JP5786152B2 - Design method of mold for nanoimprint - Google Patents
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Description
本発明は、半導体素子、光学素子等の製造に使用されるナノインプリント用モールドの設計方法に関する。 The present invention relates to a method for designing a nanoimprint mold used for manufacturing semiconductor elements, optical elements and the like.
高集積LSIや微細光学素子の製造においては、微細パターンの加工を低コストで実現するための技術がますます重要になってきている。そのような技術の一つとして、ナノインプリントリソグラフィがある(例えば、特許文献1参照)。 In the manufacture of highly integrated LSIs and fine optical elements, techniques for realizing fine pattern processing at a low cost are becoming increasingly important. One such technique is nanoimprint lithography (see, for example, Patent Document 1).
ナノインプリントリソグラフィは、表面に予め所望の凹凸パターンが形成されたモールド(金型)を用い、このモールドのパターンを基板上に形成した樹脂膜に直接押し付けることにより、樹脂膜の表面に凹凸パターンを形成する技術をいう。 Nanoimprint lithography uses a mold (mold) with a desired concavo-convex pattern formed on the surface in advance, and presses the mold pattern directly onto the resin film formed on the substrate, thereby forming the concavo-convex pattern on the surface of the resin film. The technology to do.
ナノインプリントリソグラフィは、単純な方法によって凹凸パターンを形成することができ、更に近年、数十nm〜数nmの超微細なパターンを形成できることがわかってきたため、50nm以下のパターニングが必要とされる次世代リソグラフィ技術の候補として期待されている。 Nanoimprint lithography can form uneven patterns by a simple method, and in recent years, it has been found that ultrafine patterns of several tens to several nanometers can be formed, so the next generation that requires patterning of 50 nm or less It is expected as a candidate for lithography technology.
図9を参照して、ナノインプリントリソグラフィにおける凹凸パターンの作製工程について簡単に説明する。図9はナノインプリントリソグラフィの主要な工程を示す断面図である。 With reference to FIG. 9, the manufacturing process of the uneven | corrugated pattern in nanoimprint lithography is demonstrated easily. FIG. 9 is a cross-sectional view showing the main steps of nanoimprint lithography.
最初に、図9(a)に示すように、微細構造体となる、基板1の上に樹脂で形成されたレジスト膜2を所定の温度に加熱すると共に、その上方にピストンロッド(図示せず)に固定されたモールド3を配置する。次に、図9(b)に示すように、ピストンロッドを動作させてモールド3を下降させ、レジスト膜2を所定の圧力でプレスする。最後に、図9(c)に示すように、モールド3を上昇させてレジスト膜2から引き離す。このようにしてモールド3の微細な凹凸パターンが基板1上のレジスト膜2に転写される。
First, as shown in FIG. 9A, a
上述のナノインプリントリソグラフィに用いられるモールド3の作製方法について簡単に説明する。ナノインプリント用のモールドはフォトマスクと同様の方法で作製される。具体的には、炭化ケイ素等からなる基板の表面にメタルマスク層を形成した後、その上にレジストを塗布する。このレジスト膜に電子線や紫外線を用いて微細なパターンを描画し、オルトキシレン液等を用いて現像する。次に、反応性ガスを用いてドライエッチングする。
A method for producing the
ドライエッチング工程において、最初、メタルマスク層がエッチングされ、次いで基板がエッチングされていく。メタルマスク層が消滅する程度にドライエッチングを継続すると、凹凸パターンが形成されたモールドが完成する。 In the dry etching process, the metal mask layer is first etched and then the substrate is etched. If dry etching is continued to such an extent that the metal mask layer disappears, a mold having a concavo-convex pattern is completed.
