CN101809499B - 掩模坯体以及压印用模具的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种使用掩模坯体而形成有高精度细微图案的压印用模具的制造方法。在透光性基板上具有用于形成图案的薄膜的掩模坯体中，薄膜由上层和下层构成，上层由包含铬(Cr)和氮的材料形成，下层由包含以钽(Ta)为主要成分的化合物，并且能够通过使用了氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料形成。通过使用了实质上不包含氧的氯系气体的干蚀刻处理对薄膜的上层和下层进行蚀刻加工，接着通过使用了氟系气体的干蚀刻处理对基板进行蚀刻加工，由此得到压印用模具。

Description

掩模坯体以及压印用模具的制造方法
技术领域
本发明涉及半导体等集成电路或通过细微图案附加了光学功能的光学部件制作、在磁盘上形成细微图案时使用的压印用模具(压模)的制造方法以及在这些制造中使用的掩模坯体。
背景技术
通常，在半导体装置的制造工艺中，使用光刻法进行细微图案的形成。此外，在该微细图案的形成中通常使用几片被称作光掩模的基板。该光掩模通常在透光性的玻璃基板上设置有由金属薄膜等构成的遮光性的细微图案，在该光掩模的制造中也使用了光刻法。
该光掩模和压印用模具是用于大量转印相同细微图案的原版。形成在光掩模上的图案的尺寸精度直接影响到所制作的细微图案的尺寸精度。此外，在压印用模具中，图案的截面形状更会影响到所制作的细微图案的形状。随着半导体电路的集成度的提高，要求减小图案的尺寸、也要求提高光掩模和压印用模具的精度。尤其是，压印用模具用于等倍的图案转印，所要求的精度与半导体电路图案相同，因此压印用模具比光掩模更要求高精度。同样地，在通过光栅等微细图案附加了光学功能的部件中，也要求小于对象波长的图案尺寸和图案精度，因此在用于制作光学部件的光掩模或压印用模具中，也要求细微且高精度的图案。
在以往的光掩模、压印用模具的制作中，使用在石英玻璃等透光性基板上形成有铬等薄膜的掩模坯体，在该掩模坯体上涂布了抗蚀剂后，使用电子线曝光等形成抗蚀剂图案，将该抗蚀剂图案作为掩模对薄膜进行蚀刻加工，由此形成薄膜图案(掩模图案)。
此外，对于压印用模具，有时出于在转印时照射光的目的，将薄膜图案作为掩模在透光性基板上制作级差图案。此时，透光性基板的图案尺寸、精度会直接受到薄膜图案的尺寸、精度的影响。
例如作为对含有铬的薄膜进行蚀刻的方法，通常应用使用了硝酸铈铵的湿蚀刻，或者使用了氯系与氧的混合气体的干蚀刻。
以往，为了改善铬膜的蚀刻宽度和深度的不均匀，公知有使用多级的蚀刻来形成由多个层构成的薄膜图案的方法(例如，参照专利文献1：日本特表2005-530338号公报)，为了能够减薄抗蚀剂膜，公知有将抗蚀剂图案作为掩模来形成比较薄的膜的图案，再将所形成的薄膜图案作为掩模来形成第2层以后的薄膜图案的方法(例如，参照专利文献2：日本特开2006-78825号公报)等。
另一方面，在硬盘等所使用的磁盘中，一直以来使用了使磁头宽度最小化并减小记录有信息的数据磁道的间隔来实现高密度化的方法。但是，在以往的方法中，高密度化到达极限，不能忽视相邻磁道间的磁影响和热起伏的减少。最近，提出了对磁盘的数据磁道进行磁分离而形成的称作离散磁道型介质(Discrete Track Recording Medium：以下，称作DTR介质)这一新类型的介质。
