TWI597234B - Impression mold and virtual pattern design method - Google Patents

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TWI597234B
TWI597234B TW103114018A TW103114018A TWI597234B TW I597234 B TWI597234 B TW I597234B TW 103114018 A TW103114018 A TW 103114018A TW 103114018 A TW103114018 A TW 103114018A TW I597234 B TWI597234 B TW I597234B
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有祐樹
中田尙子
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大日本印刷股份有限公司
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    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
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Description

壓印模及虛擬圖案設計方法
本發明係壓印模及設計該壓印模之虛擬圖案的方法。
作為細微加工技術為眾所皆知之微米壓印技術，係使用在基材的表面形成有細微凹凸圖案之模構件(壓印模)，藉由將該細微凹凸圖案轉印至被加工物，等倍轉印細微凹凸圖案等之圖案成形技術(參照專利文獻1)。特別是伴隨半導體裝置之配線圖案等進一步細微化等，在半導體裝置的製造程序中，奈米壓印技術越來越被被注目。
在此奈米壓印技術，一般在基板上分散地滴下作為被加工物的壓印樹脂，藉由使壓印樹脂的液滴與壓印模接觸，使壓印樹脂濕潤擴散於壓印模中形成有細微凹凸圖案之區域(圖案區域)。又，在該狀態下藉由使壓印樹脂硬化，形成轉印有壓印模的細微凹凸圖案之細微凹凸圖案構造體。
為了以前述奈米壓印技術高精度地形成細微凹凸圖案構造體，當使壓印樹脂濕潤擴散時，必須使壓印樹脂充分地填充至要轉印之細微凹凸圖案(凹部)內。這是因為當 在該細微凹凸圖案(凹部)內產生壓印樹脂未填充部分時，會成為圖案缺陷的原因。
為了不使因這種未填充所引起之圖案缺陷產生，考量使壓印模接觸壓印樹脂後確保充分的填充時間，再使壓印樹脂硬化之方法。但，當壓印樹脂的填充時間變長時，會產生產出量降低之問題。
因此，以往，為了謀求壓印樹脂的填充時間縮短化之目的，提案有一種壓印模，其具有要轉印之細微圖案和尺寸較細微圖案大的凹狀虛擬圖案，在該凹狀虛擬圖案內設有複數個凸部(參照專利文獻2)。
[先行技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]美國專利第5772905號
[專利文獻2]日本特開2011-249817號公報
在前述專利文獻2所揭示的壓印模，虛擬圖案係為了轉印至被加工基板(塗佈於被加工基板上的壓印樹脂)，縮小被加工基板的面內之圖案密度的分佈之目的而設置。又，在專利文獻2，藉由在凹狀虛擬圖案內設置複數個凸部，使得凹狀虛擬圖案的體積變小，其結果，可縮小填充至虛擬圖案內的壓印樹脂量，可謀求為了以壓印樹脂填充 在虛擬圖案內所需之時間的縮短化。
但，為了縮短壓印樹脂的充填時間且防止未填充至壓印模之細微凹凸圖案內，必須進行考量壓印樹脂濕潤擴散時之壓印樹脂的流動之圖案設計。特別是在作為形成細微尺寸(例如半間距50nm以下左右)之凹凸圖案的目的所使用之壓印模，利用壓印模的細微凹凸圖案之凹部的毛細管力之作用，使壓印樹脂濕潤擴散並填充。因此，必須進行考量壓印模的細微凹凸圖案特別是虛擬圖案的凹部之壓印樹脂的流動的圖案設計。
對於這一點，在專利文獻2所揭示的壓印模，在凹狀虛擬圖案內設置複數個凸部(柱狀凸部)，複數個凸部間的連續之凹狀部分可成為壓印樹脂濕潤擴散時的流路。因此，在供壓印樹脂流動的流路存在的這一點，專利文獻2所揭示的壓印模能夠進行優良之圖案配置。
但，在藉由將專利文獻2所揭示的壓印模作為主模使用之壓印微影所製作的模具(複製模具)，會成為對應於複數個凸部，形成複數個凹部(孔狀凹部)的情況。亦即，在複製模具，主模的複製模具反轉(顛倒)。
在奈米壓印技術，一般經過使用藉由電子線(EB)微影所製作的昂貴主模之壓印處理，製作具有使該主模之細微凹凸圖案反轉後之細微凹凸圖案的多數個複製模具，使用該複製模具進行壓印處理。
因此，主模之虛擬圖案係不僅在使用主模進行壓印處理時，在使用主模的細微凹凸圖案反轉之複製模具進行壓 印處理時，也需要設計成不會阻礙壓印樹脂流動。
