JP3907504B2 - Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device manufacturing mold - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体装置の製造方法および半導体装置製造用モールドに関するものであり、特に、パターン形成されたモールドを、基板上に塗布されたレジストに押し付けてレジストパターンの形成を行なうナノインプリントリソグラフィ技術に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ナノインプリントリソグラフィ技術の基本原理は、たとえば以下の文献1に記載されている。
【0003】
文献1:S. Y. Chou et al., “Nanoimprint lithography”, J. Vac. Sci. Technol. B 14(6), Nov/Dec 1996, pp.4129-4133
図4は、上記文献1に示されたナノインプリントリソグラフィ技術の基本原理を示す図である。図4(a)を参照して、まず基板103の表面上にフォトレジスト102が塗布される。このフォトレジスト102のガラス転位点温度以上に基板103が加熱され、それにより軟化したフォトレジスト102にモールド101が押し付けられる。このモールド101の表面には、凹凸よりなるパターンが形成されている。
【0004】
図4(b)を参照して、モールド101をフォトレジスト102に押し付けた状態で、基板103の温度がフォトレジスト102のガラス転位温度以下に下げられる。この後、モールド101がフォトレジスト102から引き離される。
【0005】
このとき、モールド101のパターンの凸部で圧縮された領域には、フォトレジスト102の残渣102aが残っている。このため、この残渣102aが、たとえばECR(Electron Cyclotron Resonance)エッチングなどで除去される。
【0006】
図4(c)を参照して、上記のエッチングにより、所望のレジストパターン102を得ることができる。
【0007】
またナノインプリントリソグラフィ技術において上記と異なる方式が以下の文献2に記載されている。
【0008】
文献2:T. Bailey et al., “Step and flash imprint lithography: Template surface treatment and defect analysis”, J. Vac. Sci. Technol. B 18(6), Nov/Dec 2000, pp.3572-3577
図5は、上記文献2に示されたナノインプリントリソグラフィ技術の方式を示す図である。図5(a)を参照して、本方式では、まず半導体基板203上のエッチング対象レイヤ202上に、液体状態の光硬化型樹脂204が載せられ、クォーツモールド201でプレスされる。
【0009】
図5(b)を参照して、光硬化型樹脂204がクォーツモールド201でプレスされた状態でUV(ultraviolet)光205が照射される。クォーツモールド201はこのUV光に対して透明であるため、UV光205はクォーツモールド201を通じて光硬化型樹脂204に照射される。これにより、光硬化型樹脂204が硬化する。
【0010】
図5(c)を参照して、この後、モールド201が光硬化型樹脂204から引き離され、光硬化型樹脂204にパターンが形成される。この光硬化型樹脂204のパターン底部に残った残渣204aとエッチング対象レイヤ202とがプラズマエッチングによりエッチングされる。
【0011】
図5(d)を参照して、上記のエッチングにより、所望のパターンがエッチング対象レイヤ202に形成される。
【0012】
図5に示す方式では、UV硬化型樹脂204を用いることにより基板温度を高温に上げる必要がなくなるため、パターンの位置ずれなどを抑制する効果がある。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
図4に示す従来のナノインプリントリソグラフィはフォトレジスト102に対する機械的加工方法であるため、モールド101でプレスした領域にフォトレジスト102の残渣102aが必ず発生する。この残渣102aはドライエッチングなどの手法で除去する必要があるが、このエッチングによりレジストパターン102の形状が劣化したり、寸法制御性が劣化するという問題点があった。
【0014】
また、図5に示す透明モールド201と光硬化型樹脂204との組合せによる常温でのナノインプリントでは、光硬化型樹脂204に形成されたパターンが収縮して、モールド201上のパターンサイズより小さくなるため、寸法制御性が悪くなる。さらにパターンサイズがより微細になっていくとモールド201上に形成されたパターン間に光が入りにくくなる。これにより、樹脂204に光エネルギを十分に吸収させることが困難になり、微細パターン形成ができなくなるという問題点があった。
