レジストパターン形成方法およびそれを用いたパターン化基板の製造方法
【課題】レジストパターンの形成において、残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅が、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅となることを可能とする。
【解決手段】凹凸パターンが転写されたレジスト膜２の残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物４を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、レジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜２をエッチングする第１のエッチング工程を含み、堆積物４を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜２をエッチングする。
【解決手段】凹凸パターンが転写されたレジスト膜２の残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物４を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、レジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜２をエッチングする第１のエッチング工程を含み、堆積物４を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜２をエッチングする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたレジストパターン形成方法およびそれを用いたパターン化基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、加工対象である基板上に塗布されたレジストにナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工物上に塗布されたレジストに押し付け、レジストを力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
従来、ナノインプリントによりレジスト膜に形成されたレジストパターンの凹部に、モールドの凹凸パターンの凸部によって排除することができなかったレジストの薄膜（残膜）が残ってしまうことが知られている。そして、この残膜は下地の基板をエッチングする工程等に影響を与えることも知られている。
【０００５】
そこで例えば特許文献１に示されるように通常、下地の基板をエッチングする工程等は上記残膜を除去した後に実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３２２０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、エッチングにより残膜を除去する際、残膜のエッチングと共にレジストパターンの凸部の側壁もエッチング（いわゆるサイドエッチング）されることが知られている。しかしながら、特許文献１に示されるように、単に酸素ガスまたは希ガスを用いたプラズマエッチングによって残膜をエッチングした場合、サイドエッチングの影響はレジストパターンが微細化するに従って顕著となり、場合によってはレジストパターンの凸部が完全に欠損して断線するという問題が生じる可能性がある。上記のような場合、下地の基板をエッチングする工程において当該基板に所望のパターンを形成することができず、加工精度が低下する。また、仮に残膜をエッチングする際にレジストパターンの凸部が断線するに至らなかったとしても、サイドエッチングにより当該凸部の幅が減少することは不可避である。この様な場合、マスクとして機能する当該凸部が、下地の基板をエッチングする工程におけるサイドエッチングで断線したり倒れたりして、当該基板に所望のパターンを形成することができず加工精度が低下する可能性がある。
【０００８】
上記のような問題を解決するためには、残膜をエッチングする工程終了時におけるレジストパターンの凸部の幅が、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅と同等であるか、または下地の基板をエッチングする工程におけるサイドエッチングを考慮してそれより広い所望の幅である必要がある。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、レジストパターンの形成において、残膜をエッチングする工程終了時におけるレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることを可能とするレジストパターン形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
さらに本発明は、レジストパターンをマスクとしてエッチングするパターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることを可能とするパターン化基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るレジストパターン形成方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、凹凸パターンを基板上のレジスト膜に押し付け、
モールドをレジスト膜から剥離して、凹凸パターンをレジスト膜に転写し、
凹凸パターンが転写されたレジスト膜の残膜を除去するように反応性イオンエッチング法によりこのレジスト膜をエッチングする残膜エッチング工程を実施する方法であって、
残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、上記凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含み、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜をエッチングするものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本明細書において、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に「堆積物が堆積し」とは、堆積物が当該側壁に堆積することのみが起きていること、および、堆積物が当該側壁に堆積する能力が、当該側壁に堆積した堆積物をエッチングする能力に比して大きく、その結果として堆積物が当該側壁に堆積していくことを含む意味である。
【００１３】
「残膜がエッチングされる」とは、堆積物がレジストパターンの凹部の底に堆積する能力が、当該底に堆積した堆積物をエッチングする能力に比して小さく、その結果として堆積物が当該底に堆積しにくい状態となって残膜のエッチングが進行することを意味する。
【００１４】
残膜エッチング工程が「堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜をエッチングするものである」とは、残膜エッチング工程が、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程によってレジスト膜をエッチングする工程であること、または、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程の後の更なるエッチング工程によってレジスト膜をエッチングする工程であることを意味する。
【００１５】
「所望の値」とは、レジストパターンが形成されたレジスト膜をマスクとして下地の基板を加工する際に必要とする凸部の幅であって、堆積した堆積物を含めたレジストパターンの凸部の幅を意味する。
【００１６】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、堆積性ガスはＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることが好ましい。ｘは０〜３の整数を表す。
【００１７】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、堆積性ガスはＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることが好ましい。
【００１８】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の堆積性ガスの割合は０．０５〜０．５であることが好ましい。
【００１９】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガスは酸素ガスを含有するものであることが好ましい。この場合において、第１のエッチングガス中における堆積性ガスに対する酸素ガスの割合は０．０１〜５であることが好ましい。
【００２０】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガスは希ガスを含有するものであることが好ましい。この場合において、第１のエッチングガス中における堆積性ガスに対する希ガスの割合は０．８〜１０であることが好ましい。
【００２１】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチング工程は、堆積物を含めた上記凸部の幅が所望の値より大きくなるように堆積物が堆積する条件でレジスト膜をエッチングするものであり、
残膜エッチング工程は、第１のエッチング工程の後に、堆積物を含めた上記凸部の幅が所望の値となるように、上記凸部の側壁に堆積した堆積物をエッチングする第２のエッチング工程を含むことが好ましい。
【００２２】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の堆積性ガスの割合は、第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも大きいことが好ましい。
【００２３】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の酸素ガスの割合は、第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の酸素ガスの割合よりも小さいことが好ましい。
【００２４】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、反応性イオンエッチング法は、誘導結合、容量結合および電子サイクロトロン共鳴のいずれかのプラズマ発生法を用いたエッチング法であることが好ましい。
【００２５】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、基板は、レジスト膜が形成される表面に１層以上のマスク層を有することが好ましい。
【００２６】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、マスク層は、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、
上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、
このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るレジストパターン形成方法は、特に、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含むことを特徴とする。この結果、残膜をエッチングする工程終了時のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能となる。これは、堆積物がレジストパターンの凸部の側壁に堆積することにより、レジストパターンの凸部のレジスト部分がエッチングされることを抑制したり、当該堆積物自体が当該凸部におけるエッチングされたレジスト部分を補ったりするためと考えられる。
【００２９】
また、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするから、凸部の幅が残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされたレジストパターンをマスクとしてエッチングすることができる。その結果、パターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の実施形態のレジストパターン形成方法に係るモールドを示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおけるモールドの凹凸パターン領域の一部の断面を示す概略拡大図である。
【図２Ａ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図３Ａ】レジストパターン形成方法において第１のエッチング工程後かつ第２のエッチング工程前のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。
【図３Ｂ】レジストパターン形成方法において第２のエッチング工程後のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。
【図４Ａ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図５】実施例におけるエッチングガス全体に対するＣＨＦ３の割合とＥ１／Ｅ２の値との関係を表すグラフを示す図である。
【図６Ａ】実施例においてパターン化基板の評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。
【図６Ｂ】実施例においてパターン化基板の評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００３２】
「レジストパターン形成方法」
まず、レジストパターン形成方法の実施形態について説明する。図１Ａは本発明の実施形態のレジストパターン形成方法に係るモールドを示す概略断面図であり、図１Ｂは図１Ａにおけるモールドの凹凸パターン領域の一部の断面を示す概略拡大図である。また、図２Ａから図２Ｃはレジストパターン形成方法の実施形態の工程を示す概略断面図である。
【００３３】
