JP5104000B2 - Manufacturing method of imprint mold - Google Patents
Manufacturing method of imprint mold Download PDFInfo
- Publication number
- JP5104000B2 JP5104000B2 JP2007107415A JP2007107415A JP5104000B2 JP 5104000 B2 JP5104000 B2 JP 5104000B2 JP 2007107415 A JP2007107415 A JP 2007107415A JP 2007107415 A JP2007107415 A JP 2007107415A JP 5104000 B2 JP5104000 B2 JP 5104000B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pattern
- graphic
- substrate
- reference value
- divided
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Micromachines (AREA)
- Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Description
本発明は、インプリントモールドの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an imprint mold.
インプリントリソグラフィでは、インプリントモールドを押し付けてインプリントモールド表面のパターン領域の凹凸パターンを被転写物に転写する。例えば、角速度センサ等のマイクロ電気機械システム(MEMS)装置では、寸法が数十nmと数mmのように大きく異なる図形が同一レイヤ内に混在することがある。このような図形を含む設計パターンが、電子ビーム等を用いるリソグラフィや、反応性イオンエッチング(RIE)等のドライエッチング等によりインプリントモールド用の基板に転写される。 In imprint lithography, an imprint mold is pressed to transfer a concavo-convex pattern in a pattern area on the surface of the imprint mold to a transfer object. For example, in a micro electro mechanical system (MEMS) device such as an angular velocity sensor, there are cases where large different figures such as dimensions of several tens of nanometers and several millimeters are mixed in the same layer. A design pattern including such a figure is transferred to an imprint mold substrate by lithography using an electron beam or the like, dry etching such as reactive ion etching (RIE), or the like.
例えば、電子ビーム等を用いたレジストパターン形成においては、近接効果の影響が懸念される。また、露光されたレジストの現像において、現像時間が図形の寸法に依存する。一般に、幅が小さな図形ほど早く現像され、寸法変動が大きくなる。そのため、設計パターンの図形をレジストに忠実に描画することができない。その結果、エッチング加工により形成されたインプリントモールドのパターンの寸法変動が生じてしまう。 For example, in the formation of a resist pattern using an electron beam or the like, there is a concern about the influence of the proximity effect. In developing the exposed resist, the development time depends on the size of the figure. In general, a graphic with a smaller width develops faster and the dimensional variation increases. For this reason, the figure of the design pattern cannot be drawn faithfully on the resist. As a result, the dimensional variation of the imprint mold pattern formed by the etching process occurs.
また、描画されたレジストパターンをマスクとして、RIE等により基板を加工する際に、開口幅が大きな図形と小さな図形とではエッチング深さやエッチング加工断面形状が変動する。また、エッチング深さは、パターン密度にも依存する。更に、レジストの描画において、微細な図形に合わせて高解像度の露光条件を用いると、混在する大面積の図形に対する描画時間が増大し描画装置の処理能力が低下してしまう。 Further, when the substrate is processed by RIE or the like using the drawn resist pattern as a mask, the etching depth and the etching processing cross-sectional shape fluctuate between a figure with a large opening width and a figure with a small opening width. The etching depth also depends on the pattern density. Furthermore, in resist drawing, if high-resolution exposure conditions are used in accordance with fine figures, drawing time for mixed large-area figures increases, and the processing capability of the drawing apparatus decreases.
インプリントモールドのエッチング深さを制御するために、基板として積層構造体を用いるものがある(例えば、特許文献1参照。)。パターンを転写する上層に対するエッチング条件ではエッチングされない材料が下層に用いられる。この場合、エッチング深さは上層の厚さで実質的に規定される。しかし、レジストパターンの寸法変動や、エッチング加工断面形状の変動を抑制することはできない。
本発明の目的は、寸法及び断面形状の変動を低減し、処理能力の低下を抑制することが可能なインプリントモールドの製造方法を提供することにある。 The objective of this invention is providing the manufacturing method of the imprint mold which can reduce the fluctuation | variation of a dimension and a cross-sectional shape, and can suppress the fall of processing capability.
本発明の態様によれば、(イ)設計パターンデータに含まれる複数の図形のそれぞれを、寸法が寸法基準値以下の第1図形と寸法基準値より大きな第2図形とに分類し、第1及び第2図形のそれぞれから第1及び第2描画パターンデータを生成する工程と、(ロ)第1描画パターンデータを用いて基板に第1図形を転写する工程と、(ハ)第2描画パターンデータを用いて基板に第2図形を転写する工程とを含むインプリントモールドの製造方法が提供される。 According to the aspect of the present invention, (a) each of a plurality of figures included in the design pattern data is classified into a first figure whose dimension is equal to or smaller than the dimension reference value and a second figure that is larger than the dimension reference value. And (b) a step of transferring the first graphic onto the substrate using the first drawing pattern data, and (c) a second drawing pattern. There is provided a method of manufacturing an imprint mold including a step of transferring a second graphic to a substrate using data.
本発明によれば、寸法及び断面形状の変動を低減し、処理能力の低下を抑制することが可能なインプリントモールドの製造方法を提供することが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to provide the manufacturing method of the imprint mold which can reduce the fluctuation | variation of a dimension and a cross-sectional shape, and can suppress the fall of processing capability.
