JP2014157853A - Process of manufacturing pattern formation body and pattern formation body - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a process of manufacturing a pattern formation body suitable for forming a fine pattern and the pattern formation body manufactured using the same.SOLUTION: The process of manufacturing a pattern formation body includes: forming a second hard mask layer 322 on a substrate 31 provided with a first hard mask layer 321; after forming a resin layer 33 on the second hard mask layer 322, forming a resin pattern 34 in the resin layer 33 by patterning using an imprint method; after removing a remaining film of resin 37, forming a second hard mask pattern 352 by etching the second hard mask layer 322 using the resin pattern 34 as an etching mask; forming a first hard mask pattern 351 by etching the first hard mask layer 321 using the second hard mask pattern 352 as an etching mask; and etching the substrate 31 using the first hard mask pattern 351 as an etching mask.

Description

本発明は、微細なパターンを形成するためのパターン形成体の製造方法、並びに該パターン形成体の製造方法を用いて製造されたパターン形成体に関する。   The present invention relates to a pattern forming body manufacturing method for forming a fine pattern, and a pattern forming body manufactured using the pattern forming body manufacturing method.

基材に特定の微細なパターンを形成した構造物は、広範に用いられている。微細なパターンを形成した構造物としては、例えば、半導体デバイス、光学素子、配線回路、記録デバイス、医療検査用チップ、ディスプレイパネル、マイクロ流路などが挙げられる。   Structures in which a specific fine pattern is formed on a substrate are widely used. Examples of the structure in which a fine pattern is formed include a semiconductor device, an optical element, a wiring circuit, a recording device, a medical test chip, a display panel, a micro flow path, and the like.

半導体デバイスの製造プロセス等における微細なパターンの形成には、光学的にパターンを転写する方法が用いられている。例えば、ガラス等の透明基板上にクロム等の不透明材料からなるパターンを形成したフォトマスクを作製し、このフォトマスクを、感光性樹脂を塗布した半導体基板上に直接的あるいは間接的に乗せ、フォトマスクの背面から光を照射して光の透過部分の樹脂を選択的に感光させることにより、フォトマスクのパターンを基板上に転写することが行われている。この技術を一般にフォトリソグラフィと呼んでいる。   A method of optically transferring a pattern is used to form a fine pattern in a semiconductor device manufacturing process or the like. For example, a photomask in which a pattern made of an opaque material such as chrome is formed on a transparent substrate such as glass is manufactured, and this photomask is placed directly or indirectly on a semiconductor substrate coated with a photosensitive resin, so that photo The pattern of the photomask is transferred onto the substrate by irradiating light from the back surface of the mask and selectively exposing the resin in the light transmitting portion. This technique is generally called photolithography.

しかしながら、このようなパターン形成方法では、形成するパターンのサイズや形状が露光する光の波長に大きく依存するため、特に微細なパターンの転写においては、半導体基板上にパターンを忠実に転写することが困難となっている。
また、光の回折現象による光コントラストの低下や、装置が複雑な機構を必要とするため高価であることも、問題となる。
However, in such a pattern formation method, since the size and shape of the pattern to be formed greatly depend on the wavelength of light to be exposed, the pattern can be faithfully transferred onto a semiconductor substrate, particularly in the transfer of a fine pattern. It has become difficult.
In addition, there is a problem that the optical contrast is reduced due to the diffraction phenomenon of light and the apparatus is expensive because it requires a complicated mechanism.

これらの問題は、半導体デバイスの製造のみならず、ディスプレイや記録メディア、バイオチップ、光デバイス等、フォトリソグラフィ法を用いる様々なパターン形成においても、同様に当てはまる。
微細なパターンの他の形成方法としては、電子線リソグラフィや集束イオンビームリソグラフィ等がある。
These problems apply not only to the manufacture of semiconductor devices, but also to various pattern formations using photolithography methods such as displays, recording media, biochips, and optical devices.
Other methods for forming fine patterns include electron beam lithography and focused ion beam lithography.

以下、基板に微細なパターンを形成する従来の典型的な方法の一例を図1を参照して説明する。
まず、図1(a)に示すように、ハードマスク層12を備えた基板11上にレジストをコーティングしてレジスト膜13を形成する。
次に、図1(b)に示すように、レジスト膜13のパターニングを行ってレジストパターン14を形成する。
次に、図1(c)に示すように、レジストパターン14をエッチングマスクとしてハードマスク層12をエッチングし、ハードマスクパターン15を形成する。
次に、図1(d)に示すように、ハードマスクパターン15をエッチングマスクとして基板11をエッチングし、図1(e)に示すように、洗浄してハードマスクパターン15を剥離する。これにより、パターニングされた基板16が得られる。
Hereinafter, an example of a conventional typical method for forming a fine pattern on a substrate will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 1A, a resist film 13 is formed by coating a resist on a substrate 11 provided with a hard mask layer 12.
Next, as shown in FIG. 1B, the resist film 13 is patterned to form a resist pattern 14.
Next, as shown in FIG. 1C, the hard mask layer 12 is etched using the resist pattern 14 as an etching mask to form a hard mask pattern 15.
Next, as shown in FIG. 1 (d), the substrate 11 is etched using the hard mask pattern 15 as an etching mask, and the hard mask pattern 15 is removed by washing as shown in FIG. 1 (e). Thereby, the patterned substrate 16 is obtained.

レジスト膜13のパターニングの方法としては、例えば電子線リソグラフィを用いる。電子線リソグラフィは、電子線露光装置を用いてレジスト膜13に所望のパターンを描画した後、現像することによってレジストパターン14を形成する。   As a patterning method for the resist film 13, for example, electron beam lithography is used. In electron beam lithography, a resist pattern 14 is formed by drawing a desired pattern on the resist film 13 using an electron beam exposure apparatus and then developing the pattern.

このような電子線リソグラフィ法や、集束イオンビームリソグラフィ法によるパターン形成方法は、スループットの悪さや、装置が高価であることが問題である。
そこで、近年、インプリント法と呼ばれる、簡便でありながら従来の方法よりも微細なパターンを忠実に転写可能な技術が提案されている(非特許文献1)。
Such an electron beam lithography method and a pattern formation method using a focused ion beam lithography method have a problem of poor throughput and an expensive apparatus.
Therefore, in recent years, a technique called an imprint method has been proposed that can transfer a fine pattern more faithfully than the conventional method (Non-Patent Document 1).

