JP6300466B2 - マスクブランク用基板、マスクブランク、インプリントモールド、およびそれらの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリントモールドに用いられるマスクブランク用基板、マスクブランク、およびこれらを用いて構成されたインプリントモールド、ならびにそれらの製造方法に関する。

半導体デバイスにおける回路パターン、光学部品における光学機能パターン、さらにはハードディスクドライブ等の磁気記録媒体における磁性層パターン等、各種の微細パターンの形成には、転写法の一つであるインプリント法の適用が検討されている。

インプリント法は、微細なモールドパターンが形成されたインプリントモールド（スタンパ）を原版として用い、転写対象物上に塗布された光硬化性樹脂等のレジスト膜に対してインプリントモールドを直接押し付けることにより、モールドパターンをレジスト膜に転写する方法である。このためインプリント法によれば、同じ微細パターンを大量に転写することが可能である。

以上のようなインプリントモールドの一態様として、特許文献１に開示されているものが知られている。このインプリントモールドは、モールドパターンが形成される表側主表面に対する裏側の主表面に凹部を設けた構成であり、モールドパターンが形成されている領域の基板の厚さが、その周囲よりも薄くなっている。これにより、転写対象物に塗布された光硬化性樹脂にモールドパターンを転写した後、インプリントモールドに対して複数の力を加えることにより、周囲よりも基板の厚さが薄くなっているモールドパターンの形成領域を、モールドパターンが広がる方向に湾曲させることができ、光硬化性樹脂からモールドパターンが剥離しやすくなるという効果が得られる。

このような構成のインプリントモールドを製造する場合、基板のモールドパターンが形成される表側主表面にモールドパターンが形成されるよりも前に、裏側の主表面を加工ツールで研削して凹部を形成する方法や、特許文献１にも図示されているような、モールドパターンが形成される基板と対向する２つの主表面間に貫通穴が形成された基板とを貼り合わせる方法がある。

特表２００９−５３６５９１号公報

しかしながら、裏側の主表面を研削して凹部を形成する方法の場合、裏側の主表面に対して加工ツールを強く押しあてながら掘り込んでいくため、掘り込んだ後の凹部底面に残留応力が残る懸念がある。また、研削後の凹部底面を鏡面に研磨する場合、凹部の底面や側面に研磨砥粒が残存する懸念もある。

一方、２つの基板を貼り合わせる方法の場合、加工ツールで研削して凹部を形成する方法のような懸念はない。しかしながら、この方法では、外周端面を一致させるように２つの基板を貼り合わせることは容易ではなく、貼り合わせによって接合された２つの基板の外周端面に段差が生じることが避けがたい。

ここで、転写装置のモールド搭載部にインプリントモールドを固定する場合、インプリントモールドの裏面側がチャックされるほかに、インプリントモールドの外周端面も固定具で固定されるのが一般的である。これは、転写対象物に対して、インプリントモールドが水平方向にずれないようにするためである。

この場合、インプリントモールドの外周端面に上述した段差が有ると、転写装置の固定具でインプリントモールドの外周端面を、正常な状態で固定することが困難になる。このため、２つの基板を接合した後、外周端面に対して研削または研磨を行うことにより外周端面を成形する必要がある。しかし、外周端面に対して研削や研磨を行うと、研磨砥粒等が接合した基板の凹部に付着する恐れがあり、問題となっていた。

そこで本発明は、２つの基材を接合することで凹部を設けたインプリントモールドを用いてインプリント法を行うに際し、外周端面を研磨することなくインプリントモールドを正常に固定することが可能なインプリントモールド用のマスクブランク用基板およびマスクブランク、さらにはインプリントモールドを提供することを目的とする。また本発明は、これらの製造方法を提供することを目的とする。

本発明は上述の課題を解決する手段として、以下の構成を有する。

（構成１）
インプリントモールドを製造するために用いられるマスクブランク用基板であって、第１の基材と第２の基材とを含む構成からなり、前記第１の基材は、対向する２つの主表面と外周端面とを備え、前記２つの主表面の間を貫通する所定形状の孔を有し、前記第２の基材は、対向する２つの主表面と外周端面とを備え、前記第１の基材における一方の主表面と前記第２の基材における一方の主表面とが接合されており、前記第２の基材の接合面となる側の主表面と前記第１の基材の前記孔とによって凹部が構成され、前記第１の基材と前記第２の基材のうちのいずれか一方の外周端面は、他方の外周端面よりも全周にわたって突出していることを特徴とするマスクブランク用基板である。

（構成２）
前記第１の基材の外周端面は、前記第２の基材の外周端面よりも全周にわたって突出していることを特徴とする構成１に記載のマスクブランク用基板である。

（構成３）
前記第１の基材および前記第２の基材の少なくとも一方は、ガラスからなることを特徴とする構成１または２に記載のマスクブランク用基板である。

（構成４）
前記凹部は、前記第２の基材における他方の主表面に設定されるモールドパターン形成領域よりも大きな領域に形成されている構成１から３のいずれかに記載のマスクブランク用基板である。

（構成５）
前記凹部の底面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで０．３ｎｍ以下であることを特徴とする構成１から４のいずれかに記載のマスクブランク用基板である。

（構成６）
インプリントモールドを製造するために用いられるマスクブランク用基板の製造方法であって、対向する２つの主表面と外周端面とを備える第１の基材に、前記２つの主表面の間を貫通する所定形状の孔を形成する貫通孔形成工程と、対向する２つの主表面と外周端面とを備える第２の基材を準備する工程と、前記孔が形成された前記第１の基材における一方の主表面と前記第２の基材における一方の主表面とを接合する接合工程とを有し、前記接合工程では、前記第２の基材の接合面となる側の主表面と前記第１の基材の前記孔とによって凹部を構成すると共に、前記第１の基材と前記第２の基材のうちのいずれか一方の基材の外周端面を、他方の外周端面よりも全周にわたって突出させることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法である。

