JP6119465B2 - インプリントモールド及び半導体装置の製造方法 - Google Patents

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半導体装置を製造する方法に関する。

微細加工技術としてのナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなる型部材（インプリントモールド）を用い、当該微細凹凸パターンをインプリント樹脂等の被加工物に転写することで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（特許文献１参照）。特に、半導体デバイスにおける配線パターン等のさらなる微細化等に伴い、半導体デバイスの製造プロセス等においてナノインプリント技術が益々注目されている。

かかるナノインプリント技術にて用いられるインプリントモールドとして、例えば、図１０に示すように、半導体デバイスにおける配線パターン等を形成するためのライン状の微細凸状パターン（メインパターン）３００と、インプリントモールドの剥離を容易にすることを目的とし、当該メインパターン３００の周囲に配置されたライン状の微細凸状パターン（ダミーパターン）４００とがパターン形成面ＰＳに形成されてなるインプリントモールド１００が知られている。かかるインプリントモールド１００において、メインパターン３００及びダミーパターン４００の一端部（相互に対向する一端部）３１０，４１０は、いずれも平面視矩形状に形成されている。

米国特許第５，７７２，９０５号

上記インプリントモールド１００を用いたインプリント処理は、一般に、半導体基板上にインプリント樹脂を離散的に滴下する第１工程、インプリント樹脂とインプリントモールド１００とを接触させることで半導体基板上にインプリント樹脂を濡れ広がらせる第２工程、インプリント樹脂を接触させた状態でインプリント樹脂を硬化させる第３工程及び硬化したインプリント樹脂からインプリントモールド１００を剥離する第４工程を含む。

上記第２工程において、インプリントモールド１００とインプリント樹脂とを接触させることで、毛細管現象によりインプリント樹脂がインプリントモールド１００の凹部（隣接するメインパターン３００，３００又はダミーパターン４００，４００間）に充填されながら、半導体基板上に濡れ広がる。

このとき、上記インプリントモールド１００における隣接するメインパターン３００，３００間又はダミーパターン４００，４００間をダミーパターン４００方向又はメインパターン３００方向へ流れるインプリント樹脂が、メインパターン３００の一端部３１０とダミーパターン４００の一端部４１０とが対向する境界部５００（微細凹凸パターンの形成されていない部分）に達すると、メインパターン３００とダミーパターン４００との相互に対向する一端部３１０，４１０がいずれも矩形状に形成されていることで、インプリント樹脂の流路（相互に対向するインプリントモールド１００及び半導体基板により形成される空間）の断面積が一気に（急激に）拡大し、インプリント樹脂の流速が一気に（急激に）低下する。

そして、図１１に示すように、境界部５００に達し、流速が低下したインプリント樹脂は、メインパターン３００及びダミーパターン４００の一端部３１０，４１０に沿って境界部５００に広がるように流れる（図１１中の矢印はインプリント樹脂の流れを表す）。そのため、流速の低下したインプリント樹脂は、ダミーパターン４００，４００間又はメインパターン３００，３００間に流れ難くなり、境界部５００における一端部３１０，４１０近傍の領域ＤＡに滞留してしまう。その結果、インプリント樹脂に混入する気泡もまた当該領域ＤＡに滞留してしまい、それによりインプリント樹脂に転写される微細凹凸パターンに欠陥が生じてしまうという問題がある。

また、当該境界部５００における領域ＤＡにインプリント樹脂が滞留してしまうことで、パターン形成面ＰＳ全面におけるインプリント樹脂の濡れ広がり方が不均一となり、半導体基板上のインプリント樹脂（インプリントモールドの微細凸状パターンが転写されたインプリント樹脂）により構成される微細パターン構造体の膜厚にムラが生じてしまうという問題もある。当該膜厚にムラが生じてしまうと、当該微細パターン構造体をマスクとして半導体基板をエッチングする際に、エッチング精度が低下してしまうという問題がある。特に、メインパターン３００とダミーパターン４００との寸法（パターンの短手方向の幅やピッチ）が異なる場合や、寸法の異同にかかわらずそれらの配置が異なる場合（メインパターン３００のライン方向（長手方向）とダミーパターン４００のライン方向（長手方向）とがずれている（直線上に並ばない）場合）に、上述した問題がより生じやすくなる。