本実施形態のレジストパターン形成方法は、微細な凹凸パターン１３を表面に有するモールド１を用いて（図２Ａ）、凹凸パターン１３を基板３上のレジスト膜２に押し付け、モールド１をレジスト膜２から剥離して、凹凸パターン１３をレジスト膜２に転写し（図２Ｂ）、凹凸パターン１３が転写されたレジスト膜２の残膜２ｂを除去するように反応性イオンエッチング法によりこのレジスト膜２をエッチングする残膜エッチング工程を実施する（図２Ｃ）方法であって、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物４を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用い、凹凸パターン１３の転写パターンであるレジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、レジスト膜２をエッチングする第１のエッチング工程と、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値となるように、上記凸部２ａの側壁に堆積した堆積物４をエッチングする第２のエッチング工程を含むものであることを特徴とするものである。
【００３４】
（モールド）
モールド１は、例えば図１Ａおよび図１Ｂに示すように、支持部１２と、支持部１２の表面上に形成された微細な凹凸パターン１３とから構成される。
【００３５】
支持部１２の材料は、例えばシリコン、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、タンタルおよびタングステン等の金属材料、並びにそれらの酸化物、窒化物および炭化物とすることができる。具体的には、支持部１２の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。
【００３６】
凹凸パターン１３の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとして図１Ａおよび図１Ｂに示すようなライン＆スペースパターンである。そして、ライン＆スペースパターンの凸部（ライン）の長さ、凸部の幅Ｗ１、凸部同士の間隔Ｗ２および凹部底面からの凸部の高さ（凹部の深さ）Ｈは適宜設定される。例えば、凸部の幅Ｗ１は１０〜１００ｎｍ、より好ましくは２０〜７０ｎｍであり、凸部同士の間隔Ｗ２は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは２０〜１００ｎｍであり、凸部の高さＨは１０〜５００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍである。また、凹凸パターン１３の形状は、その他、矩形、円および楕円等の断面を有するドットが配列したような形状でもよい。
【００３７】
（基板）
加工対象となる基板３は、モールド１が光透過性を有する場合、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基板３のパターン転写の対象となる面がレジスト塗布面となる。例えば基板３が情報記録媒体の製造向けのものである場合には、基板３の形状は通常円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。基板３の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。基板３の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、基板３とモールドとの接着時に基板３側に撓みが発生し、均一な接着状態を確保できない可能性がある。一方、モールド１が光透過性を有しない場合は、光硬化性レジストの露光を可能とするために石英基板を用いる。石英基板は、光透過性を有し、厚さが０．３ｍｍ以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、石英基板表面をシランカップリング剤で被覆したものや、前記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したものなどが挙げられる。石英基板の厚さは、通常０．３ｍｍ以上が好ましい。０．３ｍｍ以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。
【００３８】
基板３はそのレジスト塗布面に１層以上のマスク層を有することが好ましい。この場合、基板３は、支持基板３ａおよびマスク層３ｂから構成される。マスク層３ｂは、残膜エッチング工程において、残膜が除去された後、残膜２ｂの下部構造、つまり基板３がエッチングされることを防止する役割を担う。これにより、残膜エッチング工程の終点である「堆積物を含めたレジストパターンの凸部の幅が所望の値となる時点」が、残膜２ｂが完全に除去される時点を超過していても基板３が損傷することを抑制することができる。つまり、堆積物４を含めたレジストパターンの凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値となる前に残膜２ｂが完全に除去されたとしても、基板３が損傷することを抑制しながら残膜エッチング工程を継続することが可能となる。マスク層３ｂの材料は、エッチング選択比（レジスト膜２のエッチング速度／マスク層３ｂのエッチング速度）が大きくなるような材料から選択される。マスク層３ｂの材料は、特にＣｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属材料、およびＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化物材料が好ましい。さらにマスク層３ｂは、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することが好ましい。
【００３９】
（レジスト膜）
レジスト膜２を構成するレジストは、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物に、光重合開始剤（２質量％程度）、フッ素モノマー（０．１〜１質量％）を加えて調製された光硬化性樹脂を用いることができる。また、必要に応じて酸化防止剤（１質量％程度）を添加することもできる。上記の手順により作成した光硬化性のレジストは波長３６０ｎｍの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。
【００４０】
上記重合性化合物としては、ベンジルアクリレート（ビスコート＃１６０：大阪有機化学株式会社製）、エチルカルビトールアクリレート（ビスコート＃１９０：大阪有機化学株式会社製）、ポリプロピレングリコールジアクリレート（アロニックスＭ−２２０：東亞合成株式会社製）、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート（アロニックスＭ−３１０：東亞合成株式会社製）等の他、下記構造式（１）で表される化合物等を挙げることができる。
【００４１】
構造式（１）：
【化１】
【００４２】
また、上記重合開始剤としては、２-(ジメチルアミノ)-２-[(４-メチルフェニル)メチル]-１-[４-(４-モルホリニル)フェニル]-１-ブタノン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９：豊通ケミプラス株式会社製）等のアルキルフェノン系光重合開始剤を挙げることができる。
【００４３】
また、上記フッ素モノマーとしては、下記構造式（２）で表される化合物等を挙げることができる。
【００４４】
構造式（２）：
【化２】
【００４５】
インクジェット法によりレジストを塗布する場合には、例えば、上記構造式（１）で示される化合物、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比９７：２：１の割合で混合し形成されたレジストを使用することが好ましい。一方、スピンコート法によりレジストを塗布する場合には、例えば、重合性化合物をＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ Ａｃｅｔａｔｅ）で１質量％に希釈したレジストを使用することが好ましい。
【００４６】
（モールドの押付け工程）
モールド１と基板３間の雰囲気を減圧または真空雰囲気にした後に、モールド１を押し付けることで残留気体を低減する。ただし、高真空雰囲気下では硬化前のレジストが揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールド１と基板３間の雰囲気を、Ｈｅ雰囲気または減圧Ｈｅ雰囲気にすることで残留気体を低減する。Ｈｅは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体（Ｈｅ）は徐々に減少する。Ｈｅの透過には時間を要すため減圧Ｈｅ雰囲気とすることがより好ましい。
【００４７】
モールド１の押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、レジストの流動が促進され、また残留気体の圧縮、残留気体のレジストへの溶解、石英基板中のＨｅの透過も促進し、タクトアップに繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド接触時に異物を噛みこんだ際にモールド１及び基板３を破損する可能性がある。よって、モールド１の押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは１００ｋＰａ以上、５ＭＰａ、更に好ましくは１００ｋＰａ以上、１ＭＰａ以下となる。１００ｋＰａ以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールド１と基板３間が液体で満たされている場合、モールド１と基板３間が大気圧（約１０１ｋＰａ）で加圧されているためである。
【００４８】
（モールドの剥離工程）
モールド１を押し付けてレジスト膜２にレジストパターンを形成した後、モールド１をレジスト膜２から剥離する。剥離させる方法としては、例えばモールド１または基板３のどちらかの外縁部を保持し、他方の基板３またはモールド１の裏面を吸引保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させることで剥離させる方法が挙げられる。この工程を経た時点では、レジストパターンの凸部の幅は、モールド１の凹凸パターン１３の凸部同士の間隔Ｗ２に一致する。
【００４９】
（残膜エッチング工程）
残膜エッチング工程は、レジストパターンの凹部の底にある残膜２ｂを除去するための工程である。本実施形態では、残膜エッチング工程は第１のエッチング工程および第２のエッチング工程とから構成される。反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）は、アンダーカット（サイドエッチ）を抑制するため、垂直異方性（イオンの運動が凹部の深さ方向に偏っている度合）の高いものが好ましく、特に誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）−ＲＩＥ、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）−ＲＩＥまたは電子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）−ＲＩＥであることが好ましい。さらに、本発明においてバイアス電力（プラズマと下部電極との間にバイアスを形成するための電力）は、その制御を容易にするため、プラズマ電力（プラズマを形成するための電力）と独立して制御可能な方式を採用することが好ましい。
【００５０】
（第１のエッチング工程）
第１のエッチング工程は、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用い、凹凸パターン１３の転写パターンであるレジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、レジスト膜２をエッチングする工程である。本明細書において、「堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる」とは、堆積物４の堆積と残膜２ｂのエッチングとが同時に行われていること、および、残膜２ｂが完全に除去され、堆積物４の堆積のみがそのままの状態で継続して行われていることを含む意味である。残膜２ｂが完全に除去されるまでに複数のエッチング工程を経る場合にはそれらが全体として１つの「第１のエッチング工程」に相当する。
【００５１】
堆積性ガスは、エッチングの際に反応生成物および反応副生成物等の堆積物を生成するガスである。堆積性ガスは、堆積物を生成しやすいフルオロカーボンガスであることが好ましく、ＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることがより好ましく、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることが特に好ましい。堆積性ガスを用いたＲＩＥを実施した場合、堆積性ガスに起因する堆積物がレジストパターンの凸部２ａの側壁に堆積する。当該側壁に堆積した堆積物４は当該側壁をエッチングから保護する役割を果たし、その結果いわゆるサイドエッチングを抑制して、レジストパターンの凸部２ａの断線を抑制することができる。特に堆積性ガスがＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスである場合には、エッチングガス中の堆積性ガスの割合、エッチングガスの流量、プラズマ電力、バイアス電力および圧力等を調整することにより、堆積物４の堆積の度合を調整することが可能である。つまり、堆積物４の堆積の度合を調整することにより、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３の長さを残膜エッチング工程の前における上記凸部２ａの幅Ｗ２の長さよりも短くしたり長くしたりと、所望の値となるように設定することが可能になる。ここで、レジストパターンの凸部２ａの幅とは、当該凸部の半値全幅とする。例えば、エッチングガス中の堆積性ガスの割合を大きくすれば、堆積物４の堆積の度合が大きくなるため堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅の長さＷ３は長くなり、エッチングガス中の堆積ガスの割合を小さくすれば、堆積物４の堆積の度合が小さくなるため堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅の長さＷ３は短くなるという傾向がある。