（構成７）
前記接合工程では、前記第１の基材の外周端面を、前記第２の基材の外周端面よりも全周にわたって突出させることを特徴とする構成６に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。

（構成８）
前記第１の基材と前記第２の基材がいずれもガラスからなることを特徴とする構成６または７に記載のマスクブランク用基板の製造方法である。

（構成９）
構成１から５のいずれかに記載のマスクブランク用基板の前記第２の基材における他方の主表面にパターン形成用の薄膜を備えたことを特徴とするマスクブランクである。

（構成１０）
構成６から８のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法を含み、当該マスクブランク用基板の製造方法における接合工程の前または後に、前記第２の基材の他方の主表面にパターン形成用の薄膜を設ける薄膜形成工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法である。

（構成１１）
構成１〜５のいずれかに記載のマスクブランク用基板における前記第２の基材の他方の主表面にモールドパターンが形成されたことを特徴とするインプリントモールドである。

（構成１２）
構成１０に記載のマスクブランクの製造方法を含み、当該マスクブランクの製造方法における薄膜形成工程の後に、前記薄膜及び前記第２の基材の他方の主表面をエッチング加工する工程を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法である。

本発明によれば、２つの基材を接合することによって凹部を設けたマスクブランク用基板において一方の基材の外周端面を他方の外周端面よりも全周にわたって突出させたことにより、これを用いて構成されたインプリントモールドを転写装置に搭載するに際して、段差のない外周端面を両側から挟持することでインプリントモールドを正常に固定することが可能になる。

本発明のマスクブランク用基板の構成を説明するための図である。 本発明のマスクブランクの構成を説明するための断面図である。 本発明のインプリントモールドの構成を説明するための断面図である。 本発明のインプリントモールドの製造方法を説明するための断面工程図である。 本発明のインプリントモールドを用いたインプリント法を説明する断面工程図である。

２つの基材を接合することで裏側の主表面に凹部を備える基板を製造する場合に生じる前述の技術的課題を解決する手段について、本発明者は鋭意研究を行った。その結果、第１の基材と第２の基材の外周寸法を同じにするのではなく、いずれかの基材の外周寸法を全体的に大きくし、第１の基材と第２の基材を貼り合わせる際に、第１の基材か第２の基材のいずれか一方の基材の外周端面が、他方の基材の外周端面よりも全周にわたって相対的に突出した接合状態とするとよいという結論に至った。これにより、第１の基材と第２の基材を接合してできたマスクブランク用基板は、外周端面が全体にわたって第１の部材側か第２の部材側のどちらか一方が突出した形状となる。このマスクブランク用基板から製造されたインプリントモールドを転写装置のモールド搭載部に固定する際、突出している側の基材の外周端面を固定具で固定すればよくなる。このため、第１の基材と第２の基材を接合後、外周端面に対して研削や研磨を行う必要がなくなり、研磨砥粒等が基板の凹部に付着する恐れもなくなる。

以下、図面に基づいて、上述した本発明の詳細な構成を説明する。なお、各図において同様の構成要素には同一の符号を付して説明を行う。

≪マスクブランク用基板≫
図１は、本発明のマスクブランク用基板の構成を説明するための図であり、図１Ａは断面図であり、図１Ｂは分解斜視図である。これらの図に示すマスクブランク用基板１は、凹凸のモールドパターンを有するインプリントモールドとして加工されるものであり、モールドパターンが形成される前のものである。なお、以下の説明においてインプリントモールドとは、マスクブランク用基板１から作製されるインプリントモールドであることとする。

このマスクブランク用基板１は、第１の基材１０と第２の基材２０とを貼り合わせて接合させたものである。このうち第１の基材１０は、２つの主表面を有する平板状の基材の中央に貫通穴としての孔１０ａを有し、第２の基材２０を支持する基板である（以下、支持基板１０と記す）。また第２の基材２０は、モールドパターンが形成される基板である（以下モールド基板２０と記す）。これらの支持基板１０およびモールド基板２０を接合させた構成のマスクブランク用基板１は、支持基板１０の孔１０ａの一方の開口がモールド基板２０で塞がれた凹部１ａを有する構成となっている。

また特に、マスクブランク用基板１は、支持基板１０とモールド基板２０のうちのいずれか一方の外周端面が、他方の外周端面よりも全周にわたって突出していることを特徴としている。ここでは一例として、支持基板１０の外周端面がモールド基板２０の外周端面よりも全周にわたって突出していることとする。次に、支持基板１０とモールド基板２０の詳細な構成を説明する。

支持基板１０は、対向する２つの主表面と外周端面とを備えた板状材に、２つの主表面の間を貫通する所定形状の孔１０ａを有し、モールド基板２０を支持する基板である。支持基板１０における一方の主表面１１は、モールド基板２０に対して接合される面である（以下、接合面１１と記す）。また支持基板１０における他方の主表面１２は、インプリントモールドを転写装置に固定する際に転写装置のモールド搭載部に対して固定される面である（以下、チャック面１２と記す）。

この支持基板１０は、主表面側から見た平面形状がモールド基板２０の平面形状よりも一回り大きく、マスクブランク用基板１の最外周の外周端面を構成している。つまり、支持基板１０の外周端面が、マスクブランク用基板１の外周端面となっている。

このような支持基板１０は、主表面側から見た平面形状が、図示したような矩形状や多角形であることが好ましい。これにより、このマスクブランク用基板１を用いて形成されたインプリントモールドを転写装置のモールド搭載部に固定する場合、インプリントモールドを対向する外周端面側から挟み込んで固定し易くなる。またこのような固定を考慮すると、支持基板１０の外形は、対向する外周端面間の幅のばらつきが５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下の平行度の高い方形状であることが望ましい。この場合、端面の平坦度が２０μｍ以下、より好ましくは１０μｍ以下であることが望ましい。