上記課題に鑑みて、本発明は、メインパターン及びダミーパターンのように、境界部を挟むようにして対向する少なくとも２種類のラインパターンを有し、２種類のラインパターン間の境界部においてインプリント樹脂の滞留が生じるのを抑制し得る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半導体装置を製造する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、基材と、前記基材上の第１パターン領域に形成されている第１ラインパターンと、前記第１パターン領域に隣接する第２パターン領域に形成されている第２ラインパターンとを備えるインプリントモールドであって、前記第１ラインパターン及び前記第２ラインパターンは、それらのライン方向が相互に略平行に、かつ前記第１ラインパターン及び前記第２ラインパターンのそれぞれの一端部が相互に対向するように、前記第１パターン領域及び前記第２パターン領域のそれぞれに形成されており、前記第１ラインパターンの一端部に対向する前記第２ラインパターンの一端部は、前記インプリントモールドの平面視において、前記第１ラインパターンの一端部に向かって先細形状に形成されていることを特徴とするインプリントモールドを提供する（発明１）。

上記発明（発明１）に係るインプリントモールドを用いたインプリント処理時において、第２ラインパターンの一端部が第１ラインパターンの一端部に向かって先細形状に形成されていることで、隣接する第２ラインパターン間を流れるインプリント樹脂の流路断面積が第１ラインパターン側に向かって徐々に拡大する。その結果、第２ラインパターン側から第１ラインパターン側へとインプリント樹脂の流速が、一気に（急激に）低下することなく徐々に低下する。そのため、当該インプリント樹脂が第２ラインパターン間から第１ラインパターン間へと流れ込みやすくなる。また、隣接する第１ラインパターン間を流れるインプリント樹脂は、第２ラインパターンの一端部の先細形状に沿って第２ラインパターン間方向に案内されるため、第２ラインパターン間に流れ込みやすくなる。したがって、上記発明（発明１）によれば、第１ラインパターンと第２ラインパターンとの間にインプリント樹脂が滞留するのを抑制することができる。

上記発明（発明１）においては、前記インプリントモールドの平面視における前記第２ラインパターンのライン方向に平行な線分であって、前記第１ラインパターンの一端部に対向する前記第２ラインパターンの一端部における先端部を通る線分が、隣接する前記第１ラインパターン間に位置するのが好ましい（発明２）。

上記発明（発明２）に係るインプリントモールドを用いたインプリント処理時に、隣接する第１ラインパターン間を第２ラインパターン側に向かって流れるインプリント樹脂が、隣接する第２ラインパターン間により流れ込みやすくなるため、上記発明（発明２）によれば、インプリント樹脂が滞留するのをより抑制することができる。

上記発明（発明１，２）において、前記第２ラインパターンの幅を、前記第１ラインパターンの幅よりも大きくすることができる（発明３）。相互に対向する第１ラインパターンと第２ラインパターンとの幅が異なる場合に、第１及び第２ラインパターンの間においてインプリント樹脂の滞留が生じやすくなるが、かかる発明（発明３）によれば、第２ラインパターンの幅が、第１ラインパターンの幅よりも大きくても、第２ラインパターンの一端部が先細形状に形成されていることで、インプリント樹脂の滞留を抑制することができる。

上記発明（発明１〜３）においては、前記第２ラインパターンの一端部に対向する前記第１ラインパターンの一端部は、前記インプリントモールドの平面視において、前記第２ラインパターンの一端部に向かって先細形状に形成されているのが好ましい（発明４）。

上記発明（発明４）によれば、相互に対向する第１及び第２ラインパターンの各一端部が先細形状に形成されていることで、インプリント樹脂の滞留をより効果的に抑制することができる。

また、本発明は、上記発明（発明１〜４）に係るインプリントモールドを用いたインプリント工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記インプリント工程は、半導体基板上に離散的に供給された被転写材料と前記インプリントモールドとを接触させて、前記半導体基板上に前記被転写材料を濡れ広げ、その状態で前記被転写材料を硬化させる工程と、前記硬化した被転写材料から前記インプリントモールドを剥離する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する（発明５）。

