８１とが、透明基材２の第１面２１に形成される。このハードマスクパターン５２０をマスクとしたエッチング深さにより、第２段部３１ｂ及び第６段部３１ｆの深さＴ３１Ｇが規定される。すなわち、第２段部３１ｂ及び第６段部３１ｆの深さＴ３１Ｇが同一となる。したがって、当該エッチング深さを適宜調整することで、第１段部３１ａ〜第３段部３１ｃ及び第５段部３１ｅ〜第７段部３１ｇの深さＴ３１Ｇを実質的に同一にすることができる。

続いて、第１段部３１ａ〜第３段部３１ｃと階段状凹凸構造８１とが形成された透明基材２の第１面２１上にハードマスク層を形成し、第１段部３１ａ〜第３段部３１ｃを被覆するレジストパターン９０を形成し、レジストパターン９０をマスクとしてハードマスク層をエッチングしてハードマスクパターン５３０を形成する（図１３（Ｂ）参照）。そして、当該ハードマスクパターン５３０をマスクとして用いて透明基材２の第１面２１側をエッチングする（図１３（Ｃ）参照）。これにより、第１段部３１ａ〜第７段部３２ｇを含む第１段構造群３１Ｇが透明基材２の第１面２１側に形成される。このハードマスクパターン５３０をマスクとしたエッチング深さにより、第４段部３１ｄの深さＴ３１Ｇが規定される。したがって、当該エッチング深さを適宜調整することで、第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇの深さＴ３１Ｇを実質的に同一にすることができる。

上述した第１段構造群３１Ｇを形成する工程（図１１〜図１３）と同様の工程を繰り返して行うことで、第２段構造群３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇを形成する。このようにして、第２の実施形態に係るインプリントモールド１’（図９参照）を製造することができる。このようにして製造されるインプリントモールド１’は、第１の実施形態に係るインプリントモールド１と同様に、凸状構造体１０の製造に用いることができる（図８参照）。

第２の実施形態に係るインプリントモールド１’は、第１段構造群３１Ｇに含まれる段部（第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇ）の深さＴ３１Ｇ、第２段構造群３２Ｇに含まれる段部（第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇ）の深さＴ３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇに含まれる段部（第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇ）の深さＴ３３Ｇがいずれも異なり、第１段構造群３１Ｇから第３段構造群３３Ｇに向けてそれらに含まれる段部の深さが徐々に大きく構成されていることで、凸状構造体１０に備えられる凸状構造部の各段部の高さが実質的に同一となる。また、第１段構造群３１Ｇに含まれる段部（第１段部３１ａ〜第７段部３１ｇ）の略水平部分（底部３１１ａ〜３１７ａ）の幅Ｗ３１Ｇ、第２段構造群３２Ｇに含まれる段部（第８段部３２ａ〜第１４段部３２ｇ）の略水平部分（底部３２１ａ〜３２７ａ）の幅Ｗ３２Ｇ及び第３段構造群３３Ｇに含まれる段部（第１５段部３３ａ〜第２１段部３３ｇ）の略水平部分（底部３３１ａ〜３３７ａ）の幅Ｗ３３Ｇがいずれも異なり、第１段構造群３１Ｇから第３段構造群３３Ｇに向けて当該幅が徐々に小さく構成されていることで、凸状構造体１０に備えられる凸状構造部の各段部の頂面の幅が実質的に同一となる。さらに、インプリントモールド１’の各段部の底面の周縁に凹状溝部が形成されていることで、凸状構造体１０に備えられる凸状構造部１１の各段部の角が丸まることがない。よって、第２の実施形態によれば、高さ及び幅が実質的に均一な複数の段部を有する凸状構造部を含む凸状構造体を高精度に製造することができる。

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

第１の実施形態においては、第１〜第３段部３１〜３３を含む凹状構造部３を有するインプリントモールド１を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、複数の段部、すなわち第１〜第Ｎ段部（Ｎは２以上の整数である。）を含む凹状構造部３を有していればよい。この場合において、第１段部の深さが、第Ｎ段部の深さよりも小さく構成されていればよく、各段部の深さは、透明基材２の第１面２１の最近傍に位置する第１段部から第Ｎ段部に向けて徐々に大きくなるように構成されているのが好ましい。

第１の実施形態においては、第１〜第３段部３１〜３３のそれぞれの底部３１１〜３３１の周縁に第１〜第３凹状溝部４１〜４３が形成されているインプリントモールド１を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、少なくとも第３段部３３、すなわち透明基材２の厚さ方向において第１面２１の最遠位に位置する第Ｎ段部の底部の周縁に凹状溝部が形成されていればよい。