所谓DTR介质，是指对在记录中不需要部分的磁性材料进行去除(槽加工)来改善信号品质的介质。并且，在进行槽加工后，利用非磁性材料填充该槽，来实现磁盘驱动器所要求的埃级别的表面平坦性。并且，作为进行该细微宽度的槽加工的一种方法，使用压印技术。
此外，提倡使DTR介质进一步高密度化而发展的、称作晶格介质(patterned media，将信号记录为点图案的介质)这一新类型的介质，在该晶格介质的图案形成中也有望使用压印技术。
专利文献1：日本特表2005-530338号公报
专利文献2：日本特开2006-78825号公报
随着半导体电路的集成度的提高，要求图案尺寸进一步细微化，在磁盘中，对于DTR介质或晶格介质所使用的压印用模具(压模)，强烈要求针对图案尺寸的细微化。已知在对图案尺寸进行了细微化的情况下，使用湿蚀刻、干蚀刻的任意一种蚀刻方法，都例如会在铬图案的蚀刻中产生问题。对于上述使用了硝酸铈铵的湿蚀刻，虽然具有基本不会产生抗蚀剂的消退或消失这样的问题的优点，但另一方面存在产生蚀刻偏差的问题等，即，铬图案的截面形状不垂直，相对于抗蚀剂图案，铬膜在图案截面横向上被蚀刻。
另一方面，对于使用了氯系与氧的混合气体的干蚀刻，虽然与湿蚀刻相比得到垂直的铬图案的截面形状，但是产生抗蚀剂的消退或消失这样的问题。此外，与湿蚀刻同样地，存在产生蚀刻偏差的问题等，即，铬膜在图案截面横向上被蚀刻。
特别成问题的是，在任意一种蚀刻方法中，都会随着蚀刻加工宽度而得到不均匀的蚀刻偏差和蚀刻深度。例如已知有以下情况：当蚀刻部分同时具有100nm以下的较细宽度和1μm以上的较宽宽度时，会产生较细宽度部分相对变窄、并且蚀刻深度变浅的现象。在蚀刻偏差随着蚀刻加工宽度而不同时，很难进行在曝光时预先调整线宽的数据偏差等的校正。该问题在进行湿蚀刻的情况下尤为显著。
此外，对于使用含有氧的氯系气体的干蚀刻，不仅在抗蚀剂的厚度方向上，在抗蚀剂的截面横向上也进行蚀刻，因此在对铬膜进行干蚀刻的期间，抗蚀剂的宽度发生变化，结果，铬图案的宽度也相对于蚀刻前的抗蚀剂宽度发生变化。此外，抗蚀剂图案自身也逐渐在截面横向上被蚀刻，因此铬图案的宽度比期望尺寸细，还会产生宽度较细的图案自身消失的情况。
此外，在对图案尺寸进行了细微化的情况下，除了铬膜的蚀刻偏差的问题以外，对抗蚀剂膜厚也产生制约，在抗蚀剂的膜厚大致为图案宽度的3倍以上时，会产生抗蚀剂曝光时分辨率降低和抗蚀剂图案形成后图案崩溃这样的问题。在通过使用了含有氧的氯系气体的干蚀刻来形成铬图案的情况下，抗蚀剂由于蚀刻而逐渐消失，因此在抗蚀剂膜厚较薄时，抗蚀剂在铬图案形成结束前就消失了，对不应该蚀刻的铬部分也进行了蚀刻。对于使用了含有氧的氯系气体的干蚀刻，耗费与铬的厚度相同程度以上的抗蚀剂，并且为了消除蚀刻深度的不均匀而进行2倍以上的追加蚀刻，在此期间抗蚀剂的膜厚也减少。因此，在干蚀刻中使抗蚀剂不至于消失的铬膜厚度被限定为抗蚀剂膜厚的1/3左右。例如，在形成具有30nm宽度的抗蚀剂图案的情况下，使图案不至于崩溃的抗蚀剂膜厚为90nm以下，在蚀刻后抗蚀剂不至于消失的铬膜厚度大约为30nm以下时，限定为与图案宽度相同程度以下。
但是，在光掩模中，当薄膜(遮光膜)图案的厚度减小时，不能得到充分的遮光性能。例如要在作为ArF准分子激光的波长的193nm下得到光学浓度3以上(透射率为0.1％以下)时，例如由铬构成的图案的厚度至少需要在45nm以上。仅考虑了图案厚度的图案尺寸极限为45nm，如前所述在形成铬图案时会产生抗蚀剂和铬图案的消退，因此能高精度制作的图案尺寸的极限比45nm大。