本発明によれば、境界部を挟むようにして対向する少なくとも２種類のラインパターンを有し、２種類のラインパターン間の境界部においてインプリント樹脂の滞留が生じるのを抑制し得る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半導体装置を製造する方法を提供することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおけるパターン形成面を主に示す平面図である。 図２は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第１ラインパターンと第２ラインパターンとのそれぞれの一端部が対向する境界部近傍を示す、図１におけるＡ部拡大平面図である。 図３は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第２ラインパターンの一端部の他の形状を示す部分拡大平面図である。 図４は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第１ラインパターンと第２ラインパターンとの配置に関する他の例（その１）を示す部分拡大平面図である。 図５は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第１ラインパターンと第２ラインパターンとの配置に関する他の例（その２）を示す部分拡大平面図である。 図６は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第１ラインパターンと第２ラインパターンとの配置に関する他の例（その３）を示す部分拡大平面図である。 図７は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドにおける第１ラインパターンの一端部の他の形状を示す部分拡大平面図である。 図８は、本発明の一実施形態に係るインプリントモールドを用いたインプリント工程におけるインプリント樹脂の流れを概念的に示す平面図である。 図９は、本発明の一実施形態における半導体装置の製造方法の工程を示す工程フロー図である。 図１０は、従来のインプリントモールドにおけるパターン形成面を主に示す平面図である。 図１１は、従来のインプリントモールドを用いたインプリント工程におけるインプリント樹脂の流れ及びインプリント樹脂の滞留の生じる機構を概略的に示す平面図である。

本発明の実施の形態にについて、図面を参照しながら説明する。

〔インプリントモールド〕
図１に示すように、本実施形態に係るインプリントモールド１は、基材（例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム、シリコン基板等）２と、基材２の一面上のパターン形成面ＰＳにおける第１パターン領域ＰＡ₁に設けられたライン状の微細凸状パターン（以下、「第１ラインパターン」という。）３と、パターン形成面ＰＳにおける第２パターン領域ＰＡ₂に設けられたライン状の微細凸状パターン（以下、「第２ラインパターン」という。）４とを備える。

本実施形態に係るインプリントモールド１において、基材２の一面上のパターン形成面ＰＳには、第１パターン領域ＰＡ₁と第２パターン領域ＰＡ₂とが設定されており、各領域ＰＡ₁，ＰＡ₂内に第１ラインパターン３と第２ラインパターン４とのそれぞれが形成されている。なお、第１パターン領域ＰＡ₁と第２パターン領域ＰＡ₂との間には、微細凸状パターンが形成されない境界部５が設定される。

図２に示すように、第１ラインパターン３と第２ラインパターン４とは、相互に一端部３１，４１を対向させるようにして、かつ相互にライン方向（長手方向）Ｌを略平行にするようにして形成されている。なお、本実施形態において、第１ラインパターン３は、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、半導体基板上に配線パターン用の溝部を形成するための微細パターン（メインパターン）であり、第２ラインパターン４は、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いて当該インプリントモールド１の剥離を補助するための微細パターン（ダミーパターン）である。

第１ラインパターン３の一端部３１に対向する第２ラインパターン４の一端部４１は、インプリントモールド１の平面視（パターン形成面ＰＳ側の平面視）において、第１ラインパターン３に向かって先細形状、好ましくは先鋭形状に形成されている。

本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処理にてインプリント樹脂が濡れ広がるときに、第１ラインパターン３の一端部３１が矩形状に形成されていることで、第１ラインパターン３側から第２ラインパターン４に向かって流れるインプリント樹脂の流速が境界部５にて一気に（急激に）低下する。

しかしながら、第２ラインパターン４の一端部４１が第１ラインパターン３に向かって先細形状（好ましくは先鋭形状）に形成されていることで、第１ラインパターン３側から第２ラインパターン４に向かって流れるインプリント樹脂が、第２ラインパターン４方向に案内されるため、第２ラインパターン４，４間のスペース部４３に流れ込みやすくなる。

また、第２ラインパターン４の一端部４１が第１ラインパターン３に向かって先細形状（好ましくは先鋭形状）に形成されていることにより当該インプリント樹脂の流路断面積が第１ラインパターン３に向かって徐々に拡大するため、第２ラインパターン４側から第１ラインパターン３に向かって流れるインプリント樹脂の流速は、一気に（急激に）低下することなく徐々に低下する。そして、流速が徐々に低下するインプリント樹脂は、第２ラインパターン４の一端部４１の先細形状に沿って第１ラインパターン３方向に案内されるため、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３に流れ込みやすくなる。その結果、境界部５においてインプリント樹脂の滞留が生じるのを効果的に抑制することができる。