支持基板１０の厚みｔ１は、インプリントモールドを転写装置のモールド搭載部に固定する場合、インプリントモールドを外周端面側から挟み込んで固定できる程度の大きさであることとする。また、支持基板１０の材質にもよるが、インプリントモールドを転写装置のモールド搭載部に固定した状態において、支持基板１０に対して複数の押圧力を加えることにより支持基板１０に接合されたモールド基板２０を湾曲させる場合には、加えられる押圧力によって支持基板１０が変形する程度の大きさであることとする。

支持基板１０に設けられた孔１０ａは、マスクブランク用基板１の凹部１ａを構成する。このような孔１０ａは、その中心が支持基板１０の中心と一致していることが最も望ましく、少なくともそのずれが１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下であることが好ましい。

孔１０ａの開口形状は、図示したような円形状のほか、矩形状や多角形状であってもよく、インプリントモールドの用途、大きさなどに応じて適宜決定される。ただし、孔１０ａの開口形状は、真円形状であることが望ましい。これにより、孔１０ａによって構成された凹部１ａを密閉空間として内圧を変化させたり、支持基板１０に複数個所から押圧力を加えることで、モールド基板２０の一部で構成された凹部１ａの底部２０ａを変形させた場合、上記内圧や押圧力による影響が同心円状の分布となり、底部２０ａの変形を制御し易くなる。

孔１０ａの大きさは、次に説明するモールド基板２０のパターン形成面２２に設定されるパターン形成領域ａを内包する大きさを有していることが好ましい。このような孔１０ａは、開口形状が円形状の場合は直径で、矩形の場合は短辺方向の長さで５０ｍｍ以上であることが好ましく、６０ｍｍ以上であると好適である。また、孔１０ａが穿設された支持基板１０の剛性確保を考慮すると、支持基板１０の大きさが約１５２ｍｍ角である場合においては、孔１０ａの直径または短辺方向の長さは、１００ｍｍ以下であることが望ましく、９０ｍｍ以下であると好適である。

一方、モールド基板２０は、対向する２つの主表面と外周端面とを備えた板状材である。このモールド基板２０における一方の主表面２１は、支持基板１０に対して接合される面である（以下、接合面２１と記す）。またモールド基板２０における他方の主表面２２は、モールドパターンが形成される面である（以下、パターン形成面２２と記す）。パターン形成面２２は、その中央にパターン形成領域ａを有する。

パターン形成領域ａは、マスクブランク用基板１における凹部１ａに内包される大きさであることが好ましい。これにより、モールド基板２０の一部で構成された凹部１ａの底部２０ａを変形させた場合、パターン形成領域ａの全領域を変形させることができる。

またパターン形成領域ａは、凹部１ａの中央に配置されることが好ましい。これにより、インプリントモールドを用いて転写対象物に対してパターン転写を行った場合に、インプリントモールドの押し付け時や剥離時の変形を、パターン形成領域ａの中心に対して同心円状に広げることができる。

このようなモールド基板２０は、主表面側から見た平面形状が支持基板１０の平面形状よりも一回り小さく、外周端面が支持基板１０の外周端面よりも内側に位置している。またモールド基板２０は、主表面側から見た平面形状が、図示したような矩形状や多角形であることに限定されず、円形状や楕円形状であってもよい。このようなモールド基板２０の平面形状や大きさは、支持基板１０に対して十分な接合強度が確保され、かつ支持基板１０との貼り合わせにおいての位置決め精度を考慮して支持基板１０の外周からはみ出ることのない大きさであることとする。

たとえば、モールド基板２０の主表面の形状が矩形状である場合、主表面２１，２２の一辺の長さは、支持基板１０との接合強度を考慮すると、孔１０ａの直径に１０ｍｍを加えた長さ以上であることが求められる。主表面２１，２２の一辺の長さは、孔１０ａの直径に、２０ｍｍを加えた長さ以上であると好ましく、３０ｍｍを加えた長さ以上であるとより好ましい。また、支持基板１０の主表面１１，１２、およびモールド基板２０の主表面２１，２２がともに矩形状である場合、モールド基板２０の主表面２１，２２の一辺の長さは、支持基板１０の主表面１１，１２の一辺の長さから１ｍｍを差し引いた長さ以下であることが求められる。モールド基板２０の主表面２１，２２の一辺の長さは、支持基板１０の主表面１１，１２の一辺の長さから４ｍｍを差し引いた長さ以下であると好ましく、１０ｍｍを差し引いた長さ以下であるとより好ましい。

また、特にモールド基板２０が光透過性材料で構成されている場合、モールド基板２０の接合面２１において、凹部１ａの底部２０ａを構成している領域は、その表面粗さが、算術平均粗さＲａで０．３ｎｍ以下であることとする。これにより、インプリントモールドを用いて転写対象物に対してパターン転写を行う場合に、凹部１ａ側からモールド基板２０を介して光照射によって転写対象物のレジスト膜を硬化させる際、光の散乱を低減でき、底部２０ａから他方の主表面２２のパターン形成領域ａまで透過する光の透過率を高めることができる。

モールド基板２０のパターン形成面２２は、その表面粗さが自乗平方根平均粗さＲｑで０．２ｎｍ以下であることが求められ、０．１５ｎｍ以下であると好ましく、０．１ｎｍ以下であるとより好ましい。また、モールド基板２０のパターン形成面２２におけるパターン形成領域ａ内の平坦度は、０．１μｍ以下であることが求められる。また、パターン形成領域ａ内の平坦度は、０．０５μｍ以下であると好ましい。なお、後述のとおり、マスクブランク用基板１を用いてインプリントモールドを作製する際、モールド基板２０におけるパターン形成領域ａの外側領域のパターン形成面２２は、台座構造を形成するために全体的にエッチングで掘り下げられる。このため、パターン形成面２２におけるパターン形成領域ａの外側領域の平坦度は、接合面２１と同等以上にする必要性は低い。

モールド基板２０の厚みｔ２は、マスクブランク用基板１の全体厚さに対して、０．１〜０．２５倍の範囲とするのが好適である。モールド基板２０の厚さを０．２５倍より小さくすることにより、モールド基板２０を湾曲させるために掛かる力が大きくなり過ぎることなく、変形後に元の形状に戻らなくなる恐れや、亀裂が入る恐れがない。また、モールド基板２０の厚さを０．１倍よりも大きくすることにより、湾曲させた際に亀裂が入ることを防止できる。

