JP2020047634A - パターン形成方法、マスタテンプレートおよびテンプレートの製造方法 - Google Patents

パターン形成方法、マスタテンプレートおよびテンプレートの製造方法 Download PDF

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Abstract

【課題】ウェハ上またはテンプレート上でループの切断を必要としない側壁転写プロセスを用いたパターン形成方法を提供する。【解決手段】実施形態によれば、まず、本体パターン部と、前記本体パターン部から前記本体パターン部よりもサイズが小さくなるように形状が変調されたパターン変調部と、を有するラインパターンを含む第1膜が加工対象上に形成される。ついで、前記第1膜が形成された前記加工対象上に第2膜が形成され、前記第1膜の上面が露出するように前記第2膜がエッチバックされる。その後、前記第1膜が除去され、前記第2膜をマスクにして前記加工対象が加工される。【選択図】図1−1

Description

本発明の実施形態は、パターン形成方法、マスタテンプレートおよびテンプレートの製造方法に関する。
インプリント法で使用されるテンプレートを、側壁転写プロセスで作製する技術が知られている。
側壁転写プロセスでパターンを形成すると、隣接する2つのパターンの端部間が接続され、ループ構造となる。従来技術では、ループ構造を有するテンプレートのパターンをウェハ上に転写した後、ループを切断していた。
特開2010−239009号公報
本発明の一つの実施形態は、ウェハ上またはテンプレート上でループの切断を必要としない側壁転写プロセスを用いたパターン形成方法、マスタテンプレートおよびテンプレートの製造方法を提供することを目的とする。
本発明の一つの実施形態によれば、まず、本体パターン部と、前記本体パターン部から前記本体パターン部よりもサイズが小さくなるように形状が変調されたパターン変調部と、を有するラインパターンを含む第1膜が加工対象上に形成される。ついで、前記第1膜が形成された前記加工対象上に第2膜が形成され、前記第1膜の上面が露出するように前記第2膜がエッチバックされる。その後、前記第1膜が除去され、前記第2膜をマスクにして前記加工対象が加工される。
図1−1は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す上面図である(その1)。 図1−2は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す上面図である(その2)。 図2は、第1の実施形態によるレジストパターンの一例を示す図である。 図3−1は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その1)。 図3−2は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である(その2)。 図4−1は、描画データの一例を示す図である(その1)。 図4−2は、描画データの一例を示す図である(その2)。 図5は、設計寸法に対する現像後のレジスト高さの関係の一例を示す図である。 図6は、第1の実施形態によるパターン変調部を有するレジストパターンのサイズと側壁スペーサ膜のサイズとの関係の一例を示す図である。 図7は、第2の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。 図8は、第3の実施形態によるマスタテンプレートの構成の一例を示す図である。 図9は、第3の実施形態によるマスタテンプレートの形成される凹パターンの一例を示す図である。
以下に添付図面を参照して、実施形態にかかるパターン形成方法、マスタテンプレートおよびテンプレートの製造方法を詳細に説明する。なお、これらの実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下の実施形態で用いられるテンプレートの断面図は模式的なものであり、層の厚みと幅との関係、または各層の厚みの比率などは現実のものとは異なる場合がある。
(第1の実施形態)
図1−1〜図1−2は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す上面図である。図2は、第1の実施形態によるレジストパターンの一例を示す図であり、(a)は上面図を示し、(b)は斜視図を示している。図3−1〜図3−2は、第1の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図であり、図2(b)に示される1つのレジスト芯材中の断面CS−Aの部分、断面CS−Bの部分、および断面CS−Cの部分を示している。なお、図1−1〜図1−2では、テンプレート基板上の側壁転写プロセスを用いて形成される一部の領域のみを示している。