なお、第２ラインパターン４の一端部４１が図２に示すような三角形状に形成されている場合において、先端部４２の角度は、特に限定されるものではないが、６０°以下程度とすることができる。先端部４２の角度が６０°以下程度であることで、境界部５におけるインプリント樹脂の滞留が生じるのをより効果的に抑制することができる。

第２ラインパターン４の一端部４１の具体的形状としては、図２に示すような略二等辺三角形状（又は略正三角形状）以外に、例えば、図２に示すような略二等辺三角形状の２つの傾斜辺を略凹レンズ状にした形状（図３（Ａ）参照）、図２に示すような略二等辺三角形状の２つの傾斜辺を略凸レンズ状にした形状（図３（Ｂ）参照）、略直角三角形状（図３（Ｃ）参照）、図２に示すような略二等辺三角形状における外枠のみ（内側が凹部として形成）の形状（図３（Ｄ）参照）、一端部４１が折曲する鉤型状（図３（Ｅ）参照）等が挙げられる。

図２に示すように、本実施形態における第２ラインパターン４は、第２ラインパターン４のライン方向（長手方向）と平行な、第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４２を通る線分Ｌ２が、インプリントモールド１の平面視において、隣接する第１ラインパターン３，３間のスペース部３３を通るように第２パターン領域ＰＡ₂に形成されている。すなわち、第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４２が、隣接する第１ラインパターン３，３間のスペース部３３と対向している。

このような配置で第２ラインパターン４が形成されており、かつ第２ラインパターン４の先端部４２が第１ラインパターン３に向かって先細形状（好ましくは先鋭形状）に形成されていることにより、本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処理時に、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３を第２ラインパターン４方向に流れるインプリント樹脂が、第２ラインパターン４，４間のスペース部４３に案内されやすくなり、境界部５において滞留することなくスムーズに第２ラインパターン４，４間に流れ込むことになる。また、第２ラインパターン４，４間のスペース部４３を第１ラインパターン３方向に流れるインプリント樹脂も、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３に案内されやすくなり、境界部５において滞留することなくスムーズに第１ラインパターン３，３間に流れ込むことになる。

なお、図４に示すように、第２ラインパターン４は、第２ラインパターン４のライン方向（長手方向）と平行な、第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４２を通る線分Ｌ２が、インプリントモールド１の平面視において、対向する第１ラインパターン３上を通るように第２パターン領域ＰＡ₂に形成されていてもよい。すなわち、第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４３が、第１ラインパターン３に対向していてもよい。

また、図５に示すように、一部の第２ラインパターン４は、第２ラインパターン４のライン方向（長手方向）と平行な、第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４２を通る線分Ｌ２が、インプリントモールド１の平面視において、隣接する第１ラインパターン３，３間のスペース部３３上を通るように、その他の第２ラインパターン４は、当該線分Ｌ２が、インプリントモールド１の平面視において、対向する第１ラインパターン３上を通るように、第２パターン領域ＰＡ₂に形成されていてもよい。

本実施形態において、第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４の寸法（短手方向の幅及びピッチ、並びに高さ）は、特に限定されるものではなく、それらの短手方向の幅及びピッチ、並びに高さのいずれもが同一であってもよいし、短手方向の幅及びピッチの少なくともいずれか一方が異なっていてもよい。

特に、第１ラインパターン３の短手方向の幅及びピッチが、第２ラインパターン４の短手方向の幅及びピッチよりも小さいものである場合、各第２ラインパターン４の一端部４１における先端部４２を各第１ラインパターン３又は各スペース部３３に対向させるようにして（図２、図４参照）、第２ラインパターン４を形成することが困難である。

そのため、この場合においては、例えば、図６（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、第２ラインパターン４の先端部４２とスペース部３３又は第１ラインパターン３とを１つおきに対向させるように、又は図５に示すように、第２ラインパターン４の先端部４２をスペース部３３と第１ラインパターン３とに交互に対向させるようにして、第２ラインパターン４を配置すればよい。

本実施形態において、第２ラインパターン４の一端部４１に対向する第１ラインパターン３の一端部３１は、インプリントモールド１の平面視において、矩形状に形成されていてもよいが（図２等参照）、図７に示すように、第２ラインパターン４に向かって先細形状（好ましくは先鋭形状）に形成されているのが好ましい。すなわち、第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４の一端部３１，４１が、相互に第２ラインパターン４及び第１ラインパターン３に向かって先細形状（好ましくは先鋭形状）に形成されているのが好ましい。第１ラインパターン３の一端部３１も先細形状に形成されていることで、境界部５におけるインプリント樹脂の滞留をより効果的に抑制することができる。

