WO2014175134A1 - インプリントモールド及びダミーパターン設計方法 - Google Patents

Abstract

　基材の主面におけるパターン領域に、凹凸構造を含むメインパターン及び前記メインパターンの転写を補助するための凹凸構造を含むダミーパターンを有するインプリントモールドは、ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部が、パターン領域の最外周に到達しており、インプリントモールドの平面視において、一又は複数の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造によって囲まれる閉領域がパターン領域内に存在しない。

Description

インプリントモールド及びダミーパターン設計方法

　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におけるダミーパターンを設計する方法に関する。

　微細加工技術として知られている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。

　このナノインプリント技術においては、一般に、基板上に被加工物としてのインプリント樹脂を離散的に滴下し、インプリント樹脂の液滴とインプリントモールドとを接触させることで、インプリントモールドにおける微細凹凸パターンが形成されている領域（パターン領域）の全体にインプリント樹脂を濡れ広がらせる。そして、その状態のままインプリント樹脂を硬化させることにより、インプリントモールドの微細凹凸パターンが転写されてなる微細凹凸パターン構造体が形成される。

　上記ナノインプリント技術にて微細凹凸パターン構造体を高精度に形成するためには、インプリント樹脂を濡れ広がらせたときに、転写されるべき微細凹凸パターン（凹部）内にインプリント樹脂が十分に充填されなければならない。当該微細凹凸パターン（凹部）内にインプリント樹脂の未充填部分が生じてしまうと、パターン欠陥の原因となってしまうからである。

　このような未充填によるパターン欠陥を生じさせないために、インプリントモールドをインプリント樹脂に接触させてから十分な充填時間を確保した上で、インプリント樹脂を硬化させる方法が考えられる。しかしながら、インプリント樹脂の充填時間が長くなると、スループットが低下してしまうという問題が生じる。

　そこで、従来、インプリント樹脂の充填時間の短縮化を図ることを目的とし、転写されるべき微細パターンと、微細パターンよりも寸法の大きい凹状のダミーパターンとを有するインプリントモールドであって、凹状のダミーパターン内に複数の凸部が設けられてなるインプリントモールドが提案されている（特許文献２参照）。

米国特許第５，７７２，９０５号 特開２０１１－２４９８１７号公報

　上記特許文献２に開示されているインプリントモールドにおいて、ダミーパターンは、被加工基板（被加工基板上に塗布されたインプリント樹脂）に転写され、被加工基板の面内におけるパターン密度のバラツキを小さくする目的で設けられている。そして、特許文献２には、凹状のダミーパターン内に複数の凸部が設けられていることで、凹状のダミーパターンの体積が小さくなり、その結果、ダミーパターン内に充填されるインプリント樹脂量を少なくすることができ、ダミーパターン内をインプリント樹脂で充填されるために必要な時間の短縮化を図ることができる、と開示されている。

　しかしながら、インプリント樹脂の充填時間を短縮し、かつインプリントモールドにおける微細凹凸パターン内への未充填を防止するためには、インプリント樹脂が濡れ広がる際のインプリント樹脂の流動を考慮したパターン設計がなされていなければならない。特に、微細寸法（例えばハーフピッチ５０ｎｍ以下程度）の凹凸パターンを形成する目的で用いられるインプリントモールドにおいては、インプリントモールドの微細凹凸パターンの凹部の毛管力の作用を利用して、インプリント樹脂を濡れ広がらせ、充填させている。そのため、インプリントモールドの微細凹凸パターン、特にダミーパターンの凹部におけるインプリント樹脂の流動を考慮に入れたパターン設計がなされていなければならない。

　その点、特許文献２に開示されているインプリントモールドにおいては、凹状のダミーパターン内に複数の凸部（ピラー状凸部）が設けられ、複数の凸部間の連続する凹状部分が、インプリント樹脂の濡れ広がる際の流路となり得る。そのため、インプリント樹脂が流動する流路が存在するという点において、特許文献２に開示されているインプリントモールドは、好適なパターン配置を有するということができる。

　しかしながら、特許文献２に開示されているインプリントモールドをマスターモールドとして用いたインプリントリソグラフィーにより作製されるモールド（レプリカモールド）においては、複数の凸部に対応して複数の凹部（ホール状凹部）が形成されることになる。すなわち、レプリカモールドにおいては、マスターモールドの凹凸構造が反転することになる。

　ナノインプリント技術においては、一般に、電子線（ＥＢ）リソグラフィーにより作製される高価なマスターモールドを用いたインプリント処理を経て、当該マスターモールドの微細凹凸パターンを反転させた微細凹凸パターンを有する多数のレプリカモールドを作製し、当該レプリカモールドを用いてインプリント処理を行う。

　そのため、マスターモールドにおけるダミーパターンは、マスターモールドを用いたインプリント処理時のみならず、マスターモールドの微細凹凸パターンが反転してなるレプリカモールドを用いたインプリント処理時においても、インプリント樹脂の流動を阻害しないように設計されている必要がある。

　そのような観点から、特許文献２に開示されているインプリントモールドから得られるレプリカモールドにおいては、複数の凹部がそれぞれ独立（孤立）し、インプリント樹脂の流れる流路が連続していないため、インプリント樹脂の流動が阻害されてしまうという問題がある。その結果、インプリント樹脂の未充填による欠陥を十分に抑制できるとは言い難いという問題がある。