まず、図1−1(a)と図3−1(a)に示されるように、テンプレート基板10上にハードマスク膜11を成膜し、ハードマスク膜11上にレジスト12を塗布する。テンプレート基板10は、例えば矩形状を有する石英基板によって構成される。ハードマスク膜11は、例えばクロム膜によって構成される。テンプレート基板10およびハードマスク膜11は、加工対象の一例である。ついで、電子線描画によって、レジスト12上にパターンを描画する。これにより、レジスト12中には、描画された領域12aと、描画されなかった領域12bと、が形成される。
図1−1(a)の例では、描画された領域12aは、複数のラインパターンが並行して配置されたラインアンドスペース状のパターンとなる場合が図示されている。また、描画された領域12aのラインパターンの両端部が細くなるように、描画された領域12aが描画されている。なお、ラインアンドスペース状のパターンとして、直線状のラインパターンが並行に配置されている場合だけではなく、引出配線、引き回されている配線、U字形状の配線が延在方向に交差する方向に配置されているものも含まれる。また、並行するラインパターン間を接続するパターンがある場合でも、接続するパターンを除いた部分をラインパターンとみなすことができる。
このとき、ループカットしたい所定の位置において、描画データ上で本体パターン部より細く設計された描画データを予め作成しておき、この描画データを用いて電子線描画を行う。レジスト12(ポジ型、ネガ型)によって変わるが、この例では、パターンを残しておきたい領域が描画される。すなわち、パターンを残しておきたい領域に電子線が照射される。
図4−1〜図4−2は、描画データの一例を示す図である。描画データ300は、電子線描画装置でパターンを描画する際に使用されるデータであり、電子線を描画する位置を2次元面内で規定したデータである。この例では、電子線で描画される描画領域320は、現像時にレジストが残される領域である。また、電子線で描画されない非描画領域310は、現像時に除去される領域である。ここでは、描画領域320がラインパターンである場合を例に挙げている。
図4−1(a)の描画データでは、ラインパターンの描画領域320の両端で、本体パターン部321よりも幅が連続的に細くなるパターン変調部322が設けられるように描画領域320がレイアウトされている。本体パターン部321の延在方向の輪郭を構成する辺に垂直な方向とパターン変調部322の輪郭を構成する辺とがなす角度θは、60°以下であることが望ましい。ここでは、パターン変調部322の2つの辺が本体パターン部321の延在方向に垂直な方向と角度θとなるように本体パターン部321の2つの辺に対して配置されている。また、パターン変調部322の先端部の幅Wmは、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。
なお、ここでは、ラインパターンの両端部にパターン変調部322を設ける場合を示したが、パターン変調部322は、ラインパターンの任意の位置に設けることができる。パターン変調部322は、ループカットを行いたい位置、あるいはラインパターンを区切りたい位置に設けられる。また、パターン変調部322の形状は、図4−1(a)に示されるものに限られず、種々のものを用いることができる。
図4−1(b)〜図4−2(h)では、ラインパターンの端部ではない位置にパターン変調部322が設けられる場合を例示している。図4−1(b)では、パターン変調部322は、図4−1(a)に示されるパターン変調部322と同様に端部が細くなった構造を有する。
図4−1(c)では、図4−1(b)の場合で、対向して隣接するパターン変調部322の先端間が接続部325によって接続されるように、描画領域320がレイアウトされている。接続部325の幅W1は、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。