なお、第１ラインパターン３の一端部３１を第２ラインパターン４に向かって先細形状に形成する場合において、当該一端部３１の形状としては、第２ラインパターン４の一端部４１と同様に様々な形状を例示することができる（図３参照）。

本実施形態において、微細凸状パターンが形成されない境界部５は、第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４のライン方向（長手方向）に対する平行方向の長さが可能な限り短いものであるのが好ましい。すなわち、第１ラインパターン３の先端部３２と第２ラインパターン４の先端部４２とが、可能な限り近接しているのが好ましい。

インプリントモールド１を用いたインプリント処理時に、インプリント樹脂の流路断面積が増大する境界部５においてインプリント樹脂の流速が低下してしまうと、インプリント樹脂及び気泡の滞留や膜厚のムラが生じるおそれがある。

しかし、インプリント樹脂の流路面積が増大する当該境界部５の長さ（第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４のライン方向（長手方向）における境界部５の長さ）を可能な限り短くすることで、境界部５に達したインプリント樹脂の流速の低下をより抑制することができる。その結果、第１ラインパターン３又は第２ラインパターン４側から第２ラインパターン４又は第１ラインパターン３側に向かってインプリント樹脂がスムーズに流れるため、境界部５においてインプリント樹脂の滞留が生じるのをより効果的に抑制することができる。

本実施形態に係るインプリントモールド１の作用（境界部５でのインプリント樹脂の滞留を抑制することのできる具体的作用）を以下に詳述する。
図８（Ａ）に示すように、第１ラインパターン３の一端部３１が矩形状（先端部３２が第１ラインパターン３のライン方向に略直交する平面）であると、当該インプリントモールド１を用いたインプリント処理にてインプリント樹脂が濡れ広がるときに、第１ラインパターン３の側壁部３４，３４に沿って第１ラインパターン３から第２ラインパターン４に向かうインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１が、第１ラインパターン３の先端部３２に沿って折れ曲がり、第１ラインパターン３の先端部３２近傍にて合流する。

このインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１は、境界部５に達したときに一気に（急激に）その流速が低下するため、第２ラインパターン４側に向かい難い。また、合流したインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１が第２ラインパターン４側に向かおうとしても、さらにその外側を流れるインプリント樹脂の流れＦ２，Ｆ２によって遮られてしまう。

従来のインプリントモールドにおいては、第１ラインパターンに対向する第２ラインパターンの一端部も矩形状であることで（図１１参照）、第１ラインパターンの側壁部に沿って第１ラインパターンから第２ラインパターンに向かって流れるインプリント樹脂や、その外側を流れるインプリント樹脂も、境界部にて滞留してしまう。

しかしながら、本実施形態に係るインプリントモールド１においては、第２ラインパターン４の一端部４１が先細形状に形成されていることで、境界部５に達して一気に（急激に）流速が低下したインプリント樹脂は、第２ラインパターン４の一端部４１の先細形状に沿って第２ラインパターン４，４間のスペース部４３へと案内される。

これにより、合流したインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１を遮ってしまう流れＦ２，Ｆ２も、第２ラインパターン４の一端部４１の先細形状に沿って第２ラインパターン４，４間のスペース部４３へと案内されることになる。

そのため、合流したインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１の少なくとも一部も、第２ラインパターン４，４間のスペース部４３へと案内されやすくなる。したがって、先端部３２近傍の所定の領域ＤＡ内におけるインプリント樹脂の滞留を最小限に抑制することができる。

また、図８（Ｂ）に示すように、第２ラインパターン４側から第１ラインパターン３に向かって流れるインプリント樹脂が第１ラインパターン３の矩形状の先端部３２に衝突すると、当該インプリント樹脂は第１ラインパターン３の両側に位置するスペース部３３，３３の方向に流れようとする。このとき、スペース部３３，３３方向へのインプリント樹脂の流れＦ３は、さらにその外側を流れるインプリント樹脂の流れＦ４に遮られてしまう。

しかしながら、第２ラインパターン４の一端部４１が先細形状に形成されていることで、境界部５に達したインプリント樹脂の流速が一気に（急激に）低下することがなく、また第２ラインパターン４の一端部４１の先細形状に沿って第１ラインパターン３，３間のスペース部３３へと案内される。