　上記課題に鑑みて、本発明は、マスターモールド及び当該マスターモールドの微細凹凸パターンが反転してなるレプリカモールドのいずれにおいても、インプリント樹脂の流動を阻害することのないダミーパターンを有するインプリントモールド、並びに当該インプリントモールドにおけるダミーパターンを設計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、基材の主面におけるパターン領域に、凹凸構造からなるメインパターン及び前記メインパターンの転写を補助するための凹凸構造からなるダミーパターンが形成されてなるインプリントモールドであって、前記ダミーパターンの凹構造の少なくとも一端部は、前記パターン領域の最外周に到達しており、前記インプリントモールドの平面視において、一又は複数の前記ダミーパターンの凹構造によって囲まれる閉領域が前記パターン領域内に存在しない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）においては、前記ダミーパターンの凹構造の両端部が、前記パターン領域の最外周に到達しているのが好ましく（発明２）、かかる発明（発明２）においては、前記パターン領域は、略方形状の領域であり、前記ダミーパターンの凹構造の両端部は、それぞれ、前記略方形状のパターン領域を構成する異なる辺に到達しているのが好ましい（発明３）。

　上記発明（発明１～３）においては、前記インプリントモールドは、基部と、前記基部の一面から突出する凸部とを有しており、前記パターン領域の最外周は、前記凸部の最外周の内側に位置するのが好ましく（発明４）、かかる発明（発明４）においては、前記ダミーパターンの凹構造の少なくとも一端部は、前記凸構造部の最外周と前記パターン領域の最外周との間における、前記パターン領域の最外周側に位置するのが好ましい（発明５）。

　上記発明（発明１～５）においては、前記パターン領域は、複数のパターン小領域がアレイ状に配列されてなる領域であり、前記複数のパターン小領域のそれぞれには、前記メインパターン及び前記ダミーパターンが形成されており、前記複数のパターン小領域のうち、前記パターン領域の最外周に位置するパターン小領域に形成されているダミーパターンの凹構造は、少なくともその一端部が前記パターン領域の最外周に到達しており、一の前記パターン小領域に形成されている前記ダミーパターンの凹構造は、前記一のパターン小領域に隣接する他のパターン小領域に形成されている前記ダミーパターンの凹構造と連続しているのが好ましい（発明６）。

　また、本発明は、基材の主面におけるパターン領域内に、凹凸構造からなるメインパターン及び前記メインパターンの転写を補助するための凹凸構造からなるダミーパターンが形成されてなるインプリントモールドにおける、当該ダミーパターンを設計する方法であって、前記インプリントモールドの前記パターン領域内に前記ダミーパターンを形成するダミーパターン領域を設定するダミーパターン領域設定工程と、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置するダミーパターン配置工程とを含み、前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造の少なくとも一端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、かつ一又は複数の前記ダミーパターンによって囲まれる領域が前記ダミーパターン領域内に形成されないように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置することを特徴とするダミーパターン設計方法を提供する（発明７）。

　上記発明（発明７）においては、前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造の両端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置するのが好ましい（発明８）。

　上記発明（発明８）においては、前記ダミーパターン領域を複数の単位領域に区分し、前記ダミーパターン配置工程において、前記パターン領域の最外周、かつ前記ダミーパターン領域の最外周に位置する任意の２つの単位領域間が他の単位領域を介して連続してなる領域を、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造として前記ダミーパターン領域内に配置してもよいし（発明９）、前記ダミーパターン配置工程において、前記パターン領域の最外周、かつ前記ダミーパターン領域の最外周に位置する任意の２点を連結する線分を複数引いて、隣接する２つの前記線分間を、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造として前記ダミーパターン領域内に配置してもよい（発明１０）。

　上記発明（発明７～１０）においては、前記インプリントモールドは、基部と、前記基部の一面から突出する凸部とを有するものであり、前記パターン領域の最外周は、前記凸部の最外周の内側に位置するのが好ましい（発明１１）。

　上記発明（発明１１）においては、前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造の少なくとも一端部が、前記凸部の最外周と前記パターン領域の最外周との間における、前記パターン領域の最外周側に位置するように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置するのが好ましい（発明１２）。

　上記発明（発明７～１２）においては、前記パターン領域は、複数のパターン小領域がアレイ状に配列されてなる領域であり、前記ダミーパターン領域設定工程において、前記各パターン小領域内に前記ダミーパターンを形成するダミーパターン領域を設定し、前記ダミーパターン配置工程において、前記複数のパターン小領域のうち、前記パターン領域の最外周に位置するパターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造の少なくとも一端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、かつ一の前記パターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造と、前記一のパターン小領域に隣接する他のパターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造とが連続するように、前記ダミーパターンを配置するのが好ましい（発明１３）。

　さらに、本発明は、一方の面に被転写材料が供給された被加工基板と、上記発明（発明１～６）に係るインプリントモールドとを対向させて配置し、前記インプリントモールドの主面と前記被転写材料とを接触させて、前記インプリントモールドの主面と前記被加工基板の一方の面との間に前記被転写材料を展開させ、前記被転写材料を硬化させ、硬化した前記被転写材料と前記インプリントモールドとを離間させることを特徴とするパターン形成方法を提供する（発明１４）。