從這樣的觀點來看，在從專利文獻2所揭示的壓印模所獲得之複製模具，由於複數個凹部個別獨立(孤立)，供壓印樹脂流動之流路未連續，故會有壓印樹脂的流動被阻礙之問題產生。其結果，會有無法稱為可抑制因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷的問題。
有鑑於前述課題，本發明之目的係在於主模及該主模的細微凹凸圖案反轉所構成之複製模具，均不會阻礙壓印樹脂流動之具有虛擬圖案的壓印模、及設計該壓印模之虛擬圖案的方法。
為了解決前述課題，本發明的壓印模係在基材的主面之圖案區域形成有主圖案及虛擬圖案，該主圖案是由凹凸構造所構成，該虛擬圖案是由用來輔助前述主圖案的轉印之凹凸構造所構成，其特徵為，前述虛擬圖案的凹構造之至少一端部係到達前述圖案區域之最外周，在前述壓印模的平面視角，藉由一個或複數個前述虛擬圖案的凹構造所包圍的關閉區域係不存在於前述圖案區域內(發明1)。
在前述發明(發明1)，前述虛擬圖案的凹構造之兩端部是到達前述虛擬圖案的最外周為佳(發明2)，在該發明(發明2)，前述圖案區域為大致呈方形之 區域，前述虛擬圖案的凹構造之兩端部分別到達構成前述大致呈方形的圖案區域之不同的邊為佳(發明3)。
在前述發明(發明1~3)，前述壓印模係具有基部、從前述基部的一面突出之凸部，前述圖案區域的最外周係為於前述凸部的最外周內側為佳(發明4)，在該發明(發明4)，前述虛擬圖案的凹構造之至少一端部係位於前述凸構造部的最外周與前述圖案區域的最外周之間的前述圖案區域之最外周側為佳(發明5)。
在前述發明(發明1~3)，前述圖案區域係為複數個圖案小區域排列成陣列狀所構成之區域，在前述複數個圖案小區域分別形成前述主圖案及虛擬圖案，形成於前述複數個圖案小區域中位於前述圖案區域的最外周之圖案小區域的虛擬圖案之凹構造係至少一端部到達前述圖案區域之最外周，形成於一個前述圖案小區域之前述虛擬圖案之凹構造係與形成於和前述一個圖案小區域鄰接的其他圖案小區域之前述虛擬圖案的凹構造連續為佳(發明6)。
又，本發明的虛擬圖案設計方法，係設計在基材的主面之圖案區域形成有主圖案及虛擬圖案的壓印模中的該虛擬圖案的方法，前述主圖案是由凹凸構造所構成，前述虛擬圖案是由用來輔助前述主圖案的轉印之凹凸構造所構成，其特徵為，包含有： 設定在前述壓印模的前述圖案區域內形成前述虛擬圖案的虛擬圖案區域之虛擬圖案區域設定製程；及將前述虛擬圖案配置於前述虛擬圖案區域內的虛擬圖案配置製程，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置於前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造之至少一端部到達前述圖案區域的最外周，或藉由一個或複數個前述虛擬圖案所包圍的區域未形成於前述虛擬圖案區域內(發明7)。
在前述發明(發明7)，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置在前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造之兩端部到達前述圖案區域之最外周為佳(發明8)。
在前述發明(發明8)，前述虛擬圖案區域區分為複數個單位區域，在前述虛擬圖案配置製程，將位於前述圖案區域的最外周且前述虛擬圖案區域的最外周之任意2個單位區域經由其他單位區域連續而構成之區域作為前述虛擬圖案的凹構造或凸構造而配置於前述虛擬圖案區域內(發明9)，在前述虛擬圖案配置製程，劃出複數條將位於前述圖案區域的最外周且前述虛擬圖案區域的最外周之任意2個點連結的線段，將鄰接的2條線段間作為前述虛擬圖案的凹構造或凸構造而配置於前述虛擬圖案區域內(發明10)， 在前述發明(發明7~10)，前述壓印模係具有基部、從前述基部的一面突出之凸部，前述圖案區域的最外周係為於前述凸部的最外周內側為佳(發明11)，在前述發明(發明11)，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置在前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造之至少一端部位於前述凸部的最外周與前述圖案區域的最外周之間的前述圖案區域之最外周側為佳(發明12)。
在前述發明(發明7~10)，前述圖案區域係為複數個圖案小區域排列成陣列狀所構成之區域，在前述虛擬圖案區域設定製程，設定在前述各圖案小區域內形成前述虛擬圖案之虛擬圖案區域，在前述虛擬圖案配置製程，配置前述虛擬圖案，使前述複數個圖案小區域中位於前述圖案區域的最外周之圖案小區域的前述圖案區域內之前述虛擬圖案的凹構造之至少一端部到達前述圖案區域的最外周，且一個前述圖案小區域的前述虛擬圖案區域內之前述虛擬圖案的凹構造與鄰接於前述一個圖案小區域的其他圖案小區域之前述虛擬圖案區域內的前述虛擬圖案的凹構造相連續為佳(發明13)。
且，本發明提供一種圖案形成方法，其特徵為，使一方的面被供給有被轉印材料之被加工基板與前述發明(發明1~6)的壓印模相對向地配置， 讓前述壓印模的主面與前述被轉印材料接觸，使前述被轉印材料在前述壓印模的主面與前述被加工基板的一方的面之間展開，讓前述被轉印材料硬化，再使硬化後的前述被轉印材料與前述壓印模分離(發明14)。