【００５２】
第１のエッチングガスは、上記堆積性ガスの他に酸素ガスおよび／または希ガス（不活性ガス）を含むものが好ましく、希ガスとしては特にアルゴンガスが好ましい。これにより、エッチングレートの制御性が向上する。
【００５３】
第１のエッチング工程では、レジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、エッチングが行われる。これにより、上記凸部２ａのレジスト部分を保護するとともにその削られた部分を堆積物４で補填しながら残膜２ｂをエッチングすることが可能となる。このような条件を実現するためにも前述のようにエッチングガス中の堆積性ガスの割合、エッチングガスの流量、プラズマ電力、バイアス電力および圧力等を調整する。例えば、エッチングガス中の堆積性ガスの割合は０．０５〜０．５であり、エッチングガスの流量は５０〜２００ｓｃｃｍであり、プラズマ電力２０〜１００Ｗであり、バイアス電力１０〜５０Ｗであり、圧力０．３〜３Ｐａである範囲において、上記のようなエッチング条件は実現しやすい。
【００５４】
高さ方向のエッチングレートに対する幅方向のエッチングレートの比を算出することにより、残膜のエッチング量（オーバーエッチング含む）に対してレジストパターンの凸部の幅がどの程度変化するかを把握することができる。
【００５５】
（第２のエッチング工程）
第２のエッチング工程は、第１のエッチング工程において堆積した堆積物４のうち不要な部分をエッチングする工程である。図３Ａはレジストパターン形成方法において第１のエッチング工程後かつ第２のエッチング工程前のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。また、図３Ｂレジストパターン形成方法において第２のエッチング工程後のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。第１のエッチング工程において、堆積物４を含めたレジストパターンの凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる前に残膜２ｂが完全に除去される場合には、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる時点に合わせて第１のエッチング工程を終了すれば、上記幅Ｗ３を所望の値Ｗｏとすることが可能である。しかし、残膜２ｂが完全に除去される前に上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる場合には、残膜２ｂを完全に除去しなければならないため上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる時点を超えて第１のエッチング工程を継続しなければならない。つまり、残膜２ｂが完全に除去された時点（或いは第１のエッチング工程を終了した時点）においては、上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏよりも大きくなるため（図３Ａ）、当該幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなるようなトリミング処理が必要となる。そこで、第２のエッチング工程では、上記のように所望の値Ｗｏよりも大きくなった上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなるようにエッチングが行われる（図３Ｂ）。なお、第１のエッチング工程のみで上記幅Ｗ３を所望の値Ｗｏとすることができかつ残膜２ｂを完全に除去することができる場合には第２のエッチング工程は不要となる。
【００５６】
また、図３Ａに示されるように第１のエッチング工程において、堆積物の残渣５がレジストパターンの凹部の底に残る場合がある。第２のエッチング工程はこのような残渣５を除去する役割も果たす（図３Ｂ）。
【００５７】
上記のように第２のエッチング工程は、レジストパターンの凸部２ａのトリミング機能と堆積物の残渣５の除去機能とを有する。これらの機能を実現するため、第２のエッチング工程では、エッチングガス中の堆積性ガスの割合を第１のエッチング工程におけるエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも小さくしてエッチングが行われることが好ましい。
【００５８】
以上より、本発明に係るレジストパターン形成方法は、特に、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含むことを特徴とする。この結果、残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能となる。これは、堆積物がレジストパターンの凸部の側壁に堆積することにより、レジストパターンの凸部のレジスト部分がエッチングされることを抑制したり、当該堆積物自体が当該凸部におけるエッチングされたレジスト部分を補ったりするためと考えられる。
【００５９】
（レジストパターン形成方法の実施形態の設計変更）
第１の実施形態においては、レジストパターンの凸部のトリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程は、第２のエッチング工程のみであったが、本発明はこのような形態に限られない。つまり、この２つの機能を有するエッチング工程は、エッチング条件が互いに異なり連続的又は非連続的に実施される複数のエッチング工程から構成されてもよい。ここで、非連続的とは、エッチング工程同士の間隔を長時間空ける場合やエッチング装置を変更する場合等を意味する。
【００６０】
トリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程の総工程数をＮとし、残膜エッチング工程中の第ｉ番目のエッチング工程（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ＋１）において使用されるエッチングガス中の堆積性ガスの割合をＤＧｉとする場合を考える。つまり、ｉ＝１、２、・・・、Ｎ＋１。ｉ＝１のときは残膜を除去しかつ堆積物を作るための本発明の第１のエッチング工程に相当し、ｉ＝２からＮ＋１まではトリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程に相当する。このような場合、任意の第ｊ番目のエッチング工程および第ｋ番目のエッチング工程（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ＋１）において、ＤＧｊ＞ＤＧｋという条件を満たす組み合わせが少なくとも１つ存在するように、エッチング条件を設定することが好ましい。段階的に堆積物の生成を抑制することにより、堆積物の残渣を確実に除去することが可能となるためである。さらに、残膜エッチング工程において使用されるエッチングガス中の堆積性ガスの割合に関して、下記式（１）を満たすように設定することが好ましい。
【００６１】
ＤＧ１＞ＤＧ２＞・・・＞ＤＧＮ＋１・・・（１）
【００６２】
また、残膜エッチング工程中の第ｉ番目のエッチング工程（ｉおよびＮに関しては上記と同様である。）において使用されるエッチングガス中の酸素ガスの割合をＯＧｉとしたとき、任意の第ｍ番目のエッチング工程および第ｎ番目のエッチング工程（１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ＋１）において、ＯＧｍ＜ＯＧｎという条件を満たす組み合わせが少なくとも１つ存在するように、エッチング条件を設定することが好ましい。さらに、残膜エッチング工程において使用されるエッチングガス中の酸素ガスの割合に関して、下記式（２）を満たすように設定することが好ましい。
【００６３】
ＯＧ１＜ＯＧ２＜・・・＜ＯＧＮ＋１・・・（２）
【００６４】
「パターン化基板の製造方法」
次に、本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、前述したレジストパターン形成方法を用いてパターン化基板の製造を行う。図４Ａから図４Ｃは、パターン化基板の製造方法の実施形態の工程を示す概略断面図である。
【００６５】
まず、前述したレジストパターン形成方法を用いて、所定のパターンが形成されたレジスト膜を基板上に形成する。当該レジスト膜は、本発明のレジストパターン形成方法によりパターン形成されたものであるから、レジストパターンの凸部は、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされている。次に、パターン形成されたレジスト膜をマスクにして基板のエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有するパターン化基板を得る。
【００６６】
一方、基板３が積層構造を有しており表面上にマスク層３ｂを含む場合には、前述したレジストパターン形成方法を用いて、所定のパターンが形成されたレジスト膜２をマスク層３ｂ付きの基板３上に形成する（図４Ａ）。当該レジスト膜は、本発明のレジストパターン形成方法によりパターン形成されたものであるから、レジストパターンの凸部は、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされている。次に、レジスト膜２をマスクにしてドライエッチングを行い、レジスト膜２に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを当該マスク層３ｂに形成し（図４Ｂ）、そのマスク層３ｂをエッチストップ層にして基板３にさらにドライエッチングを行い、凹凸パターンを基板３上に形成して（図４Ｃ）、所定のパターンを有するパターン化基板を得る。
【００６７】
ドライエッチングとしては、基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が特に好ましい。
【００６８】
イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にＡｒなどの不活性ガスを導入し、イオンを生成する。これを、グリッドを通して加速させ、試料基板に衝突させてエッチングするものである。イオン源としては、カウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン型、フリーマン型、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）型などが挙げられる。
【００６９】
イオンビームエッチングでのプロセスガスとしては、Ａｒガス、ＲＩＥのエッチャントとしては、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いることができる。
【００７０】
以上のように、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするから、凸部の幅が残膜をエッチングする工程前における凸部の幅以上の所望の幅とされたレジストパターンをマスクとしてエッチングすることができる。その結果、パターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能となる。
【００７１】
本発明のレジストパターン形成方法の実施例を以下に示す。
【００７２】
＜実施例１−１＞
（レジストパターンの形成）
クロム層（５ｎｍ）付きの石英基板の当該クロム層上に光硬化性レジストを塗布してレジスト膜（６０ｎｍ）を形成した。光硬化性レジストの成分は、上記構造式（１）で示される化合物、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比９７：２：１の割合で混合したものである。その後、凸部の幅が２０ｎｍであり、凸部の高さが４０ｎｍであり、凸部の周期間隔が４０ｎｍである凹凸パターンを有するＳｉモールドを当該レジスト膜に対して押し付け、紫外光を照射することでレジスト膜を硬化し、Ｓｉモールドをレジスト膜から剥離して、Ｓｉモールドの凹凸パターンをレジスト膜に転写した。この時点でのレジストパターンについて、凸部の幅は２０ｎｍであり、凸部の高さは４０ｎｍであり、凸部の周期間隔は４０ｎｍである。
【００７３】
レジスト膜のレジストパターンの凹部における残膜の厚さを測定した。レジスト膜のパターン領域の一部を、スクラッチまたはテープ剥離等により剥離することにより基板を露出させ、剥離領域とパターン領域の境界部をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定することにより、残膜の厚さを測定した。
【００７４】
誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件でエッチングガスのプラズマで本発明における第１のエッチング工程のみを実施した。第１のエッチング工程の実施時間の終了点は、少なくとも残膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。つまり、オーバーエッチング量が残膜の平均の厚さの５０％となる時点を目安に第１のエッチング工程を実施した。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００７５】
（エッチング条件）
エッチングガス：ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１：１０の割合で混合した。
プラズマ電力：５０Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：２Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：１５０％
【００７６】
（レジストパターンの評価方法）
測長可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子株式会社製）にて、残膜エッチング工程後におけるレジストパターンの凸部の幅をＴＯＰＶＩＥＷ観察により評価した。また、同時に断面構造の評価も行った。そして、残膜エッチング工程前後のレジストパターンの凸部の幅（残膜エッチング工程後においては当該凸部に堆積した堆積物を含めた幅）からレジストパターンの凸部の幅方向（凸部の側面に垂直な方向）のエッチングレートＥ１を算出し、残膜エッチング工程前後の当該凸部の高さから当該凸部の高さ方向のエッチングレートＥ２を算出した。そして、高さ方向のエッチングレートＥ２に対する幅方向のエッチングレートＥ１の比Ｅ１／Ｅ２を算出した。