以下、従来の典型的な光インプリント法を用いた基板パターニングの一例を、図2を参照して説明する。
まず、図2(a)に示すように、ハードマスク層22を備えた基板21上にUV硬化樹脂をコーティングして樹脂膜23を形成する。
次に、図2(b)に示すように、モールド20のパターンが形成された面を樹脂膜23に押し当て、モールド20の背面からUV光を照射して樹脂膜23を硬化させる。
次に、図2(c)に示すように、モールド20を剥離し、樹脂パターン24が形成される。
Hereinafter, an example of substrate patterning using a conventional typical optical imprint method will be described with reference to FIG.
First, as shown in FIG. 2A, a resin film 23 is formed by coating a UV curable resin on a substrate 21 provided with a hard mask layer 22.
Next, as shown in FIG. 2B, the surface on which the pattern of the mold 20 is formed is pressed against the resin film 23, and the resin film 23 is cured by irradiating UV light from the back surface of the mold 20.
Next, as shown in FIG. 2C, the mold 20 is peeled off, and the resin pattern 24 is formed.

次に、図2(d)に示すように、基板21上に残った樹脂の残膜27を除去する。
次に、図2(e)に示すように、樹脂パターン24をエッチングマスクとしてハードマスク層22をエッチングし、ハードマスクパターン25を形成する。
次に、図2(f)に示すように、ハードマスクパターン25をエッチングマスクとして基板21をエッチングし、図2(g)に示すように、洗浄してハードマスクパターン25を剥離する。これにより、パターニングされた基板26が得られる。
Next, as shown in FIG. 2D, the resin residual film 27 remaining on the substrate 21 is removed.
Next, as shown in FIG. 2E, the hard mask layer 22 is etched using the resin pattern 24 as an etching mask to form a hard mask pattern 25.
Next, as shown in FIG. 2F, the substrate 21 is etched using the hard mask pattern 25 as an etching mask, and the hard mask pattern 25 is removed by washing as shown in FIG. Thereby, the patterned substrate 26 is obtained.

この方法によれば、樹脂膜のパターニングにかかる時間と装置のコストを電子線リソグラフィ法と比べて大幅に削減することができる。しかし、この方法では、電子線リソグラフィ法では必要ない残膜除去という工程が必要になる。   According to this method, the time required for patterning the resin film and the cost of the apparatus can be greatly reduced as compared with the electron beam lithography method. However, this method requires a step of removing the residual film that is not necessary in the electron beam lithography method.

ここで、ハードマスク層22には、基板21をエッチングする際のエッチングマスクとして十分なエッチング耐性が要求される。
光学素子などの製造に用いる基板(例えばニオブ酸リチウム基板、サファイア基板など)には、一般的なエッチング条件においてエッチングレートが低いものが多く、エッチングレートが低い基板21はハードマスク層22とのエッチング選択比を高く設定することが困難である。このような基板21をエッチングして所望の深さのパターンを形成するためには、エッチング中にハードマスク層22の一部または全部が消失することを防ぐために、ハードマスク層22を厚くする方法がある。
Here, the hard mask layer 22 is required to have sufficient etching resistance as an etching mask when the substrate 21 is etched.
Many substrates used for manufacturing optical elements (eg, lithium niobate substrate, sapphire substrate) have a low etching rate under general etching conditions, and the substrate 21 having a low etching rate is etched with the hard mask layer 22. It is difficult to set the selection ratio high. In order to form a pattern having a desired depth by etching such a substrate 21, a method of increasing the thickness of the hard mask layer 22 in order to prevent a part or all of the hard mask layer 22 from disappearing during the etching. There is.

しかしながら、図3(a)に示すように、樹脂パターン24をエッチングマスクとして厚いハードマスク層221をエッチングする場合、図3(b)に示すようにエッチング中に樹脂パターン24の高さのみならず幅も減少し、図3(c)に示すようにハードマスク層22に形成されるハードマスクパターン223は、本来エッチングされるべきでない部分がエッチングされ、寸法が小さくなったり、矩形性が低下したりする。その結果、基板21を精度良くパターニングすることが困難になる。   However, when the thick hard mask layer 221 is etched using the resin pattern 24 as an etching mask as shown in FIG. 3A, not only the height of the resin pattern 24 is etched during the etching as shown in FIG. As shown in FIG. 3C, the width of the hard mask pattern 223 formed on the hard mask layer 22 is etched at a portion that should not be etched, resulting in a reduction in size and a decrease in rectangularity. Or As a result, it becomes difficult to pattern the substrate 21 with high accuracy.

また、樹脂パターン24には、ハードマスク層22をエッチングする際のエッチングマスクとして十分なエッチング耐性が要求される。光学素子などの製造に用いる基板21をエッチングして所望の深さのパターンを形成するために、基板21上に形成するハードマスク層22を厚くすると、樹脂パターン24をエッチングマスクとして厚いハードマスク層221をエッチングしなければならない。このとき、ハードマスク層22をエッチングする条件に対して高い耐性を有する樹脂の種類は少なく、製品やプロセスに応じて自由に樹脂を選択することができない。   Further, the resin pattern 24 is required to have sufficient etching resistance as an etching mask when the hard mask layer 22 is etched. When the hard mask layer 22 formed on the substrate 21 is thickened in order to form a pattern with a desired depth by etching the substrate 21 used for manufacturing an optical element or the like, the thick hard mask layer is formed using the resin pattern 24 as an etching mask. 221 must be etched. At this time, there are few types of resin having high resistance to the conditions for etching the hard mask layer 22, and the resin cannot be freely selected according to the product or process.

エッチング耐性が低い樹脂からなる樹脂パターン24をエッチングマスクとして使用する手法には、基板21上にコーティングされる樹脂膜23を厚くし、この樹脂膜23にモールドで形成される樹脂パターン242の高さを、図4(a)に示すように高くする方法がある。樹脂パターン242の高さを高くすることによって、ハードマスク層22のエッチング中に樹脂パターン242の一部または全部が消失することを防ぐことができ、厚いハードマスク層221に所望の深さのパターンを形成することができる。   In order to use the resin pattern 24 made of a resin having low etching resistance as an etching mask, the resin film 23 coated on the substrate 21 is thickened, and the height of the resin pattern 242 formed on the resin film 23 by molding is used. There is a method of increasing the height as shown in FIG. By increasing the height of the resin pattern 242, it is possible to prevent a part or all of the resin pattern 242 from disappearing during the etching of the hard mask layer 22, and a pattern having a desired depth is formed on the thick hard mask layer 221. Can be formed.

しかしながら、樹脂パターン242の高さを高くすると、樹脂パターン242のアスペクト比が高くなり、図4(b)に示すように、樹脂パターン242が倒壊しやすくなる。このことは、電子線リソグラフィにおいても同様に問題となる。   However, when the height of the resin pattern 242 is increased, the aspect ratio of the resin pattern 242 is increased, and the resin pattern 242 is likely to collapse as shown in FIG. This similarly becomes a problem in electron beam lithography.

Appl.Phys.Lett.,vol.67,p.3314(1995)Appl. Phys. Lett. , Vol. 67, p. 3314 (1995)

本発明は、上述したようなパターン形成方法の問題を解決するためになされたものであり、微細なパターンの形成に好適なパターン形成体の製造方法、並びに該パターン形成体の製造方法を用いて製造されるパターン形成体を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the problems of the pattern forming method as described above, and uses a method for manufacturing a pattern forming body suitable for forming a fine pattern, and a method for manufacturing the pattern forming body. It aims at providing the pattern formation body manufactured.