図4−1(d)では、パターン変調部322の一方の辺が本体パターン部321の延在方向に平行な辺と角度θとなるように、パターン変調部322の一方の辺が本体パターン部321の一方の辺に対して配置されている。パターン変調部322の他方の辺と本体パターン部321の他方の辺とは、直線となっている。そして、対向して隣接するパターン変調部322の先端間が接続されている。すなわち、ライン状の描画領域320のパターン変調部322の配置領域で、片側だけ描画領域320が欠けたレイアウトとなっている。パターン変調部322の先端部の幅W2は、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。
図4−2(e)では、図4−1(d)の描画データ300で、対向して隣接するパターン変調部322の先端間に接続部325が設けられた場合が示されている。この時の接続部325の幅W1は、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。
図4−2(f)では、図4−1(c)の描画データ300で、描画領域320の欠けている部分が直線ではなく、曲線によって構成される場合が示されている。この場合のパターン変調部322の先端部の幅W2は、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。
図4−2(g)と図4−2(h)では、ライン状の描画領域320を分断する場合に、パターン変調部322に2つのエッジができるように描画領域320がレイアウトされる。図4−2(g)では、パターン変調部322の端部は、U字状の曲線となっている。また、図4−2(h)では、図4−2(g)の場合で、パターン変調部322の端部が、V字状の直線となっている。これらの場合で、エッジの幅は、本体パターン部の径の70%以下であることが望ましい。なお、ここでは、電子線を照射した領域がパターンとして残される場合を示したが、電子線を照射した領域が除去されるものであってもよい。この場合には、描画領域320と非描画領域310とが入れ替わることになる。
ついで、図1−1(b)と図3−1(b)に示されるように、レジスト12の現像処理を行う。これによって、描画されなかった領域12bが除去され、描画された領域12aがハードマスク膜11上に残される。現像処理では、本体パターン部よりも細く形成された部分のレジスト12の上部が膜減りしやすいという溶解特性を利用して、現像後に、所定の位置で高さおよび寸法の変調が施されたレジスト芯材が形成される。ここでは、後述する後の工程で側壁スペーサ膜が側面に配置される本体パターン部121と、側壁スペーサ膜が一部に配置されないパターン変調部122と、を有するレジスト芯材120が形成される。
図2に示されるように、本体パターン部121では幅と高さが一定であるが、両端部において、幅と高さが減少していくレジスト芯材120が形成される。なお、以下では、図2(b)の断面CS−Aで示されるレジスト芯材120をレジスト芯材120Aと表記し、断面CS−Bで示されるレジスト芯材120をレジスト芯材120Bと表記し、断面CS−Cで示されるレジスト芯材120をレジスト芯材120Cと表記する。
図5は、設計寸法に対する現像後のレジスト高さの関係の一例を示す図であり、(a)は設計寸法が第1値W(例えば30nm)以上の場合の図であり、(b)は設計寸法が第1値W未満の場合の図である。図5(a)に示されるように、レジストパターンの設計寸法が第1値以上の幅が広い領域の場合には、現像時のレジスト12の上部の膜減りは略一定であり、略同じ高さとなる。一方、図5(b)に示されるように、レジストパターンの設計寸法が第1値未満の場合には、設計寸法が小さくなるにしたがって、現像時のレジスト12の上部の膜減りが増加し、その結果、現像後のレジスト高さが減少する。図5(b)において、現像後のレジスト高さ(レジスト12の膜厚)をRpとし、本体パターン部121の設計寸法をaとすると、現像後レジスト高さは、設計寸法の減少と共に減少する関数で表される。つまり、図4−1〜図4−2に示されるような本体パターン部321の幅よりも細い部分を有するパターン変調部322を有する描画データ300を用いてレジスト12にパターンを描画することで、レジスト12の現像時にセルフアライメントで自然に幅が細い部分のレジスト芯材120の高さを低くすることができる。
その後、このレジスト芯材120を用いて側壁転写プロセスによって、より微細なラインパターンを形成する処理が行われる。図1−1(c)と図3−1(c)に示されるように、レジスト芯材120が配置されたハードマスク膜11上に側壁スペーサ膜13を形成する。側壁スペーサ膜13は、例えば酸化膜である。側壁スペーサ膜13は、レジスト芯材120上にコンフォーマルに形成される。側壁スペーサ膜13の厚さは、例えばテンプレート基板10に形成するパターンの幅とすることができる。