第２の実施形態においては、第１〜第３段構造群３１Ｇ〜３３Ｇを含む凹状構造部３を有するインプリントモールド１’を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、複数の段構造群、すなわち第１〜第Ｘ段構造群（Ｘは２以上の整数である。）を含む凹状構造部３を有していればよい。この場合において、第１段構造群の各段部の深さが、第Ｘ段構造群の各段部の深さよりも小さく構成されていればよく、第Ｙ段構造群（Ｙは１以上Ｘ−１以下の整数である。）の各段部の深さが、第Ｙ＋１段構造群の各段部の深さよりも小さいのが好ましく、凹状構造部３に含まれる各段部の深さは、透明基材２の第１面２１の最近傍に位置する第１段構造群の各段部から第Ｘ段構造群の各段部に向けて徐々に大きくなるように構成されているのが特に好ましい。

第２の実施形態においては、第１〜第３段構造群３１Ｇ〜３３Ｇのそれぞれに含まれる各段部３１１〜３３７の底部３１１ａ〜３３７ａの周縁に凹状溝部が形成されているインプリントモールド１’を例に挙げて説明したが、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、少なくとも第３段構造群３３Ｇに含まれる段部３３１〜３３７、すなわち透明基材２の厚さ方向において第１面２１の最遠位に位置する段構造群に含まれる各段部の底部の周縁に凹状溝部が形成されていればよい。

第１の実施形態において、凹状構造部３には、第１面２１側に位置する段部の深さよりも第２面２２側に位置する段部の深さの方が小さい段部が含まれていてもよい。すなわち、凹状構造部３に含まれる複数の段部の深さが、全体として、第１面２１側から第２面２２側に向かって徐々に大きくなるような傾向を有していればよく、インプリントモールド１を用いたインプリント処理を通じて形成される凸状構造部１１の各段部の高さを均一にすることができる限りにおいて、段部の深さの関係が逆転する部分が存在していてもよい。

第２の実施形態において、各段構造群の境界部分に、第１面２１側に位置する段構造群に含まれる段部よりも深さの小さい段部又は第２面２２側に位置する段構造群に含まれる段部よりも深さの大きい段部が含まれていてもよい。例えば、第１面２１側に位置する第１段構造群３１Ｇとそれよりも第２面２２側に位置する第２段構造群３２Ｇとの境界部分に、第１段構造群３１Ｇに含まれる各段部（第１〜第７段部３１１〜３１７）の深さＴ３１Ｇよりも小さい深さの段部が存在していてもよいし、第２段構造群３２Ｇに含まれる各段部（第８段部３２１〜第１４段部３２７）の深さＴ３２Ｇよりも大きい深さの段部が存在していてもよい。

以下、実施例等を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、下記の実施例等により何ら限定されるものではない。

〔比較例１〕
［インプリントモールドの作製］
金属クロムからなるハードマスク層（厚さ：１０ｎｍ）が第１面に形成された透明基材としての石英ガラス基板（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．２５ｍｍ）を準備した。当該ハードマスク層上に開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理によりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理（Reactive Ion Etching，ＲＩＥ）により第１段部を形成した（図４（Ａ）〜（Ｄ）参照）。なお、かかるドライエッチング処理（ＲＩＥ）におけるエッチング条件は、第１凹状溝部が形成されない程度の条件に設定された。

次に、ハードマスク層（厚さ：１０ｎｍ）を再度形成し、ハードマスク層上に開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理によりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理（ＲＩＥ）により第２段部を形成した（図５（Ａ），（Ｂ）参照）。なお、かかるドライエッチング処理（ＲＩＥ）におけるエッチング条件も同様に、第２凹状溝部が形成されない程度の条件に設定された。

続いて、ハードマスク層（厚さ：１０ｎｍ）を再度形成し、ハードマスク層上に開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理によりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理（ＲＩＥ）により第３段部を形成した（図５（Ｃ），（Ｄ）参照）。なお、かかるドライエッチング処理（ＲＩＥ）におけるエッチング条件も同様に、第３凹状溝部が形成されない程度の条件に設定された。

最後に、ハードマスク層（厚さ：１０ｎｍ）を再度形成し、ハードマスク層上に開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。当該レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理によりハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第４段部を形成した。なお、かかるドライエッチング処理（ＲＩＥ）におけるエッチング条件も同様に、第４凹状溝部が形成されない程度の条件に設定された。

このようにして作製されたインプリントモールドにおいて、石英ガラス基板をドライエッチングする際の各エッチング条件を、第１〜第４段部の深さが略同一となるように設定した。