【0015】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、モールドをプレスすることにより得られたパターンの残渣をなくすことでエッチング工程をなくし、照射光の波長以下の微細パターンまで形成可能にすることを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、以下の工程を備えている。まずパターンの形成されたモールドがフォトレジストに押し付けられる。モールドをフォトレジストに押し付けた状態で、照射光がモールドを通じてフォトレジストに選択的に照射される。フォトレジストを現像することにより、フォトレジストの照射光が照射されていない領域が除去されて、フォトレジストがパターニングされる。モールドは、フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなるパターンを有する基体と、その凹凸の凸部先端面に照射光の透過を遮る遮光膜とを有している。
【0017】
本発明の半導体装置の製造方法によれば、フォトレジストをモールドでプレスした状態で照射光を照射した後に現像することで、パターン間に残渣は生じなくなる。このため、残渣を除去するためのエッチングが不要となり、エッチングによるパターンの形状劣化や寸法制御性の劣化を防止することができる。
【0018】
また、フォトレジストを用いているため、光硬化型樹脂を用いた場合のようなパターンの収縮は生じず、この点においても寸法制御性は良好となる。
【0020】
またモールドが、フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなるパターンを有する基体と、その凹凸の凸部先端面に照射光の透過を遮る遮光膜とを有している。これにより、基体凸部に圧縮されたネガ型のフォトレジスト部分は光を照射されないため、現像により除去でき、残渣の発生を防止することができる。
【0021】
上記の半導体装置の製造方法において、基体は照射光に対して透明である。
これにより、モールドをフォトレジストに押し付けた状態で、フォトレジストに照射光を照射することが可能となる。
【0022】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、基体およびフォトレジストの照射光に対する屈折率が等しい。
【0023】
これにより、モールドとフォトレジストとの境界面での光学界面がなくなるため、パターンサイズが照射光の波長以下でもパターンの形成が容易となる。よって、微細パターンの形成が容易となる。
【0024】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、基体の凸部により圧縮されたフォトレジストの厚みが照射光の波長の1/4以下になるまで、モールドによりフォトレジストが加圧される。
【0025】
これにより、フォトレジストは、基板との界面まで照射光のエネルギを吸収することができる。
【0026】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、照射光はUV光およびエキシマ光のいずれかである。
【0027】
このようにUV光、エキシマ光を用いて容易に微細パターンを形成することが可能となる。
【0028】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、モールドは、基板とパターン部との積層構造よりなる基体を有しており、基板とパターン部との両方が照射光に対して透明であり、かつパターン部およびフォトレジストの照射光に対する屈折率が等しい。
【0029】
このように基板とパターン部との積層構造でも、単一構造のモールド基体と同様な効果を得ることができる。
【0030】
上記の半導体装置の製造方法において、モールドをフォトレジストに押し付ける工程は、フォトレジストにプリベークを施すことによりフォトレジスト中の溶媒を放出し、かつフォトレジストを軟化点まで加熱した状態で行なわれる。
【0031】
これにより、フォトレジストを容易にモールドによって加工することができる。
【0032】
本発明の半導体装置製造用モールドは、フォトレジストにパターンを形成するためにフォトレジストに押し付ける半導体装置製造用モールドであって、フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなるパターンを有する基体と、その凹凸の凸部先端面に照射光の透過を遮る遮光膜とを備えたものである。
【0033】
本発明の半導体装置製造用モールドによれば、フォトレジストをモールドでプレスした状態で照射光を照射した後に現像することで、パターン間に残渣は生じなくなる。このため、残渣を除去するためのエッチングが不要となり、エッチングによるパターンの形状劣化や寸法制御性の劣化を防止することができる。
【0034】
また、この半導体装置製造用モールドを用いることで、光硬化型樹脂の代わりにフォトレジストを用いることができるため、光硬化型樹脂を用いた場合のようなパターンの収縮は生じない。
【0035】
上記の半導体装置製造用モールドにおいて、基体はフォトレジストに照射する照射光に対して透明である。
【0036】
これにより、モールドをフォトレジストに押し付けた状態でフォトレジストに照射光を照射することが可能となる。
【0037】
上記の半導体装置製造用モールドにおいて好ましくは、基体の照射光に対する屈折率がフォトレジストの照射光に対する屈折率と等しい。
【0038】
これにより、モールドとフォトレジストとの境界面での光学界面がなくなるため、パターンサイズが照射光の波長以下でもパターンの形状は容易となる。よって、微細パターンの形成が容易となる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【0040】