对于实际的光掩模，由于防反射膜的存在、抗蚀剂的消退、在图案截面横向上发生的蚀刻、蚀刻深度随线宽而不均匀、掩模整个面上的均匀性等的限制，能够高精度地制作在曝光波长193nm下光学浓度为3以上的厚度45nm的铬膜的图案尺寸的极限大致为图案尺寸的2倍左右。因此，通过现有技术来实现图案的细微化存在极限。
此外，作为解决铬膜的蚀刻宽度和深度的不均匀的方法，已知有上述专利文献1所公开的、使用多级蚀刻来形成由多个层构成的薄膜图案的方法。在该方法中，通过蚀刻终止层来改善蚀刻深度的不均匀，但是没有公开防止带来蚀刻宽度不均匀的抗蚀剂宽度消退的方法、以及在形成细微图案的基础上实现所需的抗蚀剂薄膜化的方法等，不能充分解决现有技术在实现细微图案上的问题。
此外，作为减轻干蚀刻时由抗蚀剂宽度的变化对图案宽度带来的影响并能使抗蚀剂薄膜化的方法，已知有如上述专利文献2所公开的方法：将抗蚀剂图案作为掩模形成膜比较薄的图案，再将所形成的薄膜图案作为掩模形成第2层以后的薄膜图案。在该方法中，在将抗蚀剂图案作为掩模对薄膜进行蚀刻时所使用的抗蚀剂气体中，使用含有氧的氯系气体，但是在干蚀刻中抗蚀剂图案消退，因此存在不能得到良好的图案精度的问题。
发明内容
因此，本发明是鉴于上述现有技术的问题而完成的，其目的在于：第1，提供一种能够在压印用模具(压模)的制造中以高图案精度形成细微图案的掩模坯体，第2，提供一种使用该掩模坯体而形成有高精度细微图案的压印用模具的制造方法。
即，为了解决上述问题，本发明具有以下的结构。
(结构1)一种掩模坯体，其在透光性基板上具有用于形成图案的薄膜，该掩模坯体用于与压印用模具的制作方法相对应的干蚀刻处理，该压印用模具的制作方法通过使用了实质上不含有氧的蚀刻气体的干蚀刻处理对所述薄膜和所述基板进行蚀刻加工，该掩模坯体的特征在于，所述薄膜至少由上层和下层的层叠膜构成，所述上层由包含铬(Cr)和氮的材料形成，所述下层由包含以钽(Ta)为主要成分的化合物、或者包含铪(Hf)和锆(Zr)中至少一种元素或其化合物，并且能够通过使用了氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料形成。
(结构2)根据结构1所述的掩模坯体，其特征在于，所述薄膜的上层的膜厚为1.5nm～3nm。
(结构3)根据结构1或2所述的掩模坯体，其特征在于，所述薄膜的下层的膜厚为3nm～10nm。
(结构4)根据结构1至3中任一项所述的掩模坯体，其特征在于，形成在所述薄膜上的抗蚀剂膜的膜厚为100nm以下。
(结构5)一种压印用模具的制造方法，其特征在于，通过使用了实质上不含有氧的氯系气体的干蚀刻处理，对结构1至4中任一项所述的掩模坯体的所述薄膜的上层和下层进行蚀刻加工而形成所述薄膜的图案，接着将该薄膜图案作为掩模，通过使用了氟系气体的干蚀刻处理对所述基板进行蚀刻加工。
根据本发明，可以提供一种在压印用模具的制造中能够以高图案精度来形成细微图案的掩模坯体。
此外，根据本发明，可以提供一种使用该掩模坯体而形成有高精度细微图案的压印用模具的制造方法。
附图说明
图1是本发明的实施方式1的用于制造压印用模具的掩模坯体的截面概略图。
图2(a)～(e)是用于说明本发明的实施方式1的压印用模具的制造工艺的截面概略图。
符号说明
50：掩模坯体；51：基板；52：导电性膜；53：遮光性膜；54：抗蚀剂膜；55：层叠膜图案。