これにより、スペース部３３方向へのインプリント樹脂の流れＦ３，Ｆ３を遮ってしまう流れＦ４，Ｆ４も、第２ラインパターン４の一端部４１の先細形状に沿って第１ラインパターン３，３間のスペース部３３へと案内されることになる。

そのため、スペース部３３方向へのインプリント樹脂の流れＦ３，Ｆ３の少なくとも１部も、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３へと案内されやすくなる。その結果、先端部３２近傍の所定の領域ＤＡ内におけるインプリント樹脂の滞留を最小限に抑制することができる。

特に、第１ラインパターン３の一端部３１も第２ラインパターン４に向かって先細形状に形成されていると、第１ラインパターン３の両側壁部３４，３４に沿うインプリント樹脂の流れＦ１，Ｆ１の流速が一気に（急激に）低下することがなく徐々に低下するため、その外側のインプリント樹脂の流れＦ２，Ｆ２に遮られることなく、先細形状に形成されている一端部３１に沿って第２ラインパターン４側に案内されて流れる。よって、第１ラインパターン３の先端部３２近傍でのインプリント樹脂の滞留が生じるのをより効果的に抑制することができる。しかも、第２ラインパターン４側から第１ラインパターン３に向かって流れ、第１ラインパターン３の先端部３２に衝突するインプリント樹脂もまた、先細形状の一端部３１に沿って第１ラインパターン３，３間のスペース部３３に流れ込みやすくなるため、境界部５におけるインプリント樹脂の滞留が生じるのをより効果的に抑制することができる。

〔半導体装置の製造方法〕
続いて、本実施形態に係るインプリントモールド１を用いて半導体装置を製造する方法について説明する。

本実施形態における半導体装置の製造方法は、本実施形態に係るインプリントモールド１を用い、インプリント樹脂により構成される微細パターン構造体を半導体基板上に形成するインプリント工程と、インプリント工程により形成された微細パターン構造体をエッチングマスクとして半導体基板をエッチングするエッチング工程とを有する。

上記インプリント工程は、図９に示すように、半導体基板（Ｓｉ単結晶基板、Ｓｉエピタキシャル基板、ＧａＡｓ基板、ＧａＰ基板、ＧａＮ基板等の一般的に半導体装置に用いられる基板）１１上に被転写材料としてのインプリント樹脂（紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等の一般にナノインプリントに用いられる絶縁性樹脂材料や導電性樹脂材料等）１２を離散的に供給する第１工程（図９（Ａ）参照）、半導体基板１１上のインプリント樹脂１２と本実施形態に係るインプリントモールド１とを接触させて、半導体基板１１上にインプリント樹脂１２を濡れ広げさせる第２工程（図９（Ｂ）参照）、例えば紫外線１３の照射等のインプリント樹脂１２の硬化特性に応じた処理を行って、半導体基板１１上に濡れ広げられたインプリント樹脂１２を硬化させる第３工程（図９（Ｃ）参照）及び硬化したインプリント樹脂１２からインプリントモールド１を剥離し、半導体基板１１上に微細パターン構造体１４を形成する第４工程（図９（Ｄ）参照）を含む。

上記インプリント工程中の第２工程（図９（Ｂ））において、インプリントモールド１の第１ラインパターン３と接触したインプリント樹脂１２は、毛細管現象により第１ラインパターン３，３間のスペース部３３に充填されながら、第２ラインパターン４に向かって流れる。

そして、第１ラインパターン３と第２ラインパターン４との間の境界部５に達したインプリント樹脂１２は、その流速が一気に（急激に）低下するものの、第２ラインパターン４の一端部４１が第１ラインパターン３に向かって先細形状に形成されていることで、第２ラインパターン４，４間のスペース部４３にスムーズに流れ込む。そのため、境界部５におけるインプリント樹脂１２の滞留が抑制される。

また、インプリントモールド１の第２ラインパターン４と接触したインプリント樹脂１２もまた、毛細管現象により第２ラインパターン４，４間のスペース部４３に充填されながら、第１ラインパターン３に向かって流れる。