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法を工程順に示すフロー図である。図1(a)を参照して、まず基体1aと遮光膜1bとを有するモールド1が準備される。このモールド1の基体1aは表面に凹凸よりなる微細パターンを有しており、その凹凸の凸部先端面全面には遮光膜1bが形成されている。基体1aは照射光7に対して透明な材質よりなっており、たとえば石英よりなっている。また遮光膜1bは、照射光7の透過を遮る材質よりなっており、たとえばクロム(Cr)薄膜よりなっている。
【0041】
次に、半導体基板3の表面上にたとえばネガ型のフォトレジスト2が塗布される。このフォトレジスト2は、プリベークによってフォトレジスト2中の溶媒が放出され、かつフォトレジスト2の軟化点まで加熱される。
【0042】
図1(b)を参照して、フォトレジスト2を軟化点まで加熱した状態で、モールド1がフォトレジスト2に押し付けられる。それによってフォトレジスト2は変形し、フォトレジスト2にパターン部(凸部)2bと残渣部(凹部)2cとが形成される。モールド1をフォトレジスト2に押し付けた状態で、モールド1側から照射光7がフォトレジスト2に照射される。モールド1は照射光7に対して透明な材質によりなっているため、照射光7はモールド1を通じてフォトレジスト2に照射される。ただし、遮光膜1bは照射光7を透過しない材質よりなっているため、フォトレジスト2の残渣部2cには照射光7は照射されない。
【0043】
フォトレジスト2は、ネガ型よりなっているため、照射光7が照射されるパターン部2bではフォトレジスト2は照射光7のエネルギを吸収して架橋反応を生じ、レジスト現像液に対して不溶となる。一方、残渣部2cには照射光7が照射されないため、フォトレジスト2は照射光7のエネルギを吸収せず、架橋反応を生じないため、レジスト現像液に対して可溶のままである。この状態からモールド1がフォトレジスト2より引き離される。
【0044】
図1(c)を参照して、モールドが引き離された後、フォトレジスト2がレジスト現像液によって現像される。このとき、フォトレジスト2のパターン部2bはレジスト現像液に対して不溶であるが、残渣部2cは可溶であるため、残渣部2c部分のフォトレジスト2のみが現像により除去されることになる。
【0045】
図1(d)を参照して、上記現像により、パターン部2b間に位置するフォトレジスト2の残渣を除去することができる。
【0046】
本実施の形態では、フォトレジスト2をモールド1でプレスした状態で照射光7を照射した後に現像することにより、フォトレジスト2のパターン部2b間の残渣を除去することができる。このため、残渣を除去するためのエッチングが不要となり、エッチングによるパターンの形状劣化や寸法制御性の劣化を防止することができる。
【0047】
また、フォトレジスト2を用いているため、光硬化型樹脂を用いた場合のようなパターンの収縮は生じず、この点においても寸法制御性は良好となる。
【0048】
(実施の形態2)
図2は、本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法を説明するための概略断面図である。図2を参照して、本実施の形態は、モールド1の基体1aの材質、モールド1のパターンのサイズ、およびモールド1によるフォトレジスト2のプレスの程度において実施の形態1と異なる。
【0049】
基体1aの照射光7に対する屈折率がフォトレジスト2の照射光7に対する屈折率と同じとなるような材質で基体1aは構成されている。モールド1のパターンは照射光7の波長よりも小さなパターンサイズを有しており、たとえばモールド1でプレスした領域のレジスト残渣部(凹部)2cの厚さTと同じサイズを有している。また、モールド1でプレスした領域のレジスト残渣部2cの厚さTが照射光7の波長の1/4以下になるまでモールド1はフォトレジスト2をプレスする。
【0050】
なお、上記以外については、実施の形態1とほぼ同じ装置構成および製造工程であるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0051】
図2において一点鎖線で示す領域8は、照射光7が進入できる領域を示している。モールド1の基体1aの照射光7に対する屈折率がフォトレジスト2の照射光7に対する屈折率と等しいため、モールド1の基体1aとフォトレジスト2との光学界面がなくなる。これにより、領域8全体を照射光7は照射することになる。その結果、ネガ型のフォトレジスト2は、パターン部2bのみで照射光7のエネルギを吸収することになるため、現像工程を施すことで残渣なくパターンを形成することが可能となる。
【0052】
また、この方法では、モールド1の基体1aとフォトレジスト2との間に光学界面がなくなるため、形成したいパターンサイズが照射光7の波長以下の場合でも有効である。
【0053】
また、モールド1でプレスした領域のレジスト残渣部2cの厚さTが照射光7の波長の1/4以下になるまで加圧することにより、フォトレジスト2のパターン部2bは基板3とフォトレジスト2との界面まで照射光7のエネルギを吸収することができる。
【0054】
(実施の形態3)