具体实施方式
此处，对上述结构1和上述结构5进行补充说明。
如结构1所述，本发明的掩模坯体在透光性基板上具有用于形成图案的薄膜，该掩模坯体用于与压印用模具的制作方法相对应的干蚀刻处理，该压印用模具的制作方法通过使用了实质上不含有氧的蚀刻气体的干蚀刻处理对所述薄膜和所述基板进行蚀刻加工，该掩模坯体的特征在于，所述薄膜至少由上层和下层的层叠膜构成，所述上层由包含铬(Cr)和氮的材料形成，所述下层由包含以钽(Ta)为主要成分的化合物、或者包含铪(Hf)和锆(Zr)中至少一种元素或其化合物，并且能够通过使用了氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料形成。
根据本发明的掩模坯体，可以在压印用模具等的制造中以高图案精度形成细微图案。此外，可以使用本发明的掩模坯体将上述遮光性图案形成为高精度的细微图案，因此对于将该遮光性图案为掩模通过蚀刻而形成的透光性基板的图案，也能形成高精度的细微图案。
这里，作为透光性基板，通常是石英基板等玻璃基板。玻璃基板的平坦度和平滑度优异，因此在使用光掩模往半导体基板上转印图案时，可以进行高精度的图案转印而不产生转印图案的变形等。
本发明的掩模坯体是用于与压印用模具等的制作方法对应的干蚀刻处理的掩模坯体，该压印用模具的制作方法通过使用了实质上不含有氧的蚀刻气体的干蚀刻处理至少对所述薄膜进行构图。
为了高精度地形成细微的图案(例如半间距小于32nm的图案)，存在使抗蚀剂薄膜化、抑制在抗蚀剂图案截面横向上蚀刻的进行(抗蚀剂的消退)、抑制在薄膜图案截面横向上蚀刻的进行(蚀刻的各向同性)这样的问题，但是在利用湿蚀刻形成薄膜图案的情况下，本质上产生在薄膜图案截面横向上蚀刻的进行，因此在形成微细图案时，如本发明那样进行干蚀刻比较适合。
在利用干蚀刻形成薄膜图案的情况下，为了使抗蚀剂薄膜化，具有下述方法：减小抗蚀剂的蚀刻速度，以及缩短将抗蚀剂图案作为掩模进行构图的薄膜蚀刻时间。
在压印用模具的干蚀刻加工中，作为蚀刻气体，以往通常使用氯和氧的混合气体，但本发明的掩模坯体是用于使用了实质上不含有氧的蚀刻气体的干蚀刻处理的掩模坯体。尤其对于利用实质上不含有氧的氯系气体的干蚀刻，与含有氧的氯系气体的蚀刻相比，在抗蚀剂图案截面横向上蚀刻进行得较少，可以抑制抗蚀剂的尺寸变化，因此在本发明中，作为掩模坯体中所述薄膜的上层和下层的干蚀刻，优选利用实质上不含有氧的氯系气体进行干蚀刻。此外，所谓实质上不含有氧，除了完全不含有氧的情况以外，还指即使含有蚀刻装置内产生的氧、其含量也在5％以下的情况。
此外，为了缩短薄膜的蚀刻时间，具有提高待形成图案的薄膜的干蚀刻速度的方法、以及减小待形成图案的薄膜的厚度的方法。特别地，从在曝光用掩模中确保曝光波长下的遮光性这一观点来看，薄膜需要一定程度以上的膜厚，减小薄膜的厚度存在极限。因此，需要选择干蚀刻速度较大的材料作为薄膜(图案形成层)。在本发明的掩模坯体中，所述薄膜至少由上层和下层的层叠膜构成，所述上层由包含铬(Cr)和氮的材料形成，但是通过成膜后的大气放置、抗蚀剂涂布工序的焙烘处理，上述上层被氧化，因此利用实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻来得到较快的干蚀刻速度，而且对于曝光用掩模制作工序中的使用氨水或硫酸/过氧化氢混合液(過水硫酸)等的清洗，具有充分的耐性。