再者，使一方的面被供給有被轉印材料之被加工基板與前述發明(發明1~6)的壓印模相對向地配置，讓前述壓印模的主面與前述被轉印材料接觸，使前述被轉印材料在前述壓印模的主面與前述被加工基板的一方的面之間展開，讓前述被轉印材料硬化，再使硬化後的前述被轉印材料與前述壓印模分離，藉此能夠製造複製模具。又，使一方的面被供給有被轉印材料之被加工基板與前述發明(發明1~6)的壓印模相對向地配置，讓前述壓印模的主面與前述被轉印材料接觸，使前述被轉印材料在前述壓印模的主面與前述被加工基板的一方的面之間展開，讓前述被轉印材料硬化，再使硬化後的前述被轉印材料與前述複製模具分離，藉此亦可進行圖案形成。
若依據本發明，能夠提供主模及該主模的細微凹凸圖案反轉所構成之複製模具，均不會阻礙壓印樹脂流動之具有虛擬圖案的壓印模、及設計該壓印模之虛擬圖案的方法。
1、1'‧‧‧壓印模
2‧‧‧基材
21‧‧‧基部
22‧‧‧凸構造部(台面構造部)
31‧‧‧圖案區域
32‧‧‧主圖案區域
33‧‧‧虛擬圖案區域
34‧‧‧虛擬圖案
34a‧‧‧凹部(凹構造)
34b‧‧‧凸部(凸構造)
圖1係顯示本發明的一實施形態之壓印模的概略結構的平面圖(圖1(a))及斷面圖(圖1(b))。
圖2係概略地顯示本發明的一實施形態之壓印模的圖案區域之平面圖。
圖3係概略地顯示本發明的一實施形態之壓印模的虛擬圖案的一例之平面圖。
圖4係概略地顯示本發明的一實施形態之壓印模的虛擬圖案的凹部(圖4(a))及凸部(圖4(b))的結構之斜視圖。
圖5係概略地顯示本發明的一實施形態之壓印模的虛擬圖案的結構之平面圖(之一)。
圖6係概略地顯示本發明的一實施形態之壓印模的虛擬圖案的結構之平面圖(之二)。
圖7係顯示本發明的實施形態之虛擬圖案設計方法的各製程之流程圖。
圖8係顯示在本發明的一實施形態之虛擬圖案設計方法所設定的圖案區域、主圖案區域、及虛擬圖案區域之一例的平面圖。
圖9係顯示在本發明的一實施形態之虛擬圖案設計方法的一製程，將虛擬圖案區域區分成複數個單位區域之一例的平面圖。
圖10係顯示指定將圖9所示的虛擬圖案區域區分後的複數個單位區域中之2個單位區域的一例之平面圖。
圖11係顯示指定將圖9所示的虛擬圖案區域區分後 的複數個單位區域，形成指定區域的一例之平面圖。
圖12係顯示形成圖11所示的指定區域的方法之一例的平面圖。
圖13係顯示形成倍2個指定區域所包圍的非指定區域的情況之一例的平面圖。
圖14係概略地顯示本發明的其他實施形態之壓印模的圖案區域的結構之平面圖。
圖15係概略地顯示本發明的圖14所示的壓印模的虛擬圖案的凹部之結構的平面圖。
以下，一邊參照圖面，一邊說明關於本發明的實施形態。
[壓印模]
作為本實施形態之壓印模，以下述的結構者為例進行說明，亦即藉由使用該壓印模之壓印處理，將要轉印於被加工基板的細微凹凸圖案(以下稱為主圖案)與和主圖案一同轉印至被加工基板的細微凹凸圖案(以下稱為虛擬圖案)的兩種類細微凹凸圖案形成於圖案形成面的壓印模。再者，虛擬圖案是為了例如進行壓印處理時之壓印模的剝離性、對壓印模的細微凹凸圖案(主圖案及虛擬圖案)的凹部填充壓印樹脂之填充性等提升的目的而設置的。
如圖1(a)及(b)所示，本實施形態之壓印模1係 具有：基材2；和形成於基材2的主面(基材2之形成有圖案之側的面)2a的圖案區域31的主圖案及虛擬圖案(均未圖示)。
在本實施形態，作為壓印模1的基材2，以具有基部21和從基部21的一面側突出的凸構造部(台面構造部)22為例進行了說明，但不限於這樣態樣者，亦可為不具有該台面構造部之基材。
基材2係可因應壓印模1的用途(光壓印用、熱壓印用等的用途)適宜地選擇，可舉出在製造壓印模時一般所使用的基板(例如，石英玻璃、鈉玻璃、螢石、氟化鈣基板、氟化鎂基板、丙烯酸玻璃等的玻璃基板，聚碳酸酯基板、聚丙烯基板、聚乙烯基板等的樹脂基板，從這些基板中任意選擇兩種以上加以層積所構成的層積基板等的透明基板；鎳基板、鈦基板、鋁基板等的金屬基板；及矽基板、氮化鎵等的半導體基板等)。
基材2的厚度係考量基板的強度、處理適用性等，例如可在300μm~10mm左右的範圍加以適宜設定。再者，在本實施形態，[透明]係指波長300~450nm之光線的透過率為85%以上，理想為90%以上，特別理想為95%以上。
如圖2所示，主圖案為形成在含於基材2的主面2a之圖案區域31的主圖案區域32，且具有凹凸構造(凹部及凸部)的細微凹凸圖案。再者，在圖2中，主圖案的圖示被省略。
再者，在本實施形態，圖案區域31為壓印模1的台面構造部22上的區域，位圖案區域31的最外周31A位於在平面視角中較台面構造部22的最外周22A更內側的位置。具體而言，圖案區域31為至少形成於台面構造部22上的4角附近的對準標記30位於各頂點的略方形狀區域。此圖案區域31為至少在使用本實施形態之壓印模1進行壓印處理時，被要求使壓印樹脂濕潤擴散之區域。又，在本實施形態，作為主圖案區域32，以位於基材2的圖案區域31之略中央的略方形狀的區域為例進行了說明，但，不限於這樣的形態者。