　なお、一方の面に被転写材料が供給された被加工基板と、上記発明（発明１～６）に係るインプリントモールドとを対向させて配置し、前記インプリントモールドの主面と前記被転写材料とを接触させて、前記インプリントモールドの主面と前記被加工基板の一方の面との間に前記被転写材料を展開させ、前記被転写材料を硬化させ、硬化した前記被転写材料と前記インプリントモールドを離間することにより、レプリカモールドを製造することができる。また、一方の面に被転写材料が供給された被加工基板と、当該レプリカモールドとを対向させて配置し、前記レプリカモールドの主面と前記被転写材料とを接触させ、前記レプリカモールドの主面と前記被加工基板の一方の面との間に前記被転写材料を展開し、前記被転写材料を硬化させ、硬化した前記被転写材料と前記レプリカモールドとを離間することにより、パターン形成も可能である。

　本発明によれば、マスターモールド及び当該マスターモールドの微細凹凸パターンが反転されてなるレプリカモールドのいずれにおいても、インプリント樹脂の流動を阻害することのないダミーパターンを有するインプリントモールド、並びに当該インプリントモールドにおけるダミーパターンを設計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の概略構成を示す平面図（図１（ａ））及び断面図（図１（ｂ））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パターン領域を概略的に示す平面図である。 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ダミーパターンの一例を概略的に示す平面図である。 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ダミーパターンの凹部（図４（ａ））及び凸部（図４（ｂ））の構成を概略的に示す斜視図である。 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ダミーパターンの構成を概略的に示す平面図（その１）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ダミーパターンの構成を概略的に示す平面図（その２）である。 図７は、本発明の一実施形態に係るダミーパターンの設計方法の各工程を示すフローチャートである。 図８は、本発明の一実施形態に係るダミーパターンの設計方法において設定されるパターン領域、メインパターン領域及びダミーパターン領域の一例を示す平面図である。 図９は、本発明の一実施形態に係るダミーパターンの設計方法の一工程で、ダミーパターン領域を複数の単位領域に区分した一例を示す平面図である。 図１０は、図９に示すダミーパターン領域を区分した複数の単位領域のうちの２つの単位領域を指定した一例を示す平面図である。 図１１は、図９に示すダミーパターン領域を区分した複数の単位領域を指定して指定領域を形成した一例を示す平面図である。 図１２は、図１１に示す指定領域を形成する方法の一例を示す平面図である。 図１３は、２つの指定領域により囲まれる非指定領域が形成される場合の一例を示す平面図である。 図１４は、本発明の他の実施形態に係るインプリントモールドのパターン領域の構成を概略的に示す平面図である。 図１５は、図１４に示すインプリントモールドにおけるダミーパターンの凹部の構成を概略的に示す平面図である。

　本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
〔インプリントモールド〕
　本実施形態に係るインプリントモールドとしては、当該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加工基板に転写されるべき微細凹凸パターン（以下「メインパターン」という）と、メインパターンとともに被加工基板に転写される微細凹凸パターン（以下「ダミーパターン」という）との２種類の微細凹凸パターンがパターン形成面に形成されてなるものを例に挙げて説明する。なお、ダミーパターンは、例えば、インプリント処理時におけるインプリントモールドの剥離性や、インプリントモールドの微細凹凸パターン（メインパターン及びダミーパターン）の凹部へのインプリント樹脂の充填性等を向上させ、インプリント処理の精度を向上させることを目的として設けられてなるものである。

　図１（ａ）及び（ｂ）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２と、基材２の主面（基材２におけるパターンが形成される側の面）２ａにおけるパターン領域３１に形成されているメインパターン及びダミーパターン（ともに図示を省略する）とを有する。

　本実施形態において、インプリントモールド１の基材２としては、基部２１と、基部２１の一面側から突出する凸構造部（メサ構造部）２２とを有するものを例に挙げるが（図１参照）、このような態様に限定されるものではなく、当該メサ構造部を有しない平板状のものであってもよい。

　基材２は、インプリントモールド１の用途（光インプリント用、熱インプリント用等の用途）に応じて適宜選択され得るものであり、インプリントモールドを製造する際に一般的に用いられている基板（例えば、石英ガラス、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、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；ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等）を例示することができる。

　基材２の厚さは、基板の強度、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。なお、本実施形態において「透明」とは、波長３００～４５０ｎｍの光線の透過率が８５％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。

　図２に示すように、メインパターンは、基材２の主面２ａにおけるパターン領域３１に包摂されるメインパターン領域３２に形成されている、凹凸構造（凹部及び凸部）を有する微細凹凸パターンである。なお、図２において、メインパターンの図示は省略されている。

　なお、本実施形態において、パターン領域３１は、インプリントモールド１のメサ構造部２２上の領域であって、パターン領域３１の最外周３１Ａは、平面視におけるメサ構造部２２の最外周２２Ａよりも内側に位置している。具体的には、パターン領域３１は、メサ構造部２２上の４隅近傍に少なくとも形成されるアライメントマーク３０が各頂点に位置する略方形状の領域である。このパターン領域３１は、少なくとも、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おいて、インプリント樹脂を濡れ広がらせることが要求される領域である。また、本実施形態において、メインパターン領域３２としては、基材２におけるパターン領域３１の略中央に位置する略方形状の領域を例に挙げて説明するが、このような態様に限定されるものではない。

　本実施形態において、メインパターンの形状は、インプリントモールド１を用いたインプリント処理を経て製造される製品等において要求される微細凹凸パターンの形状に応じて設定され得るものであって、例えば、ラインアンドスペース状、ホール状、ピラー状、格子状等が挙げられる。また、メインパターンの寸法は、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を経て製造される製品等における微細凹凸パターンの寸法に応じて適宜設定され得るものである。