本発明の請求項1に係る発明は、基板の表面に微細なパターンを形成してなるパターン形成体の製造方法であって、前記基板の表面に第1のハードマスク層を形成する工程と、前記第1のハードマスク層上に第2のハードマスク層を形成する工程と、前記第2のハードマスク層上に樹脂層を形成する工程と、前記樹脂層にインプリント法によりパターニングを行って樹脂パターンを形成する工程と、前記樹脂パターンの形成時に生じた前記樹脂層の残膜を除去した後、前記樹脂パターンをエッチングマスクとして前記第2のハードマスク層をエッチングし第2のハードマスクパターンを形成する工程と、前記第2のハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記第1のハードマスク層をエッチングし第1のハードマスクパターンを形成する工程と、前記第2のハードマスクパターンを除去した後、前記第1のハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングし、さらに前記基板のエッチング後に前記第1のハードマスクパターンを剥離してパターニングされた基板を得る工程とを備えることを特徴とする。   The invention according to claim 1 of the present invention is a method of manufacturing a pattern forming body formed by forming a fine pattern on the surface of a substrate, the step of forming a first hard mask layer on the surface of the substrate, Forming a second hard mask layer on the first hard mask layer; forming a resin layer on the second hard mask layer; and patterning the resin layer by an imprint method. Forming a resin pattern; and removing a residual film of the resin layer generated at the time of forming the resin pattern, and then etching the second hard mask layer using the resin pattern as an etching mask to form a second hard mask pattern And forming the first hard mask pattern by etching the first hard mask layer using the second hard mask pattern as an etching mask. And removing the second hard mask pattern, etching the substrate using the first hard mask pattern as an etching mask, and peeling the first hard mask pattern after etching the substrate. And a step of obtaining a patterned substrate.

本発明の請求項2に係る発明は、請求項1記載のパターン形成体の製造方法において、前記第2のハードマスク層は、前記樹脂層の残膜を除去する条件と同一の条件でエッチングされることを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, in the method for manufacturing a pattern forming body according to the first aspect, the second hard mask layer is etched under the same conditions as those for removing the remaining film of the resin layer. It is characterized by that.

本発明の請求項3に係る発明は、請求項1または2記載のパターン形成体の製造方法において、前記第2のハードマスク層は、該第2のハードマスク層からなる前記第2のハードマスクパターンを前記第1のハードマスク層のエッチングマスクとして前記第1のハードマスク層を前記基板の表面が露出するまでエッチングできるエッチング選択比を有することを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the method for manufacturing a pattern forming body according to the first or second aspect, the second hard mask layer comprises the second hard mask layer. Using the pattern as an etching mask for the first hard mask layer, the first hard mask layer has an etching selection ratio capable of etching until the surface of the substrate is exposed.

本発明の請求項4に係る発明は、請求項1乃至3の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法において、前記第1のハードマスク層は、該第1のハードマスク層からなる前記第1のハードマスクパターンを前記基板のエッチングマスクとして前記基板を所定の深さまでエッチングできるエッチング選択比を有することを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a pattern forming body according to any one of the first to third aspects, the first hard mask layer comprises the first hard mask layer. The etching selectivity is such that the substrate can be etched to a predetermined depth using the first hard mask pattern as an etching mask for the substrate.

本発明の請求項5に係る発明は、請求項1乃至4の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法において、前記第2のハードマスク層は、前記基板をエッチングするエッチング条件において、エッチングされて消失することを特徴とする。   Invention of Claim 5 of this invention is the manufacturing method of the pattern formation body of any one of Claim 1 thru | or 4, WHEREIN: The said 2nd hard mask layer is on the etching conditions which etch the said board | substrate, Etching disappears.

本発明の請求項6に係る発明は、請求項1乃至5の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法において、前記基板はニオブ酸リチウムからなり、前記第1のハードマスク層はクロムからなり、前記第2のハードマスク層はシリコンからなることを特徴とする。   The invention according to claim 6 of the present invention is the method of manufacturing a pattern forming body according to any one of claims 1 to 5, wherein the substrate is made of lithium niobate, and the first hard mask layer is chromium. The second hard mask layer is made of silicon.

本発明の請求項7に係る発明は、請求項1乃至6の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法において、前記樹脂層のパターニングには、光インプリント法を用いることを特徴とする。   The invention according to claim 7 of the present invention is characterized in that, in the pattern forming body manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, a light imprint method is used for patterning the resin layer. To do.

本発明の請求項8に係る発明は、請求項1乃至6の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法において、前記樹脂層のパターニングには、熱インプリント法を用いることを特徴とする。   The invention according to claim 8 of the present invention is characterized in that, in the pattern forming body manufacturing method according to any one of claims 1 to 6, a thermal imprint method is used for patterning the resin layer. To do.

本発明の請求項9に係る発明は、パターン形成体であって、請求項1乃至8に記載のパターン形成体の製造方法を用いて製造されたことを特徴とする。   The invention according to claim 9 of the present invention is a pattern forming body, which is manufactured using the pattern forming body manufacturing method according to any one of claims 1 to 8.

本発明によれば、微細なパターンの形成に好適なパターン形成方法、並びに、該パターン形成方法を用いて製造されるパターン形成体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the pattern formation suitable for formation of a fine pattern and the pattern formation body manufactured using this pattern formation method can be provided.

従来のパターン形成方法の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the conventional pattern formation method. 従来の光インプリント法を用いたパターン形成方法の一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the pattern formation method using the conventional optical imprint method. 従来のパターン形成方法における問題点を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the problem in the conventional pattern formation method. 従来のパターン形成方法における問題点を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the problem in the conventional pattern formation method. 本発明の実施の形態に係るパターン形成方法を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the pattern formation method which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施例に係るパターン形成方法を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the pattern formation method which concerns on the Example of this invention. 本発明の実施例に係るパターン形成方法を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the pattern formation method which concerns on the Example of this invention.

以下、本発明の実施の形態におけるパターン形成体の製造方法およびパターン形成体について図5を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, the manufacturing method and pattern formation body of the pattern formation body in embodiment of this invention are demonstrated in detail with reference to FIG.

まず、図5(a)に示す基材31を用意し、この基材31の表面上に第1のハードマスク層321を形成する。
第1のハードマスク層321の形成方法としては、第1のハードマスク層321に選択した材料に応じて、適宜公知の薄膜形成技術を用いて形成して良い。例えば、スパッタリング法などを用いて良い。
また、基板31は、用途に応じて適宜選択して良い。基板31としては、例えば、シリコン基板、石英基板、サファイア基板、ニオブ酸リチウム基板、SOI基板などを好適に用いて良い。第1のハードマスク層321は、基板31とのエッチング選択比が高い材料であれば良い。
First, a base material 31 shown in FIG. 5A is prepared, and a first hard mask layer 321 is formed on the surface of the base material 31.
As a method for forming the first hard mask layer 321, a known thin film forming technique may be used as appropriate depending on the material selected for the first hard mask layer 321. For example, a sputtering method or the like may be used.
Further, the substrate 31 may be appropriately selected according to the application. As the substrate 31, for example, a silicon substrate, a quartz substrate, a sapphire substrate, a lithium niobate substrate, an SOI substrate, or the like may be suitably used. The first hard mask layer 321 may be a material having a high etching selectivity with the substrate 31.