在本實施形態，主圖案的形狀係可因應在經過使用壓印模1進行壓印處理所製造的製品等被要求之細微凹凸圖案的形狀加以設定，例如可舉出線與空間狀、孔洞狀、柱狀、格子狀等。又，主圖案的尺寸係可因應在經過使用壓印模1壓印模1進行壓印處理所製造的製品等之細微凹凸圖案的尺寸加以適宜設定。
虛擬圖案係形成在含於基材2的主面(圖案形成面)2a之虛擬圖案區域33內，且具有凹凸構造(凹部及凸部)的細微凹凸圖案。再者，在本實施形態，作為虛擬圖案區域33，以位於基材2的圖案區域31之略中央的略方形狀的區域為例進行了說明，但，不限於這樣的形態者。再者，在圖2中，虛擬圖案的圖示被省略。
如圖3所示，作為虛擬圖案34的種類，可舉出凹部34a或凸部34b為略L字狀的細微凹凸圖案、凹部34a或 凸部34b為略折線狀的細微凹凸圖案、線與空間狀的細微凹凸圖案等。
各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的至少一端部341係到達虛擬圖案區域33的最外周33A。如本實施形態，在圖案區域31的最外周31A與虛擬圖案區域33的最外周33A一致之情況，各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的至少一端部341到達圖案區域31的最外周31A。
理想為如圖3所示，各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的兩端部341、341均到達圖案區域31的最外周31A(虛擬圖案區域33的最外周33A)。特別理想為在圖案區域31為略方形的區域之情況，各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的兩端部341、341分別到達構成略方形的圖案區域31之最外周31A的各邊中不同的邊(相鄰的邊或相對向的邊)。
在使用本實施形態之壓印模1進行壓印處理時，壓印樹脂的流路係藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成。又，如本實施形態所示，藉由各虛擬圖案34的凹部34a的至少一端部341到達圖案區域31的最外周31A，使得藉由圖案區域31的凹部34a所構成的流路(壓印樹脂的流路)之至少一端部341位於圖案區域31的最外周31A。因此，在圖案區域31(虛擬圖案區域33)內，虛擬圖案34的凹部34a不會作為被凸部34b所封閉的區域(關閉區域)存在，而不會阻礙壓印樹脂的濕潤擴散(流動)。 其結果，壓印樹脂充分地填充至壓印模1的虛擬圖案34之凹部34a內，能夠防止因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷產生。
又，藉由各虛擬圖案34的凹部34a之兩端部341、341到達圖案區域31的最外周31A(虛擬圖案區域33的最外周33A)，當壓印樹脂沿著藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成的流路流動時，不論在凹部34a的兩端部341、341的任一方之方向，皆不會阻礙壓印樹脂流動。因此，可更有效地防止因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷產生。
且，考量了藉由將本實施形態之壓印模1作為主模使用之壓印微影，製作壓印模具(複製模具)之情況。在此情況，該複製模具的虛擬圖案之凹部(相當於主模的虛擬圖案之凸部34b所形成之部分)也位於該複製模具之圖案區域的最外周。因此，即使在使用該複製模具進行壓印處理時，也不會阻礙壓印樹脂之濕潤擴散(流動)。如此，若依據本實施形態之壓印模(主模)，即使在藉由使用了該壓印模的壓印微影所製作之具有反轉的凹凸構造之壓印模(複製模具)，當進行壓印處理時，壓印樹脂被充分地填充至虛擬圖案的凹部內，能夠防止因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷產生。
另外，考量如圖4(a)所示，在虛擬圖案34的凹部34a之兩端部341、341到達構成圖案區域31的最外周31A之各邊中相同之邊的情況(例如，虛擬圖案34的凹 部34a為略ㄈ字狀的情況)。
在此情況，在使用壓印模1進行壓印處理時，由於壓印樹脂沿著藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成之流路流動，故，不會阻礙壓印樹脂的流動。
但，如圖4(b)所示，在以將該壓印模1作為主模使用的壓印微影所製作之壓印模(複製模具)1'，與藉由前述凹部34a所包圍的凸部34b相對應而形成之凹部34a'係一端部341'位於圖案區域31'的最外周31A'，但另一端部341'位於圖案區域31'內。當使用此壓印模1進行壓印處理時，在沿著藉由此凹部34a'所構成的流路，朝圖案區域31'的最外周31A'流動之情況，壓印樹脂的流動不會被阻礙，但在朝圖案區域31'的略中央流動之情況，會有壓印樹脂的流動被另一端部341'所阻礙之虞產生。