【００７７】
＜実施例１−２＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ４：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００７８】
＜実施例１−３＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ８：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００７９】
＜実施例１−４＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１２：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８０】
＜実施例１−５＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８１】
＜実施例１−６＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：５の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８２】
＜比較例１−１＞
エッチングガスとして、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８３】
＜比較例１−２＞
エッチングガスとして、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８４】
（結果１）
下記の表１は、上記実施例１−１から１−６並びに比較例１および２の結果を示すものである。そして、図５は、上記実施例１−１から１−６におけるエッチングガス全体に対するＣＨＦ３の割合とＥ１／Ｅ２の値との関係を示すグラフである。グラフ中の丸い点は、エッチングガスが酸素ガスを含有する場合を表し、四角い点はエッチングガスが酸素ガスを含有しない場合を表す。表１においてＥ１／Ｅ２の符号がプラスであることは、残膜エッチング工程後のレジストパターンの凸部の幅が残膜エッチング工程前における当該凸部の幅より広くなっていることを意味する。これらの結果より、本発明のレジストパターン形成方法によれば、エッチング条件を制御してレジストパターンの凸部の側壁への堆積物の付着度合いを制御できることが確認された。つまり、残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能であることが確認された。
【００８５】
【表１】
【００８６】
＜実施例２＞
（レジストパターンの形成）
Ｓｉモールドの凹凸パターンの光硬化性レジスト膜への転写、および残膜の厚さの測定については実施例１−１と同様である。
【００８７】
誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件１でエッチングガスのプラズマで本発明における第１のエッチング工程を実施した。第１のエッチング工程の実施時間の終了点は、残膜を丁度除去できる時点とした。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００８８】
続いて、誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件２でエッチングガスのプラズマで本発明における第２のエッチング工程を実施した。第２のエッチング工程の実施時間の終了点は、残膜を５０％分除去できる時点とした。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００８９】
つまり、本実施例では、残膜エッチング工程は上記の第１のエッチング工程および第２のエッチング工程から構成される。そして、上記第１のエッチング工程および第２のエッチング工程全体を通したオーバーエッチング量は、残膜の平均の厚さの５０％となる時点となる。
【００９０】
（エッチング条件１）
エッチングガス：ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：３の割合で混合した。
プラズマ電力：５０Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：２Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：１００％
【００９１】
（エッチング条件２）
エッチングガス：酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１の割合で混合した。
プラズマ電力：２５Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：０．６Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：５０％
【００９２】
（レジストパターンの凸部幅に関する増減の評価方法）
測長可能なＳＥＭにてＴＯＰＶＩＥＷ及び断面観察により、レジストパターンの凸部幅に関する増減について評価した。具体的には、第１のエッチング工程後の上記凸部の幅が、第１のエッチング工程前の上記凸部の幅に対して増加したか或いは減少したかを評価した。
【００９３】
（レジストパターンのトリミング効果の評価方法）
測長可能なＳＥＭにてＴＯＰＶＩＥＷ及び断面観察により、第２のエッチング工程におけるレジストパターンのトリミング効果について評価した。具体的には、第２のエッチング工程終了時の上記凸部の幅が第１のエッチング工程終了時の上記凸部の幅に対して減少している場合をトリミング効果ありと評価した。
【００９４】
（残渣有無の評価方法）
上記残膜エッチング工程後にレジストパターンの凹部の底に残る堆積物の残渣の有無を評価した。具体的には、上記残膜エッチング工程を実施した後、塩素系ガスを用いたプラズマにてクロム層のエッチングを行い、ＳＥＭ観察によりクロム層の残存状況を調べ、クロム層が部分的にでも残存している場合を残渣ありと、クロム層が残存していない場合を残渣なしと評価した。ここでクロム層のエッチングの終了点は、少なくともクロム膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。
【００９５】
（パターン化基板の製造）
上記の残膜エッチング工程を実施した後、塩素系ガスを用いたプラズマにてクロム層のエッチングを行った。クロム層のエッチングは、少なくともクロム膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。次いで、フッ素系ガスプラズマを用いて石英基板を深さ６０ｎｍエッチングし、レジストパターンに対応した凹凸パターンを石英基板に形成した。
【００９６】
（パターン化基板の評価方法）
測長可能なＳＥＭにて、パターン化基板に形成された凹凸パターンの欠陥の有無を評価した。具体的には、凹凸パターンの欠陥として、凹凸パターンの凸部の断線およびクロムの残存により凹凸パターンを形成不可能な領域の有無を評価した。図６及び図６Ｂは、凹凸パターンの評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。パターン化基板の凸部の断線の有無は、図６Ａのような場合を断線なしと評価し、図６Ｂのような場合を断線ありと評価した。また、残膜エッチング工程後に堆積物の残渣がある場合を、凹凸パターンを形成不可能な領域があると評価した。以上の結果、いずれの欠陥もなかった場合を凹凸パターンの欠陥なし（表では○）と、いずれかの欠陥があった場合を凹凸パターンの欠陥あり（表では×）と評価した。
【００９７】
＜比較例２−１＞
第２のエッチング工程を実施せずに、第１のエッチング工程における残膜の平均の厚さに対するエッチング量を１５０％とした点以外は、実施例２と同様にレジストパターンの形成および評価、並びにパターン化基板の製造および評価を行った。
【００９８】
＜比較例２−２＞
第１のエッチング工程を実施せずに、第２のエッチング工程における残膜の平均の厚さに対するエッチング量を１５０％とした点以外は、実施例２と同様にレジストパターンの形成および評価、並びにパターン化基板の製造および評価を行った。
【００９９】
（結果２）
下記の表２は、上記実施例２並びに比較例２−１および２−２の結果を示すものである。これらの結果より、本発明の第２のエッチング工程を含むレジストパターン形成方法によれば、第１のエッチング工程において残渣が生じる場合においても第２のエッチング工程によって残渣を除去でき、かつ残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能であることが確認された。
【０１００】
また、本発明のレジストパターン形成方法によれば、パターン化基板の凹凸パターンが良好に形成でき、凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能であることが確認された。
【０１０１】
【表２】
【符号の説明】
【０１０２】
１ モールド
２ レジスト膜
２ａ 凸部
２ｂ 残膜
３ 基板
３ａ 支持基板
３ｂ マスク層
４ レジストパターンの凸部側壁に堆積した堆積物
５ レジストパターンの凹部の底に残った堆積物の残渣
１２ 支持部
１３ 凹凸パターン
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の凹凸パターンを表面に有するモールドを用いたレジストパターン形成方法およびそれを用いたパターン化基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディスクリートトラックメディア（ＤＴＭ）やビットパターンドメディア（ＢＰＭ）等の磁気記録媒体、及び半導体デバイスの製造等において、加工対象である基板上に塗布されたレジストにナノインプリントを行うパターン転写技術の利用が期待されている。
【０００３】
ナノインプリントは、光ディスク製作では良く知られているエンボス技術を発展させたパターン形成技術である。具体的には、ナノインプリントは、凹凸パターンを形成した型(一般的にモールド、スタンパ、テンプレートとも呼ばれる)を被加工物上に塗布されたレジストに押し付け、レジストを力学的に変形または流動させて微細なパターンを精密に転写する技術である。モールドを一度作製すれば、ナノレベルの微細構造を簡単に繰り返して成型できるため経済的であるとともに、有害な廃棄物および排出物が少ない転写技術であるため、近年、さまざまな分野へも応用が期待されている。
【０００４】
従来、ナノインプリントによりレジスト膜に形成されたレジストパターンの凹部に、モールドの凹凸パターンの凸部によって排除することができなかったレジストの薄膜（残膜）が残ってしまうことが知られている。そして、この残膜は下地の基板をエッチングする工程等に影響を与えることも知られている。
【０００５】
そこで例えば特許文献１に示されるように通常、下地の基板をエッチングする工程等は上記残膜を除去した後に実施される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４３２２０９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、エッチングにより残膜を除去する際、残膜のエッチングと共にレジストパターンの凸部の側壁もエッチング（いわゆるサイドエッチング）されることが知られている。しかしながら、特許文献１に示されるように、単に酸素ガスまたは希ガスを用いたプラズマエッチングによって残膜をエッチングした場合、サイドエッチングの影響はレジストパターンが微細化するに従って顕著となり、場合によってはレジストパターンの凸部が完全に欠損して断線するという問題が生じる可能性がある。上記のような場合、下地の基板をエッチングする工程において当該基板に所望のパターンを形成することができず、加工精度が低下する。また、仮に残膜をエッチングする際にレジストパターンの凸部が断線するに至らなかったとしても、サイドエッチングにより当該凸部の幅が減少することは不可避である。この様な場合、マスクとして機能する当該凸部が、下地の基板をエッチングする工程におけるサイドエッチングで断線したり倒れたりして、当該基板に所望のパターンを形成することができず加工精度が低下する可能性がある。
【０００８】
上記のような問題を解決するためには、残膜をエッチングする工程終了時におけるレジストパターンの凸部の幅が、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅と同等であるか、または下地の基板をエッチングする工程におけるサイドエッチングを考慮してそれより広い所望の幅である必要がある。
【０００９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、レジストパターンの形成において、残膜をエッチングする工程終了時におけるレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることを可能とするレジストパターン形成方法を提供することを目的とするものである。
【００１０】
さらに本発明は、レジストパターンをマスクとしてエッチングするパターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることを可能とするパターン化基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決するために、本発明に係るレジストパターン形成方法は、
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、凹凸パターンを基板上のレジスト膜に押し付け、
モールドをレジスト膜から剥離して、凹凸パターンをレジスト膜に転写し、
凹凸パターンが転写されたレジスト膜の残膜を除去するように反応性イオンエッチング法によりこのレジスト膜をエッチングする残膜エッチング工程を実施する方法であって、
残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、上記凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含み、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜をエッチングするものであることを特徴とするものである。
【００１２】