上述したように、ナノインプリントリソグラフィでは、樹脂材料で形成されたレジスト膜を熱または紫外線を用いて硬化させるが、硬化の際に収縮による寸法誤差(Critical Dimension Error、以降「CDエラー」という)が生じる。 As described above, in nanoimprint lithography, a resist film formed of a resin material is cured using heat or ultraviolet rays, but a dimensional error (Critical Dimension Error, hereinafter referred to as “CD error”) occurs due to shrinkage during curing. .
このため高い寸法精度が要求される半導体素子などへの応用においては、モールドを設計する際に、三次元的な形状変化を含めた収縮を予測し、収縮の影響を補償する必要がある。 For this reason, in application to a semiconductor element or the like that requires high dimensional accuracy, it is necessary to predict shrinkage including three-dimensional shape change and compensate for the shrinkage when designing a mold.
金型を用いて樹脂を射出成形する分野においては、冷却に伴う樹脂の収縮を考慮して金型の設計を行う方法が提案され、普及している(例えば、特許文献2参照)。 In the field of resin injection molding using a mold, a method for designing a mold in consideration of shrinkage of the resin accompanying cooling has been proposed and spread (for example, see Patent Document 2).
しかし、ナノインプリントリソグラフィの分野においては、樹脂の収縮を補償してモールドの設計を行う方法について、未だ具体的な提案はなされていない。 However, in the field of nanoimprint lithography, no specific proposal has yet been made for a method of designing a mold by compensating for resin shrinkage.
本発明は上述の問題点に鑑みてなされたもので、樹脂の収縮を補償して設計値とほぼ等しい寸法のパターンを実現できるナノインプリント用モールドの設計方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a nanoimprint mold design method capable of compensating for resin shrinkage and realizing a pattern having a dimension substantially equal to a design value.
上述の目的を達成するため、本発明にかかるナノインプリント用モールドの設計方法は、等間隔に配列された複数の凹凸のパターンを有し、プレスによりそのパターンを柔軟な材料でできた膜に転写するナノインプリント用モールドの設計方法であって、
前記膜の表面に形成される凸部のパターンが、線幅w1、高さh1、長さL1の直方体であるとき、前記凸部に対応する前記ナノインプリント用モールドの凹部の線幅を、下記式(1)を用いて算出される線幅w3とすることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a method for designing a mold for nanoimprinting according to the present invention has a plurality of uneven patterns arranged at equal intervals, and the pattern is transferred to a film made of a flexible material by pressing. A method for designing a mold for nanoimprinting,
When the pattern of the convex portions formed on the surface of the film is a rectangular parallelepiped having a line width w 1 , a height h 1 , and a length L 1 , the line width of the concave portion of the nanoimprint mold corresponding to the convex portion is set. The line width w 3 is calculated using the following formula (1).
上述のナノインプリント用モールドの設計方法において、線幅w1に対して長さL1が2倍未満であるとき前記補正係数kは1.0、線幅w1に対して長さL1が2倍以上20倍未満であるとき前記補正係数kは1.0〜1.6、線幅w1に対して長さL1が20倍以上であるとき前記補正係数kは1.6であることが好ましい。また前記補正次数nは2であることが好ましい。
Method of designing a mold for nanoimprinting of the above, the aforementioned correction coefficient k when the length L 1 with respect to the line width w 1 is less than 2 times 1.0, the length L 1 with respect to the line width w 1 is 2 The correction coefficient k is 1.0 to 1.6 when it is more than twice and less than 20 times, and the correction coefficient k is 1.6 when the length L 1 is 20 times or more with respect to the line width w 1 . Is preferred. The correction order n is preferably 2.