　ダミーパターンは、基材２の主面（パターン形成面）２ａにおけるダミーパターン領域３３内に形成されている、凹凸構造（凹部及び凸部）を有する微細凹凸パターンである。なお、本実施形態において、ダミーパターン領域３３としては、基材２におけるパターン領域３１内に位置する、メインパターン領域３２を囲む領域を例に挙げて説明するが、このような態様に限定されるものではない。なお、図２において、ダミーパターンの図示は省略されている。

　図３に示すように、ダミーパターン３４の種類としては、凹部３４ａ又は凸部３４ｂが略Ｌ字形状の微細凹凸パターン、凹部３４ａ又は凸部３４ｂが略折線状の微細凹凸パターン、ラインアンドスペース状の微細凹凸パターン等が挙げられる。

　各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の少なくとも一端部３４１は、ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａに到達している。本実施形態のように、パターン領域３１の最外周３１Ａとダミーパターン領域３３の最外周３３Ａとが一致している場合、各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の少なくとも一端部３４１は、パターン領域３１の最外周３１Ａに到達している。

　好ましくは、図３に示すように、各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の両端部３４１，３４１が、いずれもパターン領域３１の最外周３１Ａ（ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａ）に到達している。特に好ましくは、パターン領域３１が略方形状の領域である場合に、各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の両端部３４１，３４１が、それぞれ、略方形状のパターン領域３１の最外周３１Ａを構成する各辺のうちの異なる辺（隣り合う辺又は対向する辺）に到達している。

　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時において、インプリント樹脂の流路は、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成されることになる。そして、本実施形態のように、各ダミーパターン３４の凹部３４ａの少なくとも一端部３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａに到達していることで、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路（インプリント樹脂の流路）の少なくとも一端部３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａに位置することになる。そのため、パターン領域３１（ダミーパターン領域３３）内でダミーパターン３４の凹部３４ａが凸部３４ｂによって閉じられた領域（閉領域）として存在することがなく、インプリント樹脂の濡れ広がり（流れ）が阻害されない。その結果、インプリントモールド１のダミーパターン３４の凹部３４ａ内に十分にインプリント樹脂が充填され、インプリント樹脂の未充填による欠陥の発生を防止することができる。

　また、各ダミーパターン３４の凹部３４ａの両端部３４１，３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａ（ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａ）に到達していることで、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路に沿ってインプリント樹脂が流れたときに、凹部３４ａの両端部３４１，３４１のいずれに方向においてもインプリント樹脂の流れが阻害されない。よって、インプリント樹脂の未充填による欠陥の発生をより効果的に防止することができる。

　さらに、本実施形態に係るインプリントモールド１をマスターモールドとして用いたインプリントリソグラフィーによりインプリントモールド（レプリカモールド）を作製した場合を考える。この場合において、当該レプリカモールドのダミーパターンの凹部（マスターモールドのダミーパターン３４の凸部３４ｂに相当して形成される部分）もまた、当該レプリカモールドにおけるパターン領域の最外周に位置することになる。よって、当該レプリカモールドを用いたインプリント処理時においても、インプリント樹脂の濡れ広がり（流れ）が阻害されない。このように、本実施形態に係るインプリントモールド（マスターモールド）１によれば、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、反転した凹凸構造を有するインプリントモールド（レプリカモールド）においても、インプリント処理時にダミーパターンの凹部内に十分にインプリント樹脂が充填され、インプリント樹脂の未充填による欠陥の発生を防止することができる。

　一方で、図４（ａ）に示すように、ダミーパターン３４の凹部３４ａの両端部３４１，３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａを構成する各辺のうちの同一の辺に到達している場合（例えば、ダミーパターン３４の凹部３４ａが略コの字状である場合）を考える。

　この場合、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時においては、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路に沿ってインプリント樹脂が流れるため、インプリント樹脂の流れが阻害されない。

　しかしながら、図４（ｂ）に示すように、当該インプリントモールド１をマスターモールドとして用いたインプリントリソグラフィーにて作製されるインプリントモールド（レプリカモールド）１’において、上記凹部３４ａにより囲まれる凸部３４ｂに対応して形成される凹部３４ａ’は、一端部３４１’がパターン領域３１’の最外周３１Ａ’に位置するものの、他端部３４１’はパターン領域３１’内に位置することになる。この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おいて、この凹部３４ａ’により構成される流路に沿って、パターン領域３１’の最外周３１Ａ’に向かって流れる場合にはインプリント樹脂の流れが阻害されないが、パターン領域３１’の略中央に向かって流れる場合には、他端部３４１’にてインプリント樹脂の流れが阻害されてしまうおそれがある。

　したがって、本実施形態に係るインプリントモールド１においては、ダミーパターン３４の凹部３４ａの両端部３４１，３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａに到達している場合に、各端部３４１，３４１がパターン領域３１の最外周３１Ａを構成する４辺のうちの異なる２辺に到達しているのが特に望ましい（図３参照）。