本明細書において、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に「堆積物が堆積し」とは、堆積物が当該側壁に堆積することのみが起きていること、および、堆積物が当該側壁に堆積する能力が、当該側壁に堆積した堆積物をエッチングする能力に比して大きく、その結果として堆積物が当該側壁に堆積していくことを含む意味である。
【００１３】
「残膜がエッチングされる」とは、堆積物がレジストパターンの凹部の底に堆積する能力が、当該底に堆積した堆積物をエッチングする能力に比して小さく、その結果として堆積物が当該底に堆積しにくい状態となって残膜のエッチングが進行することを意味する。
【００１４】
残膜エッチング工程が「堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程以後の工程によってレジスト膜をエッチングするものである」とは、残膜エッチング工程が、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程によってレジスト膜をエッチングする工程であること、または、堆積物を含めた上記凸部の幅が残膜エッチング工程前における上記凸部の幅以上の所望の幅となるように第１のエッチング工程の後の更なるエッチング工程によってレジスト膜をエッチングする工程であることを意味する。
【００１５】
「所望の値」とは、レジストパターンが形成されたレジスト膜をマスクとして下地の基板を加工する際に必要とする凸部の幅であって、堆積した堆積物を含めたレジストパターンの凸部の幅を意味する。
【００１６】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、堆積性ガスはＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることが好ましい。ｘは０〜３の整数を表す。
【００１７】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、堆積性ガスはＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることが好ましい。
【００１８】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の堆積性ガスの割合は０．０５〜０．５であることが好ましい。
【００１９】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガスは酸素ガスを含有するものであることが好ましい。この場合において、第１のエッチングガス中における堆積性ガスに対する酸素ガスの割合は０．０１〜５であることが好ましい。
【００２０】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガスは希ガスを含有するものであることが好ましい。この場合において、第１のエッチングガス中における堆積性ガスに対する希ガスの割合は０．８〜１０であることが好ましい。
【００２１】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチング工程は、堆積物を含めた上記凸部の幅が所望の値より大きくなるように堆積物が堆積する条件でレジスト膜をエッチングするものであり、
残膜エッチング工程は、第１のエッチング工程の後に、堆積物を含めた上記凸部の幅が所望の値となるように、上記凸部の側壁に堆積した堆積物をエッチングする第２のエッチング工程を含むことが好ましい。
【００２２】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の堆積性ガスの割合は、第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも大きいことが好ましい。
【００２３】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、第１のエッチングガス中の酸素ガスの割合は、第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の酸素ガスの割合よりも小さいことが好ましい。
【００２４】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、反応性イオンエッチング法は、誘導結合、容量結合および電子サイクロトロン共鳴のいずれかのプラズマ発生法を用いたエッチング法であることが好ましい。
【００２５】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、基板は、レジスト膜が形成される表面に１層以上のマスク層を有することが好ましい。
【００２６】
そして、本発明に係るレジストパターン形成方法において、マスク層は、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することが好ましい。
【００２７】
さらに、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、
上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、
このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２８】
本発明に係るレジストパターン形成方法は、特に、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含むことを特徴とする。この結果、残膜をエッチングする工程終了時のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程開始時におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能となる。これは、堆積物がレジストパターンの凸部の側壁に堆積することにより、レジストパターンの凸部のレジスト部分がエッチングされることを抑制したり、当該堆積物自体が当該凸部におけるエッチングされたレジスト部分を補ったりするためと考えられる。
【００２９】
また、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするから、凸部の幅が残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされたレジストパターンをマスクとしてエッチングすることができる。その結果、パターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１Ａ】本発明の実施形態のレジストパターン形成方法に係るモールドを示す概略断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａにおけるモールドの凹凸パターン領域の一部の断面を示す概略拡大図である。
【図２Ａ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図２Ｂ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図２Ｃ】レジストパターン形成方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図３Ａ】レジストパターン形成方法において第１のエッチング工程後かつ第２のエッチング工程前のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。
【図３Ｂ】レジストパターン形成方法において第２のエッチング工程後のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。
【図４Ａ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図４Ｂ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図４Ｃ】本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態の一工程を示す概略断面図である。
【図５】実施例におけるエッチングガス全体に対するＣＨＦ３の割合とＥ１／Ｅ２の値との関係を表すグラフを示す図である。
【図６Ａ】実施例においてパターン化基板の評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。
【図６Ｂ】実施例においてパターン化基板の評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明するが、本発明はこれに限られるものではない。なお、視認しやすくするため、図面中の各構成要素の縮尺等は実際のものとは適宜異ならせてある。
【００３２】
「レジストパターン形成方法」
まず、レジストパターン形成方法の実施形態について説明する。図１Ａは本発明の実施形態のレジストパターン形成方法に係るモールドを示す概略断面図であり、図１Ｂは図１Ａにおけるモールドの凹凸パターン領域の一部の断面を示す概略拡大図である。また、図２Ａから図２Ｃはレジストパターン形成方法の実施形態の工程を示す概略断面図である。
【００３３】
本実施形態のレジストパターン形成方法は、微細な凹凸パターン１３を表面に有するモールド１を用いて（図２Ａ）、凹凸パターン１３を基板３上のレジスト膜２に押し付け、モールド１をレジスト膜２から剥離して、凹凸パターン１３をレジスト膜２に転写し（図２Ｂ）、凹凸パターン１３が転写されたレジスト膜２の残膜２ｂを除去するように反応性イオンエッチング法によりこのレジスト膜２をエッチングする残膜エッチング工程を実施する（図２Ｃ）方法であって、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物４を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用い、凹凸パターン１３の転写パターンであるレジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、レジスト膜２をエッチングする第１のエッチング工程と、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値となるように、上記凸部２ａの側壁に堆積した堆積物４をエッチングする第２のエッチング工程を含むものであることを特徴とするものである。
【００３４】
（モールド）
モールド１は、例えば図１Ａおよび図１Ｂに示すように、支持部１２と、支持部１２の表面上に形成された微細な凹凸パターン１３とから構成される。
【００３５】
支持部１２の材料は、例えばシリコン、ニッケル、アルミニウム、クロム、鉄、タンタルおよびタングステン等の金属材料、並びにそれらの酸化物、窒化物および炭化物とすることができる。具体的には、支持部１２の材料としては、酸化シリコン、酸化アルミニウム、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラスおよびソーダガラス等を挙げることができる。
【００３６】
凹凸パターン１３の形状は、特に限定されず、ナノインプリントの用途に応じて適宜選択される。例えば典型的なパターンとして図１Ａおよび図１Ｂに示すようなライン＆スペースパターンである。そして、ライン＆スペースパターンの凸部（ライン）の長さ、凸部の幅Ｗ１、凸部同士の間隔Ｗ２および凹部底面からの凸部の高さ（凹部の深さ）Ｈは適宜設定される。例えば、凸部の幅Ｗ１は１０〜１００ｎｍ、より好ましくは２０〜７０ｎｍであり、凸部同士の間隔Ｗ２は１０〜５００ｎｍ、より好ましくは２０〜１００ｎｍであり、凸部の高さＨは１０〜５００ｎｍ、より好ましくは３０〜１００ｎｍである。また、凹凸パターン１３の形状は、その他、矩形、円および楕円等の断面を有するドットが配列したような形状でもよい。
【００３７】
（基板）
加工対象となる基板３は、モールド１が光透過性を有する場合、その形状、構造、大きさ、材質等については特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。基板３のパターン転写の対象となる面がレジスト塗布面となる。例えば基板３が情報記録媒体の製造向けのものである場合には、基板３の形状は通常円板状である。構造としては、単層構造であってもよいし、積層構造であってもよい。材質としては、基板材料として公知のものの中から、適宜選択することができ、例えば、シリコン、ニッケル、アルミニウム、ガラス、樹脂、などが挙げられる。これらの基板材料は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。基板３の厚さとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、０．０５ｍｍ以上が好ましく、０．１ｍｍ以上がより好ましい。基板３の厚さが０．０５ｍｍ未満であると、基板３とモールドとの接着時に基板３側に撓みが発生し、均一な接着状態を確保できない可能性がある。一方、モールド１が光透過性を有しない場合は、光硬化性レジストの露光を可能とするために石英基板を用いる。石英基板は、光透過性を有し、厚さが０．３ｍｍ以上であれば、特に制限されることなく、目的に応じて適宜選択される。例えば、石英基板表面をシランカップリング剤で被覆したものや、前記積層体の表面をシランカップリング剤で被覆したものなどが挙げられる。石英基板の厚さは、通常０．３ｍｍ以上が好ましい。０．３ｍｍ以下では、ハンドリングやインプリント中の押圧で破損しやすい。
【００３８】
基板３はそのレジスト塗布面に１層以上のマスク層を有することが好ましい。この場合、基板３は、支持基板３ａおよびマスク層３ｂから構成される。マスク層３ｂは、残膜エッチング工程において、残膜が除去された後、残膜２ｂの下部構造、つまり基板３がエッチングされることを防止する役割を担う。これにより、残膜エッチング工程の終点である「堆積物を含めたレジストパターンの凸部の幅が所望の値となる時点」が、残膜２ｂが完全に除去される時点を超過していても基板３が損傷することを抑制することができる。つまり、堆積物４を含めたレジストパターンの凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値となる前に残膜２ｂが完全に除去されたとしても、基板３が損傷することを抑制しながら残膜エッチング工程を継続することが可能となる。マスク層３ｂの材料は、エッチング選択比（レジスト膜２のエッチング速度／マスク層３ｂのエッチング速度）が大きくなるような材料から選択される。マスク層３ｂの材料は、特にＣｒ、Ｗ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｇ、Ｐｔ、Ａｕなどからなる金属材料、およびＣｒＯ２、ＷＯ２、ＴｉＯ２などからなる金属酸化物材料が好ましい。さらにマスク層３ｂは、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することが好ましい。