ついで、図1−1(d)と図3−1(d)に示されるように、RIE(Reactive Ion Etching)法などの異方性エッチングによって、側壁スペーサ膜13をエッチバックする。この時、一部分を除いてレジスト芯材120の上面上およびレジスト芯材120間のハードマスク膜11上の側壁スペーサ膜13がエッチバックされるとともに、レジスト芯材120の所定の位置でも、側壁スペーサ膜13がエッチバックされる。その結果、ラインパターンの両端部などの所定の位置では、側壁スペーサ膜13が除去されており、側壁スペーサ膜13がレジスト芯材を囲うようなループ状のパターンが形成されることがない(これをループカットと称する)。例えば、図3−1(d)に示されるように、本体パターン部121の断面CS−Aでは、レジスト芯材120Aの上面が露出しているが、側面は側壁スペーサ膜13が残されている。また、パターン変調部122の断面CS−B,CS−Cでは、レジスト芯材120B,120Cの側面および上面の側壁スペーサ膜13が除去されている。すなわち、レジスト芯材120の本体パターン部121の側面にのみ側壁スペーサ膜13が残された状態となる。
その後、図1−2(e)と図3−2(e)に示されるように、レジスト剥離技術によってレジスト芯材120を除去する。これによって、ハードマスク膜11上に側壁スペーサ膜13による複数のラインパターンが並行して配置された状態となる。また、パターン変調部122が形成されていた領域では、側壁スペーサ膜13はすでに除去されているので、図3−2(e)の断面CS−B,CS−Cに示されるように、ハードマスク膜11上には何も存在しない状態となっている。
ついで、図1−2(f)と図3−2(f)に示されるように、側壁スペーサ膜13をマスクとして、RIE法などの異方性エッチングによって、ハードマスク膜11を加工する。これによって、側壁スペーサ膜13の形状がハードマスク膜11に転写される。さらに、図1−2(g)と図3−2(g)に示されるように、得られたハードマスク膜11のパターンをマスクとして、RIE法などの異方性エッチングによって、テンプレート基板10を加工する。テンプレート基板10は、所定の深さまで加工される。これによって、テンプレート基板10に凹部が形成される。その後、図1−2(h)と図3−2(h)に示されるように、ハードマスク膜11を剥離することで、マスタテンプレート101が得られる。マスタテンプレート101は、レプリカテンプレートを作製する際に使用され、レプリカテンプレートの鋳型となるテンプレートである。
ここで、図1−1(b)、図2および図3−1(b)における高さ変調されたレジスト芯材120の幅と高さについて説明する。図6は、第1の実施形態によるパターン変調部を有するレジストパターンのサイズと側壁スペーサ膜のサイズとの関係の一例を示す図であり、(a)は上面図であり、(b)は側面図である。本体パターン部121の幅をW11とし、パターン変調部122では、幅がW11よりも連続的に減少していくものとする。本体パターン部121の幅W11の設計寸法は、電子線用レジストの解像性能の限界である20nm以上である。
図5(a)より、幅W11の本体パターン部121では、レジストを現像すると、現像後レジスト高さはH1となる。また、図5(b)より、幅W11よりも狭いパターン変調部122では、レジストを現像すると、現像後レジスト高さはH1よりも低い値となる。
この様なレジスト芯材120上に側壁スペーサ膜13が、本体パターン部121の側面での厚さがT1となるようにコンフォーマルに形成されるものとする。この時、本体パターン部121の上面にも厚さT1の側壁スペーサ膜13が形成される。
側壁転写プロセスでは、レジスト芯材120の上面に形成された側壁スペーサ膜13が完全に除去されるように、エッチバックが行われる。第1の実施形態では、このエッチバックの際に、パターン変調部122の側面に形成された側壁スペーサ膜13も除去されるようにする。エッチバック時の側壁スペーサ膜13のオーバエッチング量をΔT1[%]とすると、エッチバックで除去される側壁スペーサ膜13の厚さEは、次式(1)で示される。
E=T1×(100+ΔT1)/100 ・・・(1)
この側壁スペーサ膜13の厚さEよりも厚いレジスト芯材120を有する領域では、レジスト芯材120の側面に側壁スペーサ膜13が残されることになる。また、この側壁スペーサ膜13の厚さEよりも薄いレジスト芯材120を有する領域では、レジスト芯材120の側面の側壁スペーサ膜13は除去されることになる。そのため、(1)式で示される厚さEと同じレジスト高さRpを有する位置が、側壁スペーサ膜13が残される領域と除去される領域の境界となる。つまり、パターン変調部122では、レジスト高さRpが次式(2)を満たす領域を含んでいる。