図3は、本発明の実施の形態3における半導体装置の製造方法を説明するための概略断面図である。図3を参照して、本実施の形態では、モールド1を構成する基体が基板1a1とパターン部1a2との積層構造によりなっている点において実施の形態1とは異なる。
【0055】
基板1a1の表面にパターン部1a2が形成されることによって、モールド1の表面に凹凸よりなるパターンが形成される。またこのパターン部1a2の先端表面全面には照射光7の透過を遮る遮光膜1bが形成されている。
【0056】
基板1a1およびパターン部1a2の双方は、照射光7に対して透明な材質で構成されている。特にパターン部1a2は、照射光7に対する屈折率がフォトレジスト2の屈折率とほぼ等しい材料で構成されている。
【0057】
なお、これ以外の装置構成および製造方法は上述した実施の形態1とほぼ同じであるため、同一の部材については同一の符号を付し、その説明は省略する。
【0058】
なお、本実施の形態においても、上述した実施の形態2と同様、モールド1でプレスした領域の残渣部2cの厚さTが照射光7の波長の1/4以下になるまで加圧することで、パターン領域部(凸部)2bは基板3とフォトレジスト2との界面まで照射光7のエネルギを吸収することができる。
【0059】
本実施の形態によれば、実施の形態1と同様の効果が得られるとともに、モールド1の基体を一体で準備する必要がなくなるため、その設計の自由度が高まる。
【0060】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【0061】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の半導体装置の製造方法によれば、フォトレジストをモールドでプレスした状態で照射光を照射した後に現像することで、パターン間に残渣は生じなくなる。このため、残渣を除去するためのエッチングが不要となり、エッチングによるパターンの形状劣化や寸法制御性の劣化を防止することができる。
【0062】
また、フォトレジストを用いているため、光硬化型樹脂を用いた場合のようなパターンの収縮は生じず、この点においても寸法制御性は良好となる。
【0063】
上記の半導体装置の製造方法において、モールドは、フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなるパターンを有する基体と、その凹凸の凸部先端面に照射光の透過を遮る遮光膜とを有している。これにより、基体凸部に圧縮されたネガ型のフォトレジスト部分は光を照射されないため、現像により除去でき、残渣の発生を防止することができる。
【0064】
上記の半導体装置の製造方法において、基体は照射光に対して透明である。これにより、モールドをフォトレジストに押し付けた状態で、フォトレジストに照射光を照射することが可能となる。
【0065】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、基体およびフォトレジストの照射光に対する屈折率が等しい。これにより、モールドとフォトレジストとの境界面での光学界面がなくなるため、パターンサイズが照射光の波長以下でもパターンの形成が容易となる。よって、微細パターンの形成が容易となる。
【0066】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、基体の凸部により圧縮されたフォトレジストの厚みが照射光の波長の1/4以下になるまで、モールドによりフォトレジストが加圧される。これにより、フォトレジストは、基板との界面まで照射光のエネルギを吸収することができる。
【0067】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、照射光はUV光およびエキシマ光のいずれかである。このようにUV光、エキシマ光を用いて容易に微細パターンを形成することが可能となる。
【0068】
上記の半導体装置の製造方法において好ましくは、モールドは、基板とパターン部との積層構造よりなる基体を有しており、基板とパターン部との両方が照射光に対して透明であり、かつパターン部およびフォトレジストの照射光に対する屈折率が等しい。このように基板とパターン部との積層構造でも、単一構造のモールド基体と同様な効果を得ることができる。
【0069】
上記の半導体装置の製造方法において、モールドをフォトレジストに押し付ける工程は、フォトレジストにプリベークを施すことによりフォトレジスト中の溶媒を放出し、かつフォトレジストを軟化点まで加熱した状態で行なわれる。これにより、フォトレジストを容易にモールドによって加工することができる。
【0070】
本発明の半導体装置製造用モールドによれば、フォトレジストをモールドでプレスした状態で照射光を照射した後に現像することで、パターン間に残渣は生じなくなる。このため、残渣を除去するためのエッチングが不要となり、エッチングによるパターンの形状劣化や寸法制御性の劣化を防止することができる。
【0071】
また、この半導体装置製造用モールドを用いることで、光硬化型樹脂の代わりにフォトレジストを用いることができるため、光硬化型樹脂を用いた場合のようなパターンの収縮は生じない。
【0072】
上記の半導体装置製造用モールドにおいて、基体はフォトレジストに照射する照射光に対して透明である。これにより、モールドをフォトレジストに押し付けた状態でフォトレジストに照射光を照射することが可能となる。
【0073】