【００３９】
（レジスト膜）
レジスト膜２を構成するレジストは、特に制限されるものではないが、本実施形態では例えば重合性化合物に、光重合開始剤（２質量％程度）、フッ素モノマー（０．１〜１質量％）を加えて調製された光硬化性樹脂を用いることができる。また、必要に応じて酸化防止剤（１質量％程度）を添加することもできる。上記の手順により作成した光硬化性のレジストは波長３６０ｎｍの紫外光により硬化することができる。溶解性の悪いものについては少量のアセトンまたは酢酸エチルを加えて溶解させた後、溶媒を留去することが好ましい。
【００４０】
上記重合性化合物としては、ベンジルアクリレート（ビスコート＃１６０：大阪有機化学株式会社製）、エチルカルビトールアクリレート（ビスコート＃１９０：大阪有機化学株式会社製）、ポリプロピレングリコールジアクリレート（アロニックスＭ−２２０：東亞合成株式会社製）、トリメチロールプロパンＰＯ変性トリアクリレート（アロニックスＭ−３１０：東亞合成株式会社製）等の他、下記構造式（１）で表される化合物等を挙げることができる。
【００４１】
構造式（１）：
【化１】
【００４２】
また、上記重合開始剤としては、２-(ジメチルアミノ)-２-[(４-メチルフェニル)メチル]-１-[４-(４-モルホリニル)フェニル]-１-ブタノン（ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９：豊通ケミプラス株式会社製）等のアルキルフェノン系光重合開始剤を挙げることができる。
【００４３】
また、上記フッ素モノマーとしては、下記構造式（２）で表される化合物等を挙げることができる。
【００４４】
構造式（２）：
【化２】
【００４５】
インクジェット法によりレジストを塗布する場合には、例えば、上記構造式（１）で示される化合物、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比９７：２：１の割合で混合し形成されたレジストを使用することが好ましい。一方、スピンコート法によりレジストを塗布する場合には、例えば、重合性化合物をＰＧＭＥＡ（Ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ Ｇｌｙｃｏｌ Ｍｅｔｈｙｌ Ｅｔｈｅｒ Ａｃｅｔａｔｅ）で１質量％に希釈したレジストを使用することが好ましい。
【００４６】
（モールドの押付け工程）
モールド１と基板３間の雰囲気を減圧または真空雰囲気にした後に、モールド１を押し付けることで残留気体を低減する。ただし、高真空雰囲気下では硬化前のレジストが揮発し、均一な膜厚を維持することが困難となる可能性がある。そこで、好ましくはモールド１と基板３間の雰囲気を、Ｈｅ雰囲気または減圧Ｈｅ雰囲気にすることで残留気体を低減する。Ｈｅは石英基板を透過するため、取り込まれた残留気体（Ｈｅ）は徐々に減少する。Ｈｅの透過には時間を要すため減圧Ｈｅ雰囲気とすることがより好ましい。
【００４７】
モールド１の押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下の範囲で行う。圧力が大きい方が、レジストの流動が促進され、また残留気体の圧縮、残留気体のレジストへの溶解、石英基板中のＨｅの透過も促進し、タクトアップに繋がる。しかし、加圧力が強すぎるとモールド接触時に異物を噛みこんだ際にモールド１及び基板３を破損する可能性がある。よって、モールド１の押し付け圧は、１００ｋＰａ以上、１０ＭＰａ以下が好ましく、より好ましくは１００ｋＰａ以上、５ＭＰａ、更に好ましくは１００ｋＰａ以上、１ＭＰａ以下となる。１００ｋＰａ以上としたのは、大気中でインプリントを行う際、モールド１と基板３間が液体で満たされている場合、モールド１と基板３間が大気圧（約１０１ｋＰａ）で加圧されているためである。
【００４８】
（モールドの剥離工程）
モールド１を押し付けてレジスト膜２にレジストパターンを形成した後、モールド１をレジスト膜２から剥離する。剥離させる方法としては、例えばモールド１または基板３のどちらかの外縁部を保持し、他方の基板３またはモールド１の裏面を吸引保持した状態で、外縁の保持部もしくは裏面の保持部を押圧と反対方向に相対移動させることで剥離させる方法が挙げられる。この工程を経た時点では、レジストパターンの凸部の幅は、モールド１の凹凸パターン１３の凸部同士の間隔Ｗ２に一致する。
【００４９】
（残膜エッチング工程）
残膜エッチング工程は、レジストパターンの凹部の底にある残膜２ｂを除去するための工程である。本実施形態では、残膜エッチング工程は第１のエッチング工程および第２のエッチング工程とから構成される。反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）は、アンダーカット（サイドエッチ）を抑制するため、垂直異方性（イオンの運動が凹部の深さ方向に偏っている度合）の高いものが好ましく、特に誘導結合型プラズマ（ＩＣＰ）−ＲＩＥ、容量結合型プラズマ（ＣＣＰ）−ＲＩＥまたは電子サイクロトロン共鳴型（ＥＣＲ）−ＲＩＥであることが好ましい。さらに、本発明においてバイアス電力（プラズマと下部電極との間にバイアスを形成するための電力）は、その制御を容易にするため、プラズマ電力（プラズマを形成するための電力）と独立して制御可能な方式を採用することが好ましい。
【００５０】
（第１のエッチング工程）
第１のエッチング工程は、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用い、凹凸パターン１３の転写パターンであるレジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、レジスト膜２をエッチングする工程である。本明細書において、「堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる」とは、堆積物４の堆積と残膜２ｂのエッチングとが同時に行われていること、および、残膜２ｂが完全に除去され、堆積物４の堆積のみがそのままの状態で継続して行われていることを含む意味である。残膜２ｂが完全に除去されるまでに複数のエッチング工程を経る場合にはそれらが全体として１つの「第１のエッチング工程」に相当する。
【００５１】
堆積性ガスは、エッチングの際に反応生成物および反応副生成物等の堆積物を生成するガスである。堆積性ガスは、堆積物を生成しやすいフルオロカーボンガスであることが好ましく、ＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることがより好ましく、ＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることが特に好ましい。堆積性ガスを用いたＲＩＥを実施した場合、堆積性ガスに起因する堆積物がレジストパターンの凸部２ａの側壁に堆積する。当該側壁に堆積した堆積物４は当該側壁をエッチングから保護する役割を果たし、その結果いわゆるサイドエッチングを抑制して、レジストパターンの凸部２ａの断線を抑制することができる。特に堆積性ガスがＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスである場合には、エッチングガス中の堆積性ガスの割合、エッチングガスの流量、プラズマ電力、バイアス電力および圧力等を調整することにより、堆積物４の堆積の度合を調整することが可能である。つまり、堆積物４の堆積の度合を調整することにより、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３の長さを残膜エッチング工程の前における上記凸部２ａの幅Ｗ２の長さよりも短くしたり長くしたりと、所望の値となるように設定することが可能になる。ここで、レジストパターンの凸部２ａの幅とは、当該凸部の半値全幅とする。例えば、エッチングガス中の堆積性ガスの割合を大きくすれば、堆積物４の堆積の度合が大きくなるため堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅の長さＷ３は長くなり、エッチングガス中の堆積ガスの割合を小さくすれば、堆積物４の堆積の度合が小さくなるため堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅の長さＷ３は短くなるという傾向がある。
【００５２】
第１のエッチングガスは、上記堆積性ガスの他に酸素ガスおよび／または希ガス（不活性ガス）を含むものが好ましく、希ガスとしては特にアルゴンガスが好ましい。これにより、エッチングレートの制御性が向上する。
【００５３】
第１のエッチング工程では、レジストパターンにおける凸部２ａの側壁に堆積物４が堆積しかつ残膜２ｂがエッチングされる条件で、エッチングが行われる。これにより、上記凸部２ａのレジスト部分を保護するとともにその削られた部分を堆積物４で補填しながら残膜２ｂをエッチングすることが可能となる。このような条件を実現するためにも前述のようにエッチングガス中の堆積性ガスの割合、エッチングガスの流量、プラズマ電力、バイアス電力および圧力等を調整する。例えば、エッチングガス中の堆積性ガスの割合は０．０５〜０．５であり、エッチングガスの流量は５０〜２００ｓｃｃｍであり、プラズマ電力２０〜１００Ｗであり、バイアス電力１０〜５０Ｗであり、圧力０．３〜３Ｐａである範囲において、上記のようなエッチング条件は実現しやすい。
【００５４】
高さ方向のエッチングレートに対する幅方向のエッチングレートの比を算出することにより、残膜のエッチング量（オーバーエッチング含む）に対してレジストパターンの凸部の幅がどの程度変化するかを把握することができる。
【００５５】
（第２のエッチング工程）
第２のエッチング工程は、第１のエッチング工程において堆積した堆積物４のうち不要な部分をエッチングする工程である。図３Ａはレジストパターン形成方法において第１のエッチング工程後かつ第２のエッチング工程前のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。また、図３Ｂレジストパターン形成方法において第２のエッチング工程後のレジストパターンの状態を示す概略断面図である。第１のエッチング工程において、堆積物４を含めたレジストパターンの凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる前に残膜２ｂが完全に除去される場合には、堆積物４を含めた上記凸部２ａの幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる時点に合わせて第１のエッチング工程を終了すれば、上記幅Ｗ３を所望の値Ｗｏとすることが可能である。しかし、残膜２ｂが完全に除去される前に上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる場合には、残膜２ｂを完全に除去しなければならないため上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなる時点を超えて第１のエッチング工程を継続しなければならない。つまり、残膜２ｂが完全に除去された時点（或いは第１のエッチング工程を終了した時点）においては、上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏよりも大きくなるため（図３Ａ）、当該幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなるようなトリミング処理が必要となる。そこで、第２のエッチング工程では、上記のように所望の値Ｗｏよりも大きくなった上記幅Ｗ３が所望の値Ｗｏとなるようにエッチングが行われる（図３Ｂ）。なお、第１のエッチング工程のみで上記幅Ｗ３を所望の値Ｗｏとすることができかつ残膜２ｂを完全に除去することができる場合には第２のエッチング工程は不要となる。
【００５６】
また、図３Ａに示されるように第１のエッチング工程において、堆積物の残渣５がレジストパターンの凹部の底に残る場合がある。第２のエッチング工程はこのような残渣５を除去する役割も果たす（図３Ｂ）。
【００５７】
上記のように第２のエッチング工程は、レジストパターンの凸部２ａのトリミング機能と堆積物の残渣５の除去機能とを有する。これらの機能を実現するため、第２のエッチング工程では、エッチングガス中の堆積性ガスの割合を第１のエッチング工程におけるエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも小さくしてエッチングが行われることが好ましい。
【００５８】
以上より、本発明に係るレジストパターン形成方法は、特に、残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に堆積物が堆積しかつ残膜がエッチングされる条件でレジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含むことを特徴とする。この結果、残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能となる。これは、堆積物がレジストパターンの凸部の側壁に堆積することにより、レジストパターンの凸部のレジスト部分がエッチングされることを抑制したり、当該堆積物自体が当該凸部におけるエッチングされたレジスト部分を補ったりするためと考えられる。
【００５９】
（レジストパターン形成方法の実施形態の設計変更）
第１の実施形態においては、レジストパターンの凸部のトリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程は、第２のエッチング工程のみであったが、本発明はこのような形態に限られない。つまり、この２つの機能を有するエッチング工程は、エッチング条件が互いに異なり連続的又は非連続的に実施される複数のエッチング工程から構成されてもよい。ここで、非連続的とは、エッチング工程同士の間隔を長時間空ける場合やエッチング装置を変更する場合等を意味する。
【００６０】
トリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程の総工程数をＮとし、残膜エッチング工程中の第ｉ番目のエッチング工程（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ＋１）において使用されるエッチングガス中の堆積性ガスの割合をＤＧｉとする場合を考える。つまり、ｉ＝１、２、・・・、Ｎ＋１。ｉ＝１のときは残膜を除去しかつ堆積物を作るための本発明の第１のエッチング工程に相当し、ｉ＝２からＮ＋１まではトリミング機能と堆積物の残渣の除去機能とを有するエッチング工程に相当する。このような場合、任意の第ｊ番目のエッチング工程および第ｋ番目のエッチング工程（１≦ｊ＜ｋ≦Ｎ＋１）において、ＤＧｊ＞ＤＧｋという条件を満たす組み合わせが少なくとも１つ存在するように、エッチング条件を設定することが好ましい。段階的に堆積物の生成を抑制することにより、堆積物の残渣を確実に除去することが可能となるためである。さらに、残膜エッチング工程において使用されるエッチングガス中の堆積性ガスの割合に関して、下記式（１）を満たすように設定することが好ましい。
【００６１】
ＤＧ１＞ＤＧ２＞・・・＞ＤＧＮ＋１・・・（１）
【００６２】
また、残膜エッチング工程中の第ｉ番目のエッチング工程（ｉおよびＮに関しては上記と同様である。）において使用されるエッチングガス中の酸素ガスの割合をＯＧｉとしたとき、任意の第ｍ番目のエッチング工程および第ｎ番目のエッチング工程（１≦ｍ＜ｎ≦Ｎ＋１）において、ＯＧｍ＜ＯＧｎという条件を満たす組み合わせが少なくとも１つ存在するように、エッチング条件を設定することが好ましい。さらに、残膜エッチング工程において使用されるエッチングガス中の酸素ガスの割合に関して、下記式（２）を満たすように設定することが好ましい。
【００６３】
ＯＧ１＜ＯＧ２＜・・・＜ＯＧＮ＋１・・・（２）
【００６４】
「パターン化基板の製造方法」
次に、本発明のパターン化基板の製造方法の実施形態について説明する。本実施形態では、前述したレジストパターン形成方法を用いてパターン化基板の製造を行う。図４Ａから図４Ｃは、パターン化基板の製造方法の実施形態の工程を示す概略断面図である。
【００６５】
まず、前述したレジストパターン形成方法を用いて、所定のパターンが形成されたレジスト膜を基板上に形成する。当該レジスト膜は、本発明のレジストパターン形成方法によりパターン形成されたものであるから、レジストパターンの凸部は、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされている。次に、パターン形成されたレジスト膜をマスクにして基板のエッチングを行い、レジスト膜に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを基板上に形成して、所定のパターンを有するパターン化基板を得る。
【００６６】
一方、基板３が積層構造を有しており表面上にマスク層３ｂを含む場合には、前述したレジストパターン形成方法を用いて、所定のパターンが形成されたレジスト膜２をマスク層３ｂ付きの基板３上に形成する（図４Ａ）。当該レジスト膜は、本発明のレジストパターン形成方法によりパターン形成されたものであるから、レジストパターンの凸部は、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とされている。次に、レジスト膜２をマスクにしてドライエッチングを行い、レジスト膜２に形成された凹凸パターンに対応した凹凸パターンを当該マスク層３ｂに形成し（図４Ｂ）、そのマスク層３ｂをエッチストップ層にして基板３にさらにドライエッチングを行い、凹凸パターンを基板３上に形成して（図４Ｃ）、所定のパターンを有するパターン化基板を得る。
【００６７】
ドライエッチングとしては、基板に凹凸パターンを形成できるものであれば特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）、スパッタエッチング、などが挙げられる。これらの中でも、イオンミリング法、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）が特に好ましい。
【００６８】
イオンミリング法は、イオンビームエッチングとも言われ、イオン源にＡｒなどの不活性ガスを導入し、イオンを生成する。これを、グリッドを通して加速させ、試料基板に衝突させてエッチングするものである。イオン源としては、カウフマン型、高周波型、電子衝撃型、デュオプラズマトロン型、フリーマン型、ＥＣＲ（電子サイクロトロン共鳴）型などが挙げられる。
【００６９】
イオンビームエッチングでのプロセスガスとしては、Ａｒガス、ＲＩＥのエッチャントとしては、フッ素系ガスや塩素系ガスを用いることができる。
【００７０】
以上のように、本発明に係るパターン化基板の製造方法は、上記に記載の形成方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、このレジスト膜をマスクとして基板をエッチングすることにより、レジストパターンに対応した凹凸パターンを基板の表面に形成することを特徴とするから、凸部の幅が残膜をエッチングする工程前における凸部の幅以上の所望の幅とされたレジストパターンをマスクとしてエッチングすることができる。その結果、パターン化基板の製造において、当該レジストパターンに対応した凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能となる。
【００７１】
本発明のレジストパターン形成方法の実施例を以下に示す。
【００７２】
＜実施例１−１＞
（レジストパターンの形成）
クロム層（５ｎｍ）付きの石英基板の当該クロム層上に光硬化性レジストを塗布してレジスト膜（６０ｎｍ）を形成した。光硬化性レジストの成分は、上記構造式（１）で示される化合物、ＩＲＧＡＣＵＲＥ ３７９および上記構造式（２）で示されるフッ素モノマーをそれぞれ質量比９７：２：１の割合で混合したものである。その後、凸部の幅が２０ｎｍであり、凸部の高さが４０ｎｍであり、凸部の周期間隔が４０ｎｍである凹凸パターンを有するＳｉモールドを当該レジスト膜に対して押し付け、紫外光を照射することでレジスト膜を硬化し、Ｓｉモールドをレジスト膜から剥離して、Ｓｉモールドの凹凸パターンをレジスト膜に転写した。この時点でのレジストパターンについて、凸部の幅は２０ｎｍであり、凸部の高さは４０ｎｍであり、凸部の周期間隔は４０ｎｍである。
【００７３】
レジスト膜のレジストパターンの凹部における残膜の厚さを測定した。レジスト膜のパターン領域の一部を、スクラッチまたはテープ剥離等により剥離することにより基板を露出させ、剥離領域とパターン領域の境界部をＡＦＭ（原子間力顕微鏡）で測定することにより、残膜の厚さを測定した。
【００７４】
誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件でエッチングガスのプラズマで本発明における第１のエッチング工程のみを実施した。第１のエッチング工程の実施時間の終了点は、少なくとも残膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。つまり、オーバーエッチング量が残膜の平均の厚さの５０％となる時点を目安に第１のエッチング工程を実施した。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００７５】
（エッチング条件）
エッチングガス：ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１：１０の割合で混合した。
プラズマ電力：５０Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：２Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：１５０％
【００７６】
（レジストパターンの評価方法）
測長可能な走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本電子株式会社製）にて、残膜エッチング工程後におけるレジストパターンの凸部の幅をＴＯＰＶＩＥＷ観察により評価した。また、同時に断面構造の評価も行った。そして、残膜エッチング工程前後のレジストパターンの凸部の幅（残膜エッチング工程後においては当該凸部に堆積した堆積物を含めた幅）からレジストパターンの凸部の幅方向（凸部の側面に垂直な方向）のエッチングレートＥ１を算出し、残膜エッチング工程前後の当該凸部の高さから当該凸部の高さ方向のエッチングレートＥ２を算出した。そして、高さ方向のエッチングレートＥ２に対する幅方向のエッチングレートＥ１の比Ｅ１／Ｅ２を算出した。
【００７７】
＜実施例１−２＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ４：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００７８】
＜実施例１−３＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ８：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００７９】
＜実施例１−４＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１２：１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８０】
＜実施例１−５＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８１】
＜実施例１−６＞
エッチングガスとして、ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：５の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８２】
＜比較例１−１＞
エッチングガスとして、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１０の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８３】
＜比較例１−２＞
エッチングガスとして、酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１の割合で混合したものを用いた点以外は、実施例１−１と同様にレジストパターンの形成および評価を行った。
【００８４】
（結果１）
下記の表１は、上記実施例１−１から１−６並びに比較例１および２の結果を示すものである。そして、図５は、上記実施例１−１から１−６におけるエッチングガス全体に対するＣＨＦ３の割合とＥ１／Ｅ２の値との関係を示すグラフである。グラフ中の丸い点は、エッチングガスが酸素ガスを含有する場合を表し、四角い点はエッチングガスが酸素ガスを含有しない場合を表す。表１においてＥ１／Ｅ２の符号がプラスであることは、残膜エッチング工程後のレジストパターンの凸部の幅が残膜エッチング工程前における当該凸部の幅より広くなっていることを意味する。これらの結果より、本発明のレジストパターン形成方法によれば、エッチング条件を制御してレジストパターンの凸部の側壁への堆積物の付着度合いを制御できることが確認された。つまり、残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能であることが確認された。
【００８５】
【表１】
【００８６】
＜実施例２＞
（レジストパターンの形成）
Ｓｉモールドの凹凸パターンの光硬化性レジスト膜への転写、および残膜の厚さの測定については実施例１−１と同様である。
【００８７】
誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件１でエッチングガスのプラズマで本発明における第１のエッチング工程を実施した。第１のエッチング工程の実施時間の終了点は、残膜を丁度除去できる時点とした。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００８８】
続いて、誘導結合型（ＩＣＰ）の反応性イオンエッチング装置を用い、下記に示すエッチング条件２でエッチングガスのプラズマで本発明における第２のエッチング工程を実施した。第２のエッチング工程の実施時間の終了点は、残膜を５０％分除去できる時点とした。ここで、当該実施時間は、事前に測定しておいたエッチング速度および残膜の厚さに基づいて算出される。
【００８９】
つまり、本実施例では、残膜エッチング工程は上記の第１のエッチング工程および第２のエッチング工程から構成される。そして、上記第１のエッチング工程および第２のエッチング工程全体を通したオーバーエッチング量は、残膜の平均の厚さの５０％となる時点となる。
【００９０】
（エッチング条件１）
エッチングガス：ＣＨＦ３ガス、およびアルゴンガスをそれぞれ１：３の割合で混合した。
プラズマ電力：５０Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：２Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：１００％
【００９１】
（エッチング条件２）
エッチングガス：酸素ガスおよびアルゴンガスをそれぞれ１：１の割合で混合した。
プラズマ電力：２５Ｗ
バイアス電力：２５Ｗ
圧力：０．６Ｐａ
残膜の平均の厚さに対するエッチング量：５０％
【００９２】
（レジストパターンの凸部幅に関する増減の評価方法）
測長可能なＳＥＭにてＴＯＰＶＩＥＷ及び断面観察により、レジストパターンの凸部幅に関する増減について評価した。具体的には、第１のエッチング工程後の上記凸部の幅が、第１のエッチング工程前の上記凸部の幅に対して増加したか或いは減少したかを評価した。
【００９３】
（レジストパターンのトリミング効果の評価方法）
測長可能なＳＥＭにてＴＯＰＶＩＥＷ及び断面観察により、第２のエッチング工程におけるレジストパターンのトリミング効果について評価した。具体的には、第２のエッチング工程終了時の上記凸部の幅が第１のエッチング工程終了時の上記凸部の幅に対して減少している場合をトリミング効果ありと評価した。
【００９４】
（残渣有無の評価方法）
上記残膜エッチング工程後にレジストパターンの凹部の底に残る堆積物の残渣の有無を評価した。具体的には、上記残膜エッチング工程を実施した後、塩素系ガスを用いたプラズマにてクロム層のエッチングを行い、ＳＥＭ観察によりクロム層の残存状況を調べ、クロム層が部分的にでも残存している場合を残渣ありと、クロム層が残存していない場合を残渣なしと評価した。ここでクロム層のエッチングの終了点は、少なくともクロム膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。