因此，在本實施形態之壓印模1，在虛擬圖案34的凹部34a之兩端部341、341到達圖案區域31的最外周31A之情況，特別期望各端部341、341到達構成圖案區域31的最外周31A之4邊中不同的兩邊(參照圖3)。
如本實施形態所示，在壓印模1具有台面構造部22之情況，如圖5及圖6所示，各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)之至少一端部341(理想為兩端部341、341)係位在台面構造部22的最外周22A與圖案區域31的最外周31A之間且較兩最外周22A、31A的中間位置41A更靠近圖案區域31側的位置為佳。當各虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)之一端部341位於較前述中間 位置41A更靠近台面構造部22的最外周22A側之位置時，在使用壓印模1進行壓印處理時，會有壓印樹脂透過藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成之流路漏出至台面構造部22的外側之虞。當壓印樹脂漏出至台面構造部22的外側時，該漏出的壓印樹脂成為異物，會成為缺陷產生的一大原因。
再者，在本實施形態之壓印模1為不具有台面構造部22之平板狀的情況，當使用該平板狀的壓印模進行壓印處理時，一般是作為被加工基板使用具有台面構造部之基材。因此，在本實施形態之壓印模為平板狀的壓印模之情況，考量作為被加工基板所使用的預定之基材的與台面構造部的最外周之位置關係，適宜地設定虛擬圖案的凹部(或凸部)之一端部(理想為兩端部)之位置即可。
再者，虛擬圖案34的尺寸未特別限定，可加以適宜設定成能夠有效地發揮作為虛擬圖案之原來的功能(壓印模的剝離性提升、壓印樹脂的填充性提升等)。
具有前述結構之本實施形態之壓印模1可理想地使用於以下說明的圖案形成方法。
首先，使在一方的面被供給有作為被轉印材料的壓印樹脂之被加工基板與本實施形態之壓印模1對向配置。然後，讓該壓印模1的主面2a與壓印樹脂接觸，使壓印樹脂在壓印模1的主面2a與被加工基板之一方的面之間展開(濕潤擴散)。此時，在本實施形態之壓印模1，由於虛擬圖案34的凹部34a在壓印模1的圖案區域31內未被 凸部34b所包圍，故，不會阻礙在藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成之流路內流動的壓印樹脂。因此，可將壓印樹脂充分地填充至虛擬圖案34的凹部34a。
然後，使壓印樹脂硬化，讓硬化後的壓印樹脂與壓印模1分離。藉此，壓印模1的主圖案及虛擬圖案34被轉印，能夠將不具有因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷的細微凹凸圖案形成於被加工基板上。
再者，藉由將如此所形成的細微凹凸圖案作為光罩將被加工基板進行蝕刻，能夠製造具有壓印模1的主圖案及虛擬圖案34反轉之主圖案及虛擬圖案的壓印模(複製模具)等。如此所製作的複製模具也與本實施形態之壓印模1同樣地可理想地使用於前述圖案形成方法。
在具有前述這樣結構的本實施形態之壓印模1，當使用該壓印模1進行壓印處理時，壓印樹脂在藉由虛擬圖案34的凹部34a所構成之流路內流動而朝圖案區域31濕潤擴散，但藉由虛擬圖案34的凹部34a在壓印模1的圖案區域31內未被凸部34b包圍，不會阻礙壓印樹脂流動。
又，即使在將本實施形態之壓印模1作為主模使用，經過壓印微影所製作之壓印模具(複製模具)，與前述同樣地，在使用壓印模進行壓印處理時，壓印樹脂在藉由虛擬圖案的凹部所構成之流路內而在圖案區域內濕潤擴散。在此情況，藉由複製模具的虛擬圖案之凹部在該圖案區域內未被凸部所包圍，使得不會阻礙壓印樹脂流動。
因此，若依據本實施形態之壓印模1，即使在使用該 壓印模1進行壓印處理時、及從該壓印模1所製作且具有凹凸構造與該壓印模1的虛擬圖案34呈反轉之虛擬圖案的壓印模(複製模具)時，均可使壓印樹脂被充分地填充至虛擬圖案的凹部內，能夠達到防止因壓印樹脂的未填充所引起之缺陷產生的效果。
(虛擬圖案設計方法)
其次，說明關於設計壓印模之虛擬圖案的方法。圖7係顯示本實施形態之虛擬圖案設計方法之流程圖。
如圖7所示，在本實施形態之虛擬圖案設計方法，首先在壓印模設計形成主圖案及虛擬圖案等的細微凹凸圖案之圖案區域。
在本實施形態之壓印模為具有基部、及從基部的一面突出之凸構造部(台面構造部)之情況(參照圖1)，圖案區域可設定作為在平面視角上較台面構造部的外周更小之區域。
又，在本實施形態之壓印模為平板狀的情況，在使用該平板狀的壓印模進行壓印處理時，通常作為被加工基板使用具有基部與從基部的一面突出的凸構造部(台面構造部)之基板(凸狀基板)，在該凸狀基板的台面構造部上轉印壓印模的主圖案及虛擬圖案。因此，平板狀的壓印模之圖案區域可設定作為較作為被加工基板所使用的前述凸狀基板的台面構造部之平面視角尺寸更小的區域。
