JP2014053536A - パターン形成方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基材の第1領域に有機材料を含む芯材パターンを形成する工程と、基材の第1領域と第2領域に芯材パターンを覆う第1マスクを形成する工程と、第1マスク上にポジ型レジストを塗布してレジスト層を形成し、第2領域の所定領域のレジスト層に化学線を照射してレジストパターンを形成する工程と、レジストパターン上及び第2領域に第2マスクを形成した後、リフトオフする工程と、第2マスクを介して第1マスクをエッチングし、芯材パターンの側壁上と第2マスク下に第1マスクが残存するように第1マスクを除去する工程と、芯材パターンを除去し第1領域に側壁パターンを形成する工程と、側壁パターン及び第1マスクを介して基材をエッチングして第1領域に第1の凹凸パターンと第2領域に第2の凹凸パターンとを形成する工程とを有する。
【選択図】図2
Description
第1領域Xと第2領域Yとを備える基材101を準備する。第1領域Xは、後述するように第1の凹凸パターンが形成される領域である。第2領域Yは、後述するように第2の凹凸パターンが形成される領域である。第2の凹凸パターンは、典型的には、第1の凹凸パターンよりも寸法が大きいパターンである。例えば、第1の凹凸パターンにはメインパターンが含まれ、第2の凹凸パターンにはダミーパターンやアライメントパターンが含まれる。図では、第1領域Xと第2領域Yとを隣接して示しているが、これに限らず、第1領域Xと第2領域Yとが所定の間隙を隔てて離れて配置されていてもよい。また、第1領域Xと第2領域Yは、一つの連続した平面内に存在している場合に限らず、複数の平面が存在し各平面に第1領域X、第2領域Yのみが存在していてもよい。
基材101上に、必要に応じて、ハードマスク層110を形成する。ハードマスク層110の材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタルなどの金属又は金属化合物、酸化シリコン、窒化シリコン、モリブデンシリサイドなどの半導体化合物などを挙げることができる。ハードマスク層110は、材料に応じて物理蒸着法、スパッタ法、CVD法などの真空成膜法により形成することができる。ハードマスク層110の厚みは、特に制限はないが、例えば、1nm〜50nmの範囲で設定することができる。ハードマスク層110は単層に限らず、複数のハードマスク層の積層体、ハードマスク層と別の層の積層体による多重積層構造を有していてもよい。
第1領域Xと第2領域Yに芯材パターン120aを覆うように第1マスク130を形成する。第1マスク130は、加工されて後述する側壁パターンとなる層である。第1マスク130の材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタルなどの金属又はその酸化物、窒化物、酸窒化物等の金属化合物や、多結晶シリコン又はシリコン酸化物、シリコン窒化物などのシリコン系化合物などの半導体などを挙げることができる。ハードマスク層に対してエッチング選択性が取れる材料で構成することが好ましい。第1マスク130は、材料に応じて物理蒸着法、スパッタ法、CVD法、原子層堆積(ALD)法などの真空成膜法により形成できる。芯材パターン120aの側壁に形成された第1マスク130の厚みは、側壁パターンの幅に相当するものであり、得たいパターン寸法に応じて適宜設定すればよい。
第1領域Xと第2領域Yにポジ型のレジストをスピンコート法などにより塗布し、第1マスク130上にレジスト層140を形成する。レジスト層140は、芯材パターン120aの天面上にある第1マスク130上に第2マスクが直接形成されないように、図示のように芯材パターン120aを覆うように形成する。
第2領域Yの所定領域のレジスト層140に電子線などの化学線を照射して露光を行い、その後、現像を行って第2領域Yの所定領域に開口を有するレジストパターン140aを形成する。レジストパターン140aを形成する際、第1領域Xに化学線を実質的に照射しない。なお、本明細書における化学線とは、X線、電子線、紫外線、可視光線を含むものとする。