　本実施形態のように、インプリントモールド１がメサ構造部２２を有する場合、図５及び図６に示すように、各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の少なくとも一端部３４１（好ましくは両端部３４１，３４１）は、メサ構造部２２の最外周２２Ａとパターン領域３１の最外周３１Ａとの間であって、両最外周２２Ａ，３１Ａの中間位置４１Ａよりもパターン領域３１側に位置するのが好ましい。各ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１が上記中間位置４１Ａよりもメサ構造部２２の最外周２２Ａ側に位置すると、インプリントモールド１を用いたインプリント処理時に、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路を通じてインプリント樹脂がメサ構造部２２の外側に漏出してしまうおそれがある。メサ構造部２２の外側にインプリント樹脂が漏出してしまうと、当該漏出したインプリント樹脂が異物となり、欠陥の発生要因となり得る。

　なお、本実施形態に係るインプリントモールド１が、メサ構造部２２を有しない平板状のものである場合、当該平板状のインプリントモールドを用いたインプリント処理時には、被加工基板としてメサ構造部を有する基材を用いるのが一般的である。そのため、本実施形態に係るインプリントモールドが平板状のインプリントモールドである場合には、被加工基板として用いる予定の基材におけるメサ構造部の最外周との位置関係を考慮して、ダミーパターンの凹部（又は凸部）の一端部（好ましくは両端部）の位置を適宜設定すればよい。

　なお、ダミーパターン３４の寸法は、特に限定されるものではなく、ダミーパターンとしての本来の機能（インプリントモールドの剥離性向上、インプリント樹脂の充填性向上等）が効果的に発揮されるように、適宜設定され得る。

　上述した構成を有する本実施形態に係るインプリントモールド１は、下記に説明するパターン形成方法に好適に用いられ得る。
　まず、一方の面に被転写材料としてのインプリント樹脂が供給された被加工基板と、本実施形態に係るインプリントモールド１とを対向させて配置する。そして、当該インプリントモールド１の主面２ａとインプリント樹脂とを接触させて、インプリントモールド１の主面２ａと被加工基板の一方の面との間にインプリント樹脂を展開させる（濡れ広がらせる）。このとき、本実施形態に係るインプリントモールド１においては、ダミーパターン３４の凹部３４ａがインプリントモールド１のパターン領域３１内において凸部３４ｂにより囲まれていないため、ダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路を流れるインプリント樹脂が阻害されない。そのため、ダミーパターン３４の凹部３４ａ内に十分にインプリント樹脂が充填される。

　その後、インプリント樹脂を硬化させ、硬化したインプリント樹脂とインプリントモールド１とを離間させる。これにより、インプリントモールド１のメインパターン及びダミーパターン３４が転写されてなり、インプリント樹脂の未充填による欠陥を有しない微細凹凸パターンを被加工基板上に形成することができる。

　なお、このようにして形成された微細凹凸パターンをマスクとして被加工基板をエッチングすることにより、インプリントモールド１のメインパターン及びダミーパターン３４とは凹凸構造が反転したメインパターン及びダミーパターンを有するインプリントモールド（レプリカモールド）等を製造することができる。このようにして作製されるレプリカモールドもまた、本実施形態に係るインプリントモールド１と同様に、上記パターン形成方法に好適に用いられ得る。

　上述したような構成を有する本実施形態に係るインプリントモールド１においては、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時に、インプリント樹脂がダミーパターン３４の凹部３４ａにより構成される流路を流れてパターン領域３１内に濡れ広がるが、ダミーパターン３４の凹部３４ａがインプリントモールド１のパターン領域３１内において凸部３４ｂにより囲まれていないことで、インプリント樹脂の流れが阻害されない。

　また、本実施形態に係るインプリントモールド１をマスターモールドとして用い、インプリントリソグラフィーを経て作製されるインプリントモールド（レプリカモールド）においても、上記と同様にして、レプリカモールドを用いたインプリント処理時に、インプリント樹脂がダミーパターンの凹部により構成される流路を流れてパターン領域内に濡れ広がる。この場合においても、レプリカモールドのダミーパターンの凹部がそのパターン領域内において凸部により囲まれていないことで、インプリント樹脂の流れが阻害されない。

　よって、本実施形態に係るインプリントモールド１によれば、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時、及び当該インプリントモールド１から作製され、当該インプリントモールド１のダミーパターン３４とは凹凸構造が反転したダミーパターンを有するインプリントモールド（レプリカモールド）を用いたインプリント処理時のいずれにおいても、ダミーパターンの凹部内に十分にインプリント樹脂が充填され、インプリント樹脂の未充填による欠陥の発生を防止することができる、という効果を奏する。

〔ダミーパターンの設計方法〕
　次に、インプリントモールドにおけるダミーパターンを設計する方法について説明する。図７は、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法を示すフローチャートである。

　図７に示すように、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法においては、まず、インプリントモールドにおいてメインパターン及びダミーパターン等の微細凹凸パターンが形成されるパターン領域を設定する（Ｓ１０１）。

　本実施形態におけるインプリントモールドが、基部と、基部の一面から突出した凸構造部（メサ構造部）とを有するものである場合（図１参照）、パターン領域は、平面視におけるメサ構造部の外周よりも小さな領域として設定され得る。

　また、本実施形態におけるインプリントモールドが、平板状のものである場合、当該平板状の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、通常、被加工基板として基部と基部の一面から突出した凸構造部（メサ構造部）とを有する基板（メサ基板）が用いられ、当該メサ基板のメサ構造部上にインプリントモールドのメインパターン及びダミーパターンが転写される。そのため、平板状のインプリントモールドにおけるパターン領域は、被加工基板として用いられる上記メサ基板のメサ構造部の平面視大きさよりも小さい領域として設定され得る。