Rp<T1×(100+ΔT1)/100 ・・・(2)
また、このレジスト高さRpとなるレジストパターンの設計寸法は、図5(b)のグラフから求められる。その結果、(2)式を満たすレジスト高さとするためのレジストパターンの設計寸法apは、本体パターン部121の設計寸法(幅)W11よりも小さいサイズとなる。そして、この設計寸法apとなるように、図4に示される描画データが形成されることになる。
第1の実施形態では、テンプレート基板10上に塗布したレジスト12に、ループカットしたい領域で、本体パターン部121から幅を狭くしたパターン変調部122を有するように電子線描画を行う。レジスト12を現像すると、幅が狭くなる領域では現像後レジスト高さも低くなる。この現像したレジスト芯材120を形成したテンプレート基板10上に側壁スペーサ膜13を形成し、側壁スペーサ膜13をエッチバックする。側壁スペーサ膜13の厚さをT1とし、エッチバック時のオーバエッチング量をΔT1[%]としたときに、レジスト高さRpが(2)式を満たす領域がパターン変調部122に含まれるようにした。
これによって、エッチバック時に、(2)式を満たすレジスト芯材120のパターン変調部122の側面に形成された側壁スペーサ膜13は、エッチバック時に除去される。その結果、通常の方法では、レジスト芯材120の周囲にループ状の側壁スペーサ膜13が形成されてしまうが、第1の実施形態の方法では、ループ状の側壁スペーサ膜13は形成されず、ラインアンドスペース状の側壁スペーサ膜13が形成されることになる。つまり、ループ状の側壁スペーサ膜13をラインアンドスペース状のパターンにするためのループカット処理が不要になる。その結果、テンプレート、またはテンプレートを用いて製造される半導体装置の製造コストを低減することができるという効果を有する。
(第2の実施形態)
図7は、第2の実施形態によるパターン形成方法の手順の一例を模式的に示す断面図である。この図7は、図3−1および図3−2と同様に、図2(b)に示される1つのレジスト芯材120中の断面CS−A,CS−B,CS−Cの部分を同時に示している。
第1の実施形態の図1−1(b)および図3−1(b)までと同様に、ハードマスク膜11を介してレジスト12を塗布したテンプレート基板10上に電子線描画によってパターンを描画し、現像して、レジスト芯材120を形成する。その後、図7(a)に示されるように、レジスト芯材120をRIE法などの異方性エッチングによってエッチバックする。これによって、レジスト芯材120は丸みを帯びた形状になる。本体パターン部121のレジスト芯材120Aは、上部が丸みを帯びた形状となり、それ以外の部分は基板面に対して垂直な側壁を有している。また、パターン変調部122のレジスト芯材120B,120Cは、高さ方向全体にわたって丸みを帯びた形状となる。
パターン変調部122におけるレジスト芯材120の延在方向と垂直な面内において、レジスト芯材120が微分可能な関数f(x)で表される断面形状を有するように、エッチバックされる。エッチバック時の条件によって、レジスト芯材120の断面形状を制御することができる。第2の実施形態では、パターン変調部122におけるレジスト芯材120の断面での輪郭を表す曲線f(x)の接線とテンプレート基板10の上面とのなす角度が、断面の全範囲で0°以上65°以下となるエッチバック条件でエッチバック処理がなされる。
その後、図7(b)に示されるように、レジスト芯材120が配置されたハードマスク膜11上に側壁スペーサ膜13を形成する。側壁スペーサ膜13は、レジスト芯材120上にコンフォーマルに形成される。側壁スペーサ膜13の厚さは、例えばテンプレート基板10に形成するパターンの幅とすることができる。
ついで、図7(c)に示されるように、RIE法などの異方性エッチングによって、側壁スペーサ膜13をエッチバックする。第1の実施形態と同様に、一部分を除いてレジスト芯材120の上面上およびレジスト芯材120間のハードマスク膜11上の側壁スペーサ膜13がエッチバックされるとともに、レジスト芯材120の所定の位置、すなわちパターン変調部122でも、側壁スペーサ膜13がエッチバックされる。その結果、ラインパターンの両端部などの所定の位置では、側壁スペーサ膜13がカットされており、側壁スペーサ膜13によってループ状のパターンが形成されることがない。これによって、レジスト芯材120の本体パターン部121の側面にのみ側壁スペーサ膜13が残される。