以上のような支持基板１０およびモールド基板２０の材質としては、インプリントモールドとして使用するのに要求される適度な強度や剛性を有する材料であれば特に制約はなく任意に用いることができる。例えば、石英ガラスやＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系低膨張ガラス、ソーダライムガラス、アルミノシリケートガラス、ＣａＦ_２ガラス等のガラス素材、シリコン、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、銅、ニッケル等の金属素材、樹脂素材などが挙げられる。これらのうちガラス素材は特に好適である。ガラス素材は、非常に精度の高い加工が可能で、しかも平坦度及び平滑度に優れるため、本発明により得られるインプリントモールドを使用してパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。従って、支持基板１０およびモールド基板２０は、少なくとも一方がガラスからなることが好ましい。

また、マスクブランク用基板１が、光硬化樹脂に対してパターン転写を行うインプリントモールドを作製するためのものである場合においては、少なくともモールド基板２０はガラス素材であることが望ましく、石英ガラスやＳｉＯ_２−ＴｉＯ_２系低膨張ガラスが特に好ましい。

また、上記支持基板１０とモールド基板２０は、同じ材質であってもよいし、あるいは異なる材質であってもよい。異なる材質を用いる場合は、熱膨張係数の異なる材料を組み合わせることが特に好適である。支持基板１０とモールド基板２０とが熱膨張係数の異なる材料であることにより、このマスクブランク用基板１に凹部１ａを形成したことに加えて、インプリントモールドの離型時に加熱又は冷却することで支持基板１０とモールド基板２０の間で相対的な引っ張り応力あるいは圧縮応力が作用してモールドの離型がよりいっそうしやすくなる（つまり、より小さな力で離型できる）。例えば、石英ガラスとシリコンとは熱膨張係数が１桁程異なるので、支持基板１０にシリコンを、モールド基板２０に石英ガラスを用いた場合、インプリントモールドの離型時にインプリントモールドを冷却すると、支持基板１０とモールド基板２０との間で熱膨張差が生じ、支持基板１０には圧縮応力が働くのに対し、モールド基板２０には相対的に引っ張り応力が働くため、モールド基板２０で構成された凹部１ａの底部２０ａが外側に膨張して湾曲し、インプリントモールドの離型が容易に行える。

なお、本実施の形態では、支持基板１０とモールド基板２０は、ともに１枚の基材を用いているが、支持基板１０およびモールド基板２０の一方を、あるいは両方をそれぞれ２枚以上の基材を接合させた構成としてもよい。

以上説明した構成のマスクブランク用基板１は、支持基板１０の外周端面を、モールド基板２０の外周端面よりも全周にわたって突出させた構成である。このため、マスクブランク用基板１のパターン形成領域ａにモールドパターンを形成した構成のインプリントモールドを転写装置のモールド搭載部に固定するに際しては、段差のない外周端面を両側から挟持することでインプリントモールドを正常な状態で固定することが可能になる。したがって、このマスクブランク用基板１を用いて構成されたインプリントモールドを用いることにより、精度の高いパターン転写を行うことが可能になる。

≪マスクブランク用基板の製造方法≫
次に、図１を用いて説明したマスクブランク用基板１の製造方法を説明する。

先ず、対向する２つの主表面と外周端面とを備える支持基板１０に、２つの主表面の間を貫通する所定形状の孔１０ａを形成する貫通孔形成工程を行なう。孔１０ａを形成する前の支持基板１０は、上述した所定の外径形状、外形寸法、板厚に仕上げられた平板状の基材を使用する。

孔１０ａを穿設するための加工手段としては、特に制約される必要はなく、公知の機械加工法、エッチング法などの微細加工方法を任意に用いることができる。具体的には、例えば、レーザー加工、切削加工、ガスクラスターイオンビーム（GCIB）に代表されるイオンビームミリング加工、磁性流体研磨（magneto-rheological finishing：MRF）加工、ウォータージェット加工、エッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング）、研磨スラリーを用いた研磨加工、等の微細加工方法の中から、支持基板１０の材質、加工する孔１０ａの形状や大きさ等を考慮して適宜選択して用いればよい。

また、対向する２つの主表面と外周端面とを備えるモールド基板２０を準備する。モールド基板２０は、上述した所定の形状、外形寸法、板厚に仕上げられた平板状の基材を使用する。なお、ここで製造するマスクブランク用基板１が、光硬化樹脂に対してパターン転写を行うインプリントモールドである場合、モールド基板２０は光透過材料で構成され、その接合面２１となる側の主表面については、少なくとも先に説明した凹部１ａの底面となる領域が、算術平均粗さＲａで０．３ｎｍ以下となるように研磨が施されていることとする。

次に、孔１０ａが形成された支持基板１０と、モールド基板２０とを貼り合わせて接合させる接合工程を行う。この接合工程では、支持基板１０における一方の主表面（接合面１１）と、モールド基板２０における一方の主表面（接合面２１）とを接合させる。これにより、支持基板１０の孔１０ａにおける接合面１１側の開口をモールド基板２０の接合面２１で閉塞した凹部１ａを形成する。この際、支持基板１０の外周端面がモールド基板２０の外周端面よりも全周にわたって突出し、かつモールド基板２０のパターン形成面２２に設定したパターン形成領域ａが凹部１ａの中央となるように、支持基板１０とモールド基板２０とを位置決めした状態で接合させる。

支持基板１０とモールド基板２０とを接合する手段としては、支持基板１０とモールド基板２０との間に十分な接着力が得られる方法であれば、特に制約される必要はない。ここで十分な接着力とは、インプリントモールドの使用時に支持基板１０とモールド基板２０との剥離等が起こらないような接着力のことである。具体的には、例えば、溶接（溶着）法、接着法、陽極接合法、フッ酸接合法、光学溶着法（オプティカルコンタクト）などの方法を好ましく用いることができる。