また本発明にかかるナノインプリント用モールドの設計方法は、等間隔に配列された複数の凹凸のパターンを有し、プレスによりそのパターンを柔軟な材料でできた膜に転写するナノインプリント用モールドの設計方法であって、
前記膜の表面に形成される凸部のパターンが、線幅w1、高さh1、長さL1の直方体であるとき、前記凸部に対応する前記ナノインプリント用モールドの凹部の高さを、下記式(3)を用いて算出される高さh3とすることを特徴とする。
The nanoimprint mold design method according to the present invention is a nanoimprint mold design method having a plurality of uneven patterns arranged at equal intervals and transferring the pattern to a film made of a flexible material by pressing. There,
When the convex pattern formed on the surface of the film is a rectangular parallelepiped having a line width w 1 , a height h 1 , and a length L 1 , the height of the concave portion of the nanoimprint mold corresponding to the convex portion is set. The height h 3 is calculated using the following formula (3).
上述のナノインプリント用モールドの設計方法において、前記補正係数kは1.65、前記補正次数nは2であることが好ましい。
In the nanoimprint mold design method described above, it is preferable that the correction coefficient k is 1.65 and the correction order n is 2.
本発明のナノインプリント用モールドの設計方法を採用すれば、樹脂の収縮を補償して設計値とほぼ等しい寸法の凹凸パターンを実現できる。 By employing the nanoimprint mold design method of the present invention, it is possible to compensate for resin shrinkage and realize a concavo-convex pattern having dimensions approximately equal to the design value.
以下、本発明の実施の形態にかかるナノインプリント用モールド(以降、「モールド」と略す)の設計方法について、図面を参照して説明する。 A method for designing a nanoimprint mold (hereinafter abbreviated as “mold”) according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(実施の形態1)
図1に、モールドを用いて製造される微細構造体の概観を示す。本発明では、一般に「Line & Space」パターンと呼ばれる凸部と凹部が所定の間隔で繰り返し配置された微細構造体を製造することを前提としている。図中、図9に示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付している。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an overview of a microstructure manufactured using a mold. In the present invention, it is assumed that a fine structure generally called a “Line & Space” pattern in which convex portions and concave portions are repeatedly arranged at a predetermined interval is manufactured. In the figure, members having the same functions as those shown in FIG.
図1に示すように、微細構造体20は、後述のモールド3を用いてレジスト膜2をプレス加工したもので、残膜層21の上に線幅w、高さh、長さLの直方体形状の凸部22が所定の間隔で繰り返し形成されている。
As shown in FIG. 1, a
レジスト膜2に使用する樹脂材料は硬化方式によって異なる。熱硬化方式を採用した場合には、例えば、アクリル樹脂の一種であるポリメタクリルメチル酸(PMMA)が用いられる。一方、光硬化方式を採用した場合、例えば、光硬化樹脂の一種である「PAK−01」(東洋合成社商品名)が用いられる。
The resin material used for the
<モールドの線幅方向における設計方法>
以下、本発明にかかるモールドの設計方法のうち、モールドの線幅方向における設計方法について、図2を参照して具体的に説明する。
<Design method in the line width direction of the mold>
Hereinafter, of the mold designing methods according to the present invention, the designing method in the line width direction of the mold will be specifically described with reference to FIG.