なお、第1のハードマスク層の厚さは、50nm以上100nm以下であることが望ましい。
ただし、第1のハードマスク層の厚さが50nm未満の場合は、後述する基板に異方性エッチングを行う工程において、基板のエッチング中に第1のハードマスク層の一部または全部が消失して、基板に精度よくパターンを形成できなくなる不具合がある。また、100nmを上回る場合は、後述する第1のハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、第1のハードマスク層に形成されるパターンの矩形性が低下して寸法精度が劣化したり、第1のハードマスク層が、基板表面が露出するまでエッチングされる前に第2のハードマスク層の一部または全部が消失して、第1のハードマスク層にパターンを精度よく形成できなくなる不具合がある。
Note that the thickness of the first hard mask layer is desirably 50 nm or more and 100 nm or less.
However, when the thickness of the first hard mask layer is less than 50 nm, part or all of the first hard mask layer disappears during the etching of the substrate in the step of performing anisotropic etching on the substrate described later. Thus, there is a problem that the pattern cannot be formed on the substrate with high accuracy. On the other hand, when the thickness exceeds 100 nm, the rectangularity of the pattern formed on the first hard mask layer is lowered and the dimensional accuracy is deteriorated in the step of performing anisotropic etching on the first hard mask layer described later. Before the first hard mask layer is etched until the substrate surface is exposed, a part or all of the second hard mask layer disappears, and a pattern cannot be accurately formed on the first hard mask layer. There is a bug.

次に、図5(b)に示すように、基板31の表面と反対側の面である第1のハードマスク層321の表面に、第2のハードマスク層322を形成する。
第2のハードマスク層322の形成方法としては、第2のハードマスク層322に選択した材料に応じて、適宜公知の薄膜形成技術を用いて形成して良い。例えば、スパッタリング法などを用いて良い。
また、第2のハードマスク層322は、第1のハードマスク層321とのエッチング選択比が高い材料であれば良い。
Next, as shown in FIG. 5B, a second hard mask layer 322 is formed on the surface of the first hard mask layer 321 which is the surface opposite to the surface of the substrate 31.
As a method for forming the second hard mask layer 322, a known thin film forming technique may be used as appropriate depending on the material selected for the second hard mask layer 322. For example, a sputtering method or the like may be used.
The second hard mask layer 322 may be a material having a high etching selection ratio with the first hard mask layer 321.

ここで、例えば、基板31としてニオブ酸リチウム基板を用いた場合、第1のハードマスク層321にはCr(クロム)からなる層、第2のハードマスク層322にはSi(シリコン)からなる層を用いることが望ましい。
ニオブ酸リチウムは非線形光学効果、圧電性、焦電性を持ち、レーザー素子、圧電素子、表面弾性波素子、電気工学素子などの製造工程に、本発明のパターン形成方法を用いる場合に好適である。
第1のハードマスク層321にクロムからなる層を用いることで、後述する基板31をエッチングする工程において、一般的なエッチング条件において、エッチング選択比を高く設定することができる。
第2のハードマスク層322にシリコンからなる層を用いることで、後述する第1のハードマスク層321をエッチングする工程において、一般的なエッチング条件において、エッチング選択比を高く設定することができ、第2のハードマスク層322の厚さを非常に薄く(10nm程度)することができる。
Here, for example, when a lithium niobate substrate is used as the substrate 31, the first hard mask layer 321 is a layer made of Cr (chromium), and the second hard mask layer 322 is a layer made of Si (silicon). It is desirable to use
Lithium niobate has a nonlinear optical effect, piezoelectricity and pyroelectricity, and is suitable when the pattern forming method of the present invention is used in the manufacturing process of laser elements, piezoelectric elements, surface acoustic wave elements, electrical engineering elements, etc. .
By using a layer made of chromium for the first hard mask layer 321, the etching selectivity can be set high under general etching conditions in the step of etching the substrate 31 described later.
By using a layer made of silicon for the second hard mask layer 322, the etching selectivity can be set high under general etching conditions in the step of etching the first hard mask layer 321 described later. The thickness of the second hard mask layer 322 can be very thin (about 10 nm).

なお、第2のハードマスク層322の厚さは、3nm以上15nm以下の範囲であることが望ましい。
ただし、第2のハードマスク層の厚さが3nm未満の場合は、後述する第1のハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、第1のハードマスク層が、基板表面が露出するまでエッチングされる前に第2のハードマスク層の一部または全部が消失して、第1のハードマスク層にパターンを精度よく形成できなくなる問題がある。また、第2のハードマスク層の厚さが15nmを上回る場合は、後述する第2のハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、第2のハードマスク層が、第1のハードマスク層の表面が露出するまでエッチングされる前に樹脂層の一部または全部が消失して、第2のハードマスク層にパターンを精度よく形成できなくなる問題がある。
Note that the thickness of the second hard mask layer 322 is preferably in the range of 3 nm to 15 nm.
However, when the thickness of the second hard mask layer is less than 3 nm, the first hard mask layer is exposed until the substrate surface is exposed in the step of performing anisotropic etching on the first hard mask layer described later. There is a problem in that a part or all of the second hard mask layer disappears before being etched, and a pattern cannot be accurately formed on the first hard mask layer. When the thickness of the second hard mask layer exceeds 15 nm, the second hard mask layer is the first hard mask layer in the step of performing anisotropic etching on the second hard mask layer described later. There is a problem that a part or all of the resin layer disappears before being etched until the surface of the metal layer is exposed, and a pattern cannot be accurately formed on the second hard mask layer.

次に、図5(c)に示すように、第1のハードマスク層321と反対の面である第2のハードマスク層322の表面にUV硬化樹脂をコーティングして樹脂膜33(樹脂層)を形成する。
なお、樹脂膜33の厚さは、50〜150nmの範囲であることが望ましい。ただし、樹脂膜の厚さが50nmを下回る場合は、後述する第2のハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、第2のハードマスク層が、第1のハードマスク層の表面が露出するまでエッチングされる前に樹脂層の一部または全部が消失して、第2のハードマスク層にパターンを精度よく形成できなくなる問題がある。また、樹脂膜の厚さが150nmを上回る場合は、樹脂膜に形成される樹脂パターンのアスペクト比が高くなり、樹脂パターンが倒壊し易くなる問題がある。
Next, as shown in FIG. 5C, the surface of the second hard mask layer 322 opposite to the first hard mask layer 321 is coated with a UV curable resin to form a resin film 33 (resin layer). Form.
The thickness of the resin film 33 is preferably in the range of 50 to 150 nm. However, when the thickness of the resin film is less than 50 nm, the second hard mask layer exposes the surface of the first hard mask layer in the step of performing anisotropic etching on the second hard mask layer described later. There is a problem that part or all of the resin layer disappears before etching until the pattern is formed on the second hard mask layer with high accuracy. Further, when the thickness of the resin film exceeds 150 nm, there is a problem that the aspect ratio of the resin pattern formed on the resin film becomes high and the resin pattern is easily collapsed.