［凸状構造体の作製］
上記インプリントモールドと被転写基材としての石英ガラス基板とを準備し、石英ガラス基板の第１面上にインクジェット法にて滴下されたインプリント樹脂（紫外線硬化性樹脂）にインプリントモールドを押し当ててインプリントモールドと石英ガラス基板との間にインプリント樹脂を展開させた。その状態で、インプリント樹脂に紫外線を照射して硬化させ、その後インプリントモールドを剥離することで、インプリントモールドの凹状構造部に対応する凸状パターンを石英ガラス基板上に形成した（図８（Ａ）〜（Ｃ）参照）。続いて、凸状パターンをマスクとして石英ガラス基板をドライエッチングすることで、第１〜第４段部を含む凸状構造部を備える凸状構造体を製造した。

かかる凸状構造体の第１〜第４段部のそれぞれの高さ及び側壁角度を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ，Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて測定した。また、同様に、インプリントモールドの第１〜第４段部のそれぞれの深さも、ＡＦＭを用いて測定した。結果を表１に示す。なお、表１において、凸状構造体の側壁角度は、第１〜第４段部のそれぞれの側壁角度の算術平均値である。

表１において、インプリントモールド及び凸状構造体の第１〜第４段部の深さ及び高さは、第１段部の深さ及び高さを１としたときの比（相対値）で表されている。また、表１における「平均」は、凸状構造体の各段部の高さ（相対値）の算術平均値であり、「レンジ」は、凸状構造体の各段部の高さ（相対値）のバラツキを意味する。

表１に示すように、インプリントモールドの各段部の深さ（高さ）を実質的に同一とすると、当該インプリントモールドを用いたインプリントリソグラフィーを経て得られる凸状構造体の各段部の高さが不均一になることが確認された。

〔実施例１〕
比較例１の凸状構造体の各段部の高さの測定結果を、下記多項式（１）を用いてフィッティングして係数Ｂ，Ｃを算出し、凸状構造体１０の各段部の高さ（各段部に対応した被転写基板１００のエッチング深さ）が均一となるように、各段部に対応する凸状パターン（レジストパターン）の高さ（厚さ）、すなわちインプリントモールドにおける凹状構造部の各段部の深さを決定した。
Ｓ_rate＝Ｃｔ²＋Ｂｔ＋Ａ …（１）

そして、凹状構造部の各段部の深さが、上記のようにして決定した深さになるように石英ガラス基板のエッチング時間を調整するとともに、各段部の底部周辺に凹状溝部が形成されるように、かつ各凹状溝部の深さが第１凹状溝部から第４凹状溝部に向けて徐々に深くなるように、各段部をドライエッチング処理（ＲＩＥ）により形成する際のＲＩＥのバイアスパワーを調整した。その他は、比較例１と同様にしてインプリントモールドを作製し、当該インプリントモールドを用いたインプリントリソグラフィー処理により凸状構造体を製造した。

かかる凸状構造体の第１〜第４段部のそれぞれの高さ及び側壁角度を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ，Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて測定した。また、同様に、インプリントモールドの第１〜第４段部のそれぞれの深さも、ＡＦＭを用いて測定した。結果を表２に示す。なお、表２において、凸状構造体の側壁角度は、第１〜第４段部のそれぞれの側壁角度の算術平均値である。

〔実施例２〕
［インプリントモールドの作製］
金属クロムからなるハードマスク層（厚さ：１０ｎｍ）が第１面に形成された透明基材としての石英ガラス基板（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×６．２５ｍｍ）を準備した。当該ハードマスク層上に第４段部に対応する開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第４段部に対応する開口部を有するハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第４段部及び第４凹状溝部を形成した（図６（Ａ）〜（Ｄ）参照）。

次に、残存するハードマスクパターン上に第３段部に対応する開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第３段部に対応する開口部を有するハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第３段部及び第３凹状溝部を形成した（図７（Ａ），（Ｂ）参照）。

続いて、残存するハードマスクパターン上に第２段部に対応する開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第２段部に対応する開口部を有するハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第２段部及び第２凹状溝部を形成した（図７（Ｃ），（Ｄ）参照）。

最後に、残存するハードマスクパターン上に第１段部に対応する開口部を有するレジストパターンを、電子線描画装置を用いて形成した。当該レジストパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第１段部に対応する開口部を有するハードマスクパターンを形成し、当該ハードマスクパターンをマスクとしたドライエッチング処理により第１段部及び第１凹状溝部を形成した。

なお、石英ガラス基板の各ドライエッチング処理に際して、凹状構造部の各段部及び各凹状溝部の深さが、実施例１において決定した深さになるように石英ガラス基板のエッチング条件を設定した。

［凸状構造体の作製］
上記のようにして作製したインプリントモールドを用いた以外は、比較例１と同様にしてインプリントリソグラフィー処理を行い、凸状構造体を製造した。