図2(a)〜(c)は図1の矢印Aで示す領域の断面を示したもので、微細構造体20の製造工程において、基板1上に形成されたレジスト膜2をモールド3でプレスしている状態を示す。図2(a)は、プレスされたレジスト膜2が硬化する前の状態を示す。図中、線幅w1および高さh1は凸部22の設計値、言い換えれば、凸部22に対応する形でモールド3に形成された凹部31の線幅と高さ(深さ)を示す。
FIGS. 2A to 2C show a cross section of the region indicated by the arrow A in FIG. 1, and the resist
硬化の際にレジスト膜2に収縮が生じない場合には、線幅w1および高さh1の断面形状の凸部22が形成されるが、実際には、図2(b)に示すように、硬化の際にレジスト膜2が収縮して線幅がw2、高さがh2となる。
When shrinkage does not occur in the resist
そこで、図2(c)に示すように、モールド3の線幅w3を、収縮後のレジスト膜2の線幅w2が設計値w1と等しくなるように大きめに設計すれば、収縮の影響を補償して、設計値w1にほぼ等しい線幅の微細構造体20を製造できる。
Therefore, as shown in FIG. 2C, if the line width w 3 of the
なお、残膜層21の厚みtも若干収縮するが、後述するように、厚みtの収縮は凸部22の線幅w2および高さh2に影響を及ぼさないため、ここでは、厚みtが変化しないものとして説明する。
Although the thickness t of the remaining
発明者らは、レジスト材料を含む樹脂の硬化に伴う収縮の補償について、シミュレーションの結果に基づき、一般的な空間周波数の遮断関数の形式で表現される予測関数p(w)を導出した。そしてこの予測関数p(w)を用いてモールド3の線幅方向の補正を行うと、設計値w1にほぼ等しい線幅の凹凸パターンが得られることが分かった。
The inventors derived a prediction function p (w) expressed in the form of a general spatial frequency cutoff function based on the result of simulation for compensation of shrinkage due to curing of the resin containing the resist material. Then, it was found that when the prediction function p (w) was used to correct the
具体的には、モールド3の線幅の補正値として、予測関数p(w)を含む下記式(1)で決まる線幅w3を用いれば、設計値w1にほぼ等しい線幅の「Line & Space」パターンを実現できる。
Specifically, if the line width w 3 determined by the following formula (1) including the prediction function p (w) is used as the correction value of the line width of the
下記式(2)は、予測関数p(w)として最適の式を挙げたもので、レジスト膜の線幅の収縮率Δw/wを、一般的な空間周波数の遮断関数(フィルター特性)の形式にフィッティングさせたものである。 The following formula (2) lists the optimal formula as the prediction function p (w). The shrinkage rate Δw / w of the resist film line width is expressed as a general spatial frequency cutoff function (filter characteristic) format. It is a thing fitted to.
上記式(2)において、w0はカットオフ長、αは線収縮係数、kは補正係数、nは補正次数である。これらのパラメータのうちカットオフ長w0は、レジスト膜の凸部の繰り返しの間隔の境界値を示す。通常、カットオフ長w0は設計値の高さh1の10倍になる。 In the above equation (2), w 0 is a cutoff length, α is a linear contraction coefficient, k is a correction coefficient, and n is a correction order. Of these parameters, the cut-off length w 0 indicates the boundary value of the repetition interval of the convex portions of the resist film . Usually, the cut-off length w 0 is 10 times the design value height h 1 .
線収縮係数αは、微細構造体20を構成する材料の収縮の程度を示し、材質および硬化方式(熱硬化もしくは光硬化)によって異なる値となる。
The linear shrinkage coefficient α indicates the degree of shrinkage of the material constituting the
補正係数kは、予測関数を用いて計算した値とシミュレーションの結果を近づける(フィッティングする)ための補正を行う係数である。補正係数kは、線幅w1に対して長さL1が2倍未満であるときは1.0、線幅w1に対して長さL1が2倍以上20倍未満であるときは1.0〜1.6、線幅w1に対して長さL1が20倍以上であるときは1.6となる。「Line & Space」パターンでは、凸部22の長手方向の長さLは線幅wに比べてはるかに大きいので、特殊な場合を除いてkは1.6とする。
The correction coefficient k is a coefficient for performing correction for bringing the value calculated using the prediction function close to the result of the simulation (fitting). Correction coefficient k, when time length L 1 with respect to the line width w 1 is less than 2 times 1.0, the length L 1 is less than 20
補正次数nは、予測関数を用いて計算した値とシミュレーションの結果をフィッティングするための補正を行うための次数であり、通常は2.0となる。 The correction order n is an order for performing correction for fitting the value calculated using the prediction function and the simulation result, and is normally 2.0.