次に、図5(d)に示すように、モールド30のパターンが形成された面を樹脂膜33に押し当てて、モールド30のパターン形状を写し込んだ後、モールド30の背面側(パターンが形成された面と反対の面)からUV光を照射して樹脂膜33を硬化させる。   Next, as shown in FIG. 5 (d), the surface on which the pattern of the mold 30 is formed is pressed against the resin film 33, and the pattern shape of the mold 30 is imprinted. The resin film 33 is cured by irradiating UV light from a surface opposite to the formed surface.

次に、図5(e)に示すように、モールド30を剥離する。これにより、第2のハードマスク層322上に樹脂パターン34が得られる。   Next, as shown in FIG. 5E, the mold 30 is peeled off. Thereby, the resin pattern 34 is obtained on the second hard mask layer 322.

ここで、第2のハードマスク層322の厚さを非常に薄くすると、後述する第2のハードマスク層322に異方性エッチングを行う工程において、エッチングマスクとなる樹脂パターン34の高さを低く(例えば、100nm以下)することができ、樹脂パターン34のアスペクト比を低く設定することができる。このため、パターンが倒壊することなく、精度良く樹脂パターン34を形成することができる。
なお、樹脂膜33に形成される樹脂パターン34のアスペクト比は、2以下であることが望ましい。ただし、アスペクト比が2を上回る場合は、樹脂パターンが倒壊し易くなる不具合が生じる。
Here, if the thickness of the second hard mask layer 322 is very thin, the height of the resin pattern 34 serving as an etching mask is lowered in the step of performing anisotropic etching on the second hard mask layer 322 described later. (For example, 100 nm or less), and the aspect ratio of the resin pattern 34 can be set low. For this reason, the resin pattern 34 can be accurately formed without the pattern collapsing.
The aspect ratio of the resin pattern 34 formed on the resin film 33 is desirably 2 or less. However, when the aspect ratio exceeds 2, there is a problem that the resin pattern is easily collapsed.

次に、図5(f)に示すように、第2のハードマスク層322上に残った樹脂膜33の残膜37を除去する。
残膜37の除去としては、適宜公知の方法を用いてよく、例えばO2プラズマエッチング法などを用いて行っても良い。また、残膜除去の条件は、用いた樹脂に応じて、適宜調節して良い。
Next, as shown in FIG. 5F, the remaining film 37 of the resin film 33 remaining on the second hard mask layer 322 is removed.
For removing the remaining film 37, a known method may be used as appropriate, and for example, an O 2 plasma etching method may be used. Moreover, the conditions for removing the residual film may be adjusted as appropriate according to the resin used.

次に、図5(g)に示すように、樹脂パターン34をエッチングマスクとして、第2のハードマスク層322に異方性エッチングを行って第2のハードマスクパターン352を形成する。
第2のハードマスク層322のエッチングとしては、適宜公知のエッチング方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングなどを用いて行っても良い。また、エッチングの条件は、用いた樹脂及び第2のハードマスク層322に応じて、適宜調節して良い。
Next, as shown in FIG. 5G, anisotropic etching is performed on the second hard mask layer 322 using the resin pattern 34 as an etching mask to form a second hard mask pattern 352.
As the etching of the second hard mask layer 322, a known etching method may be used as appropriate, and for example, dry etching may be used. Etching conditions may be adjusted as appropriate in accordance with the resin used and the second hard mask layer 322.

ここで、残膜37を除去する条件と、第2のハードマスク層322をエッチングする条件を同一に設定すると、残膜37の除去と第2のハードマスク層322のエッチングの両方を1つの工程で行うことができる。   Here, if the conditions for removing the residual film 37 and the conditions for etching the second hard mask layer 322 are set to be the same, both the removal of the residual film 37 and the etching of the second hard mask layer 322 are performed in one step. Can be done.

次に、図5(h)に示すように、第2のハードマスクパターン352をエッチングマスクとして、第1のハードマスク層321に異方性エッチングを行って第1のハードマスクパターン351を形成する。
第1のハードマスク層321のエッチングとしては、適宜公知のエッチング方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングなどを用いて行っても良い。また、エッチングの条件は、用いた第1のハードマスク層321及び第2のハードマスク層322に応じて、適宜調節して良い。
Next, as shown in FIG. 5H, anisotropic etching is performed on the first hard mask layer 321 to form the first hard mask pattern 351 using the second hard mask pattern 352 as an etching mask. .
As the etching of the first hard mask layer 321, a known etching method may be used as appropriate, and for example, dry etching may be used. Etching conditions may be adjusted as appropriate depending on the first hard mask layer 321 and the second hard mask layer 322 used.

ここで、第2のハードマスク層322に対する第1のハードマスク層321のエッチング選択比を十分に高く設定することで、第2のハードマスクパターン352の厚さが10nm程度というように非常に薄くても、途中で第2のハードマスクパターン352が消失することなく第1のハードマスク層321を精度良くエッチングすることができる。
なお、第2のハードマスク層322に対する第1のハードマスク層321のエッチング選択比が5以上であることが望ましい。ただし、エッチング選択比が5を下回る場合は、第1のハードマスク層に異方性エッチングを行う工程において、第1のハードマスク層が、基板の表面が露出するまでエッチングされる前に第2のハードマスク層の一部または全部が消失して、第1のハードマスク層にパターンを精度よく形成できなくなる不具合が生じる。したがって、第2のハードマスク層は、第2のハードマスク層からなる第2のハードマスクパターンを第1のハードマスク層のエッチングマスクとして第1のハードマスク層を基板の表面が露出するまでエッチングできるエッチング選択比を有するものであればよい。
Here, by setting the etching selectivity of the first hard mask layer 321 to the second hard mask layer 322 sufficiently high, the thickness of the second hard mask pattern 352 is very thin such as about 10 nm. However, the first hard mask layer 321 can be accurately etched without the second hard mask pattern 352 disappearing in the middle.
Note that the etching selectivity of the first hard mask layer 321 to the second hard mask layer 322 is desirably 5 or more. However, when the etching selectivity is less than 5, in the step of performing anisotropic etching on the first hard mask layer, the second hard mask layer is etched before the surface of the substrate is exposed. A part or all of the hard mask layer disappears, resulting in a problem that a pattern cannot be accurately formed on the first hard mask layer. Therefore, the second hard mask layer is etched until the surface of the substrate is exposed by using the second hard mask pattern made of the second hard mask layer as an etching mask for the first hard mask layer. Any material having an etching selectivity that can be used.