上記溶接（溶着）法とは、接合する２つの部材（本実施形態では支持基板１０とモールド基板２０）の接合面同士を加熱等により溶融・一体化（融合）させる方法である。この方法は、支持基板１０とモールド基板２０の材質にかかわらず、また支持基板１０とモールド基板２０の材質が同一でも或いは異なる場合でも適用することができる。

また、上記接着法とは、接合する２つの部材（本実施形態では支持基板１０とモールド基板２０）同士を接着剤（例えば紫外線（ＵＶ）硬化型接着剤などが好適）を用いて貼り合せる方法である。この方法は、用いる接着剤の種類にもよるが、支持基板１０とモールド基板２０の材質が同一である場合に特に高い接着性が得られるので好適である。この場合、作製されるマスクブランク用基板１においては、支持基板１０とモールド基板２０との間に接着剤による接着層が挟持される。

また、上記陽極接合法とは、接合する２つの部材（本実施形態では支持基板１０とモールド基板２０）の接合面同士を重ね合わせて加熱（例えば３００〜５００℃程度）しながら電圧（例えば４００〜６００Ｖ程度）を印加する方法であり、これによって接合界面で共有結合による接合ができる。但し、この方法は、支持基板１０とモールド基板２０の一方がガラス素材、他方がシリコンあるいは金属である場合に好ましく適用することができる。ガラス素材同士で接合する場合には、少なくとも一方の接合面に、ＳｉＮ、ＳｉＣ、アモルファスシリコンなどの薄膜を形成しておくとよい。

また、上記フッ酸接合法とは、接合する２つの部材（本実施形態では支持基板１０とモールド基板２０）の接合面にフッ酸を滴下後、接合面同士を重ね合わせ、所定の圧力で加圧することで接合させる方法であり、ガラス素材同士を接合させる場合に好適である。

また、上記光学溶着法（オプティカルコンタクトとも呼ばれる。）とは、高平坦度且つ高平滑に仕上げられた２つの部材（本実施形態では支持基板１０とモールド基板２０）の接合面同士を密着させる（場合によって同時に圧力をかける）方法であり、接合界面に生じる分子間力（分子間結合）により接合される。この方法は、精密研磨されたガラス平面同士を接合させる場合に特に好適である。

以上のように各接合手段はそれぞれの特徴を有しているため、接合する支持基板１０とモールド基板２０のそれぞれの材質に応じて好適な接合方法を適宜選択して用いればよい。

なお、支持基板１０とモールド基板２０を接合する際、上述したようないずれの接合方法を用いるにしても、強い接合力を得るためには両者の接合面１１，２１それぞれの平坦度が高いことが要求され、とりわけ上記光学溶着法では接合面の高平坦度且つ高平滑性が要求される。

したがって、支持基板１０とモールド基板２０を接合する工程に先立ち、支持基板１０の接合面１１およびモールド基板２０の接合面２１を、それぞれ所定の平坦度、例えば５μｍ以下程度の平坦度となるように仕上げる工程を含むことが好ましい。ここで、平坦度は、ＴＩＲ（Ｔｏｔａｌ Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｒｅａｄｉｎｇ）で示される表面の反り（変形量）を表す値で、例えば１４２ｍｍ角エリアにおいて、基材表面を基準として最小自乗法で定められる平面を焦平面とし、この焦平面より上にある基材表面の最も高い位置と、焦平面より下にある基材表面の最も低い位置との高低差の絶対値とする。ただし、光学溶着法による接合の場合、本発明では高い接合強度が求められるので、両接合面の面精度は、例えばλ／１０（λ＝６３３ｎｍにおいて）、平坦度では６０ｎｍ以下の高精度にしておくことが望ましい。

支持基板１０とモールド基板２０の両者の接合面１１，２１をそれぞれ所定の平坦度となるように仕上げるための加工手段としては、特に制約される必要はなく、公知の機械加工法、エッチング法などの表面加工方法を任意に用いることができる。具体的には、例えば、局所プラズマエッチングによる加工、ガスクラスターイオンビーム（GCIB）に代表されるイオンビーム加工、磁性流体研磨（magneto-rheological finishing：MRF）加工、エッチング（ウェットエッチング、ドライエッチング）、研磨スラリーを用いた鏡面研磨加工、ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）、等の表面加工方法の中から、基材の材質等を考慮して適宜選択して用いればよい。なお、ガラス素材は、非常に精度の高い表面加工が可能であり、高平坦度及び高平滑度が得られる。

また支持基板１０に関しては、所定の形状の孔１０ａを穿設する加工と、接合面１１を所定の平坦度となるように仕上げる加工のいずれを先に行ってもよいが、加工の工程負荷を低減させる観点からは、最初に接合面１１を所定の平坦度となるように仕上げる加工、次いで所定の形状の孔１０ａを穿設する加工の順に実施することが好ましい。

また、モールド基板２０におけるパターン形成面２２については、インプリントモールドの微細モールドパターン（凹凸パターン）を形成するためのマスクブランクとするための薄膜を成膜できるように好適な表面状態に仕上げておくことが望ましい。

以上説明した構成のマスクブランク用基板の製造方法は、支持基板１０の外周端面をモールド基板２０の外周端面よりも全周にわたって突出させるように、支持基板１０とモールド基板２０とを接合させる構成である。これにより、接合を行った後に外周端面の研磨を行う必要がなく、したがって工程数を増やすことなく、かつ研磨砥粒等を凹部１ａに付着させることもなく、段差のない外周端面を有するマスクブランク用基板１を作製することが可能になる。

≪マスクブランク≫
図２は、本発明のマスクブランクの構成を説明するための断面図である。この図に示すマスクブランク２は、インプリントモールド用のマスクブランクであり、先に説明した本発明のマスクブランク用基板１におけるモールド基板２０のパターン形成面２２上に、パターン形成用の薄膜３０が設けられた構成である。