式(1)および(2)を用いた線幅w3の演算は、市販のパーソナルコンピュータ(以降「PC」という)を用いて行うことができる。具体的には、キーボードから線幅の設計値w1および各パラメータ(w0、α、k、n)の値を入力すると共に、PCのROM(Read Only Memory)またはハードディスクにインストールされた演算用のソフトウェアを読み出して演算を行う。 The calculation of the line width w 3 using the equations (1) and (2) can be performed using a commercially available personal computer (hereinafter referred to as “PC”). Specifically, the design value w 1 of the line width and the value of each parameter (w 0 , α, k, n) are inputted from the keyboard, and the calculation is installed in the ROM (Read Only Memory) or hard disk of the PC. The software is read and calculation is performed.
<シミュレーション結果の説明>
次に、図3〜図5を参照して、本発明の設計方法により算出した線幅の値とシミュレーションの結果について説明する。
<Explanation of simulation results>
Next, the line width value calculated by the design method of the present invention and the simulation result will be described with reference to FIGS.
図3の実線に、前述の式(2)と下記式(5)を用いて、モールドの線幅w1に対する収縮後の線幅w2の予測値を算出した結果を示す。なお、破線は参考として示したモールドの線幅w1である。 The solid line in FIG. 3 shows the result of calculating the predicted value of the line width w 2 after shrinkage with respect to the line width w 1 of the mold using the above-described equation (2) and the following equation (5). The broken line is the mold line width w 1 shown as a reference.
演算において、式(1)のカットオフ長w0=500nm、線収縮係数α=0.1、補正係数k=1.6、補正次数n=2とした。図中△で示した値は、シミュレーションによりCDエラーを予測した値(線幅w2)である。なお、シミュレーションには、市販の構造解析用ソフトウェアである「MARC」(MSC Software 社製品)を用いた。 In the calculation, the cutoff length w 0 = 500 nm of equation (1), the linear shrinkage coefficient α = 0.1, the correction coefficient k = 1.6, and the correction order n = 2. A value indicated by Δ in the figure is a value (line width w 2 ) in which a CD error is predicted by simulation. In the simulation, “MARC” (product of MSC Software), which is a commercially available software for structural analysis, was used.
図3より、モールド3の線幅w1に対し転写パターンの線幅w2は小さくなり、その収縮量はモールドの線幅と高さに依存することがわかる。また式(2)および式(5)を用いて算出した線幅w2は、△で示したシミュレーションによるCDエラーの予測値と一致していることがわかる。
FIG. 3 shows that the line width w 2 of the transfer pattern is smaller than the line width w 1 of the
図4の実線に、前述の式(1)および式(2)を用いて演算した(すなわち補正を施した)モールド3の線幅w3を示す。また補正後のモールド3の線幅w3を用いて収縮後の線幅w2をシミュレーションした結果を△で示す。なお、破線は前述の式(2)および式(5)を用いて算出した、モールド3の線幅がw3のときの収縮後の線幅w2の値である。
The solid line in FIG. 4 shows the line width w 3 of the
図4に示すように、式(2)の予測関数p(w)を用いて算出したモールド3の線幅w3を用いると、収縮後の線幅w2は設計値w1と一致する。すなわち、式(2)の予測関数を用いることにより、CDエラーを補正したモールドの線幅w3が得られる。
As shown in FIG. 4, when the line width w 3 of the
ところで、図3および図4に△で示した線幅は、市販の構造解析用ソフトウェアを用いてシミュレーションを行った結果得られた値であり、レジストを用いて製造した微細構造物の実測値ではない。しかし、このソフトウェアを用いたシミュレーション結果は、実測値とよく一致している。図5に、線幅wに対する収縮率Δw/wのシミュレーション結果(図中の●)と実測値(図中の□)を示す。ここで、線収縮係数αは0.073とした。 Incidentally, the line width indicated by Δ in FIGS. 3 and 4 is a value obtained as a result of simulation using commercially available software for structural analysis, and is an actual measurement value of a fine structure manufactured using a resist. Absent. However, the simulation results using this software agree well with the measured values. FIG. 5 shows a simulation result (● in the figure) and an actual measurement value (□ in the figure) of the shrinkage rate Δw / w with respect to the line width w. Here, the linear shrinkage coefficient α was set to 0.073.