次に、第1のハードマスクパターン351上に残った第2のハードマスクパターン352を除去する。第2のハードマスクパターン352の除去方法としては、適宜公知の方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングやウェットエッチングなどを用いて行っても良い。   Next, the second hard mask pattern 352 remaining on the first hard mask pattern 351 is removed. As a method for removing the second hard mask pattern 352, a known method may be used as appropriate, and for example, dry etching or wet etching may be used.

次に、図5(i)に示すように、第1のハードマスクパターン351をエッチングマスクとして、基板31に異方性エッチングを行う。
基板31のエッチングとしては、適宜公知のエッチング方法を用いて良く、例えば、ドライエッチングなどを用いて行っても良い。また、エッチングの条件は、用いた基板31及び第1のハードマスク層351に応じて、適宜調節して良い。
ここで、第1のハードマスク層は、第1のハードマスク層に対する基板のエッチング選択比が2以上であることが望ましい。ただし、エッチング選択比が2を下回る場合は、基板に異方性エッチングを行う工程において、基板が、所定の深さにエッチングされる前に第1のハードマスク層の一部または全部が消失して、基板にパターンを精度よく形成できなくなる不具合が生じる。したがって、第1のハードマスク層は、該第1のハードマスク層からなる第1のハードマスクパターンを基板のエッチングマスクとして基板を所定の深さまでエッチングできるエッチング選択比を有するものであればよい。
Next, as shown in FIG. 5I, anisotropic etching is performed on the substrate 31 using the first hard mask pattern 351 as an etching mask.
As the etching of the substrate 31, a known etching method may be used as appropriate, and for example, dry etching may be used. The etching conditions may be adjusted as appropriate depending on the substrate 31 and the first hard mask layer 351 used.
Here, the first hard mask layer preferably has an etching selectivity of the substrate of 2 or more with respect to the first hard mask layer. However, when the etching selectivity is less than 2, in the step of performing anisotropic etching on the substrate, part or all of the first hard mask layer disappears before the substrate is etched to a predetermined depth. As a result, there is a problem that the pattern cannot be accurately formed on the substrate. Therefore, the first hard mask layer only needs to have an etching selectivity that allows the substrate to be etched to a predetermined depth using the first hard mask pattern made of the first hard mask layer as an etching mask for the substrate.

ここで、第2のハードマスクパターン352を除去する条件と、基板31をエッチングする条件を同一にすると、第2のハードマスクパターン352の除去と基板31のエッチングの両方を1つの工程で行うことができる。
基板31に異方性エッチングを行った後は、図5(j)に示すように、洗浄して第1のハードマスクパターン351を剥離する。これにより、パターニングされた基板36を得る。
Here, if the conditions for removing the second hard mask pattern 352 and the conditions for etching the substrate 31 are the same, both the removal of the second hard mask pattern 352 and the etching of the substrate 31 are performed in one step. Can do.
After anisotropic etching is performed on the substrate 31, as shown in FIG. 5J, the first hard mask pattern 351 is removed by cleaning. Thereby, a patterned substrate 36 is obtained.

以下、本発明のパターン形成体の製造方法について、図6及び図7を参照して光インプリント用モールドを作製してパターン形成体を製造する場合の一例を挙げながら説明を行う。本発明の実施例のパターン形成体の製造方法は、下記実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the method for producing a pattern-formed body of the present invention will be described with reference to FIGS. 6 and 7 with reference to FIGS. 6 and 7 and an example of producing a pattern-formed body by producing a mold for optical imprint. The manufacturing method of the pattern formation body of the Example of this invention is not limited to the following Example.

まず、モールド用基板には石英基板を用いた。
図6(a)に示すように、石英基板41上にハードマスク層としてクロム膜30nmを製膜したクロム層42を形成し、クロム層42上にポジ型レジストFEP−171(富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ社製)を200nmの厚さにコーティングしてレジスト膜43とした。
First, a quartz substrate was used as the mold substrate.
As shown in FIG. 6A, a chromium layer 42 having a chromium film 30 nm formed as a hard mask layer is formed on a quartz substrate 41, and a positive resist FEP-171 (Fuji Film Electronics Materials) is formed on the chromium layer 42. The resist film 43 was coated to a thickness of 200 nm.

次に、図6(b)に示すように、電子線描画装置にて、レジスト膜43に対して電子線をドーズ10μC/cm2で照射した後、現像液を用いた現像処理、リンス処理、及びリンス液の乾燥を行い、レジストパターン44を得た。ここで、現像液にはTMAH水溶液、リンス液には純水を用いた。   Next, as shown in FIG. 6B, after the electron beam is irradiated to the resist film 43 with an electron beam at a dose of 10 μC / cm 2 with an electron beam drawing apparatus, a developing process using a developer, a rinsing process, and The rinse solution was dried to obtain a resist pattern 44. Here, a TMAH aqueous solution was used as a developing solution, and pure water was used as a rinsing solution.

次に、図6(c)に示すように、レジストパターン44をエッチングマスクとして、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによってクロム層42のエッチングを行い、クロムパターン45を得た。このとき、クロム層42のエッチング条件は、Cl2流量40sccm、O2流量10sccm、He流量80sccm、圧力30Pa、ICPパワー120W、RIEパワー50Wとした。   Next, as shown in FIG. 6C, the chromium layer 42 was etched by dry etching using an ICP dry etching apparatus using the resist pattern 44 as an etching mask, and a chromium pattern 45 was obtained. At this time, the etching conditions for the chromium layer 42 were Cl2 flow rate 40 sccm, O2 flow rate 10 sccm, He flow rate 80 sccm, pressure 30 Pa, ICP power 120 W, and RIE power 50 W.

次に、図6(d)に示すように、O2プラズマアッシング(条件:O2流量500sccm、圧力30Pa、RIEパワー1000W)によってレジストパターン44を剥離した。   Next, as shown in FIG. 6D, the resist pattern 44 was peeled off by O 2 plasma ashing (conditions: O 2 flow rate 500 sccm, pressure 30 Pa, RIE power 1000 W).

次に、図6(e)に示すように、クロムパターン45をエッチングマスクとして、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによって石英基板41のエッチングを行った。このとき、石英基板のエッチングの条件は、C4F8流量10sccm、O2流量10〜55sccm、Ar流量75sccm、圧力2Pa、ICPパワー20W、RIEパワー550Wとした。   Next, as shown in FIG. 6E, the quartz substrate 41 was etched by dry etching using an ICP dry etching apparatus using the chromium pattern 45 as an etching mask. At this time, the etching conditions of the quartz substrate were C4F8 flow rate 10 sccm, O2 flow rate 10-55 sccm, Ar flow rate 75 sccm, pressure 2 Pa, ICP power 20 W, and RIE power 550 W.