パターン形成用の薄膜３０は、単層構造でも積層構造でもよい。単層構造の薄膜３０としては、クロム（Ｃｒ）を用いた材料で構成されたものが一例として挙げられる。また、積層構造の薄膜３０としては、少なくともパターン形成面２２側に位置する下層がタンタル（Ｔａ）を用いた材料で構成され、この上層がクロム（Ｃｒ）を用いた材料で構成されたものが一例として挙げられる。

クロム（Ｃｒ）を用いた材料としては、Ｃｒ単体、またはＣｒの窒化物、酸化物、炭化物、炭化窒化物、酸化窒化物、酸化炭化窒化物などのＣｒ化合物があり、薄膜３０が単層構造の場合はＣｒＯＣＮが特に好ましい。

タンタル（Ｔａ）を用いた材料としては、例えばＴａＨｆ、ＴａＺｒ、ＴａＨｆＺｒなどのＴａ化合物、あるいはこれらのＴａ化合物をベース材料として、例えばＢ、Ｇｅ、Ｎｂ、Ｓｉ、Ｃ、Ｎ等の副材料を加えた材料などが例示される。

以上のような薄膜３０の構成および材料の例示はあくまでも一例であり、本発明はこれらに制約される必要はまったくない。

なお、ここでの図示は省略したが、本発明のインプリントモールド用のマスクブランク２は、薄膜３０の上に、さらにレジスト膜を形成した形態であっても構わない。

以上のような構成のマスクブランク２においては、以降に詳細に説明するように、パターニングされた薄膜３０をマスクにしてマスクブランク用基板１におけるパターン形成面２２にモールドパターンを形成することで、インプリントモールドが作製される。

以上説明した構成のマスクブランク２は、本発明のマスクブランク用基板１を用いて構成されているため、本発明のマスクブランク用基板１と同様の効果を得ることができる。

≪マスクブランクの製造方法≫
図２を用いて説明したマスクブランク２の製造は、先に説明したマスクブランク用基板１におけるパターン形成面２２に、パターン形成用の薄膜３０を形成することによって行なわれる。この場合、マスクブランク用基板１の製造方法において説明したと同様にして支持基板１０とモールド基板２０との接合工程を行った後に、モールド基板２０のパターン形成面２２上に薄膜３０を形成する工程を行えばよい。

薄膜３０を形成する方法は、特に制約される必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することができるので好適である。

例えばＣｒＯＣＮからなる薄膜３０をスパッタリング成膜法によって形成する場合、スパッタターゲットとしてＣｒターゲットを用い、チャンバー内に、アルゴンガス、ヘリウムガス、二酸化炭素および窒素の混合ガスをスパッタリングガスとして導入し、スパッタリング成膜を行う。

また、マスクブランク２の製造方法の他の例として、上述したマスクブランク用基板１の製造方法において支持基板１０とモールド基板２０との接合工程を行う前に、モールド基板２０のパターン形成面２２上に薄膜３０を成膜する手順が例示される。ただし、薄膜３０が成膜されるパターン形成面２２は、薄膜３０を成膜できるように好適な表面状態に仕上げられていることとする。この場合、孔１０ａを設けた支持基板１０と、薄膜３０が成膜されたモールド基板２０とを接合することにより、マスクブランク２を作製する。この場合の支持基板１０とモールド基板２０との接合も、すでに形成された薄膜３０に影響を及ぼすことのない範囲で、先のマスクブランク用基板１の製造方法で説明したと同様に行われる。

＜本発明のマスクブランクの製造方法の効果＞
以上説明した構成のマスクブランクの製造方法は、本発明のマスクブランク用基板の製造方法を含んでいる。このため、先のマスクブランク用基板の作製方法の効果と同様に、工程数を増やすことなく、かつ研磨砥粒等を凹部１ａに付着させることもなく、段差のない外周端面を有するマスクブランク２を作製することが可能になる。

≪インプリントモールド≫
図３は、本発明のインプリントモールドの構成を説明するための断面図である。この図に示すインプリントモールド３は、先に説明した本発明のマスクブランク用基板１におけるパターン形成面２２にモールドパターンＰが設けられた構成である。

このインプリントモールド３は、例えばパターン形成面２２におけるパターン形成領域ａの周囲をエッチングした台座構造２３を有しており、この台座構造２３の表面に凹凸形状のモールドパターンＰが設けられている。

このようなインプリントモールド３においては、上述したマスクブランク用基板１においても述べたように、パターン形成領域ａが凹部１ａの中央に配置されることが好ましい。これにより、以降のインプリント法において説明するように、モールド基板２０で構成された凹部１ａの底部２０ａを、パターン形成面２２側に凸となるように湾曲させた場合に、パターン形成領域ａのモールドパターンＰの全てが外側に開いた状態となり、一部のモールドパターンＰのみが外側に開くことによってモールドパターンＰ間に挟まれるレジスト膜が潰されてしまうことを防止できる。特に、光硬化樹脂に対してパターン転写を行うインプリントモールド３であれば、パターン形成領域ａの全域に対して光硬化樹脂を硬化させるための光の入射を正常に行うことができ、良好に樹脂の硬化を行うことができる。

＜本発明のインプリントモールドの効果＞

以上説明した構成のインプリントモールド３は、本発明のマスクブランク用基板１を用いて構成されているため、本発明のマスクブランク用基板１で説明したように、転写装置に搭載するに際しては、突出している側の基材の外周端面を両側から挟持することで転写装置に対して正常にさせることが可能になる。この結果、精度の高いパターン転写を行うことが可能になる。

≪インプリントモールドの製造方法≫
次に、以上説明したマスクブランクを用いた本発明のインプリントモールドの作製方法を説明する。図４は、本発明のインプリントモールドの製造方法を説明するための断面工程図であり、以下図４に基づいてインプリントモールドの作製方法を説明する。