【００９５】
（パターン化基板の製造）
上記の残膜エッチング工程を実施した後、塩素系ガスを用いたプラズマにてクロム層のエッチングを行った。クロム層のエッチングは、少なくともクロム膜を丁度除去できる時点からそれまでの経過時間の５０％分だけ超過した時点とした。次いで、フッ素系ガスプラズマを用いて石英基板を深さ６０ｎｍエッチングし、レジストパターンに対応した凹凸パターンを石英基板に形成した。
【００９６】
（パターン化基板の評価方法）
測長可能なＳＥＭにて、パターン化基板に形成された凹凸パターンの欠陥の有無を評価した。具体的には、凹凸パターンの欠陥として、凹凸パターンの凸部の断線およびクロムの残存により凹凸パターンを形成不可能な領域の有無を評価した。図６及び図６Ｂは、凹凸パターンの評価基準を説明するためのＳＥＭ画像を示す図である。パターン化基板の凸部の断線の有無は、図６Ａのような場合を断線なしと評価し、図６Ｂのような場合を断線ありと評価した。また、残膜エッチング工程後に堆積物の残渣がある場合を、凹凸パターンを形成不可能な領域があると評価した。以上の結果、いずれの欠陥もなかった場合を凹凸パターンの欠陥なし（表では○）と、いずれかの欠陥があった場合を凹凸パターンの欠陥あり（表では×）と評価した。
【００９７】
＜比較例２−１＞
第２のエッチング工程を実施せずに、第１のエッチング工程における残膜の平均の厚さに対するエッチング量を１５０％とした点以外は、実施例２と同様にレジストパターンの形成および評価、並びにパターン化基板の製造および評価を行った。
【００９８】
＜比較例２−２＞
第１のエッチング工程を実施せずに、第２のエッチング工程における残膜の平均の厚さに対するエッチング量を１５０％とした点以外は、実施例２と同様にレジストパターンの形成および評価、並びにパターン化基板の製造および評価を行った。
【００９９】
（結果２）
下記の表２は、上記実施例２並びに比較例２−１および２−２の結果を示すものである。これらの結果より、本発明の第２のエッチング工程を含むレジストパターン形成方法によれば、第１のエッチング工程において残渣が生じる場合においても第２のエッチング工程によって残渣を除去でき、かつ残膜をエッチングする工程後のレジストパターンの凸部の幅を、残膜をエッチングする工程前におけるレジストパターンの凸部の幅以上の所望の幅とすることが可能であることが確認された。
【０１００】
また、本発明のレジストパターン形成方法によれば、パターン化基板の凹凸パターンが良好に形成でき、凹凸パターンの加工精度を向上させることが可能であることが確認された。
【０１０１】
【表２】
【符号の説明】
【０１０２】
１ モールド
２ レジスト膜
２ａ 凸部
２ｂ 残膜
３ 基板
３ａ 支持基板
３ｂ マスク層
４ レジストパターンの凸部側壁に堆積した堆積物
５ レジストパターンの凹部の底に残った堆積物の残渣
１２ 支持部
１３ 凹凸パターン
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、前記凹凸パターンを基板上のレジスト膜に押し付け、
前記モールドを前記レジスト膜から剥離して、前記凹凸パターンを前記レジスト膜に転写し、
前記凹凸パターンが転写された前記レジスト膜の残膜を除去するように反応性イオンエッチング法により該レジスト膜をエッチングする残膜エッチング工程を実施する方法であって、
前記残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、前記凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に前記堆積物が堆積しかつ前記残膜がエッチングされる条件で前記レジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含み、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が残膜エッチング工程前における前記凸部の幅以上の所望の幅となるように前記第１のエッチング工程以後の工程によって前記レジスト膜をエッチングするものであることを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項２】
前記堆積性ガスがＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることを特徴とする請求項１に記載のレジストパターン形成方法。
（ｘは０〜３の整数を表す。）
【請求項３】
前記堆積性ガスがＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項４】
前記第１のエッチングガス中の前記堆積性ガスの割合が０．０５〜０．５であることを特徴とする請求項１から３に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項５】
前記第１のエッチングガスが酸素ガスを含有するものであることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項６】
前記第１のエッチングガス中における前記堆積性ガスに対する前記酸素ガスの割合が０．０１〜５であることを特徴とする請求項５に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項７】
前記第１のエッチングガスが希ガスを含有するものであることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１のエッチングガス中における前記堆積性ガスに対する前記希ガスの割合が０．８〜１０であることを特徴とする請求項７に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項９】
前記第１のエッチング工程が、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が前記所望の値より大きくなるように前記堆積物が堆積する条件で前記レジスト膜をエッチングするものであり、
前記残膜エッチング工程が、該第１のエッチング工程の後に、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が前記所望の値となるように、前記凸部の側壁に堆積した前記堆積物をエッチングする第２のエッチング工程を含むことを特徴とする請求項１〜８に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１０】
前記第１のエッチングガス中の前記堆積性ガスの割合が、前記第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１１】
前記第１のエッチングガス中の酸素ガスの割合が、前記第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の酸素ガスの割合よりも小さいことを特徴とする請求項９または１０に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１２】
前記反応性イオンエッチング法が、誘導結合、容量結合および電子サイクロトロン共鳴のいずれかのプラズマ発生法を用いたエッチング法であることを特徴とする請求項１から１１いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１３】
前記基板が、前記レジスト膜が形成される表面に１層以上のマスク層を有することを特徴とする請求項１から１２いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１４】
前記マスク層が、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することを特徴とする請求項１３に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれかに記載の方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、
該レジスト膜をマスクとして前記基板をエッチングすることにより、前記レジストパターンに対応した凹凸パターンを前記基板の表面に形成することを特徴とするパターン化基板の製造方法。
【請求項１】
微細な凹凸パターンを表面に有するモールドを用いて、前記凹凸パターンを基板上のレジスト膜に押し付け、
前記モールドを前記レジスト膜から剥離して、前記凹凸パターンを前記レジスト膜に転写し、
前記凹凸パターンが転写された前記レジスト膜の残膜を除去するように反応性イオンエッチング法により該レジスト膜をエッチングする残膜エッチング工程を実施する方法であって、
前記残膜エッチング工程が、エッチングの際に堆積物を生成する堆積性ガスを含有する第１のエッチングガスを用いて、前記凹凸パターンの転写パターンであるレジストパターンにおける凸部の側壁に前記堆積物が堆積しかつ前記残膜がエッチングされる条件で前記レジスト膜をエッチングする第１のエッチング工程を含み、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が残膜エッチング工程前における前記凸部の幅以上の所望の幅となるように前記第１のエッチング工程以後の工程によって前記レジスト膜をエッチングするものであることを特徴とするレジストパターン形成方法。
【請求項２】
前記堆積性ガスがＣＨｘＦ４−ｘで表されるフルオロカーボンガスであることを特徴とする請求項１に記載のレジストパターン形成方法。
（ｘは０〜３の整数を表す。）
【請求項３】
前記堆積性ガスがＣＦ４、ＣＨＦ３およびＣＨ２Ｆ２の少なくとも１つであることを特徴とする請求項２に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項４】
前記第１のエッチングガス中の前記堆積性ガスの割合が０．０５〜０．５であることを特徴とする請求項１から３に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項５】
前記第１のエッチングガスが酸素ガスを含有するものであることを特徴とする請求項１から４いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項６】
前記第１のエッチングガス中における前記堆積性ガスに対する前記酸素ガスの割合が０．０１〜５であることを特徴とする請求項５に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項７】
前記第１のエッチングガスが希ガスを含有するものであることを特徴とする請求項１から６いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項８】
前記第１のエッチングガス中における前記堆積性ガスに対する前記希ガスの割合が０．８〜１０であることを特徴とする請求項７に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項９】
前記第１のエッチング工程が、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が前記所望の値より大きくなるように前記堆積物が堆積する条件で前記レジスト膜をエッチングするものであり、
前記残膜エッチング工程が、該第１のエッチング工程の後に、前記堆積物を含めた前記凸部の幅が前記所望の値となるように、前記凸部の側壁に堆積した前記堆積物をエッチングする第２のエッチング工程を含むことを特徴とする請求項１〜８に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１０】
前記第１のエッチングガス中の前記堆積性ガスの割合が、前記第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の堆積性ガスの割合よりも大きいことを特徴とする請求項９に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１１】
前記第１のエッチングガス中の酸素ガスの割合が、前記第２のエッチング工程において使用される第２のエッチングガス中の酸素ガスの割合よりも小さいことを特徴とする請求項９または１０に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１２】
前記反応性イオンエッチング法が、誘導結合、容量結合および電子サイクロトロン共鳴のいずれかのプラズマ発生法を用いたエッチング法であることを特徴とする請求項１から１１いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１３】
前記基板が、前記レジスト膜が形成される表面に１層以上のマスク層を有することを特徴とする請求項１から１２いずれかに記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１４】
前記マスク層が、クロムおよび／またはクロム酸化物を含有する層を少なくとも１層有することを特徴とする請求項１３に記載のレジストパターン形成方法。
【請求項１５】
請求項１から１４いずれかに記載の方法によりレジスト膜にレジストパターンを形成し、
該レジスト膜をマスクとして前記基板をエッチングすることにより、前記レジストパターンに対応した凹凸パターンを前記基板の表面に形成することを特徴とするパターン化基板の製造方法。
【図１Ａ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図１Ｂ】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図２Ｃ】
【図３Ａ】
【図３Ｂ】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図４Ｃ】
【図５】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【公開番号】特開２０１２−２０９２９０（Ｐ２０１２−２０９２９０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７１４０６（Ｐ２０１１−７１４０６）
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２９日（２０１１．３．２９）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]