上記の半導体装置製造用モールドにおいて好ましくは、基体の照射光に対する屈折率がフォトレジストの照射光に対する屈折率と等しい。これにより、モールドとフォトレジストとの境界面での光学界面がなくなるため、パターンサイズが照射光の波長以下でもパターンの形状は容易となる。よって、微細パターンの形成が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における半導体装置の製造方法を工程順に示すフロー図である。
【図2】 本発明の実施の形態2における半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図3】 本発明の実施の形態3における半導体装置の製造方法を示す概略断面図である。
【図4】 文献1に開示されたナノインプリントリソグラフィ技術の基本原理図である。
【図5】 文献2に開示されたナノインプリントリソグラフィ技術の他の方式を示す図である。
【符号の説明】
1 モールド、1a 基体、1a1 基板、1a2 パターン部、1b 遮光膜、2 フォトレジスト、2b 凸部、2c 凹部、3 半導体基板、7 照射光。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device and a mold for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a nanoimprint lithography technique for forming a resist pattern by pressing a patterned mold against a resist applied on a substrate. It is.
[0002]
[Prior art]
The basic principle of nanoimprint lithography technology is described, for example, in
[0003]
Reference 1: SY Chou et al., “Nanoimprint lithography”, J. Vac. Sci. Technol. B 14 (6), Nov / Dec 1996, pp.4129-4133
FIG. 4 is a diagram showing the basic principle of the nanoimprint lithography technique disclosed in
[0004]
With reference to FIG. 4B, the temperature of the
[0005]
At this time, the
[0006]
Referring to FIG. 4C, a desired
[0007]
In the nanoimprint lithography technique, a method different from the above is described in
[0008]
Reference 2: T. Bailey et al., “Step and flash imprint lithography: Template surface treatment and defect analysis”, J. Vac. Sci. Technol. B 18 (6), Nov / Dec 2000, pp.3572-3577
FIG. 5 is a diagram showing a scheme of the nanoimprint lithography technique disclosed in the above-mentioned
[0009]
Referring to FIG. 5B, UV (ultraviolet)
[0010]
Referring to FIG. 5C, thereafter, the
[0011]
With reference to FIG. 5D, a desired pattern is formed on the
[0012]
In the method shown in FIG. 5, since it is not necessary to raise the substrate temperature to a high temperature by using the UV
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
Since the conventional nanoimprint lithography shown in FIG. 4 is a mechanical processing method for the
[0014]
Further, in the nanoimprint at room temperature by the combination of the
[0015]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and eliminates the etching process by eliminating the residue of the pattern obtained by pressing the mold. It is intended to make it possible to form.