スパッタリングイールドは、加工対象の面に対するスパッタ粒子の入射角によって変化し、通常、入射角が45°〜60°のときにスパッタリングイールドが最大となる。すなわち、入射角が90°の時よりも入射角が45°〜60°のときの方がスパッタリングイールドは大きくなる。そこで、第2の実施形態では、パターン変調部122におけるレジスト芯材120の断面での輪郭を表す曲線f(x)の接線とテンプレート基板10の上面とのなす角度をθ(x)とし、レジスト芯材120の持つスパッタイールドをY(θ(x))としたときに、パターン変調部122には、Y(θ(x))≧Y(90°)となる部分が含まれるようにしている。
例えば、図7(a)では、パターン変調部122のレジスト芯材120B,120Cの断面の輪郭を表す曲線f(x)の接線とテンプレート基板10の上面とのなす角度が0°以上65°以下となるような輪郭とされる。そのため、パターン変調部122の各位置において、スパッタ粒子は、90°ではない、スパッタリングイールドが最大となる入射角度付近で入射することになる。一方、本体パターン部121では、上面は丸みを帯びているので、上面の各位置において、パターン変調部122と同様にスパッタ粒子の入射角は、90°ではない角度で入射するが、側面は、テンプレート基板10の基板面に垂直であるので、略エッチングされない。このように、本体パターン部121とパターン変調部122とで、スパッタリングイールドが異なる状況が作り出される。つまり、パターン変調部122の方が本体パターン部121に比してスパッタリングされ易い状況が作り出される。これによって、パターン変調部122の上面および側面に形成された側壁スペーサ膜13は、本体パターン部121の上面の側壁スペーサ膜13を除去する間に除去されることになる。その後は、第1の実施形態の図1−2(e)および図3−2(e)以降の処理と同様の処理が行われる。
なお、ここではレジスト芯材120を丸みを帯びた形状にさせる処理として、現像後のレジスト芯材120を異方性エッチングによってエッチバックさせる場合を説明したが、本実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、ガラス転移温度Tgを超える温度でレジスト20を加熱してもよいし、電子線などのエネルギ線をレジスト20に照射してもよいし、レジスト20を溶解する薬液でウェット処理してもよい。エネルギ線を照射する場合には、パターン変調部122のみを照射してもよい。また、ウェット処理を行う場合には、所望の位置、例えばパターン変調部122でレジスト芯材120に親水化処理を行い、H2SO4+H22等の薬液を用いて、レジスト芯材120を丸み帯びた形状にさせることができる。
第2の実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
(第3の実施形態)
上記した説明では、側壁転写プロセスを用いてマスタテンプレートを作製する過程で生じるループを、ループカット工程を用いることなくカットすることができるパターン形成方法について説明した。しかし、マスタテンプレート上ではなく、レプリカテンプレート上で生じるループをループカット工程を用いることなくカットすることができるようにしてもよい。
図8は、第3の実施形態によるマスタテンプレートの構成の一例を示す図であり、(a)は上面図であり、(b)は(a)のA−A断面図である。図9は、第3の実施形態によるマスタテンプレートの形成される凹パターンの一例を示す図であり、(a)は斜視図であり、(b)は上面図であり、(c)は(b)のB−B断面図である。
図8に示されるように、マスタテンプレート150は、矩形状のテンプレート基板151と、テンプレート基板151の一方の面の中央部付近に設けられる台座部153と、を備える。
テンプレート基板151は、例えば矩形の平板状の構造を有する。テンプレート基板151は、石英ガラスなどによって構成される。
台座部153は、周囲より突出した台状の構造を有する。台座部153は、平面視上、矩形状を有する。台座部153のパターン形成面153aには、インプリント処理時に図示しない被加工物上のレジストと接触する凹凸パターンが設けられる。
テンプレート基板151の台座部153が配置される面に対向する面にはざぐり部152が設けられる。ざぐり部152は、台座部153を含む領域に設けられる。ざぐり部152は、平面視上、円形状を有する。