以下図面を参照して、本発明の形態について説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号が付してある。但し、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones. Therefore, specific thicknesses and dimensions should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
本発明の実施の形態に係るインプリントモールドの製造システムは、図1に示すように、データ生成ユニット70、入力装置84、出力装置85、外部記憶装置86、工程管理ユニット90、及び製造部92等を備える。データ生成ユニット70は、入力部72、分類部74、分割部76、生成部78、出力部80、及び内部メモリ82等を備えている。外部記憶装置86は、設計情報ファイル88等を備える。製造部92は、複数の描画装置94a、94b、・・・、現像装置96、エッチング装置98等を備える。
As shown in FIG. 1, the imprint mold manufacturing system according to the embodiment of the present invention includes a
データ生成ユニット70は、基板に転写される複数の図形を含む設計パターンデータを取得する。取得した複数の図形のそれぞれを、寸法が寸法基準値以下の第1図形と寸法基準値より大きな第2図形とに分類する。分類した第1及び第2図形のそれぞれから第1及び第2描画パターンデータを生成する。
The
データ生成ユニット70は、通常のコンピュータシステムの中央処理装置(CPU)の一部として構成すればよい。入力部72、分類部74、分割部76、生成部78、及び出力部80は、それぞれ専用のハードウェアで構成しても良く、通常のコンピュータシステムのCPUを用いて、ソフトウェアで実質的に等価な機能を有していても構わない。
データ生成ユニット70に接続された外部記憶装置86の設計情報ファイル88は、複数の図形の仕様及び複数の図形のレイアウト等を含むインプリントモールドの設計仕様情報を格納している。また、外部記憶装置86は、データ生成ユニット70で実行される各処理のプログラム命令を記憶している。プログラム命令は必要に応じてデータ生成ユニット70に読み込まれ、演算処理が実行される。外部記憶装置86は、それぞれ、半導体ROM、半導体RAM等の半導体メモリ装置、磁気ディスク装置、磁気ドラム装置、磁気テープ装置などの補助記憶装置で構成してもよく、コンピュータのCPUの主記憶装置で構成しても構わない。
The
The
工程管理ユニット90は、製造部92で実施されるインプリントモールドの製造工程を管理する。また、工程管理ユニット90には、製造部92の各製造装置の装置仕様や製造条件、パターンデータ描画の寸法基準値や面積基準値等が保管されている。例えば、基板に転写されるパターンデータに対して、寸法基準値に基いて、描画装置94a、94b、・・・の中から描画可能な描画装置が指定される。
The
本発明の実施の形態に係るインプリントモールドは、図2に示すように、基板10表面にパターン領域11を有する。パターン領域11には、ラインアンドスペース(L/S)、ドット、ピラー、及びホール等のパターンが配置される。パターン形状は、基板10表面に対して凹型でも凸型でもよい。また、パターンのピッチやアスペクト比(溝深さと開口幅の比の値)は限定されず任意である。本発明の実施の形態では、図3及び図4に示すように、基板10表面に対して凹型の第1パターン12、第2パターン14等の複数のパターンが配置される。第1パターン12の寸法(幅)Wbは、第2パターン14の寸法(幅)Waに比べて小さい。
The imprint mold according to the embodiment of the present invention has a pattern region 11 on the surface of the
光インプリントリソグラフィの場合、基板10として、例えば厚さが6mm〜7mm程度の石英ガラス、耐熱ガラス、フッ化カルシウム(CaF2)、及びフッ化マグネシウム(MgF2)等の透明材料や、これら透明材料の積層構造が用いられる。熱インプリントリソグラフィの場合、基板10として、炭化シリコン(SiC)、Si、SiC/Si、酸化シリコン(SiO2)/Si、及び窒化シリコン(Si3N4)/Si等が用いられる。また、タンタル(Ta)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、及びタングステン(W)等の金属基板であってもよい。
In the case of optical imprint lithography, as the
データ生成ユニット70の入力部72は、設計情報ファイルに格納されているインプリントモールドの設計パターンデータを取得する。設計パターンデータには、例えば、図2に示した第1及び第2パターン12、14等に対応して、基板10に転写される複数の図形が含まれる。
The
分類部74は、取得した複数の図形のそれぞれを、予め定められた寸法基準値に基いて分類する。例えば、寸法基準値を100nmとする。図5に示すように、幅Wbが100nm以下の第1パターン12に対応する第1図形2を第1図形群に分類する。図6に示すように、幅Waが100nmより大きな第2パターン14に対応する第2図形4を第2図形群に分類する。
The
分割部76は、第2図形群に分類された図形の中に、一部が寸法基準値以下の幅となる領域を有する対象図形が有るか検索する。対象図形があれば、寸法基準値以下の幅を有する第1分割図形と寸法基準値より大きな幅を有する第2分割図形に対象図形を分割する。図7に示すように、幅Wbが寸法基準値以下の小面積パターン領域3aと、幅Waが寸法基準値より大きな大面積パターン領域3bからなる図形3が第2図形群に分類される。図8に示すように、図形3から小面積パターン領域3aに対応する第1分割図形2aが分割される。図9に示すように、図形3から大面積パターン領域3bに対応する第2分割図形4aが分割される。第1及び第2分割図形2a、4aのそれぞれは、第1及び第2図形群に分類される。
The dividing
生成部78は、第1及び第2図形群のそれぞれから基板に転写するための第1及び第2描画パターンデータを生成する。出力部80は、生成された第1及び第2描画パターンデータを工程管理ユニット90に伝送する。
The
内部メモリ82は、入力部72で取得された設計パターンデータ、分類部74で分類された図形、分割部76で分割された分割図形、生成部78で生成された描画パターンデータ等を格納する。また、データ生成ユニット70の内部メモリ82又は外部記憶装置86は、データ生成ユニット70におけるパターン処理において、処理途中のデータを一時的に保存する。
The
入力装置84は、キーボード、マウス等の機器を指す。入力装置84から入力操作が行われると対応するキー情報がデータ生成ユニット70に伝達される。出力装置85は、モニタなどの画面を指し、ブラウン管、液晶表示装置(LCD)、発光ダイオード(LED)パネル、エレクトロルミネセンス(EL)パネル等が使用可能である。出力装置85は、データ生成ユニット70により処理されるパターン処理領域や得られるレイアウト等を表示する。
The
製造部92の描画装置94a、94b、・・・は、データ生成ユニット70で生成された描画パターンデータを、工程管理ユニット90を介して取得して基板10上のレジスト膜にパターンを描画する。描画装置94a、94b、・・・として、例えば、スポット電子ビーム描画装置、可変成形電子ビーム描画装置等の荷電粒子ビーム描画装置、レーザビーム描画装置等の光学描画装置、あるいはX線描画装置等の性能が異なる描画装置が含まれていてよい。
The