　なお、パターン領域の少なくとも４隅近傍には、インプリントモールドを用いたインプリント処理時に当該インプリントモールドと被加工基板とを位置合わせをするためのアライメントマークが形成される領域が設定され得る。

　次に、パターン領域内にダミーパターンが形成されるダミーパターン領域を設定する（Ｓ１０２）。
　例えば、本実施形態におけるインプリントモールドが、パターン領域の略中央に一つのメインパターン領域が位置するものである場合、ダミーパターン領域は、パターン領域内のメインパターン領域以外の領域として設定され得る（図２参照）。

　ダミーパターン領域は、パターン領域内の単一の領域であってもよいし、パターン領域内にて区分された複数の領域であってもよい。例えば、図８に示すように、複数のダミーパターン領域３３が、それぞれ、パターン領域３１の略中央に位置する略方形状のメインパターン領域３２の各辺に沿って設定されていてもよい。

　続いて、上記Ｓ１０２にて設定されたダミーパターン領域を、複数の単位領域に区分する（Ｓ１０３）。インプリントモールドの製造過程において、例えば電子線描画装置を用いてレジストパターン形成を行う場合、単位領域の大きさは、当該電子線描画装置における最小描画サイズ以上に設定され得る。

　単位領域の形状は、特に限定されるものではないが、略方形状、略円形状等が挙げられる。なお、本実施形態においては、ダミーパターン領域の全体が複数の単位領域により敷き詰められているのが望ましいため、ダミーパターン領域３３が略方形状である場合に、単位領域３３０もまた略方形状であるのが望ましい（図９参照）。

　そして、ダミーパターン領域の最外周に位置する単位領域のうち、２つの単位領域を指定する（Ｓ１０４）。当該２つの単位領域は、好ましくは、ダミーパターン領域の最外周に位置する単位領域のうち、ダミーパターン領域の最外周を構成する４辺のうちの異なる２辺のそれぞれに位置するものの中から任意に選択され、指定され得る。このようにして指定される各単位領域は、インプリントモールドを作製する過程における電子線描画領域（又は電子線非描画領域）であり、作製されるインプリントモールドにおけるダミーパターンの凹部（又は凸部）の両端部となる領域である。そのため、本実施形態により設計され、作製されるインプリントモールドのダミーパターンの凹部（又は凸部）の両端部は、ダミーパターン領域の最外周に到達することになる。

　例えば、図１０に示すように、ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａに位置する単位領域３３０のうちの、当該ダミーパターン領域を構成する異なる２辺（図１０に示す例においては対向する２辺）のそれぞれに位置する単位領域３３１，３３１を指定する。

　続いて、上記Ｓ１０４にて指定された２つの単位領域（指定単位領域）以外の他の単位領域を指定し、当該他の単位領域を介して上記２つの指定単位領域間を連続させてなる指定領域を形成する（Ｓ１０５）。このとき、指定領域を構成する単位領域のいずれもが、隣接する単位領域同士で一辺を共有させるように指定領域を形成する。例えば、図１１に示すように、ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａに位置する２つの指定単位領域３３１，３３１間を連続させるように、他の単位領域３３２を指定して、１つの指定領域３３３を形成する。Ｓ１０５にて指定される他の単位領域３３２は、ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａに位置する単位領域３３０（上記Ｓ１０４にて指定された２つの指定単位領域３３１を除く）であってもよいし、ダミーパターン領域３３の最外周３３Ａに位置しない単位領域３３０であってもよい。

　上記Ｓ１０４及びＳ１０５にて指定された単位領域３３１，３３２により形成される指定領域３３３が、インプリントモールドを作製する過程において電子線描画領域又は電子線非描画領域となり、インプリントモールドにおけるダミーパターンの凹部又は凸部となる。そのため、２つの指定単位領域３３１，３３１間が、相互に一辺を共有する隣接する単位領域３３２を介して連続していることで、インプリントモールドのダミーパターンの凹部（又は凸部）の両端部がダミーパターン領域の最外周に到達する。それにより、インプリントモールドのパターン領域（ダミーパターン領域）内にてダミーパターンの凹部が孤立することがない。よって、当該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インプリント樹脂の流れを阻害することのないダミーパターンの設計が可能となる。

　他の単位領域３３２を指定する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、図１２に示すように、２つの指定単位領域３３１，３３１内の任意の一点（例えば中心点ＣＰ）間を一の線分（直接又は折線）Ｌにより連結する。このとき、２つの指定単位領域３３１，３３１間を連続するすべての他の単位領域３３２内の任意の一点（例えば中心点ＣＰ）を連結し、かつ各他の単位領域３３２の２辺（対向する２辺又は隣り合う２辺）に交差する線分Ｌを引く。すなわち、２つの指定単位領域３３１，３３１間を連続する他の単位領域３３２のそれぞれにおいて、当該他の単位領域３３２に隣接する２つの他の単位領域３３２，３３２のそれぞれと共有する一辺が結ばれるように線分Ｌを引く。そして、当該線分Ｌが通る他の単位領域３３２のすべてを指定する。これにより、２つの指定単位領域３３１，３３１間を連続させる他の単位領域３３２を指定することができる。