そして、第１ラインパターン３と第２ラインパターン４との間の境界部５に達したインプリント樹脂１２は、第２ラインパターン４の一端部４１が第１ラインパターン３に向かって先細形状に形成されていることで、その流速が一気に（急激に）低下することなく徐々に低下し、また一端部４１の先細形状に沿って第１ラインパターン３側に案内され、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３にスムーズに流れ込む。そのため、境界部５におけるインプリント樹脂１２の滞留が抑制される。

特に、図７に示すように、上記インプリントモールド１の第１ラインパターン３の一端部３１が先細形状に形成されていると、第１ラインパターン３と第２ラインパターン４との間の境界部５に達したインプリント樹脂１２は、第１ラインパターン３，３間のスペース部３３又は第２ラインパターン４，４間のスペース部４３によりスムーズに流れ込む。そのため、境界部５におけるインプリント樹脂１２の滞留がより効果的に抑制される。

したがって、本実施形態における半導体装置の製造方法によれば、インプリント工程において用いられるインプリントモールド１が、第１ラインパターン３と第２ラインパターン４との間の境界部５にてインプリント樹脂１２の滞留を抑制可能な構成を有することで、インプリント工程にて半導体基板１１上に形成される微細パターン構造体１４に欠陥等が生じたり、膜厚にムラが生じたりすることを防止することができる。よって、その後のエッチング工程において半導体基板１１を高精度にエッチングすることができ、半導体装置における配線パターン等を高精度で形成することができる。

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。

上記実施形態においては、メインパターンとしての第１ラインパターン３とダミーパターンとしての第２ラインパターン４と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い。

例えば、第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４がともにメインパターンとして形成されているインプリントモールド１であってもよいし、さらにダミーパターンとしての第３ラインパターンが形成されているインプリントモールドであってもよい。

また、ダミーパターンとしての第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４と、メインパターンとしての第３ラインパターンとが形成されているインプリントモールドであってもよい。ダミーパターン同士が対向する境界部においてインプリント樹脂の滞留が生じてしまうと、メインパターン（第３ラインパターン）に対応して形成される微細パターン構造体の膜厚にムラが生じるおそれがある。しかしながら、インプリントモールドが、ダミーパターンとしての第１ラインパターン３及び第２ラインパターン４の間の境界部にてインプリント樹脂の滞留を抑制可能な構成を有することで、メインパターン（第３ラインパターン）に対応して形成される微細パターン構造体の膜厚のムラを防止することができる。

本発明は、半導体装置の製造過程において微細な凹凸パターンを形成するためのナノインプリント工程にて用いられるインプリントモールドとして有用である。

１…インプリントモールド
２…基材
３…第１ラインパターン
３１…一端部
４…第２ラインパターン
４１…一端部
ＰＡ₁…第１パターン領域
ＰＡ₂…第２パターン領域

Claims (5)

1. 基材と、前記基材上の第１パターン領域に形成されている第１ラインパターンと、前記第１パターン領域に隣接する第２パターン領域に形成されている第２ラインパターンとを備えるインプリントモールドであって、
   前記第１ラインパターン及び前記第２ラインパターンは、それらのライン方向が相互に略平行に、かつ前記第１ラインパターン及び前記第２ラインパターンのそれぞれの一端部が相互に対向するように、前記第１パターン領域及び前記第２パターン領域のそれぞれに形成されており、
   前記第１ラインパターンの一端部に対向する前記第２ラインパターンの一端部は、前記インプリントモールドの平面視において、前記第１ラインパターンに向かって先細形状に形成されていることを特徴とするインプリントモールド。
2. 前記インプリントモールドの平面視における前記第２ラインパターンのライン方向に平行な線分であって、前記第１ラインパターンの一端部に対向する前記第２ラインパターンの一端部における先端部を通る線分が、隣接する前記第１ラインパターン間に位置する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. 前記第２ラインパターンの幅は、前記第１ラインパターンの幅よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリントモールド。
4. 前記第２ラインパターンの一端部に対向する前記第１ラインパターンの一端部は、前記インプリントモールドの平面視において、前記第２ラインパターンに向かって先細形状に形成されてい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. 請求項１〜４のいずれかに記載のインプリントモールドを用いたインプリント工程を含む半導体装置の製造方法であって、
   前記インプリント工程は、
   半導体基板上に離散的に供給された被転写材料と前記インプリントモールドとを接触させて、前記半導体基板上に前記被転写材料を濡れ広げ、その状態で前記被転写材料を硬化させる工程と、
   前記硬化した被転写材料から前記インプリントモールドを剥離する工程と
   を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

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