スポット電子ビーム描画装置、可変成形電子ビーム描画装置、及びレーザビーム描画装置のそれぞれの最小描画線幅は、約20nm以下〜約100nm、約100nm以下〜約2500nm、及び約300nm以上である。しかし、レーザビーム描画装置の処理能力を1とすると、可変成形電子ビーム描画装置及びスポット電子ビーム描画装置は、それぞれ約0.1以下及び0.001以下となる。 The minimum drawing line width of each of the spot electron beam drawing apparatus, the variable shaped electron beam drawing apparatus, and the laser beam drawing apparatus is about 20 nm or less to about 100 nm, about 100 nm or less to about 2500 nm, and about 300 nm or more. However, if the processing capability of the laser beam drawing apparatus is 1, the variable shaped electron beam drawing apparatus and the spot electron beam drawing apparatus are about 0.1 or less and 0.001 or less, respectively.
上記のように、スポット電子ビーム描画装置を用いれば、幅が約20nm以下の図形を描画することが可能であるが、大面積の図形の描画処理に長時間を要する。したがって、大面積の図形の描画には、可変成形電子ビーム描画装置又はレーザビーム描画装置を用いることが望ましい。一方、可変成形電子ビーム描画装置やレーザビーム描画装置では、約100nm以下の微細な図形を設計寸法通りに描画することは困難である。 As described above, if a spot electron beam drawing apparatus is used, it is possible to draw a figure having a width of about 20 nm or less, but it takes a long time to draw a large-area figure. Therefore, it is desirable to use a variable shaped electron beam drawing apparatus or a laser beam drawing apparatus for drawing a large-area figure. On the other hand, it is difficult for a variable shaped electron beam drawing apparatus or a laser beam drawing apparatus to draw a fine figure of about 100 nm or less as designed.
本発明の実施の形態では、寸法基準値として、製品仕様に合わせて、例えば300nm、あるいは100nm、あるいは20nm等の寸法値を定める。寸法基準値以下の第1図形からなる第1描画パターンデータをスポット電子ビーム描画装置で、寸法基準値より大きな第2図形からなる第2描画パターンデータを可変成形電子ビーム描画装置又はレーザビーム描画装置で描画する。例えば、寸法基準値を100nmとすれば、約100nm以下の微細な図形の描画ができ、かつ、描画の処理能力(スループット)の低下を抑制することが可能となる。 In the embodiment of the present invention, a dimension value such as 300 nm, 100 nm, 20 nm, or the like is determined as the dimension reference value according to the product specification. The first drawing pattern data consisting of the first figure below the dimension reference value is the spot electron beam drawing apparatus, and the second drawing pattern data consisting of the second figure larger than the dimension reference value is the variable shaped electron beam drawing apparatus or laser beam drawing apparatus. Draw with. For example, if the dimension reference value is 100 nm, it is possible to draw a fine figure of about 100 nm or less, and to suppress a reduction in drawing processing capacity (throughput).
次に、本発明の実施の形態に係るインプリントモールドの製造方法を、図10に示したフローチャート、及び図11〜図14を用いて説明する。なお、ここでは、図1に示した製造部92には、スポット電子ビームを用いる描画装置94a、及び可変成形電子ビームを用いる描画装置94bが備えられているものとする。また、図5及び図6に示した第1及び第2図形2、4を用いて説明する。分割の対象図形として図7に示した図形3を用いて説明する。
Next, the imprint mold manufacturing method according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the flowchart shown in FIG. 10 and FIGS. Here, it is assumed that the
(イ)ステップS200で、図1に示したデータ生成ユニット70の入力部72により設計情報ファイル88に格納された設計パターンデータが取得される。設計パターンデータには、基板に転写される複数の図形が含まれる。
(A) In step S200, the design pattern data stored in the
(ロ)ステップS201で、入力部72により、工程管理ユニット90から寸法基準値が取得される。寸法基準値として、例えば、100nmが用いられる。
(B) In step S <b> 201, a dimension reference value is acquired from the
(ハ)ステップS202で、図1に示した分類部74により、複数の図形のそれぞれが寸法基準値以下の第1図形2からなる第1図形群と寸法基準値より大きな第2図形4からなる第2図形群とに分類される。
(C) In step S202, the
(ニ)ステップS203で、図1に示した分割部76により、第2図形群に分類された図形の中に、一部が寸法基準値以下の幅となる領域を有する図形3が有るか検索される。
(D) In step S203, the
(ホ)図形3があれば、ステップS204で、分割部76により、寸法基準値以下の幅を有する第1分割図形2aと寸法基準値より大きな幅を有する第2分割図形4aに図形3が分割される。第1及び第2分割図形2a、4aは、分類部74により、それぞれ第1及び第2図形群に分類される。
(E) If there is the figure 3, in step S204, the dividing
(ヘ)ステップS205で、図1に示した生成部78により、第1及び第2図形群のそれぞれから第1及び第2描画パターンデータが生成される。
(F) In step S205, the
(ト)ステップS206で、図1に示した出力部80により、生成された第1及び第2描画パターンデータが工程管理ユニット90に伝送される。
(G) In step S206, the
(チ)ステップS207で、図1に示した工程管理ユニット90により、第1描画パターンデータが図1に示した描画装置94aに、第2描画パターンデータが図1に示した描画装置94bに伝送される。