再者，在圖案區域的至少4個角附近，可設定：當使 用壓印模進行壓印處理時形成有用來將該壓印模與被加工基板對位之對準標記的區域。
其次，在圖案區域設定形成虛擬圖案的虛擬圖案區域(S102)。
例如，本實施形態之壓印模為一個主圖案位於圖案區域的略中央之情況，虛擬圖案區域可設定作為圖案區域內的主圖案區域以外的區域(參照圖2)。
虛擬圖案區域可為圖案區域內的單一區域，亦可為在圖案區域內被區分之複數個區域。例如，亦可如圖8所示，複數個虛擬圖案區域33分別沿著位於圖案區域31的略中央之略方形的主圖案區域32之各邊進行設定。
接著，將在前述S102所設定的虛擬圖案區域區分成複數個單位區域。在壓印模的製造過程，例如在使用電子線描繪裝置進行光阻圖案形成之情況，單位區域的大小可設定為該電子線描繪裝置之最小描繪尺寸以上。
單位區域的形狀未特別限定，可舉出例如略方形，略圓形等。再者，在本實施形態，由於期望虛擬圖案區域全體被複數個單位區域所舖滿，故，在虛擬圖案區域33為略方形之情況，期望單位區域33也呈略方形(參照圖9)。
然後，指定位於虛擬圖案區域的最外周之單位區域中2個單位區域(S104)。該2個單位區域理想為從位於虛擬圖案區域的最外周之單位區域中之分別位在構成虛擬圖案區域的最外周之4邊中不同的2邊之單位區域加以任意 地選擇並指定。如此所指定之各單位區域係為在製作壓印模的過程中之電子線描繪區域(或非電子線描繪區域)，成為所製作的壓印模之虛擬圖案的凹部(或凸部)之兩端部的區域。因此，藉由本實施形態所設計製作之壓印模的虛擬圖案的凹部(或凸部)之兩端部到達虛擬圖案區域的最外周。
例如，如圖10所示，指定位於虛擬圖案區域33的最外周33A之單位區域中分別位於構成該虛擬圖案區域的不同之2邊(在圖10中為相對向的2邊)之單位區域331、331。
接著，指定在前述S104所指定的2個單位區域(指定單位區域)以外的其他單位區域，經由該其他單位區域形成使前述2個指定單位區域間連續之指定區域(S105)。此時，構成指定區域之任一個單位區域均是以在鄰接的單位區域彼此共有一邊的方式形成指定區域。例如，如圖11所示，指定其他單位區域332，使位於虛擬圖案區域33的最外周33A之2個指定單位區域331、331間連續，而形成1個指定區域333。在S105所指定的其他單位區域332可為位於虛擬圖案區域33的最外周33A之單位區域330(除了在前述S104所指定的2個指定單位區域331外)，亦可為非位於虛擬圖案區域33的最外周33A之單位區域330。
藉由前述S104及S105所指定之單位區域331、331形成之指定區域，在製作壓印模的過程中成為電子線描繪 區域或非電子線描繪區域，而成為壓印模之虛擬圖案的凹部或凸部。因此，藉由2個指定單位區域331、331間經由相互地共有一邊之鄰接的單位區域332而連續，使得壓印模的虛擬圖案之凹部(或凸部)之兩端部到達虛擬圖案區域之最外周。藉此，在壓印模的圖案區域(虛擬圖案區域)不會產生虛擬圖案的凹部被孤立之情況。因此，能夠進行：在使用該壓印模進行壓印處理時，不會產生阻礙壓印樹脂流動之虛擬圖案之設計。
作為指定其他單位區域332之方法，未特別限定，可為例如，如圖12所示，藉由一線段(直線或折線)L連結2個指定單位區域331、331內的任意一點(例如中心點CP)間。此時，劃出連結2個指定單位區域331、331間所有的其他單位區域332之任意一點(例如中心點CP)且與各其他單位區域332的2邊(相對向的2邊或鄰接的2邊)之線段L。亦即，分別在使2個指定單位區域331、331間連續之其他單位區域332，劃出線段L使得分別與鄰接於該其他單位區域332的2個其他單位區域332、332共有之一邊被連結。又，指定所有該線段L通過之所有的其他單位區域332。藉此，能夠指定使2個指定單位區域331、331間連續之其他單位區域332。
又，當在前述S105指定其他單位區域332時，作成為在前述S104與S105未被指定的單位區域(未指定單位區域)330不會被藉由前述2個指定單位區域331、331與使該等單位區域間連續的其他單位區域332所形成之一 個指定區域333包圍。亦即，指定其他指定區域332，使得藉由一個指定區域333無法在虛擬圖案區域33內形成環狀。當未指定單位區域330被指定區域333所包圍時，與被指定區域333所包圍之未指定單位區域330對應形成之壓印模的虛擬圖案之凹部在圖案區域(虛擬圖案區域)被孤立，在使用該壓印模進行壓印處理時會阻礙壓印樹脂流動。
又，反覆進行前述S104及S105的製程，使得在虛擬圖案區域內形成相當於所有的虛擬圖案(凹部或凸部)之指定區域。此時，一個指定區域與其他指定區域可交叉或連續，但藉由使2個以上的指定區域交叉或連續，讓在虛擬圖案區域內不會存在孤立的未指定單位區域。例如，如圖13所示，藉由2個指定區域333、333交叉或連續，使得未指定單位區域33在虛擬圖案區域33內被該指定區域333包圍之情況，需要重新進行前述S104及S105之製程。