[0016]
[Means for Solving the Problems]
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes the following steps. First, the pattern-formed mold is pressed against the photoresist. With the mold pressed against the photoresist, irradiation light is selectively irradiated to the photoresist through the mold. By developing the photoresist, the region not irradiated with the irradiation light of the photoresist is removed, and the photoresist is patterned. The mold includes a substrate having a pattern made of unevenness on the surface pressed against the photoresist, and a light-shielding film that blocks transmission of irradiation light on the front end surface of the unevenness.
[0017]
According to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a residue is not generated between patterns by developing after irradiating irradiation light with a photoresist pressed by a mold. For this reason, the etching for removing the residue is unnecessary, and it is possible to prevent the pattern shape deterioration and the dimensional controllability deterioration due to the etching.
[0018]
In addition, since a photoresist is used, pattern shrinkage does not occur as in the case of using a photocurable resin, and the dimensional controllability is good also in this respect.
[0020]
The mold also has a substrate having a pattern made of unevenness on the surface pressed against the photoresist, and a light-shielding film that blocks transmission of irradiation light on the front end surface of the unevenness. As a result, the negative photoresist portion compressed on the base convex portion is not irradiated with light, and therefore can be removed by development, and the generation of residues can be prevented.
[0021]
In the above method for manufacturing a semiconductor device, the substrate is transparent to the irradiation light.
As a result, it is possible to irradiate the photoresist with irradiation light in a state where the mold is pressed against the photoresist.
[0022]
In the above method for manufacturing a semiconductor device, the refractive indexes of the base and the photoresist with respect to the irradiation light are preferably equal.
[0023]
This eliminates the optical interface at the interface between the mold and the photoresist, so that the pattern can be easily formed even when the pattern size is equal to or smaller than the wavelength of the irradiation light. Therefore, formation of a fine pattern becomes easy.
[0024]
In the method for manufacturing a semiconductor device described above, preferably, the photoresist is pressed by the mold until the thickness of the photoresist compressed by the convex portion of the substrate becomes ¼ or less of the wavelength of the irradiation light.
[0025]
Thereby, the photoresist can absorb the energy of irradiation light to the interface with the substrate.
[0026]
In the semiconductor device manufacturing method, the irradiation light is preferably either UV light or excimer light.
[0027]
In this way, it is possible to easily form a fine pattern using UV light and excimer light.
[0028]
Preferably, in the above method for manufacturing a semiconductor device, the mold has a base having a laminated structure of a substrate and a pattern portion, both the substrate and the pattern portion are transparent to irradiation light, and the pattern The refractive index for the irradiated light of the part and the photoresist is equal.
[0029]
As described above, even in the laminated structure of the substrate and the pattern portion, the same effect as that of the single mold base can be obtained.
[0030]
In the method for manufacturing a semiconductor device described above, the step of pressing the mold against the photoresist is performed in a state where the solvent in the photoresist is released by pre-baking the photoresist and the photoresist is heated to the softening point.
[0031]
Thereby, a photoresist can be easily processed with a mold.
[0032]
The mold for manufacturing a semiconductor device of the present invention is a mold for manufacturing a semiconductor device that is pressed against a photoresist in order to form a pattern on the photoresist, and has a substrate having a pattern made of unevenness on the surface pressed against the photoresist, and the unevenness thereof. And a light-shielding film that blocks transmission of irradiation light.
[0033]
According to the mold for manufacturing a semiconductor device of the present invention, no residue is generated between patterns by developing after irradiating irradiation light with a photoresist pressed by a mold. For this reason, the etching for removing the residue is unnecessary, and it is possible to prevent the pattern shape deterioration and the dimensional controllability deterioration due to the etching.
[0034]
In addition, by using this mold for manufacturing a semiconductor device, a photoresist can be used in place of the photocurable resin, so that pattern shrinkage does not occur as in the case of using the photocurable resin.