(H) In step S207, the
(リ)図11に示すように、基板10の表面に電子ビーム用のレジスト膜50が塗布される。基板10には、例えば、厚さが約6.35mmの石英基板等が用いられる。描画装置94aにより、第1描画パターンデータを用いて、レジスト膜50が露光される。
(I) As shown in FIG. 11, a resist
(ヌ)図12に示すように、図1に示した現像装置96により、レジスト膜50が現像されて、第1図形2に対応する第1レジストパターン52が描画される。引き続き、描画装置94bにより、第2描画パターンデータを用いて、第1レジストパターン52が形成されたレジスト膜50が露光される。
(N) As shown in FIG. 12, the resist
(ル)図13に示すように、現像装置96により、レジスト膜50が現像されて、第2図形4に対応する第2レジストパターン56が描画される。
(L) As shown in FIG. 13, the developing
(ヲ)図14に示すように、図1に示したエッチング装置98により、レジスト膜50をマスクとして、ドライエッチング等により第1及び第2レジストパターン52、56に対応する第1及び第2パターン12、14が基板10に形成される。その後、レジスト膜50が除去される。このようにして、インプリントモールドが製造される。
(E) As shown in FIG. 14, the first and second patterns corresponding to the first and second resist
本発明の実施の形態では、高解像度が要求される寸法基準値以下の第1図形2からなる第1描画パターンデータが、スポット電子ビームを用いる描画装置94aで露光される。寸法基準値より大きな第2図形からなる第2描画パターンデータは、高処理能力を有する可変成形電子ビームを用いる描画装置94bで露光される。その結果、処理能力の低下を抑制して、設計パターンデータに忠実な第1及び第2レジストパターン52、56を描画することができる。
In the embodiment of the present invention, the first drawing pattern data composed of the first graphic 2 having a dimension reference value or less that requires high resolution is exposed by the
なお、上記の説明では、第1レジストパターン52を現像した後に、第2描画パターンデータの露光が行われている。しかし、第1レジストパターン52の現像前に第2描画パターンデータを露光してもよい。
In the above description, the second drawing pattern data is exposed after the first resist
例えば、図15に示すように、描画装置94aにより、基板10表面に塗布されたレジスト膜50に第1描画パターンデータを用いて露光して第1潜像51aを形成する。引き続き、図16に示すように、描画装置94bにより、レジスト膜50に第2描画パターンデータを用いて露光して第2潜像51bを形成する。その後、図17に示すように、現像装置96により、レジスト膜50が現像され、第1及び第2潜像51a、51bに対応して第1及び第2レジストパターン52、56を描画することができる。
For example, as shown in FIG. 15, the
また、レジスト膜50のエッチング耐性を補強するために、ハードマスクを用いてもよい。例えば、図18に示すように、基板10の表面にレジスト膜50を用いて第1及び第2図形2、4にそれぞれ対応する開口部53、57を有するハードマスク40を形成する。ハードマスク40として、アルミニウム(Al),チタン(Ti)、タンタル(Ta)、及びクロム(Cr)等の金属、モリブデンシリサイド(MoSi)、及びタンタルシリサイド(TaSi)等の金属シリサイド等が用いられる。また、ハードマスク40として、金属やSi等の酸化物、窒化物、炭化物等を用いてもよい。
Further, in order to reinforce the etching resistance of the resist
(変形例)
本発明の実施の形態の変形例に係るインプリントモールドの製造方法は、基板のドライエッチング方法に関する。本発明の実施の形態において説明したように、寸法基準値を用いて分類された第1及び第2図形2、4のそれぞれを、異なる描画装置94a、94bにより描画することにより、設計仕様を満足する寸法の第1及び第2レジストパターン52、56を形成することができる。このように形成したレジストパターンをマスクとして、RIE等のドライエッチングを行なうと、レジストパターンの開口面積により基板に形成したパターンのエッチング深さや断面形状が変動する場合がある。
(Modification)
The manufacturing method of the imprint mold which concerns on the modification of embodiment of this invention is related with the dry etching method of a board | substrate. As described in the embodiment of the present invention, the first and
例えば、図19及び図20に示すように、六フッ化イオウ(SF6)を用いるRIEにより、Si基板等の基板10に距離Wyで隣接した第1及び第2パターン112、114を形成した。ここで、第1パターン112の幅Wxbは、約1μm又は約5μmである。第1及び第2パターン112の深さDxb、Dxaは、原子間力顕微鏡(AFM)で測定した。
For example, as shown in FIGS. 19 and 20, first and
図21は、第2パターン114の幅Wxaを約1μmから約1130μmの範囲で変化させた場合の第1及び第2パターンの深さDxb、Dxaの変動を示す図である。距離Wyは約1μmである。図21に示すように、第2パターン114の深さDxaは、幅Wxaとともに増加し、約1mm以上でほぼ一定となる。一方、第1パターン112の深さDxbは幅Wxaとともに減少する傾向にある。また、幅Wxbが約1μmの第1パターンに比べ、約5μmの第1パターンの方が深さDxbは約2倍大きい。
FIG. 21 is a diagram showing fluctuations in the depths Dxb and Dxa of the first and second patterns when the width Wxa of the
図22は、距離Wyを約1μmから約1000μmの範囲で変化させた場合の第1及び第2パターンの深さDxb、Dxaの変動を示す図である。第2パターン114の幅Wxaは約1130μmに固定している。図22に示すように、第1パターン112の深さDxbは距離Wyと共に増加し、距離Wyが約100μm以上ではほぼ一定となる。また、幅Wxbが約1μmの第1パターンに比べ、約5μmの第1パターンの方が深さDxbは約2倍大きい。
FIG. 22 is a diagram showing fluctuations in the depths Dxb and Dxa of the first and second patterns when the distance Wy is changed in the range of about 1 μm to about 1000 μm. The width Wxa of the
また、図23及び図24に示すように、四フッ化炭素(CF4)を用いるRIEにより、石英基板等の基板10にライン部118を挟んで開口部116を配列したL/Sパターンを形成した。ライン幅Wlと開口幅Wsの比は略1:1である。開口部116の深さDsはAFMにより測定した。また、ライン部118の表面に対する開口部116の側面の傾斜角θは、走査型電子顕微鏡(SEM)により測定した。