如上述般，若依據本實施形態之虛擬圖案設計方法，能夠設計虛擬圖案，使得壓印模之虛擬圖案的凹部在圖案區域(虛擬圖案區域)內不會被該虛擬圖案的凸部所包圍。因此，利用依據本實施形態之虛擬圖案設計方法的設計製作壓印模，在使用該壓印模進行壓印處理時，不會產生虛擬圖案的凹部作為在圖案區域(虛擬圖案區域)被關閉之區域(關閉區域)而存在，能夠防止因壓印樹脂未填充至該凹部所引起之缺陷產生。
特別是在依據本實施形態之虛擬圖案設計方法的虛擬圖案之設計所製作的壓印模，即使在藉由使用該壓印模進行的壓印微影所獲得之具有反轉的凹凸構造的複製模具，在進行壓印處理時，也能夠使虛擬圖案的凹部不會作為關閉區域存在於圖案區域(虛擬圖案區域)內。
因此，若依據本實施形態之虛擬圖案設計方法，即使在依據該設計方法的虛擬圖案設計所製作的壓印模、及藉由使用該壓印模進行的壓印微影所獲得之具有反轉的凹凸構造的複製模具，均可容易地設計：在進行壓印處理時，能夠防止因壓印樹脂未填充至虛擬圖案的凹部所引起之缺陷產生的虛擬圖案。
以上所說明的實施形態是為了容易理解本發明而記載的，不是用來限定本發明之記載。因此，前述實施形態所揭示之各要素亦包含屬於本發明的技術範圍之所有的技術變更、均等物等。
在前述實施形態，以主圖案區域32位於圖案區域31的略中央而虛擬圖案區域33位置成包圍主圖案區域32所構成之壓印模1、及這樣結構之壓印模1的虛擬圖案之設計方法為例進行了說明，但本發明的壓印模及虛擬圖案設計方法均不限於這樣的態樣。
例如，作為本發明的其他實施形態，可舉出如圖14所示，在圖案區域31內主圖案(主圖案區域32)排列成複數個陣列狀，虛擬圖案區域33位於各主圖案區域32間之壓印模、及該壓印模之虛擬圖案設計方法。
在如圖14所示的壓印模，當觀看圖案區域31全體時，形成於虛擬圖案區域33之虛擬圖案的凹部(或凸部)的一端部、理想為兩端部到達圖案區域31的最外周。若依據這樣態樣的壓印模，可達到在進行壓印處理時，壓印樹脂可充分地填充至圖案區域31的所有虛擬圖案區域33內之虛擬圖案的凹部之效果。
又，作為設計這樣的壓印模之虛擬圖案的設計方法，設計虛擬圖案，使得在藉由一個主圖案區域32與位於其周圍之一個虛擬圖案區域33所構成的一個圖案小區域35，如圖15所示，在形成於虛擬圖案區域33之虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的一端部341理想為兩端部341、341當圖案小區域35的最外周，且在形成於一個圖案小區域35的虛擬圖案區域33之虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的一端部341到達與鄰接的其他圖案小區域35之邊界部351的情況，該虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的一端部341與形成於該鄰接的其他圖案小區域35的虛擬圖案區域33之虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)的一端部相連續。
在此情況，針對每個圖案小區域35進行虛擬圖案33的設計，使得當將複數個圖案小區域35排列成陣列狀時，在鄰接的圖案小區域35之邊界部351，虛擬圖案34的凹部34a(或凸部34b)彼此相連續。
在前述實施形態，將虛擬圖案區域區分成複數個單位區域，指定其他單位區域使虛擬圖案區域的最外周之2個 單位區域間連續而形成指定區域，將該指定區域作為虛擬圖案加以配置，但作為在虛擬圖案區域配置虛擬圖案之方法，不限於這樣的態樣。
例如，亦可劃出複數條將虛擬圖案區域的最外周之任意2點連結的線段(直線或折線)，將鄰接的2個線段間的區域作為虛擬圖案的凹部或凸部加以配置。在此情況，作成為在虛擬圖案區域不會形成被劃出的複數條線段包圍的區域即可。
[產業上的利用可能性]
本發明係對用來在半導體裝置的製造過程等形成細微凹凸圖案之奈米壓印製程所使用的壓印模及設計極為有用。
22‧‧‧凸構造部(台面構造部)
22A‧‧‧最外周
30‧‧‧對準標記
31A‧‧‧最外周
32‧‧‧主圖案區域
33‧‧‧虛擬圖案區域
33A‧‧‧最外周
34‧‧‧虛擬圖案
34a‧‧‧凹部(凹構造)
34b‧‧‧凸部(凸構造)
341‧‧‧端部

Claims (14)

  1. 一種壓印模，係在基材的主面之圖案區域具有主圖案及虛擬圖案，該主圖案包含凹凸構造，該虛擬圖案包含由用來輔助前述主圖案的轉印之凹凸構造，其特徵為：前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之至少一端部係到達前述圖案區域之最外周，在前述壓印模的平面視角，藉由一個或複數個前述虛擬圖案的凹構造或凸構造所包圍的關閉區域係不存在於前述圖案區域內。
  2. 如申請專利範圍第1項之壓印模，其中，前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之兩端部到達前述圖案區域的最外周。