[0035]
In the above mold for manufacturing a semiconductor device, the substrate is transparent to the irradiation light applied to the photoresist.
[0036]
As a result, it is possible to irradiate the photoresist with irradiation light in a state where the mold is pressed against the photoresist.
[0037]
In the above-mentioned mold for manufacturing a semiconductor device, the refractive index with respect to the irradiation light of the substrate is preferably equal to the refractive index with respect to the irradiation light of the photoresist.
[0038]
This eliminates the optical interface at the boundary surface between the mold and the photoresist, so that the pattern can be easily shaped even if the pattern size is equal to or smaller than the wavelength of the irradiation light. Therefore, formation of a fine pattern becomes easy.
[0039]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0040]
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps. Referring to FIG. 1A, first, a
[0041]
Next, for example, a
[0042]
Referring to FIG. 1B, the
[0043]
Since the
[0044]
Referring to FIG. 1C, after the mold is separated, the
[0045]
Referring to FIG. 1D, the residue of the
[0046]
In the present embodiment, the residue between the
[0047]
Further, since the
[0048]
(Embodiment 2)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor device in the second embodiment of the present invention. Referring to FIG. 2, the present embodiment is different from the first embodiment in the material of base 1a of
[0049]
The base body 1a is made of a material whose refractive index with respect to the
[0050]
Since the apparatus configuration and manufacturing process other than the above are substantially the same as those in the first embodiment, the same members are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0051]
In FIG. 2, a
[0052]
Also, this method is effective even when the pattern size to be formed is equal to or less than the wavelength of the
[0053]
Further, by applying pressure until the thickness T of the resist
[0054]
(Embodiment 3)
FIG. 3 is a schematic cross sectional view for illustrating the method for manufacturing the semiconductor device in the third embodiment of the present invention. Referring to FIG. 3, the present embodiment is different from the first embodiment in that the
[0055]
By forming the pattern portion 1a 2 on the surface of the substrate 1a 1, a pattern made of unevenness is formed on the surface of the
[0056]
Both the substrate 1 a 1 and the pattern portion 1 a 2 are made of a material that is transparent to the
[0057]
In addition, since apparatus configurations and manufacturing methods other than this are almost the same as those of the first embodiment described above, the same members are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
[0058]
In the present embodiment as well, as in the second embodiment described above, pressurization is performed until the thickness T of the
[0059]
According to the present embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and it is not necessary to prepare the base body of the
[0060]
The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
[0061]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, a residue is not generated between patterns by developing after irradiating irradiation light with a photoresist pressed by a mold. For this reason, the etching for removing the residue is unnecessary, and it is possible to prevent the pattern shape deterioration and the dimensional controllability deterioration due to the etching.
[0062]
In addition, since a photoresist is used, pattern shrinkage does not occur as in the case of using a photocurable resin, and the dimensional controllability is good also in this respect.
[0063]
In the semiconductor device manufacturing method described above, the mold has a base having a pattern made of unevenness on the surface pressed against the photoresist, and a light-shielding film that blocks transmission of irradiation light on the surface of the protrusion of the unevenness. . As a result, the negative photoresist portion compressed on the base convex portion is not irradiated with light, and therefore can be removed by development, and the generation of residues can be prevented.
[0064]
In the above method for manufacturing a semiconductor device, the substrate is transparent to the irradiation light. As a result, it is possible to irradiate the photoresist with irradiation light in a state where the mold is pressed against the photoresist.
[0065]
In the above method for manufacturing a semiconductor device, the refractive indexes of the base and the photoresist with respect to the irradiation light are preferably equal. This eliminates the optical interface at the interface between the mold and the photoresist, so that the pattern can be easily formed even when the pattern size is equal to or smaller than the wavelength of the irradiation light. Therefore, formation of a fine pattern becomes easy.
[0066]
In the method for manufacturing a semiconductor device described above, preferably, the photoresist is pressed by the mold until the thickness of the photoresist compressed by the convex portion of the substrate becomes ¼ or less of the wavelength of the irradiation light. Thereby, the photoresist can absorb the energy of irradiation light to the interface with the substrate.