As shown in FIGS. 23 and 24, an L / S pattern in which
図25は、CF4を用いるRIEにより石英基板をエッチングした際、開口幅Wsを変化させた場合の深さDsの変動を示す図である。図25から、開口幅Wsが約400nm以下に減少すると深さDsが減少することが判る。また、開口幅Wsが約400nm以上では、深さDsはほぼ一定値となる。 FIG. 25 is a diagram showing the variation of the depth Ds when the opening width Ws is changed when the quartz substrate is etched by RIE using CF 4 . FIG. 25 shows that the depth Ds decreases as the opening width Ws decreases to about 400 nm or less. In addition, when the opening width Ws is about 400 nm or more, the depth Ds becomes a substantially constant value.
図26は、CF4を用いるRIEにより石英基板をエッチングした際、開口幅Wsを変化させた場合の傾斜角θの変動を示す図である。図26から、開口幅Wsの増加と共に傾斜角θは増加し、約500nm以上で約90°となることが判る。 FIG. 26 is a diagram showing a change in the inclination angle θ when the opening width Ws is changed when the quartz substrate is etched by RIE using CF 4 . From FIG. 26, it can be seen that the inclination angle θ increases as the opening width Ws increases, and reaches about 90 ° at about 500 nm or more.
このように、RIEによりエッチングして形成したパターンの深さ及び側面の傾斜角が、パターンの寸法に依存し、かつ、隣接するパターン間の距離にも依存することがわかる。エッチング条件を調整することにより、製造誤差の範囲内でパターン寸法に対するエッチング深さ及び傾斜角の依存性を抑制することは可能である。 Thus, it can be seen that the depth of the pattern formed by etching by RIE and the inclination angle of the side surface depend on the pattern dimension and also on the distance between adjacent patterns. By adjusting the etching conditions, it is possible to suppress the dependency of the etching depth and the inclination angle on the pattern dimensions within the range of manufacturing errors.
例えば、図27に示すように、レジスト膜50に約100nm以下の小開口面積の第1レジストパターン152と約100nmより大きな大開口面積の第2レジストパターン156を介して基板10をRIE等によりエッチングする。
For example, as shown in FIG. 27, the
小開口面積のパターンに対する最適エッチング条件を用いてRIEを行うと、図28に示すように、第1レジストパターン152に対応する第1パターン22が所望の深さ及び断面形状で形成される。しかし、第2レジストパターン156に対応する第2パターン24aにおいては、露出した基板10表面が粗化されるだけでエッチングはほとんど進行しない。
When RIE is performed using optimum etching conditions for a pattern with a small opening area, as shown in FIG. 28, the
逆に、大開口面積のパターンに対する最適エッチング条件を用いてRIEを行うと、図29に示すように、第2レジストパターン156に対応する第2パターン24が所望の深さ及び断面形状で形成される。しかし、第1レジストパターン152に対応する第1パターン22aにおいては、露出した基板10表面が粗化されるだけでエッチングはほとんど進行しない。あるいは、図30に示すように、エッチングは進行するが、第1レジストパターン152近傍のレジスト膜50の界面に幅Wuのアンダーカットが生じる場合もある。このような場合、断面形状は設計仕様とは大きく異なり、得られる深さDdも第2パターン24の深さDaに比べて小さくなる。
On the other hand, when RIE is performed using the optimum etching conditions for the pattern with a large opening area, the
上記のように、レジスト膜50をマスクとしてRIE等のドライエッチングによりパターンを形成する場合、所望の深さ及び断面形状を得るエッチング条件はレジストパターンの開口面積により異なる。実施の形態の変形例では、実施の形態と同様に、設計パターンデータに含まれる複数の図形を、寸法基準値以下の第1図形と寸法基準値より大きな第2図形に分類する。
As described above, when a pattern is formed by dry etching such as RIE using the resist
まず、基板に塗布したレジスト膜に第1図形を描画して形成した第1レジストパターンを用いて、ドライエッチングにより第1パターンを基板に形成する。次に、新たに基板に塗布したレジスト膜に第2図形を描画して形成した第2レジストパターンを用いて、ドライエッチングにより第2パターンを基板に形成する。第1及び第2パターンそれぞれのエッチングにおいて、レジストパターンの開口面積に合わせて異なるエッチング条件を用いることができる。したがって、第1及び第2パターンそれぞれのエッチング深さ及び断面形状を製造誤差の範囲内で制御することが可能である。 First, a first pattern is formed on a substrate by dry etching using a first resist pattern formed by drawing a first figure on a resist film applied to the substrate. Next, a second pattern is formed on the substrate by dry etching using a second resist pattern formed by drawing a second figure on a resist film newly applied to the substrate. In the etching of each of the first and second patterns, different etching conditions can be used in accordance with the opening area of the resist pattern. Therefore, it is possible to control the etching depth and the cross-sectional shape of each of the first and second patterns within the range of manufacturing errors.