先ず図４Ａに示すように、本発明のマスクブランク２の薄膜３０上の全面に、例えば電子線描画用のレジストを塗布し、所定のベーク処理を行うことによりレジスト膜４１を形成する。なお、マスクブランク２は、先にマスクブランクの製造方法において説明した何れかの製造方法によって製造すればよい。つまり、薄膜３０は、支持基板１０とモールド基板２０との接合工程の前に形成されてもよいし、接合工程の後で形成されてもよい。

次に図４Ｂに示すように、電子線描画機などを用いて、レジスト膜４１に所定のパターン（例えばラインアンドスペースパターン）を描画した後、レジスト膜４１を現像してレジストパターン４１ａを形成する。ここでは、マスクブランク２のパターン形成面２２におけるパターン形成領域ａ上のレジスト膜４１に対して、レジストパターン４１ａを形成する。

その後図４Ｃに示すように、レジストパターン４１ａを形成したマスクブランク２を、ドライエッチング装置に導入し、上記レジストパターン４１ａが形成されたレジスト膜４１をマスクとして薄膜３０をエッチング加工する。これにより、薄膜３０に薄膜パターン３０ａを形成する。ここで、ドライエッチング装置からマスクブランク２を一旦取り出して、残存するレジスト膜４１を除去してもよい。なお、上記薄膜３０の層構成、材質によっては、エッチング加工を１段階ではなく、２段階以上で行うこともある。

次いで、薄膜パターン３０ａが形成された薄膜３０をマスクとしてモールド基板２０をエッチング加工し、モールド基板２０のパターン形成面２２におけるパターン形成領域ａに凹凸形状のモールドパターンＰを形成する。

次に図４Ｄに示すように、モールドパターンＰが形成されたマスクブランク２における薄膜３０上に、台座構造形成用のレジストパターン４３を形成する。台座構造形成用のレジストパターン４３は、モールドパターンＰが形成されたパターン形成領域ａを覆う形状として形成する。次いで、レジストパターン４３をマスクにしたエッチングにより、パターン形成領域ａの外側の薄膜３０を除去し、さらにモールド基板２０のパターン形成面２２側をエッチングする。このエッチングは、例えばウェットエッチングによって行う。このようなエッチングにより、モールドパターンＰが形成されたパターン形成領域ａを、その外側の領域よりも高くした台座構造２３を形成する。エッチング終了後には、レジストパターン４３、および薄膜３０を除去する。

これにより、図４Ｅに示すように、モールド基板２０のパターン形成面２２側の台座構造２３に、モールドパターンＰが設けられたインプリントモールド３を得る。

なお、以上は、本発明のインプリントモールドの製造方法の一例であり、本発明のインプリントモールドの製造方法がこれに限定されることはない。本発明のインプリントモールドの製造方法は、本発明のマスクブランクの製造方法を含むインプリントモールドの製造方法であればよい。このようなインプリントモールド３の製造方法の他の例として、以下のような手順が例示される。

先ず、上述したマスクブランク２の製造方法において、支持基板１０とモールド基板２０との接合工程を行う前にモールド基板２０のパターン形成面２２上に薄膜３０を成膜する。次に、図４Ａ〜図４Ｄを用いて説明した手順を行うことにより、モールド基板２０におけるパターン形成面２２にモールドパターンＰを形成し、さらに台座構造２３を形成するまでを行う。

次いで、モールドパターンＰが形成されたモールド基板２０と、孔１０ａを備えた支持基板１０とを接合する。この場合の支持基板１０とモールド基板２０との接合は、先のマスクブランク用基板１の製造方法で説明したと同様に行われる。この際、モールドパターンＰ上には、台座構造２３を形成する際のマスクとなったレジストパターン４３を残しておくことが好ましい。これにより、レジストパターン４３によってモールドパターンＰを保護した状態で、支持基板１０とモールド基板２０とを貼り合わせて接合させることができる。そして、支持基板１０とモールド基板２０とを接合させた後に、レジストパターン４３および薄膜３０を除去し、インプリントモールド３を完成させる。

＜本発明のインプリントモールドの製造方法の効果＞
以上説明した構成のインプリントモールドの製造方法は、本発明のマスクブランク用基板の製造方法を含んでいる。このため、先のマスクブランク用基板の製造方法の効果と同様に、工程数を増やすことなく、かつ研磨砥粒等を凹部１ａに付着させることもなく、突出している側の基材の外周端面を有するインプリントモールド３を作製することが可能になる。

≪インプリントモールドを用いた微細パターンの形成方法≫
図５は、本発明のインプリントモールドを用いたインプリント法を説明する断面工程図である。以下、この図に基づいてインプリント法によるパターン形成を説明する。

先ず、図５Ａに示すように、転写装置のモールド搭載部にインプリントモールド３を固定する。この際、インプリントモールド３におけるチャック面１２によって、転写装置の吸引チャック５１における真空溝５１ａを閉塞させた状態で真空溝５１ａ内を吸引し、インプリントモールド３をチャッキングする。なお、ここで用いる吸引チャック５１は、例えば固定したインプリントモールド３の凹部１ａに対向する部分が、紫外線等の光エネルギーの透過を透過させる構成となっている。

さらにインプリントモールド３を、支持基板１０の外周端面において両側から挟持する状態で、転写装置のモールド保持部５３によって固定する。

また、パターンを形成したい転写対象物６１上に、レジスト膜（例えばＵＶ硬化型樹脂や熱硬化型樹脂）６３を塗布成膜しておく。この際、インプリントモールド３がレプリカモールドである場合、この転写対象物は半導体基板や電子基板など、電子機器を構成する各基板であることとする。一方、インプリントモールド３がマスターモールドであれば、この転写対象物６１は、レプリカモールド作製用のマスクブランクである。

次に図５Ｂに示すように、転写対象物６１上に形成したレジスト膜６３に対して、インプリントモールド３のパターン形成面２２を対向配置させ、レジスト膜６３に対してインプリントモールド３のモールドパターンＰを押し付ける。この状態で、レジスト膜６３を硬化させ、レジスト膜６３に対してモールドパターンＰの凹凸形状を転写する。この際、レジスト膜６３がＵＶ硬化型樹脂であれば、吸引チャック５１側からのＵＶ照射により、モールド基板２０を介してレジスト膜６３にＵＶ光を照射し、レジスト膜６３を硬化させる。