次に、図6(f)に示すように、残存したクロムパターンのウェット洗浄を行った後、フッ素系離型剤を用いて離型処理を行った。
以上より、石英モールド20を得ることができた。
Next, as shown in FIG. 6F, after the remaining chromium pattern was wet cleaned, a mold release treatment was performed using a fluorine-based mold release agent.
From the above, the quartz mold 20 was obtained.

次に、石英モールド20を用いて、ニオブ酸リチウム基板に微細パターンを形成した。
まず、図7(a)に示すように、ニオブ酸リチウム基板51上に第1のハードマスク層としてクロムを200nmの厚さに製膜してクロム層521を形成し、このクロム層521上に第2のハードマスクとしてシリコンを10nmの厚さに製膜してシリコン層522を形成した。
Next, a fine pattern was formed on the lithium niobate substrate using the quartz mold 20.
First, as shown in FIG. 7A, a chromium layer 521 is formed on a lithium niobate substrate 51 as a first hard mask layer to form a chromium layer 521 having a thickness of 200 nm. Silicon was formed to a thickness of 10 nm as a second hard mask to form a silicon layer 522.

次に、図7(b)に示すように、シリコン層522上にUV硬化樹脂PAK−01(東洋合成工業社製)を100nmの厚さにコーティングして、樹脂層53とした。   Next, as shown in FIG. 7B, a UV curable resin PAK-01 (manufactured by Toyo Gosei Co., Ltd.) was coated on the silicon layer 522 to a thickness of 100 nm to form a resin layer 53.

次に、図7(c)に示すように、ニオブ酸リチウム基板51上の樹脂層53に、モールド20のパターンが形成された面が対向するようにモールド20を押し当て、モールド20の裏側から、高圧水銀灯を光源として20mJ/cm2の露光を行って樹脂層53を硬化させた。   Next, as shown in FIG. 7 (c), the mold 20 is pressed against the resin layer 53 on the lithium niobate substrate 51 so that the surface on which the pattern of the mold 20 is formed is opposed, and from the back side of the mold 20. The resin layer 53 was cured by performing exposure at 20 mJ / cm 2 using a high pressure mercury lamp as a light source.

次に、図7(d)に示すように、モールド29を剥離し、ニオブ酸リチウム基板51上に樹脂パターン54を得た。   Next, as shown in FIG. 7D, the mold 29 was peeled off to obtain a resin pattern 54 on the lithium niobate substrate 51.

次に、図7(e)に示すように、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによって残膜57の除去と、樹脂パターン54をエッチングマスクとしたシリコン層522のエッチングを行った。このとき、残膜57の除去及びシリコン層522のエッチングの条件は、CF4流量30sccm、C4F8流量20sccm、圧力5Pa、ICPパワー500W、RIEパワー50Wであった。
この工程で、残膜57が確実に除去され、露出したシリコン層522をエッチングすることができた。また、このとき、シリコン層の厚さは10nmと非常に薄いため、エッチング中に樹脂パターンの高さが減少しても、シリコン層のエッチングされるべきでない箇所が露出することなく、シリコンパターン552を形成することができた。
Next, as shown in FIG. 7E, the remaining film 57 was removed by dry etching using an ICP dry etching apparatus, and the silicon layer 522 was etched using the resin pattern 54 as an etching mask. At this time, the conditions for removing the remaining film 57 and etching the silicon layer 522 were CF4 flow rate 30 sccm, C4F8 flow rate 20 sccm, pressure 5 Pa, ICP power 500 W, and RIE power 50 W.
In this step, the remaining film 57 was reliably removed, and the exposed silicon layer 522 could be etched. At this time, since the thickness of the silicon layer is as thin as 10 nm, even if the height of the resin pattern is reduced during the etching, the silicon pattern 552 is not exposed without exposing a portion of the silicon layer that is not to be etched. Could be formed.

次に、図7(f)に示すように、シリコンパターン552をエッチングマスクとして、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによってクロム層521のエッチングを行って、クロムパターン551を形成した。このとき、クロム層521のエッチングの条件は、Cl2流量40sccm、O2流量10sccm、He流量80sccm、圧力10Pa、ICPパワー120W、RIEパワー50Wとした。   Next, as shown in FIG. 7F, the chromium layer 521 was etched by dry etching using an ICP dry etching apparatus using the silicon pattern 552 as an etching mask to form a chromium pattern 551. At this time, the etching conditions of the chromium layer 521 were Cl2 flow rate 40 sccm, O2 flow rate 10 sccm, He flow rate 80 sccm, pressure 10 Pa, ICP power 120 W, and RIE power 50 W.

次に、図7(g)に示すように、クロムパターン551をエッチングマスクとして、ICPドライエッチング装置を用いたドライエッチングによってニオブ酸リチウム基板51のエッチングを行った。このとき、ニオブ酸リチウム基板51のエッチングの条件は、C4F8流量50sccm、Ar流量50sccm、圧力5Pa、ICPパワー1000W、RIEパワー200Wであった。また、残存したシリコンパターン552は、ニオブ酸リチウム基板51のエッチング中に、エッチングされて除去された。   Next, as shown in FIG. 7G, the lithium niobate substrate 51 was etched by dry etching using an ICP dry etching apparatus with the chromium pattern 551 as an etching mask. At this time, the etching conditions of the lithium niobate substrate 51 were C4F8 flow rate 50 sccm, Ar flow rate 50 sccm, pressure 5 Pa, ICP power 1000 W, and RIE power 200 W. Further, the remaining silicon pattern 552 was etched and removed during the etching of the lithium niobate substrate 51.

次に、図7(h)に示すように、エッチング後のニオブ酸リチウム基板51を洗浄し残存したクロムパターン551を除去することで、パターニングされた基板56を得ることができた。   Next, as shown in FIG. 7 (h), the patterned substrate 56 could be obtained by cleaning the etched lithium niobate substrate 51 and removing the remaining chromium pattern 551.

本発明のパターン形成方法は、微細なパターンを形成することが求められる広範な分野に利用することが期待される。例えば、パターン形成体として、光学素子、インプリント用モールド、フォトマスク、半導体デバイス、配線回路(デュアルダマシン構造の配線回路など)、記録デバイス(ハードディスクやDVDなど)、医療検査用チップ(DNA分析用途など)、ディスプレイ(拡散板、導光板など)、マイクロ流路など、に利用することが期待される。   The pattern forming method of the present invention is expected to be used in a wide range of fields where a fine pattern is required. For example, an optical element, an imprint mold, a photomask, a semiconductor device, a wiring circuit (such as a dual damascene wiring circuit), a recording device (such as a hard disk or a DVD), a medical test chip (for DNA analysis) Etc.), displays (diffusion plates, light guide plates, etc.), microchannels, etc. are expected.