次に、本発明の実施の形態の変形例に係るインプリントモールドの製造方法を、図31〜図36を用いて説明する。なお、図1に示した製造部92には、スポット電子ビームを用いる描画装置94a、及び可変成形電子ビームを用いる描画装置94bが備えられている。寸法基準値として、例えば、100nmが用いられる。また、図5及び図6に示した第1及び第2図形2、4を用いた第1及び第2描画パターンデータの生成方法は、実施の形態と同様であるので、重複する記載は省略する。
Next, a method for manufacturing an imprint mold according to a modification of the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
(イ)まず、データ生成ユニット70で生成された第1及び第2パターンデータが、工程管理ユニット90により、描画装置94a、94bにそれぞれ伝送される。
(A) First, the first and second pattern data generated by the
(ロ)図31に示すように、基板10の表面に電子ビーム用のレジスト膜(第1レジスト膜)50が塗布される。基板10には、例えば、厚さが約6.35mmの石英基板等が用いられる。描画装置94aにより、第1描画パターンデータを用いて、レジスト膜50が露光される。
(B) As shown in FIG. 31, a resist film (first resist film) 50 for electron beam is applied to the surface of the
(ハ)図32に示すように、現像装置96により、レジスト膜50が現像されて、第1図形2に対応する第1レジストパターン52が描画される。
(C) As shown in FIG. 32, the developing
(ニ)図33に示すように、エッチング装置98により、レジスト膜50をマスクとして、RIE等のドライエッチングにより第1レジストパターン52に対応する第1パターン12が基板10に形成される。ドライエッチングでは、寸法基準値である100nm以下の開口面積のパターンに対する最適なエッチング条件が用いられる。
(D) As shown in FIG. 33, the etching apparatus 98 forms the
(ホ)図34に示すように、第1パターン12が形成された基板10の表面に電子ビーム用のレジスト膜(第2レジスト膜)54が塗布される。描画装置94bにより、第2描画パターンデータを用いて、レジスト膜54が露光される。
(E) As shown in FIG. 34, a resist film (second resist film) 54 for electron beam is applied to the surface of the
(ヘ)図35に示すように、現像装置96により、レジスト膜54が現像されて、第2図形4に対応する第2レジストパターン56が描画される。
(F) As shown in FIG. 35, the developing
(ト)図36に示すように、エッチング装置98により、レジスト膜54をマスクとして、RIE等のドライエッチングにより第2レジストパターン56に対応する第2パターン14が基板10に形成される。ドライエッチングでは、寸法基準値である100nmより大きな開口面積のパターンに対する最適なエッチング条件が用いられる。その後、レジスト膜54が除去される。このようにして、インプリントモールドが製造される。
(G) As shown in FIG. 36, the etching apparatus 98 forms the
本発明の実施の形態に係るインプリントモールドの製造方法においては、寸法基準値に基いて分類した第1及び第2図形のそれぞれから第1及び第2描画パターンデータを生成する。第1及び第2描画パターンデータそれぞれは、性能の異なる描画装置94a、94bにより露光される。したがって、描画工程の処理能力の低下を抑制して、設計パターンデータに忠実な第1及び第2レジストパターン52、56を描画することができる。また、第1及び第2パターン12、14は、それぞれ単独のドライエッチングにより形成される。したがって、それぞれのドライエッチングにおいて、第1及び第2レジストパターン52、56の開口面積に基いた最適エッチング条件を適用することができる。その結果、第1及び第2パターン12、14の寸法及び断面形状の変動を低減することが可能となる。
In the imprint mold manufacturing method according to the embodiment of the present invention, first and second drawing pattern data are generated from each of the first and second graphics classified based on the dimension reference value. Each of the first and second drawing pattern data is exposed by drawing
なお、第1及び第2パターン12、14エッチング深さの制御は、予め取得したエッチング速度のデータに基いて、時間制御で行えばよい。また、第2図形に寸法が約5μm以上のパターンが含まれる場合、第2パターン14のドライエッチング中に紫外光の干渉を用いたその場(in situ)測定によりエッチング深さを制御することが可能である。
The control of the etching depths of the first and
また、第2パターン14の断面形状を制御するため、第2図形4を更に分割してもよい。例えば、図37に示すように、第2図形4を、寸法基準値の幅Weで第2図形4の外周を含む第1分割図形4bと、第1分割図形4bの内側の第2分割図形4cに分割する。第2分割図形4cが寸法基準値より大きい場合、図38に示すように、第1分割図形4bを第1図形2と共に第1図形群に分類する。また、図39に示すように、第2分割図形4cを第2図形群に分類する。
Further, in order to control the cross-sectional shape of the
第2分割図形4bは、第1描画パターンデータに含まれ、第1パターン12と共にドライエッチングにより形成される。第2分割図形4cは、第2描画パターンデータに含まれ、第2分割図形4bとは別にドライエッチングにより形成される。したがって、第1及び第2分割図形4b、4cに対応して形成される第2パターン14の側面を、第1パターン12と実質的に同じ傾斜角とすることができる。したがって、第1及び第2パターン12、14の断面形状の相違をより小さく抑制することが可能となる。
The second divided figure 4 b is included in the first drawing pattern data and is formed by dry etching together with the
また、図40に示すように、第1図形の中の複数の対象図形6a、6b、6cが幅Wcを有し、寸法基準値以下の間隔Wdで配列されている場合がある。このような場合、パターン密度が約30%を超えるとローディング効果等により形成されるパターンのエッチング深さの変動が大きくなる。 In addition, as shown in FIG. 40, there are cases where a plurality of target figures 6a, 6b, 6c in the first figure have a width Wc and are arranged at intervals Wd that are equal to or smaller than the dimension reference value. In such a case, when the pattern density exceeds about 30%, the variation in the etching depth of the pattern formed due to the loading effect or the like becomes large.