  3. 如申請專利範圍第2項之壓印模，其中，前述圖案區域係大致呈方形之區域，前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之兩端部係分別到達構成前述大致呈方形之圖案區域4邊中不同之2邊。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之壓印模，其中，前述壓印模係具有基部、從前述基部的一面突出之凸構造部，前述圖案區域之最外周係位於前述凸構造部之最外周的內側。
  5. 如申請專利範圍第4項之壓印模，其中，前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之至少一端部，係位於前述凸構造部的最外周與前述圖案區域的最外周之間的前述圖案區 域的最外周側。
  6. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之壓印模，其中，前述圖案區域係為複數個圖案小區域排列成陣列狀所構成之區域，在前述複數個圖案小區域分別形成前述主圖案及虛擬圖案，形成於前述複數個圖案小區域中位於前述圖案區域的最外周之圖案小區域的虛擬圖案之凹構造或凸構造係至少一端部到達前述圖案區域之最外周，形成於一個前述圖案小區域之前述虛擬圖案之凹構造或凸構造係與形成於和前述一個圖案小區域鄰接的其他圖案小區域之前述虛擬圖案的凹構造或凸構造連續。
  7. 一種虛擬圖案設計方法，係設計在基材的主面之圖案區域形成有主圖案及虛擬圖案的壓印模中的該虛擬圖案的方法，前述主圖案是由凹凸構造所構成，前述虛擬圖案是由用來輔助前述主圖案的轉印之凹凸構造所構成，其特徵為包含有：設定在前述壓印模的前述圖案區域內形成前述虛擬圖案的虛擬圖案區域之虛擬圖案區域設定製程；及將前述虛擬圖案配置於前述虛擬圖案區域內的虛擬圖案配置製程，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置於前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之至少一端部到達前述圖案區域的最外周，或藉由一個或複 數個前述虛擬圖案的凹構造或凸構造所包圍的區域未形成於前述虛擬圖案區域內。
  8. 如申請專利範圍第7項之虛擬圖案設計方法，其中，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置在前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之兩端部到達前述圖案區域之最外周。
  9. 如申請專利範圍第8項之虛擬圖案設計方法，其中，將前述虛擬圖案區域區分成複數個單位區域，在前述虛擬圖案配置製程，將位於前述圖案區域的最外周且前述虛擬圖案區域的最外周之任意2個單位區域經由其他單位區域連續而構成之區域作為前述虛擬圖案的凹構造或凸構造而配置於前述虛擬圖案區域內。
  10. 如申請專利範圍第8項之虛擬圖案設計方法，其中，在前述虛擬圖案配置製程，劃出將位於前述圖案區域的最外周且前述虛擬圖案區域的最外周之任意2點予以連結的線段，再將鄰接的2個前述線段間作為前述虛擬圖案的凹構造或凸構造而配置於前述虛擬圖案區域內。
  11. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之虛擬圖案設計方法，其中，前述壓印模係具有基部、從前述基部的一面突出之凸構造部，前述圖案區域之最外周係位於前述凸構造部之最外周的內側。
  12. 如申請專利範圍第11項之虛擬圖案設計方法，其中，在前述虛擬圖案配置製程，將前述虛擬圖案配置在 前述虛擬圖案區域內，使前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之至少一端部到達前述凸部的最外周與前述圖案區域的最外周之間的前述圖案區域之最外周側。
  13. 如申請專利範圍第7至10項中任一項之虛擬圖案設計方法，其中，前述圖案區域係為複數個圖案小區域排列成陣列狀所構成之區域，在前述虛擬圖案區域設定製程，設定在前述各圖案小區域內形成前述虛擬圖案之虛擬圖案區域，在前述虛擬圖案配置製程，配置前述虛擬圖案，使前述複數個圖案小區域中位於前述圖案區域的最外周之圖案小區域的前述圖案區域內之前述虛擬圖案的凹構造或凸構造之至少一端部到達前述圖案區域的最外周，且一個前述圖案小區域的前述虛擬圖案區域內之前述虛擬圖案的凹構造或凸構造與鄰接於前述一個圖案小區域的其他圖案小區域之前述虛擬圖案區域內的前述虛擬圖案的凹構造或凸構造相連續。
  14. 一種圖案形成方法，其特徵為：使一方的面被供給有被轉印材料之被加工基板與如申請專利範圍第1至6項中任一項之壓印模相對向地配置，使前述壓印模的主面與前述被轉印材料接觸，讓前述被轉印材料在前述壓印模的主面與前述被轉印基板的一方的面之間展開，並讓前述被轉印材料硬化，再使硬化後的前述被轉印材料與前述壓印模分離。
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