此外，在所述薄膜的下层中，也期望由利用实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻来得到较快的干蚀刻速度、并且对于上述清洗具有充分耐性的材料形成，作为这样的材料，列举了包含以钽(Ta)为主要成分的化合物、并且能够通过使用了氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料，但在本发明中，例如TaHf、TaZr、TaHfZr等Ta化合物比较适合。此外，还可以选择将这些Ta化合物作为基本材料并添加有例如B、Ge、Nb、Si、C、N等副材料的材料。此外，由这些Ta化合物构成的下层具有在掩模制造时的电子线描绘时防止充电所需的导电性，并且能实现对准时的较大对比度。此外，作为上述下层的材料，还可以选择铪(Hf)和锆(Zr)的至少一种元素或其化合物(例如HfZr等)，此外，还可以选择将这些材料作为基本材料并添加有例如B、Ge、Nb、Si、C、N等副材料的材料。
所述薄膜中由包含铬(Cr)和氮的材料形成的上层通过成膜后的大气放置、抗蚀剂涂布工序的焙烘处理，优选被整体氧化，期望对膜厚进行优化，使得利用实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻来得到良好的干蚀刻速度。此外，优选该上层主要以使得具有遮光性的方式对膜厚进行优化，并且使得成为利用实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻而形成例如半间距小于32nm的细微的线与间隙图案(line and space pattern)所需的膜厚。
从这种观点来看，在本发明中，上层的膜厚为1.5～3nm的范围比较合适。在相关上层(例如CrN)的膜厚小于1.5nm时，通过成膜后的大气放置，不仅上层被氧化，还在下层表面形成氧化层，并且通过抗蚀剂涂布工序中的焙烘处理，下层的表面氧化加剧。该氧化层会较大程度地降低实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻的蚀刻速度，妨碍蚀刻的进行，因此是不期望的。另一方面，在上层的膜厚比3nm厚时，无法完全地进行成膜后的大气放置所导致的氧化，会残留很难进行实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻的CrN层区域，因此是不期望的。
此外，关于所述薄膜中的由包含例如以Ta为主要成分的化合物、且可通过使用了氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料形成的下层，主要地从具有导电性的观点来看，在本发明中，膜厚为3～10nm的范围比较合适。
此外，为了抑制薄膜图案截面横向上的蚀刻，具有选择在干蚀刻的进行中需要离子轰击的材料的方法、以及添加在图案侧壁上生成淀积物的蚀刻气体的方法。对于实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻，抗蚀剂的蚀刻速度较慢，因此如果使用抑制对薄膜图案侧壁的蚀刻的淀积性气体(例如包含碳、硅的至少一方、以及氯或氟的气体)，根据追加蚀刻(过蚀刻)时间或抗蚀剂的表面积，有时在图案表面和侧壁上淀积无法去除的异物。因此，对于实质上不含有氧的例如氯系气体蚀刻，优选不添加淀积性的气体。