かかる凸状構造体の第１〜第４段部のそれぞれの高さ及び側壁角度を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ，Ｖｅｅｃｏ社製）を用いて測定した。また、同様に、インプリントモールドの第１〜第４段部のそれぞれの深さも、ＡＦＭを用いて測定した。結果を表２に示す。なお、表２において、凸状構造体の側壁角度は、第１〜第４段部のそれぞれの側壁角度の算術平均値である。

表２において、インプリントモールド及び凸状構造体の第１〜第４段部の深さ及び高さは、第１段部の深さ及び高さを１としたときの比（相対値）で表されている。また、表２における「平均」は、凸状構造体の各段部の高さ（相対値）の算術平均値であり、「レンジ」は、凸状構造体の各段部の高さ（相対値）のバラツキを意味する。

表１及び表２に示すように、インプリントモールドの凹状構造部に含まれる第４段部の深さを最も大きく、かつ第１段部の深さを最も小さくするように、各段部の深さを調整することで、当該インプリントモールドを用いたインプリントリソグラフィーにより得られる凸状構造体の凸状構造部に含まれる各段部の高さを略均一にすることができることが確認された。また、インプリントモールドの各段部に凹状溝部を形成することで、当該インプリントモールドを用いたインプリントリソグラフィーにより得られる凸状構造体の凸状構造部に含まれる各段部の側壁角度を、より垂直に近くすることができると考えられる。

１，１’…インプリントモールド
２…透明基材
２１…第１面
２２…第２面
３…凹状構造部
３１…第１段部
３２…第２段部
３３…第３段部
３１Ｇ…第１段構造群
３２Ｇ…第２段構造群
３３Ｇ…第３段構造群
４１…第１凹状溝部
４２…第２凹状溝部
４３…第３凹状溝部
１０…凸状構造体
１１…凸状構造部

Claims (11)

1. 第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基材と、
   前記基材の前記第１面側に形成されてなる凹状構造部と
   を備え、
   前記凹状構造部は、前記第１面側に位置する第１段部から第Ｎ段部（Ｎは２以上の整数である。）までの複数段構造を有し、
   前記第１段部の深さが、前記第Ｎ段部の深さよりも小さい
   ことを特徴とするインプリントモールド。
2. Ｎは３以上の整数であり、
   前記凹状構造部は、第Ｍ段部（Ｍは２以上Ｎ以下の整数である。）と、前記第Ｍ段部よりも深さの小さい第Ｍ−１段部とを含む
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールド。
3. Ｍは２以上Ｎ−１以下の整数であり、
   前記第Ｍ段部の深さは、前記第Ｎ段部の深さよりも小さい
   ことを特徴とする請求項２に記載のインプリントモールド。
4. 前記凹状構造部は、前記第Ｎ段部から前記第１段部に向けて、各段部の深さが順に小さくなるように構成される
   ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のインプリントモールド。
5. 前記凹状構造部は、前記第１面側に位置する第１段構造群から第Ｘ段構造群（Ｘは２以上の整数である。）までの複数の段構造群を含み、
   前記各段構造群は、前記第１〜第Ｎ段部のうちの一部の段部であって、深さが実質的に同一の複数の段部を含み、
   第Ｙ段構造群（Ｙは１以上Ｘ−１以下の整数である。）に含まれる各段部の深さが、第Ｙ＋１段構造群に含まれる各段部の深さよりも小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールド。
6. 前記各段構造群に含まれる各段部の底部の幅は、実質的に同一であり、
   前記第Ｙ段構造群に含まれる前記各段部の底部の幅が、前記第Ｙ＋１段構造群に含まれる前記各段部の底部の幅よりも大きい
   ことを特徴とする請求項５に記載のインプリントモールド。
7. 少なくとも前記第Ｎ段部の底部の周縁に凹状溝部が形成されている
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールド。
8. 前記第１〜第Ｎ段部のそれぞれの底部の周縁に、第１〜第Ｎ凹状溝部（Ｎは２以上の整数である。）が形成されており、
   前記第１凹状溝部の深さが、前記第Ｎ凹状溝部の深さよりも小さい
   ことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のインプリントモールド。
9. 前記第Ｎ凹状溝部から前記第１凹状溝部に向けて、各凹状溝部の深さが順に小さく構成される
   ことを特徴とする請求項８に記載のインプリントモールド。
10. 前記第１段部の底部の幅が、前記第Ｎ段部の底部の幅よりも大きい
    ことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のインプリントモールド。
11. 第１面及び当該第１面に対向する第２面を有する基板を準備し、前記基板の前記第１面上に被転写材料層を形成する工程と、
    請求項１〜１０のいずれかに記載のインプリントモールドを用いて、前記被転写材料層に前記凹状構造部に対応する凸状構造部を形成する工程と、
    前記凸状構造部が形成された前記被転写材料をマスクとして、前記基板の前記第１面側をエッチングする工程と
    を有することを特徴とする凸状構造体の製造方法。

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