11…基板
12…ハードマスク層
13…レジスト膜
14…レジストパターン
15…ハードマスクパターン
16…パターニングされた基板
20…モールド
21…基板
22…ハードマスク層
221…厚いハードマスク層
222…エッチングされた厚いハードマスク層
223…寸法精度と矩形性が悪いハードマスクパターン
23…樹脂膜
24…樹脂パターン
241…変形した樹脂パターン
242…倒壊した樹脂パターン
25…ハードマスクパターン
26…パターニングされた基板
27…残膜
30…モールド
31…基板
321…第1のハードマスク層
322…第2のハードマスク層
33…樹脂膜
34…樹脂パターン
351…第1のハードマスクパターン
352…第2のハードマスクパターン
36…パターニングされた基板
37…残膜
41…石英基板
42…クロム層
43…レジスト膜
44…レジストパターン
45…クロムパターン
51…ニオブ酸リチウム基板
521…クロム層
522…シリコン層
53…樹脂層
54…樹脂パターン
551…クロムパターン
552…シリコンパターン
56…パターニングされたニオブ酸リチウム基板
57…残膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Substrate 12 ... Hard mask layer 13 ... Resist film 14 ... Resist pattern 15 ... Hard mask pattern 16 ... Patterned substrate 20 ... Mold 21 ... Substrate 22 ... Hard mask layer 221 ... Thick hard mask layer 222 ... Thick etched Hard mask layer 223: Hard mask pattern with poor dimensional accuracy and rectangularity 23 ... Resin film 24 ... Resin pattern 241 ... Deformed resin pattern 242 ... Collapsed resin pattern 25 ... Hard mask pattern 26 ... Patterned substrate 27 ... Residual film DESCRIPTION OF SYMBOLS 30 ... Mold 31 ... Board | substrate 321 ... 1st hard mask layer 322 ... 2nd hard mask layer 33 ... Resin film 34 ... Resin pattern 351 ... 1st hard mask pattern 352 ... 2nd hard mask pattern 36 ... Patterned Substrate 37 ... remaining Film 41 ... Quartz substrate 42 ... Chromium layer 43 ... Resist film 44 ... Resist pattern 45 ... Chromium pattern 51 ... Lithium niobate substrate 521 ... Chromium layer 522 ... Silicon layer 53 ... Resin layer 54 ... Resin pattern 551 ... Chromium pattern 552 ... Silicon Pattern 56 ... Patterned lithium niobate substrate 57 ... Residual film

Claims (9)

基板の表面に微細なパターンを形成してなるパターン形成体の製造方法であって、
前記基板の表面に第1のハードマスク層を形成する工程と、
前記第1のハードマスク層上に第2のハードマスク層を形成する工程と、
前記第2のハードマスク層上に樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層にインプリント法によりパターニングを行って樹脂パターンを形成する工程と、
前記樹脂パターンの形成時に生じた前記樹脂層の残膜を除去した後、前記樹脂パターンをエッチングマスクとして前記第2のハードマスク層をエッチングし第2のハードマスクパターンを形成する工程と、
前記第2のハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記第1のハードマスク層をエッチングし第1のハードマスクパターンを形成する工程と、
前記第2のハードマスクパターンを除去した後、前記第1のハードマスクパターンをエッチングマスクとして前記基板をエッチングし、さらに前記基板のエッチング後に前記第1のハードマスクパターンを剥離して、パターニングされた基板を得る工程と、
を備えることを特徴とするパターン形成体の製造方法。
A method of manufacturing a pattern forming body formed by forming a fine pattern on the surface of a substrate,
Forming a first hard mask layer on the surface of the substrate;
Forming a second hard mask layer on the first hard mask layer;
Forming a resin layer on the second hard mask layer;
Forming a resin pattern by patterning the resin layer by an imprint method;
Removing the residual film of the resin layer generated during the formation of the resin pattern, and then etching the second hard mask layer using the resin pattern as an etching mask to form a second hard mask pattern;
Etching the first hard mask layer using the second hard mask pattern as an etching mask to form a first hard mask pattern;
After removing the second hard mask pattern, the substrate was etched using the first hard mask pattern as an etching mask, and after the substrate was etched, the first hard mask pattern was peeled off and patterned. Obtaining a substrate;
A method for producing a pattern forming body, comprising:
前記第2のハードマスク層は、前記樹脂層の残膜を除去する条件と同一の条件でエッチングされることを特徴とする請求項1記載のパターン形成体の製造方法。   The method for producing a pattern forming body according to claim 1, wherein the second hard mask layer is etched under the same conditions as those for removing the remaining film of the resin layer. 前記第2のハードマスク層は、該第2のハードマスク層からなる前記第2のハードマスクパターンを前記第1のハードマスク層のエッチングマスクとして前記第1のハードマスク層を前記基板の表面が露出するまでエッチングできるエッチング選択比を有することを特徴とする請求項1または2記載のパターン形成体の製造方法。   The second hard mask layer is formed by using the second hard mask pattern made of the second hard mask layer as an etching mask for the first hard mask layer, and using the first hard mask layer as a surface of the substrate. 3. The method for producing a pattern forming body according to claim 1, wherein the pattern forming body has an etching selection ratio capable of etching until it is exposed. 前記第1のハードマスク層は、該第1のハードマスク層からなる前記第1のハードマスクパターンを前記基板のエッチングマスクとして前記基板を所定の深さまでエッチングできるエッチング選択比を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法。   The first hard mask layer has an etching selection ratio capable of etching the substrate to a predetermined depth using the first hard mask pattern made of the first hard mask layer as an etching mask of the substrate. The manufacturing method of the pattern formation body of any one of Claims 1 thru | or 3 to do. 前記第2のハードマスク層は、前記基板をエッチングするエッチング条件において、エッチングされて消失することを特徴とする請求項1乃至4の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法。   5. The method of manufacturing a pattern forming body according to claim 1, wherein the second hard mask layer is etched away under an etching condition for etching the substrate. 6. 前記基板はニオブ酸リチウムからなり、前記第1のハードマスク層はクロムからなり、前記第2のハードマスク層はシリコンからなることを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法。   6. The device according to claim 1, wherein the substrate is made of lithium niobate, the first hard mask layer is made of chromium, and the second hard mask layer is made of silicon. A manufacturing method of a pattern formation object. 前記樹脂層のパターニングには、光インプリント法を用いることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法。   The method for producing a pattern forming body according to any one of claims 1 to 6, wherein an optical imprint method is used for patterning the resin layer. 前記樹脂層のパターニングには、熱インプリント法を用いることを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載のパターン形成体の製造方法。   The method of manufacturing a pattern forming body according to claim 1, wherein a thermal imprint method is used for patterning the resin layer. 請求項1乃至8に記載のパターン形成体の製造方法を用いて製造されたことを特徴とするパターン形成体。   A pattern formed body manufactured using the method for manufacturing a pattern formed body according to claim 1.
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