レジストパターン140a上、及びレジストパターン140aの開口により露出した第1マスク130上に第2マスク150を形成する。第2マスク150の材料としては、例えば、クロム、チタン、タンタルなどの金属又は金属化合物あるいはその酸化膜や窒化物、多結晶シリコンあるいはシリコン系化合物(酸化物、窒化物)などの半導体などを挙げることができる。第1マスク130に対してエッチング選択性が取れる材料で構成することが好ましい。第2マスク150の厚みに制限はないが、生産性を考慮すると、1nm〜50nmの範囲で設定することが好ましい。
リフトオフによりレジストパターン140a及びレジストパターン140a上の第2マスク150を除去し、第2領域Yに選択的に形成された第2マスク150aを形成する。リフトオフはプラズマによるアッシング、あるいはウェットエッチングにより実施できる。
基材101の一方の側1aにドライエッチングによるエッチバックを施し、芯材パターン120aの天面上の第1マスク130と、芯材パターン120aと第2マスク150aが形成されていない部分の第1マスク130とを除去する。すなわち、芯材パターン120aの側壁上及び第2マスク150a下(第2マスク150aと基材101の間)に第1マスク130が残るように第1マスク130の一部を除去する。エッチバック工程において、第2マスク150aが消失しないことが好ましく、第1マスクに対するエッチング選択比に応じて第2マスク150aの厚みの下限を設定しておくとよい。
芯材パターン120aを、酸素プラズマを用いたアッシングなどにより除去し、側壁パターン130aを形成する。
側壁パターン130a、第2領域Yに選択的に形成された第1マスク130bをエッチングマスクとしてハードマスク層110をエッチングし、ハードマスク110a、110bを形成する。側壁パターン130a、第1マスク130bは基材のエッチング後まで残しておいてもよいし、ハードマスク110a、110bの形成後にドライエッチング又はウェットエッチングにより除去してもよい。また、図示では第2マスク150aを残して図示しているが、途中で除去されていてもよい。
ハードマスク110a、110bを介してドライエッチングを行い、基材101を加工する。ドライエッチングガスは、基材101の材料に応じて選択でき、例えば、フッ素系のガスを用いることができる。
側壁パターン130a、第2領域Yに選択的に形成された第1マスク130b、ハードマスク110a、110bを基材101から除去することにより、基材101の一方の側1aに第1の凹凸パターン101a、第2の凹凸パターン101bが形成される。以上により、構造体100が作製される。構造体100は、例えば、ナノインプリントモールドや半導体装置である。
Claims (3)
- 第1領域と第2領域とを備える基材を準備する工程と、
前記第1領域に有機材料を含む芯材パターンを形成する工程と、
前記第1領域と前記第2領域に前記芯材パターンを覆う第1マスクを形成する工程と、
前記第1マスク上にポジ型レジストを塗布してレジスト層を形成し、前記第2領域の所定領域の前記レジスト層に化学線を照射して前記第2領域の所定領域が開口するレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターン上及び前記レジストパターンから露出した前記第2領域に第2マスクを形成する工程と、
前記レジストパターン及び前記レジストパターン上の前記第2マスクを除去する工程と、
前記第2マスクを介して前記第1領域と前記第2領域の前記第1マスクをエッチングし、前記芯材パターンの側壁上と、前記第2マスク下に前記第1マスクが残存するように前記第1マスクの一部を除去する工程と、
前記芯材パターンを除去し、前記第1領域に側壁パターンを形成する工程と、
前記側壁パターン及び前記第2マスク下に存在していた前記第1マスクを介して前記基材をエッチングすることにより、前記第1領域に第1の凹凸パターンと、前記第2領域に第2の凹凸パターンとを形成する工程と、を有するパターン形成方法。 - 前記芯材パターンの形成とともに、前記第2領域の所定領域に保護パターンを形成する、パターン形成方法。
- 前記第2の凹凸パターンの寸法は、前記第1の凹凸パターンの寸法より大きい、請求項1又は2記載のパターン形成方法。
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