对于在基板上形成用于形成图案的上述薄膜的方法，无需特别限定，但优选地列举溅射成膜法。在利用溅射成膜法时，可以形成均匀且膜厚恒定的膜，因此比较适合。在通过溅射成膜法形成例如TaHf膜作为上述薄膜的下层的情况下，使用由TaHf合金构成的靶材作为溅射靶材，导入溅射室内的溅射气体使用氩气、氦气或氙气等惰性气体。此外，在通过溅射成膜法形成氮化铬膜作为上述薄膜的上层的情况下，使用铬(Cr)靶材作为溅射靶材，导入到溅射室内的溅射气体使用在氩气或氦气等惰性气体中混合了氮的气体。
此外，如后述的实施方式那样，本发明的掩模坯体也可以是在上述薄膜上形成有抗蚀剂膜的方式。
如结构5所述，本发明提供一种压印用模具的制造方法，通过使用了实质上不含有氧的氯系气体的干蚀刻处理，对本发明的掩模坯体的所述薄膜的上层和下层进行蚀刻加工，接着通过使用了氟系气体的干蚀刻处理对所述基板进行蚀刻加工。
在本发明中，例如压印用模具的制作中，将掩模坯体上的抗蚀剂图案作为掩模，通过使用了实质上不含有氧的氯系气体的干蚀刻处理，对所述薄膜的上层和下层进行蚀刻加工来形成薄膜图案，接着将该薄膜图案作为掩模，通过使用了氟系气体的干蚀刻处理对所述基板进行蚀刻加工，因此以掩模坯体上形成的抗蚀剂图案作为掩模的干蚀刻对象物仅仅是所述薄膜，而且可以从形成细微图案的观点出发对该薄膜的上层和下层的膜厚进行优化，因此即使抗蚀剂膜的膜厚比以往的薄，也能够形成细微图案，而不会产生抗蚀剂膜厚不足的情况。
在本发明中，从例如形成半间距小于32nm的细微图案的观点来看，形成在所述薄膜上的抗蚀剂膜的膜厚可以设为100nm以下，尤其是设为40～80nm的范围比较适合。
以下，参照附图具体说明用于实施本发明的最佳方式。
本实施方式1是在半导体装置的制造工艺中使用的压印用模具。图1是本实施方式1的用于制造模具的掩模坯体，图2是用于说明压印用模具的制造工艺的截面概略图。
如图1所示，在本实施方式1中使用的掩模坯体50构成为：在透光性基板51上依次具有导电性膜(下层)52和遮光性膜(上层)53的层叠膜、以及抗蚀剂膜54。该掩模坯体50以如下方式来制作。
在溅射装置中导入合成石英基板(尺寸152mm×152mm×厚度6.35mm)作为透光性基板51，利用氩气溅射由钽(Ta)和铪(Hf)的合金(钽∶铪＝80∶20原子比)构成的靶材，在形成7nm厚度的由钽铪合金构成的导电性膜52后，不进行大气放置，利用氩和氮的混合气体对铬靶材进行溅射，以2.5nm的厚度形成氮化铬(铬∶氮＝35∶65原子比)的薄膜(遮光性膜)53。在按照这种方式形成有钽铪合金膜和氮化铬膜的层叠膜的石英基板上，将用于电子线描绘的抗蚀剂膜(日本Zeon公司制造的ZEP520A)54涂布成50nm的厚度，得到本实施方式1所使用的掩模坯体50。
接着，使用电子线描绘机在上述掩模坯体50的抗蚀剂膜54上描绘半间距为20nm的线与间隙图案后，对抗蚀剂膜54进行显影而形成抗蚀剂图案54a，得到模具制作用坯体。
接着，在干蚀刻装置中导入形成有抗蚀剂图案54a的模具制作用坯体，进行不含有氧的氯气蚀刻，由此如图2(a)所示，形成了由钽铪合金膜(导电性膜52)与氮化铬膜(遮光性膜)53的层叠膜构成的图案55。此时的蚀刻终点通过使用反射光学式的终点检测器来判别。