その後、図５Ｃに示すように、硬化させたレジスト膜６３からインプリントモールド３を剥がし取り、モールドパターンＰの凹凸形状が転写されたレジストパターン６３ａを得る。この際、モールド基板２０において凹部１ａの底部２０ａとなっている部分を、パターン形成面２２側に凸となるように湾曲させることにより、パターン形成領域ａの周縁部分からから中心に向かってレジスト膜６３からモールドパターンＰを順次剥離させることで、レジスト膜６３からのインプリントモールド３の剥離を容易にする。

以上のようなモールド基板２０の湾曲は、例えば転写装置のモールド保持部５３に複数のアクチュエータを設けた構成とし、これらのアクチュエータの駆動により支持基板１０を周囲から圧縮するように押圧することにより行う。また別の方法として、転写装置の吸引チャック５１とインプリントモールド３の凹部１ａとで密閉空間が設けられる構成とし、この密閉空間内を加圧状態とすることにより行う。

次いで図５Ｄに示すように、レジストパターン６３ａをマスクにして転写対象物６１をエッチングし、転写対象物６１に凹凸形状のパターン６１ａを形成する。

以上のようなインプリント法によるパターン６１ａの形成では、本発明のマスクブランクを用いて作製したインプリントモールド３を用いている。このため、凹部１ａを備えたことで離型時のモールドの剥離をより小さい力で容易にでき、そのため被転写体上に転写されたパターンの破損や、モールドの破損等も有効に防止することができる。また、転写装置に対してインプリントモールド３を正確に固定した状態で、パターン転写を行うことが可能であるため、高精度なパターンの転写が可能である。

１…マスクブランク用基板
１ａ…凹部
２…マスクブランク
３…インプリントモールド
１０…支持基板（第１の基材）
１０ａ…孔
２０…モールド基板（第２の基材）
２０ａ…凹部の底面
３０…薄膜
ａ…モールドパターン形成領域
Ｐ…モールドパターン

Claims (12)

1. インプリントモールドを製造するために用いられるマスクブランク用基板であって、
   第１の基材と第２の基材とを含む構成からなり、
   前記第１の基材は、ガラスからなり、対向する２つの主表面と外周端面とを備え、前記２つの主表面の間を貫通する円形状の孔を有し、
   前記第２の基材は、ガラスからなり、対向する２つの主表面と外周端面とを備え、
   前記第１の基材における一方の主表面と前記第２の基材における一方の主表面とが接合されており、前記第２の基材の接合面となる側の主表面と前記第１の基材の前記孔とによって凹部が構成され、
   前記第１の基材の外周端面は、前記第２の基材の外周端面よりも全周にわたって突出しており、
   前記第２の基材の２つの主表面は矩形状であって、これらの２つの主表面の一辺の長さは、前記孔の直径に１０ｍｍを加えた長さ以上であることを特徴とするマスクブランク用基板。
2. 前記第２の基材の２つの主表面の一辺の長さは、前記第１の基材の２つの主表面の長さから４ｍｍを差し引いた長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載のマスクブランク用基板。
3. 前記孔は、直径が５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１または２に記載のマスクブランク用基板。
4. 前記凹部は、前記第２の基材における他方の主表面に設定されるモールドパターン形成領域よりも大きな領域に形成されている請求項１から３のいずれかに記載のマスクブランク用基板。
5. 前記凹部の底面の表面粗さは、算術平均粗さＲａで０．３ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のマスクブランク用基板。
6. インプリントモールドを製造するために用いられるマスクブランク用基板の製造方法であって、
   ガラスからなり、対向する２つの主表面と外周端面とを備える第１の基材に、前記２つの主表面の間を貫通する円形状の孔を形成する貫通孔形成工程と、
   ガラスからなり、対向する２つの主表面と外周端面とを備える第２の基材を準備する工程と、
   前記孔が形成された前記第１の基材における一方の主表面と前記第２の基材における一方の主表面とを接合する接合工程とを有し、
   前記接合工程では、前記第２の基材の接合面となる側の主表面と前記第１の基材の前記孔とによって凹部を構成すると共に、前記第１の基材の外周端面を、前記第２の基材の外周端面よりも全周にわたって突出させ、
   前記第２の基材の２つの主表面は矩形状であって、これらの２つの主表面の一辺の長さは、前記孔の直径に１０ｍｍを加えた長さ以上であることを特徴とするマスクブランク用基板の製造方法。
7. 前記第２の基材の２つの主表面の一辺の長さは、前記第１の基材の２つの主表面の長さから４ｍｍを差し引いた長さ以下であることを特徴とする請求項６に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
8. 前記孔は、直径が５０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項６または７に記載のマスクブランク用基板の製造方法。
9. 請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク用基板の前記第２の基材における他方の主表面に、エッチング加工で前記他方の主表面にモールドパターンを形成するときにマスクとして機能する薄膜を備えたことを特徴とするマスクブランク。
10. 請求項６から８のいずれかに記載のマスクブランク用基板の製造方法を含み、当該マスクブランク用基板の製造方法における接合工程の前または後に、前記第２の基材の他方の主表面に、エッチング加工で前記他方の主表面にモールドパターンを形成するときにマスクとして機能する薄膜を設ける薄膜形成工程を有することを特徴とするマスクブランクの製造方法。
11. 請求項１から５のいずれかに記載のマスクブランク用基板における前記第２の基材の他方の主表面にモールドパターンが形成されたことを特徴とするインプリントモールド。
12. 請求項１０に記載のマスクブランクの製造方法を含み、当該マスクブランクの製造方法における薄膜形成工程の後に、前記薄膜及び前記第２の基材の他方の主表面をエッチング加工する工程を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。

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