　また、上記Ｓ１０５にて他の単位領域３３２を指定する際に、上記２つの指定単位領域３３１，３３１と、それらの間を連続する他の単位領域３３２とにより形成される一の指定領域３３３によって、上記Ｓ１０４及びＳ１０５にて指定されなかった単位領域（未指定単位領域）３３０が囲まれてしまわないようにする。すなわち、一の指定領域３３３によって、ダミーパターン領域３３内にループが形成されないように、他の単位領域３３２を指定する。未指定単位領域３３０が、指定領域３３３によって囲まれてしまうと、指定領域３３３に囲まれた未指定単位領域３３０に対応して形成されるインプリントモールドのダミーパターンの凹部が、パターン領域（ダミーパターン領域）内にて孤立してしまい、当該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インプリント樹脂の流れが阻害されてしまう。

　そして、上記Ｓ１０４及びＳ１０５の工程を繰り返し行い、ダミーパターン領域内にすべてのダミーパターン（凹部又は凸部）に相当する指定領域を形成する。このとき、一の指定領域と他の指定領域とが交差又は連続しても構わないが、２以上の指定領域が交差又は連続することにより、ダミーパターン領域内に孤立した未指定単位領域を存在させないようにする。例えば、図１３に示すように、２つの指定領域３３３，３３３の交差又は連続により、未指定単位領域３３０がダミーパターン領域３３内にて当該指定領域３３３によって囲まれてしまう場合には、上記Ｓ１０４及びＳ１０５の工程をやり直す必要がある。

　上述したように、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法によれば、インプリントモールドにおけるダミーパターンの凹部が、パターン領域（ダミーパターン領域）内にてダミーパターンの凸部に囲まれないように、当該ダミーパターンを設計することができる。よって、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法による設計に基づいてインプリントモールドを作製することで、当該インプリントモールドを用いたインプリント処理時においてダミーパターンの凹部がパターン領域（ダミーパターン領域）内にて閉じられた領域（閉領域）として存在することがなく、当該凹部へのインプリント樹脂の未充填による欠陥発生を防止することができる。

　特に、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法によるダミーパターン設計に基づいて作製されるインプリントモールドにおいては、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得られる、反転した凹凸構造を有するレプリカモールドにおいても、インプリント処理時においてダミーパターンの凹部がパターン領域（ダミーパターン領域）内にて閉領域として存在することがない。

　したがって、本実施形態に係るダミーパターンの設計方法によれば、当該設計方法によるダミーパターン設計に基づいて作製され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たインプリントリソグラフィーにより得られる、反転した凹凸構造を有するレプリカモールドのいずれにおいても、インプリント処理時においてダミーパターンの凹部へのインプリント樹脂の未充填による欠陥の発生を防止可能なダミーパターンを容易に設計することができる。

　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、パターン領域３１の略中央にメインパターン領域３２が位置し、メインパターン領域３２を囲むようにしてダミーパターン領域３３が位置してなるインプリントモールド１、及びそのような構成のインプリントモールド１におけるダミーパターンの設計方法を例に挙げて説明したが、本発明のインプリントモールド及びダミーパターン設計方法は、いずれもこのような態様に限定されるものではない。

　例えば、図１４に示すように、本発明の他の実施形態としては、パターン領域３１内にメインパターン（メインパターン領域３２）が複数アレイ状に配列され、各メインパターン領域３２間にダミーパターン領域３３が位置するインプリントモールド及びそのインプリントモールドにおけるダミーパターンの設計方法を挙げることができる。

　図１４に示すインプリントモールドにおいて、パターン領域３１全体を見たときに、ダミーパターン領域３３に形成されているダミーパターンの凹部（又は凸部）の一端部、好ましくは両端部が、パターン領域３１の最外周に到達している。このような態様のインプリントモールドによれば、インプリント処理時において、パターン領域３１の全ダミーパターン領域３３内のダミーパターンの凹部にインプリント樹脂が十分に充填され得るという効果を奏する。

　また、このようなインプリントモールドにおけるダミーパターンを設計する方法としては、一のメインパターン領域３２とその周囲に位置する一のダミーパターン領域３３とにより構成される一のパターン小領域３５において、図１５に示すように、ダミーパターン領域３３に形成されるダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１が、好ましくは両端部３４１，３４１が、パターン小領域３５の最外周に到達するように、かつ一のパターン小領域３５のダミーパターン領域３３に形成されるダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１が、隣接する他のパターン小領域３５との境界部３５１に到達する場合、当該ダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１を、当該隣接する他のパターン小領域３５のダミーパターン領域３３に形成されるダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１と連続させるように、ダミーパターンを設計する。

　この場合において、複数のパターン小領域３５をアレイ状に配列したときに隣接するパターン小領域３５の境界部３５１でダミーパターン３４の凹部３４ａ（又は凸部３４ｂ）の一端部３４１同士が連続するように、パターン小領域３５ごとにダミーパターン３３の設計をすればよい。

　上記実施形態においては、ダミーパターン領域を複数の単位領域に区分し、ダミーパターン領域の最外周の２つの単位領域間を連続させるように他の単位領域を指定して指定領域を形成し、当該指定領域をダミーパターンとして配置しているが、ダミーパターン領域にダミーパターンを配置する方法としては、このような態様に限定されるものではない。例えば、ダミーパターン領域の最外周の任意の２点を結ぶ線分（直線又は折線）を複数引いて、隣接する２つの線分間の領域をダミーパターンの凹部又は凸部として配置してもよい。この場合において、ダミーパターン領域内に引いた複数の線分により囲まれる領域が形成されないようにすればよい。

　本発明は、半導体装置の製造過程等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の製造及び設計に有用である。