図5に示すように、線幅の小さい領域(すなわち凸部22のアスペクト比が小さい領域)においてシミュレーション結果と実測値はほぼ一致しており、シミュレーションに用いたソフトウェアが信頼できるものであることがわかる。
As shown in FIG. 5, the simulation result and the actual measurement value almost coincide with each other in a region with a small line width (that is, a region where the aspect ratio of the
次に、図6を用いて、線幅方向のレジストの収縮に対して残膜厚tの依存性がないことを説明する。図6のΔwは線幅方向の収縮量のシミュレーション結果を示している。前述の図3および図4は、残膜厚tが25nmのときのシミュレーション結果を示したものであるが、図6に示すように、線幅方向の収縮量Δwは残膜厚tに関係なくほぼ一定であるため、式(2)はそれ以外の残膜厚でも適用できることがわかる。 Next, it will be described with reference to FIG. 6 that there is no dependency of the remaining film thickness t on the shrinkage of the resist in the line width direction. Δw in FIG. 6 indicates a simulation result of the contraction amount in the line width direction. 3 and 4 show the simulation results when the remaining film thickness t is 25 nm. As shown in FIG. 6, the shrinkage amount Δw in the line width direction is independent of the remaining film thickness t. Since it is almost constant, it can be seen that Equation (2) can be applied to other remaining film thicknesses.
本実施の形態では、レジスト収縮に対するモールドの線幅方向の補正方法(すなわち設計方法)について説明したが、この方法はモールドの長手方向の収縮に対しても適用できる。その場合は、式(1)および式(2)の線幅wを長さLに、カットオフ長w0をカットオフ長L0に置き換える。
この場合、長手方向のカットオフ長L0=10×hとなる。補正係数kについては、「Line & Space 」パターンでは、線幅wは長さLに比べて非常に小さいため、k=1.0とする。また補正次数n=2.0とする。
In the present embodiment, the correction method (that is, the design method) in the mold line width direction against resist shrinkage has been described, but this method can also be applied to shrinkage in the longitudinal direction of the mold. In that case, the line width w in the equations (1) and (2) is replaced with the length L, and the cut-off length w 0 is replaced with the cut-off length L 0 .
In this case, the longitudinal cutoff length L 0 = 10 × h. Regarding the correction coefficient k, in the “Line & Space” pattern, the line width w is very small compared to the length L, so k = 1.0. Further, the correction order n = 2.0.
(実施の形態2)
実施の形態1では、モールドの線幅方向の設計方法について説明したが、本実施の形態ではモールドの高さ方向の設計方法について説明する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the design method in the line width direction of the mold has been described. In the present embodiment, the design method in the height direction of the mold will be described.
<モールドの高さ方向における設計方法>
前述の図2(a)に示したように、硬化の際にレジスト膜2に収縮が生じない場合には、線幅w1および高さh1の断面形状の凸部22が形成されるが、実際には、図2(b)に示すように、硬化の際にレジスト膜2が収縮して線幅がw2、高さがh2となる。
<Design method in the mold height direction>
As shown in FIG. 2A, when the resist
そこで、図2(c)に示すように、モールドの高さh3を、収縮後の高さh2が設計値h1と等しくなるように大きめに設計すれば、収縮の影響を補償して、設計値h1にほぼ等しい線幅の微細構造体20を製造できる。
Therefore, as shown in FIG. 2C, if the mold height h 3 is designed to be large so that the height h 2 after shrinkage is equal to the design value h 1 , the effect of shrinkage can be compensated. A
発明者らは、樹脂の硬化に伴う収縮の補償について、前述の予測関数p(w)と同様の手法により、シミュレーションに基づき、一般的な空間周波数の遮断関数の形式で表現される予測関数q(h)を導出した。この予測関数q(h)を用いてモールド3の高さ方向の補正を行うと、設計値h1にほぼ等しい高さの凸凹パターンが得られることが分かった。
The inventors have made a prediction function q expressed in the form of a general spatial frequency cutoff function on the basis of simulation by a method similar to the above-described prediction function p (w) for compensation of shrinkage due to resin curing. (H) was derived. It has been found that when the height direction of the
具体的には、モールド3の高さの補正値として、予測関数q(h)を含む下記式(3)で決まる高さh3を用いれば、設計値h1にほぼ等しい高さの「Line & Space」パターンを実現できる。
Specifically, if the height h 3 determined by the following equation (3) including the prediction function q (h) is used as a correction value for the height of the
下記式(4)は、予測関数q(h)として最適の式を挙げたものである。 The following formula (4) lists an optimal formula as the prediction function q (h).