例えば、密度基準値を30%とする。対象図形6a、6b、6cが密度基準値以上のパターン密度で配列されている場合、図41及び図42に示すように、密度基準値以下となるように対象図形6a、6b、6cを第3分割図形(6a、6c)と第4分割図形6bに分割する。第3分割図形(6a、6c)を第1図形群に、第4分割図形6bを第3図形群に分類する。第3図形から第3描画パターンデータを生成する。第3描画パターンデータを用いて基板10に第3図形を転写する。ここで、第3図形の転写工程は、第1及び第2図形の転写工程とは独立して実施する。第3及び第4分割図形(6a、6c)、6bのパターン密度は、それぞれ密度基準値以下であるので、エッチング深さの変動を抑制することができる。
For example, the density reference value is set to 30%. When the target figures 6a, 6b, and 6c are arranged with a pattern density equal to or higher than the density reference value, as shown in FIGS. 41 and 42, the target figures 6a, 6b, and 6c are thirdly set so as to be lower than the density reference value. The divided figure (6a, 6c) and the fourth divided figure 6b are divided. The third divided figure (6a, 6c) is classified into the first figure group, and the fourth divided figure 6b is classified into the third figure group. Third drawing pattern data is generated from the third graphic. The third graphic is transferred to the
(その他の実施の形態)
上記のように、本発明の実施の形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者にはさまざまな代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
(Other embodiments)
Although the embodiments of the present invention have been described as described above, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
本発明の実施の形態においては、寸法基準値を用いて第1及び第2図形2、4に分類している。しかし、複数の寸法基準値を設定して3以上の図形に分類してもよい。例えば、寸法基準値として、20nmと300nmを設定する。寸法が20nm以下の図形を第1図形、20nmより大きく300nm以下の図形を第2図形、及び300nmより大きい図形を第3図形とする。第1〜第3図形のそれぞれに対して、スポット電子ビーム、可変成形電子ビーム、及びレーザビームを用いて描画すれば、処理能力を更に向上させることが可能となる。により描画する。
In the embodiment of the present invention, the first and
また、本発明の実施の形態の説明では省略したが、第1及び第2描画パターンデータの露光に際して、アライメントマークが設けられる。例えば、アライメントマークを、図2に示したパターン領域11の外側の基板10表面に設けることができる。あるいは、第1描画パターンデータにアライメントマーク用のパターンを付与してもよい。
Although omitted in the description of the embodiment of the present invention, alignment marks are provided when the first and second drawing pattern data are exposed. For example, an alignment mark can be provided on the surface of the
このように、本発明はここでは記載していないさまざまな実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係わる発明特定事項によってのみ定められるものである。 As described above, the present invention naturally includes various embodiments that are not described herein. Accordingly, the technical scope of the present invention is defined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description.
2…第1図形
4…第2図形
10…基板
11…パターン領域
12…第1パターン
14…第2パターン
50…レジスト膜(第1レジスト膜)
52…第1レジストパターン
54…レジスト膜(第2レジスト膜)
56…第2レジストパターン
DESCRIPTION OF
52... First resist
56. Second resist pattern
Claims (3)
基板を準備する工程と、
前記第1描画パターンデータを用いて前記基板に前記第1図形を転写する工程と、
前記第2描画パターンデータを用いて前記基板に前記第2図形を転写する工程
とを含み、
前記第1及び第2描画パターンデータを生成する工程において、前記寸法基準値の幅で前記第2図形の外周を含む第1分割図形と前記第1分割図形の内側の第2分割図形とに分割するステップ、前記第2分割図形の寸法が前記寸法基準値より大きい場合、前記第1分割図形を第1図形、前記第2分割図形を第2図形に分類するステップを更に含み、
前記第1図形を転写する工程が、
前記基板上に塗布された第1レジスト膜に第1描画装置で前記第1描画パターンデータを用いて第1レジストパターンを描画するステップ、前記第1レジストパターンをマスクとして前記第1レジストパターンの開口面積に応じた条件で前記基板の一部を除去するステップとを含み、
前記第2図形を転写する工程が、
前記基板上に塗布された第2レジスト膜に前記第1描画装置よりも最小描画線幅の大きな第2描画装置で前記第2描画パターンデータを用いて第2レジストパターンを描画するステップ、前記第2レジストパターンをマスクとして前記第2レジストパターンの開口面積に応じた条件で前記基板の一部を除去するステップとを含む
ことを特徴とするインプリントモールドの製造方法。 Each of the plurality of figures included in the design pattern data is classified into a first figure having a dimension that is less than or equal to a dimension reference value and a second figure that is greater than the dimension reference value. Generating first and second drawing pattern data;
Preparing a substrate;
Transferring the first graphic to the substrate using the first drawing pattern data;
Transferring the second graphic to the substrate using the second drawing pattern data,
In the step of generating the first and second drawing pattern data, division into a first divided graphic including the outer periphery of the second graphic and a second divided graphic inside the first divided graphic with a width of the dimension reference value A step of classifying the first divided graphic into a first graphic and the second divided graphic into a second graphic when the dimension of the second divided graphic is larger than the dimension reference value;
Transferring the first graphic;
Drawing a first resist pattern on the first resist film applied on the substrate by using the first drawing pattern data with a first drawing apparatus, and opening the first resist pattern using the first resist pattern as a mask Removing a part of the substrate under conditions according to the area,
The step of transferring the second graphic
Drawing a second resist pattern on the second resist film applied on the substrate by using the second drawing pattern data by a second drawing device having a minimum drawing line width larger than that of the first drawing device; And a step of removing a part of the substrate under a condition corresponding to an opening area of the second resist pattern using two resist patterns as a mask.
