2017 Fiscal Year Research-status Report
ナノインプリント領域全域での高速充填と均一残膜を実現するモールド設計技術の研究
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16K06035
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
Youn SungーWon 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (80510065)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 健太 国立研究開発法人産業技術総合研究所, エレクトロニクス・製造領域, 主任研究員 (60709509)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | ナノインプリントリソグラフィ / 残膜均一化 / モールド設計技術 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光ナノインプリント（UV-NIL）技術を多種多様なデバイスに適用するため、高速充填や欠陥（バブル欠陥や不均一残膜分布）の低減による高スループット、低コスト化が求められている。本研究の目的は、ナノインプリント領域全域に対しての充填挙動を明らかにし、凝縮性ガスを用いるUV-NILにおいて、高速充填や残膜均一化を可能にするリソグラフィ用モールドの設計技術の高度化を図ることである。
今年度研究実績の概要は次のようである。(1) モールドパターンの容積均一化用補正パターンジェネレータにおいて、モールドパターンの粗密が激しい場合にも対応できる補正機能を新たに実装することにより、汎用性を高めた。また、任意形状の配線パターンを有するテストパターンに対して、パターン補正による容積均一化やナノインプリントシミュレーションによる残膜均一化効果の評価を行い、残膜分布の標準偏差を1/5-1/3に低減できることを示した。その成果を国際学会と国際誌で発表した。（２）モールド作製工程に関しては、セルフアライメントによるモールド作製工程の開発を目指して、選択比が高いSiとSiO2のICPエッチング条件を構築した。（３）凝縮ガスを用いた光ナノインプリント時の充填速度の向上においては、充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンに対して、1秒以内の充填ができることを明らかにした。その結果で得られた条件により、ホログラムパターン（最小線幅：300nm）サンプルの作製を実証し、国際学会での成果発表を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初の今年度の計画は、ロジックデバイスやメタマテリアル等で主に要求される寸法（幅0.05～1um)を有する任意デバイスパターンの作製において、高速充填や均一残膜分布が得られるモールド図面案を作成し、数値シミュレーションを通して評価や改良を行うことであった。今年度には、残膜均一化を目指したモールド設計においては、モールド補正パターンジェネレータにより補正したTEGパターン図面ファイルに対してナノインプリントシミュレーションを行い、残膜分布の標準偏差を1/5-1/3に低減できることを示した。また、容積均一化モールドパターンの補正プログラムにおいては、密度分布のばらつきが大きいパターンに対しての補正手法を開発することにより、汎用性を高めた。充填速度においては、ナノインプリント装置や充填挙動のリアルタイム観察システムを併用し、100nm-5μmのドットパターンモールドに対して、1秒以内の充填ができることを実証した。その結果で得られた条件により、ホログラムパターン（最小線幅：300nm）サンプルの作製を実証した。また、昨年度の研究結果、２段目補正パターンのエッチング深さを柔軟に制御できる補正パターン生成手法の必要性が明らかでった。その対策として、今年度には、２次元ダミーパターン生成法を併用したハイブリッド補正技術やマルチ粒度分割技術を提案し、モールド面内のパターン密度分布のばらつきを制御できるようにした。
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| Strategy for Future Research Activity |
H29の推進状況から、解決すべき課題として、加工変換差の反映が考えられる。H30にはリソグラフィやエッチング等のモールド作製工程中に発生するパターン寸法やその面内分布の変動を補正図面に反映させる機能を開発する。また、これまでの成果を活用し、モールド全領域において１秒以内の完全充填や残膜均一化効果を評価する。
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| Causes of Carryover |
（理由）
今年度には、局所領域での充填挙動を主対象にしたため、モールド全域での充填挙動の観察システムのアップグレードを見送りにした。
（使用計画）
モールド全域での充填挙動の観察システムの改造に使用する。
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