接着，在同一干蚀刻装置内，进行使用氟系(CHF3)气体的干蚀刻，由此将上述层叠膜的图案55作为掩模对石英基板51进行蚀刻加工，形成图2(b)所示的石英图案56。此时，调整蚀刻时间以使石英图案56的深度成为70nm。这里，为了确认图案的截面形状，将与上述同样制作的评价用坯体折断，进行基于扫描型电子显微镜的图案截面观察，抗蚀剂图案消失并露出氮化铬的表面。氮化铬的膜厚相对于蚀刻前的2.5nm大约减少了1nm，但确认了石英图案56的宽度与上述由钽铪合金膜和氮化铬膜的层叠膜构成的图案55的宽度大致相同，并且石英图案56的深度均匀。
接着，在形成有上述石英图案56的模具制作用坯体上涂布厚度为460nm的光抗蚀剂(东京应化公司制造的iP3500)，进行基于紫外光的曝光和显影，形成图2(c)所示的用于台座结构的抗蚀剂图案57。
接着，针对形成有上述抗蚀剂图案57的模具制作用坯体，用氢氟酸和氟化铵的混合液(HF浓度为4.6wt％，NH4F浓度为36.4wt％)进行湿蚀刻，并且通过预定的酸清洗去除抗蚀剂，由此如图2(d)所示制作了深度例如为15μm左右的台座结构58。并且通过使用氯气的干蚀刻去除所述层叠膜图案55，得到图2(e)所示结构的压印用模具。
对于所得到的压印用模具，由于上述层叠膜图案55的截面形状为垂直形状且良好，并且层叠膜图案55的图案精度也良好，因此石英图案56也可得到尺寸、精度良好的图案。
此外，作为上述导电性膜52，也可以取代上述钽铪合金，而使用例如钽锆合金。
接着，引用图1和图2的一部分，来具体说明对于在利用槽加工去除DTR介质的磁性材料的工艺、或晶格介质的磁性图案加工工艺中使用的压印模具(压模)，应用本发明的最佳实施方式。
对于该实施方式2中的压印模具，作为其使用的掩模坯体，除了对于透光性基板51应用了直径为150mm、厚度为6.35mm的圆板状的合成石英基板以外，使用了结构与图1所示的实施方式1中所使用的掩模坯体相同的掩模坯体50。
以下，示出在2.5英寸的DTR介质的槽加工工艺中使用的压印模具的制作过程。在图1的掩模坯体50的抗蚀剂膜54上，将由外径为65mm、内径为20mm的同心圆所包围的区域作为槽图案形成区域，利用电子线描绘机对外径为65mm的圆的外侧区域、以及内径为20mm的圆的内侧区域中的抗蚀剂膜54进行全面曝光。接着，在槽图案形成区域内，利用电子线描绘机对线宽度为40nm、间隙宽度为80nm的槽图案进行曝光。然后，对曝光后的抗蚀剂膜54进行显影处理和清洗，形成具有槽图案的抗蚀剂图案54a。此外，对于在此制作的压印模具，是在DTR介质上的抗蚀剂膜上进行直接转印的转印工序中使用的类型，最终形成在DTR介质上的磁记录面的图案形成有磁性层宽度为80nm、槽宽度(在槽中利用非磁性体进行填充的情况下为非磁性层宽度)为40nm且间距为120nm的磁道。
接着，在干蚀刻装置中导入形成有抗蚀剂图案54a的模具制作用坯体，进行不含有氧的氯气蚀刻，由此如图2(a)所示，形成由钽铪合金膜(导电性膜52)和氮化铬膜(遮光性膜)53的层叠膜构成的图案55。此时的蚀刻终点通过使用反射光学式的终点检测器来判别。
接着，在同一干蚀刻装置内，进行使用氟系(CHF3)气体的干蚀刻，由此将上述层叠膜的图案55作为掩模对石英基板51进行蚀刻加工，形成图2(b)所示的石英图案56。此时，调整蚀刻时间以使石英图案56的深度成为100nm。这里为了确认图案的截面形状，将与上述同样制作的评价用坯体折断，进行基于扫描型电子显微镜的图案截面观察，抗蚀剂图案消失并且露出氮化铬的表面。氮化铬的膜厚相对于蚀刻前的2.5nm大约减少了1nm，但确认了石英图案56的宽度与上述由钽铪合金膜和氮化铬膜的层叠膜构成的图案55的宽度大致相同，并且石英图案56的深度均匀。