[0067]
In the semiconductor device manufacturing method, the irradiation light is preferably either UV light or excimer light. In this way, it is possible to easily form a fine pattern using UV light and excimer light.
[0068]
Preferably, in the above method for manufacturing a semiconductor device, the mold has a base having a laminated structure of a substrate and a pattern portion, both the substrate and the pattern portion are transparent to irradiation light, and the pattern The refractive index for the irradiated light of the part and the photoresist is equal. As described above, even in the laminated structure of the substrate and the pattern portion, the same effect as that of the single mold base can be obtained.
[0069]
In the method for manufacturing a semiconductor device described above, the step of pressing the mold against the photoresist is performed in a state where the solvent in the photoresist is released by pre-baking the photoresist and the photoresist is heated to the softening point. Thereby, a photoresist can be easily processed with a mold.
[0070]
According to the mold for manufacturing a semiconductor device of the present invention, no residue is generated between patterns by developing after irradiating irradiation light with a photoresist pressed by a mold. For this reason, the etching for removing the residue is unnecessary, and it is possible to prevent the pattern shape deterioration and the dimensional controllability deterioration due to the etching.
[0071]
In addition, by using this mold for manufacturing a semiconductor device, a photoresist can be used in place of the photocurable resin, so that pattern shrinkage does not occur as in the case of using the photocurable resin.
[0072]
In the above mold for manufacturing a semiconductor device, the substrate is transparent to the irradiation light applied to the photoresist. As a result, it is possible to irradiate the photoresist with irradiation light in a state where the mold is pressed against the photoresist.
[0073]
In the above-mentioned mold for manufacturing a semiconductor device, the refractive index with respect to the irradiation light of the substrate is preferably equal to the refractive index with respect to the irradiation light of the photoresist. This eliminates the optical interface at the boundary surface between the mold and the photoresist, so that the pattern can be easily shaped even if the pattern size is equal to or smaller than the wavelength of the irradiation light. Therefore, formation of a fine pattern becomes easy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a schematic cross sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device in the second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic cross sectional view showing the method for manufacturing the semiconductor device in the third embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a basic principle diagram of the nanoimprint lithography technique disclosed in
FIG. 5 is a diagram showing another method of the nanoimprint lithography technique disclosed in
[Explanation of symbols]
1 mold, 1a substrate, 1a 1 substrate, 1a 2 pattern portion, 1b shielding film, 2 a photoresist, 2b protruding portion,
Claims (10)
前記モールドを前記フォトレジストに押し付けた状態で、照射光を前記モールドを通じて前記フォトレジストに選択的に照射する工程と、
前記フォトレジストを現像することにより、前記フォトレジストの前記照射光が照射されていない領域を除去して、前記フォトレジストをパターニングする工程とを備え、
前記モールドは、前記フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなる前記パターンを有する基体と、前記凹凸の凸部先端面に前記照射光の透過を遮る遮光膜とを有している、半導体装置の製造方法。Pressing the mold with the pattern against the photoresist;
Selectively irradiating the photoresist with irradiation light through the mold in a state where the mold is pressed against the photoresist;
Developing the photoresist to remove a region of the photoresist not irradiated with the irradiation light, and patterning the photoresist ,
The mold has a substrate having the pattern made of unevenness on a surface pressed against the photoresist, and a light shielding film that blocks transmission of the irradiation light on a front end surface of the unevenness. Method.
前記フォトレジストに押し付けられる表面に凹凸よりなるパターンを有する基体と、
前記凹凸の凸部先端面に前記照射光の透過を遮る遮光膜とを備えた、半導体装置製造用モールド。A mold for manufacturing a semiconductor device, which is pressed against the photoresist to form a pattern on the photoresist,
A substrate having a pattern of irregularities on the surface pressed against the photoresist;
A mold for manufacturing a semiconductor device, comprising: a light-shielding film that blocks transmission of the irradiation light on a front end surface of the convex portion of the irregularities.
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