前記第3描画パターンデータを用いて前記基板に前記第3図形を転写する工程
とを更に含む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の製造方法。 When the plurality of target figures in the first figure are arranged at intervals equal to or smaller than the dimension reference value and at a pattern density equal to or higher than the density reference value, the plurality of target figures are set to be equal to or less than the density reference value. Dividing the target graphic into a third divided graphic and a fourth divided graphic; classifying the third divided graphic into the first graphic; and classifying the fourth divided graphic into a third graphic; Generating third drawing pattern data;
The third drawing pattern producing method of the imprint mold according to claim 1 or 2 data using, characterized in that it further comprises a step of transferring the third figure to the substrate.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007107415A JP5104000B2 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Manufacturing method of imprint mold |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007107415A JP5104000B2 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Manufacturing method of imprint mold |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008265028A JP2008265028A (en) | 2008-11-06 |
JP5104000B2 true JP5104000B2 (en) | 2012-12-19 |
Family
ID=40045243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007107415A Active JP5104000B2 (en) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | Manufacturing method of imprint mold |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5104000B2 (en) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101563684B1 (en) | 2008-11-10 | 2015-10-28 | 삼성전자주식회사 | Master for imprint and method of manufacturing the same |
JP2011045981A (en) * | 2009-08-28 | 2011-03-10 | Ritsumeikan | Mems and method for manufacturing same |
JP5482188B2 (en) * | 2009-12-24 | 2014-04-23 | 大日本印刷株式会社 | Method for producing nanoimprint mold for optical element production |
DE102010029539B4 (en) * | 2010-06-01 | 2018-03-08 | Robert Bosch Gmbh | Micromechanical component and production method for a micromechanical component |
WO2012014299A1 (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-02 | パイオニア株式会社 | Method for producing mold and base plate for mold |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63316055A (en) * | 1987-06-19 | 1988-12-23 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JP3679195B2 (en) * | 1996-06-04 | 2005-08-03 | 松下電器産業株式会社 | Etching method |
JPH10189415A (en) * | 1996-12-26 | 1998-07-21 | Hitachi Ltd | Method and device for forming resist pattern |
JP2004212482A (en) * | 2002-12-27 | 2004-07-29 | Fujitsu Ltd | Manufacture method of photomask |
JP2007027361A (en) * | 2005-07-15 | 2007-02-01 | Toppan Printing Co Ltd | Mold for imprint |
-
2007
- 2007-04-16 JP JP2007107415A patent/JP5104000B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2008265028A (en) | 2008-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5104000B2 (en) | Manufacturing method of imprint mold | |
KR101420907B1 (en) | Photomask and methods for manufacturing and correcting photomask | |
JPH10282635A (en) | Method for correcting pattern data, electron beam writing method, photomask and its manufacture, exposure method, semiconductor device and its production and pattern data correcting device | |
CN101305319A (en) | Photomask and method for forming a non-orthogonal feature on the same | |
CN103365072B (en) | For the method generating mask pattern | |
CN109491193A (en) | Photomask and its modification method, manufacturing method, the manufacturing method of display device | |
US20230288813A1 (en) | Method of manufacturing photo masks | |
JP2003503756A (en) | Phase shift photomask for patterning high-density features | |
US9213233B2 (en) | Photolithography scattering bar structure and method | |
US20240143887A1 (en) | Method and system for reducing layout distortion due to exposure non-uniformity | |
JP5356114B2 (en) | Exposure mask and method of manufacturing semiconductor device | |
US9927694B2 (en) | Pattern data generation method, pattern data generation device, and mask | |
Naya et al. | Near-field optical photolithography for high-aspect-ratio patterning using bilayer resist | |
JP5104832B2 (en) | Photomask correction method and corrected photomask | |
US20120135341A1 (en) | Method for double patterning lithography and photomask layout | |
JP4431574B2 (en) | Electron beam exposure data correction method | |
JP6277588B2 (en) | Pattern forming method and nanoimprint template manufacturing method | |
CN115280192B (en) | Formation of depth-variable structures by laser ablation | |
US9946150B2 (en) | Light reflection type lithography mask, its manufacturing method, mask data generation method and mask blank | |
JP2010191398A (en) | Inspection method of multi-gradation photomask | |
JP5428401B2 (en) | Method for producing convex pattern formed body | |
KR102337235B1 (en) | Halt-tone phase shift mask and manufacturing method | |
TW201913812A (en) | Euv patterning using photomask substrate topography | |
JP2009170863A (en) | Method of forming pattern of semiconductor device | |
US7732102B2 (en) | Cr-capped chromeless phase lithography |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091222 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111221 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120110 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120206 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120529 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120705 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20120904 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20120917 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5104000 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151012 Year of fee payment: 3 |