式(4)において、w0はカットオフ長、αは線収縮係数、kは補正係数、nは補正次数である。カットオフ長w0、線収縮係数α、補正係数k、補正次数nの定義は、実施の形態1で説明した定義と変わりがない。また式(3)および(4)を用いた高さh3の算出は、実施の形態1と同様に市販のPCを用いて行うことができる。 In Expression (4), w 0 is a cutoff length, α is a linear contraction coefficient, k is a correction coefficient, and n is a correction order. The definitions of the cut-off length w 0 , the linear contraction coefficient α, the correction coefficient k, and the correction order n are the same as the definitions described in the first embodiment. Further, the calculation of the height h 3 using the equations (3) and (4) can be performed using a commercially available PC as in the first embodiment.
<シミュレーション結果の説明>
次に、図7を参照して、本発明の設計方法により算出したモールドの高さとシミュレーションの結果を説明する。
<Explanation of simulation results>
Next, the mold height calculated by the design method of the present invention and the simulation results will be described with reference to FIG.
図7の細い実線に、前述の式(4)と下記式(6)を用いて、モールドの高さh1に対する収縮後の高さh2の予測値を算出した結果を示す。また図7の太い実線に、前述の式(3)と式(4)を用いて算出した(すなわち補正を施した)モールドの高さh3を示す。 The thin solid line in FIG. 7 shows the result of calculating the predicted value of the height h 2 after shrinkage with respect to the mold height h 1 using the above formula (4) and the following formula (6). Also, the thick solid line in FIG. 7 shows the mold height h 3 calculated (that is, corrected) using the above-described equations (3) and (4).
演算において、式(4)のカットオフ長w0=200nm、線収縮係数α=0.01、補正係数k=1.65、補正次数n=2とした。また図中○で示した値は、モールド3の高さh1を用いて収縮後の高さh2をシミュレーションした結果(すなわちCDエラーの予測値)である。シミュレーションには、実施の形態1と同様に、市販の構造解析用ソフトウェアである「MARC」(MSC Software 社製品)を用いた。なお、図7の破線は参考として示した高さの設計値h1である。 In the calculation, the cutoff length w 0 = 200 nm, the linear contraction coefficient α = 0.01, the correction coefficient k = 1.65, and the correction order n = 2 in Expression (4). Further, the value indicated by ◯ in the figure is the result of simulating the height h 2 after shrinkage using the height h 1 of the mold 3 (that is, the predicted value of the CD error). As in the first embodiment, “MARC” (product of MSC Software), which is commercially available structural analysis software, was used for the simulation. The broken line in FIG. 7 is a design value h 1 of the heights indicated by reference.