接下来，在形成有上述石英图案56的模具制作用坯体上涂布厚度为460nm的光抗蚀剂(东京应化公司制造的iP3500)，针对外径为65mm的圆的外侧区域进行基于紫外光的曝光和显影，形成图2(c)所示的用于台座结构的抗蚀剂图案57。
接着，针对形成有上述抗蚀剂图案57的模具制作用坯体，利用氢氟酸和氟化铵的混合液(HF浓度为4.6wt％，NH4F浓度为36.4wt％)进行湿蚀刻，并且通过预定的酸清洗去除抗蚀剂，由此如图2(d)所示制作深度例如为15μm左右的台座结构58。并且通过使用氯气的干蚀刻去除所述层叠膜图案55，从而得到图2(e)所示结构的在DTR介质的槽加工工艺中使用的压印用模具。
对于所得到的压印用模具，由于上述层叠膜图案55的截面形状为垂直形状且良好，并且层叠膜图案55的图案精度也良好，因此石英图案56也可得到尺寸、精度良好的图案。此外，在DTR介质制造时的槽加工工艺中应用该压印用模具时，槽加工后的DTR介质均以较高的精度转印了槽，非常良好。
此外，利用同样的制作工艺制作用于制作磁道间距为83nm的DTR介质的压印用模具(模具的线宽：25nm，槽宽：58nm)、用于制作磁道间距为33nm的DTR介质的压印用模具(模具的线宽：23nm，槽宽：10nm)时，得到了尺寸和精度都良好的图案。此外，在晶格介质制造时的图案加工工艺中应用该压印用模具时，槽加工后的DTR介质均以较高的精度转印了槽，非常良好。
此外，利用同样的制作工艺制作用于制作磁道间距为25nm的晶格介质的压印用模具(模具的线宽：18nm，槽宽：7nm)、用于制作磁道间距为33nm的晶格介质的压印用模具(模具的线宽：20nm，槽宽：6nm)时，得到了尺寸和精度都良好的图案。此外，在晶格介质制造时的图案加工工艺中应用该压印用模具时，槽加工后的DTR介质均以较高的精度转印了槽，非常良好。

Claims (5)

1.一种掩模坯体，其在透光性基板上具有用于形成图案的薄膜，该掩模坯体用于与压印用模具的制作方法相对应的干蚀刻处理，该压印用模具的制作方法通过使用不含氧的蚀刻气体的干蚀刻处理对所述薄膜和所述基板进行蚀刻加工，该掩模坯体的特征在于，
所述薄膜至少由上层和下层的层叠膜构成，所述上层由包含铬(Cr)和氮的材料形成，所述下层由包含以钽(Ta)为主要成分的化合物、或者包含铪(Hf)和锆(Zr)中至少一种元素或其化合物，并且能够通过使用了不含氧的氯系气体的干蚀刻处理进行蚀刻加工的材料形成，所述上层的膜厚为1.5nm～3nm。
2.根据权利要求1所述的掩模坯体，其特征在于，所述薄膜的下层的膜厚为3nm～10nm。
3.根据权利要求1所述的掩模坯体，其特征在于，形成在所述薄膜上的抗蚀剂膜的膜厚为100nm以下。
4.根据权利要求1所述的掩模坯体，其特征在于，所述下层由如下材料形成：由从钽铪(Ta Hf)、钽锆(Ta Zr)以及钽铪锆(Ta Hf Zr)中选择的钽化合物构成的材料，或者在所述钽化合物中添加了从B、Ge、Nb、Si、C、N中选择的一种以上的元素的材料。
5.一种压印用模具的制造方法，其特征在于，通过使用了不包含氧的氯系气体的干蚀刻处理，对权利要求1至4中任一项所述的掩模坯体的所述薄膜的上层和下层进行蚀刻加工而形成所述薄膜的图案，接着将该薄膜图案作为掩模，通过使用了氟系气体的干蚀刻处理对所述基板进行蚀刻加工。
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