１，１’…インプリントモールド
２…基材
　２１…基部
　２２…凸構造部（メサ構造部）
３１…パターン領域
３２…メインパターン領域
３３…ダミーパターン領域
３４…ダミーパターン
　３４ａ…凹部（凹構造）
　３４ｂ…凸部（凸構造）

Claims (14)

1. 　基材の主面におけるパターン領域に、凹凸構造を含むメインパターン及び前記メインパターンの転写を補助するための凹凸構造を含むダミーパターンを有するインプリントモールドであって、
   　前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部は、前記パターン領域の最外周に到達しており、
   　前記インプリントモールドの平面視において、一又は複数の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造によって囲まれる閉領域が前記パターン領域内に存在しない
   ことを特徴とするインプリントモールド。
2. 　前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の両端部が、前記パターン領域の最外周に到達してい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. 　前記パターン領域は、略方形状の領域であり、
   　前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の両端部は、前記略方形状のパターン領域を構成する４辺のうちの異なる２辺にそれぞれ到達している
   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. 　前記インプリントモールドは、基部と、前記基部の一面から突出する凸構造部とを有しており、
   　前記パターン領域の最外周は、前記凸構造部の最外周の内側に位置する
   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. 　前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部は、前記凸構造部の最外周と前記パターン領域の最外周との間における、前記パターン領域の最外周側に位置する
   ことを特徴とする請求項４に記載のインプリントモールド。
6. 　前記パターン領域は、複数のパターン小領域がアレイ状に配列されてなる領域であり、
   　前記複数のパターン小領域のそれぞれには、前記メインパターン及び前記ダミーパターンが形成されており、
   　前記複数のパターン小領域のうち、前記パターン領域の最外周に位置するパターン小領域に形成されているダミーパターンの凹構造又は凸構造は、少なくともその一端部が前記パターン領域の最外周に到達しており、
   　一の前記パターン小領域に形成されている前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造は、前記一のパターン小領域に隣接する他のパターン小領域に形成されている前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造と連続している
   ことを特徴とする請求項１～５のいずれかに記載のインプリントモールド。
7. 　基材の主面におけるパターン領域内に、凹凸構造からなるメインパターン及び前記メインパターンの転写を補助するための凹凸構造からなるダミーパターンが形成されてなるインプリントモールドにおける、当該ダミーパターンを設計する方法であって、
   　前記インプリントモールドの前記パターン領域内に前記ダミーパターンを形成するダミーパターン領域を設定するダミーパターン領域設定工程と、
   　前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置するダミーパターン配置工程と
   を含み、
   　前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、かつ一又は複数の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造によって囲まれる領域が前記ダミーパターン領域内に形成されないように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置する
   ことを特徴とするダミーパターン設計方法。
8. 　前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の両端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置する
   ことを特徴とする請求項７に記載のダミーパターン設計方法。
9. 　前記ダミーパターン領域を複数の単位領域に区分し、
   　前記ダミーパターン配置工程において、前記パターン領域の最外周、かつ前記ダミーパターン領域の最外周に位置する任意の２つの単位領域間が他の単位領域を介して連続してなる領域を、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造として前記ダミーパターン領域内に配置する
   ことを特徴とする請求項８に記載のダミーパターン設計方法。
10. 　前記ダミーパターン配置工程において、前記パターン領域の最外周、かつ前記ダミーパターン領域の最外周に位置する任意の２点を連結する線分を複数引いて、隣接する２つの前記線分間を、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造として前記ダミーパターン領域内に配置する
    ことを特徴とする請求項８に記載のダミーパターン設計方法。
11. 　前記インプリントモールドは、基部と、前記基部の一面から突出する凸構造部とを有するものであり、
    　前記パターン領域の最外周は、前記凸構造部の最外周の内側に位置する
    ことを特徴とする請求項７～１０のいずれかに記載のダミーパターン設計方法。
12. 　前記ダミーパターン配置工程において、前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部が、前記凸部の最外周と前記パターン領域の最外周との間における、前記パターン領域の最外周側に位置するように、前記ダミーパターンを前記ダミーパターン領域内に配置する
    ことを特徴とする請求項１１に記載のダミーパターン設計方法。
13. 　前記パターン領域は、複数のパターン小領域がアレイ状に配列されてなる領域であり、
    　前記ダミーパターン領域設定工程において、前記各パターン小領域内に前記ダミーパターンを形成するダミーパターン領域を設定し、
    　前記ダミーパターン配置工程において、前記複数のパターン小領域のうち、前記パターン領域の最外周に位置するパターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造の少なくとも一端部が前記パターン領域の最外周に到達するように、かつ一の前記パターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造と、前記一のパターン小領域に隣接する他のパターン小領域の前記ダミーパターン領域内の前記ダミーパターンの凹構造又は凸構造とが連続するように、前記ダミーパターンを配置する
    ことを特徴とする請求項７～１２のいずれかに記載のダミーパターン設計方法。
14. 　一方の面に被転写材料が供給された被加工基板と、請求項１～６のいずれかに記載のインプリントモールドとを対向させて配置し、
    　前記インプリントモールドの主面と前記被転写材料とを接触させて、前記インプリントモールドの主面と前記被転写基板の一方の面との間に前記被転写材料を展開させ、
    　前記被転写材料を硬化させ、
    　硬化した前記被転写材料と前記インプリントモールドとを離間させる
    ことを特徴とするパターン形成方法。

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