図7から明らかなように、(破線で示した)モールドの高さh1に対し(細い実線で示した)転写パターンの高さh2は小さくなり、その収縮量はモールドの線幅と高さに依存する。また(太い実線で示した)式(3)および式(4)を用いて算出したモールド3の高さh3を用いると、収縮後の高さh2は設計値h1と一致する。すなわち、式(4)の予測関数を用いることにより、CDエラーを補正したモールドの高さh3が得られる。
As is apparent from FIG. 7, the transfer pattern height h 2 (shown by a thin solid line) is smaller than the mold height h 1 (shown by a broken line), and the amount of shrinkage depends on the mold line width and height. Depends on the size. Further, when the height h 3 of the
次に、図8を用いて、高さ方向のレジストの収縮に対して残膜厚tの依存性がないことを説明する。図8のΔhは高さ方向の収縮量のシミュレーション結果を示している。前述の図7は残膜厚tが25nmのときのシミュレーション結果を示したものであるが、図8に示すように、高さ方向の収縮量Δhは、残膜厚tに関係なく一定であるため、式(4)はそれ以外の残膜厚でも適用できることがわかる。 Next, it will be described with reference to FIG. 8 that there is no dependency of the remaining film thickness t on the resist shrinkage in the height direction. Δh in FIG. 8 indicates the simulation result of the contraction amount in the height direction. FIG. 7 described above shows the simulation result when the remaining film thickness t is 25 nm. As shown in FIG. 8, the amount of contraction Δh in the height direction is constant regardless of the remaining film thickness t. Therefore, it can be seen that Equation (4) can be applied to other remaining film thicknesses.
なお、上述の各実施の形態では、レジスト膜をプレス加工して微細構造体を製造する場合について説明したが、本発明の設計方法により作製されるモールドは、レジスト以外の樹脂や粘度の低いガラス材料のような、柔軟な材料を用いて微細構造体を製造する場合にも適用できる。 In each of the above embodiments, the case where a fine structure is manufactured by pressing a resist film has been described. However, a mold manufactured by the design method of the present invention is a resin other than a resist or a glass having a low viscosity. The present invention can also be applied to the case where a microstructure is manufactured using a flexible material such as a material.
1 基板
2 レジスト膜
3 モールド
20 微細構造体
21 残膜層
22 凸部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記膜の表面に形成される凸部のパターンが、線幅w1、高さh1、長さL1の直方体であるとき、前記凸部に対応する前記ナノインプリント用モールドの凹部の線幅を、下記式(1)を用いて算出される線幅w3とすることを特徴とするナノインプリント用モールドの設計方法。
When the pattern of the convex portions formed on the surface of the film is a rectangular parallelepiped having a line width w 1 , a height h 1 , and a length L 1 , the line width of the concave portion of the nanoimprint mold corresponding to the convex portion is set. A method for designing a mold for nanoimprinting, wherein the line width w 3 is calculated using the following formula (1).
線幅w1に対して長さL1が2倍以上20倍未満であるとき前記補正係数kは1.0〜1.6、
線幅w1に対して長さL1が20倍以上であるとき前記補正係数kは1.6
であることを特徴とする、請求項1に記載のナノインプリント用モールドの設計方法。 When the length L 1 is less than twice the line width w 1 , the correction coefficient k is 1.0,
When the length L 1 is 2 times or more and less than 20 times the line width w 1 , the correction coefficient k is 1.0 to 1.6,
When the length L 1 is 20 times or more with respect to the line width w 1 , the correction coefficient k is 1.6.
The nanoimprint mold design method according to claim 1 , wherein the mold is a nanoimprint mold.
前記膜の表面に形成される凸部のパターンが、線幅w1、高さh1、長さL1の直方体であるとき、前記凸部に対応する前記ナノインプリント用モールドの凹部の高さを、下記式(3)を用いて算出される高さh3とすることを特徴とするナノインプリント用モールドの設計方法。
When the convex pattern formed on the surface of the film is a rectangular parallelepiped having a line width w 1 , a height h 1 , and a length L 1 , the height of the concave portion of the nanoimprint mold corresponding to the convex portion is set. The method for designing a mold for nanoimprinting, wherein the height h 3 is calculated using the following formula (3).
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