図9に示されるように、マスタテンプレート150のパターン形成面153aの一部の領域には、レプリカテンプレート上で側壁転写プロセスを用いてパターンを形成する場合のレジスト芯材を形成するための凹パターン155が設けられた構造を有する。凹パターン155は、例えば並行して配置された複数のライン状の凹部155aを有する。ライン状の凹部155aは、本体パターン部156と、パターン変調部157と、を有する。パターン変調部157は、本体パターン部156と接する部分から幅が減少するとともに、深さも減少する。なお、パターン変調部157の幅は、インプリント処理時にレジストが充填されるサイズとされる。これによって、マスタテンプレート150をレプリカテンプレート基板上にレジストを介して押し付けて固化させた時に、第1の実施形態の図2で説明したような形状を有するレジスト芯材120が形成される。
第3の実施形態では、マスタテンプレート150は、本体パターン部156と、本体パターン部156と接する部分から幅が減少するとともに深さも減少するパターン変調部157と、を有するライン状の凹部155aを備える。これによって、レプリカテンプレート基板上に側壁転写プロセスを用いてパターンを形成する場合に、ループカット工程が不要なレジスト芯材120を作成することができるという効果を有する。
なお、上記した例では、例えば図2で、パターン変調部122は、本体パターン部121から連続的に幅と高さとが減少する場合を示した。しかし、実施形態がこれに限定されるものではない。例えば、パターン変調部122は、本体パターン部121から段階的に幅と高さとが減少するものであってもよい。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
10,151 テンプレート基板、11 ハードマスク膜、12 レジスト、12a 描画された領域、12b 描画されなかった領域、13 側壁スペーサ膜、20 レジスト、101,150 マスタテンプレート、120,120A,120B,120C レジスト芯材、121,156,321 本体パターン部、122,157,322 パターン変調部、155 凹パターン、155a 凹部、300 描画データ、310 非描画領域、320 描画領域、325 接続部。

Claims (15)

  1. 本体パターン部と、前記本体パターン部から前記本体パターン部よりもサイズが小さくなるように形状が変調されたパターン変調部と、を有するラインパターンを含む第1膜を加工対象上に形成し、
    前記第1膜が形成された前記加工対象上に第2膜を形成し、
    前記第1膜の上面が露出するように前記第2膜をエッチバックし、
    前記第1膜を除去し、
    前記第2膜をマスクにして前記加工対象を加工するパターン形成方法。
  2. 前記第1膜の形成では、前記本体パターン部の高さよりも前記パターン変調部の高さが低くなるように前記パターン変調部が形成される請求項1に記載のパターン形成方法。
  3. 前記第1膜の形成では、前記第2膜のエッチバック時でのエッチング量以下の高さとなる領域を含むように前記パターン変調部が形成される請求項2に記載のパターン形成方法。
  4. 前記第1膜の形成では、前記パターン変調部が前記本体パターン部から連続的に幅が減少するように形成される請求項1から3のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  5. 前記第1膜の形成の後で前記第2膜の形成の前に、前記ラインパターンの延在方向に垂直な方向で前記パターン変調部での前記第1膜を、丸みを帯びた形状に加工する請求項1から4のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  6. 前記第1膜は、前記ラインパターンの延在方向に垂直な方向における前記パターン変調部の断面形状は微分可能な関数f(x)によって表される請求項5に記載のパターン形成方法。
  7. 前記関数f(x)の接線と前記加工対象の上面とのなす角度をθ(x)とし、前記第1膜の持つスパッタイールドをY(θ(x))としたときに、前記パターン変調部は、Y(θ(x))≧Y(90°)となる箇所を含む請求項6に記載のパターン形成方法。
  8. 前記第1膜の加工では、前記第1膜をエッチバックする請求項5から7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  9. 前記第1膜の加工では、所定の位置の前記第1膜に親水化処理を行い、薬液を用いて前記第1膜を溶解させる請求項5から7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  10. 前記第1膜の加工では、ガラス転移温度を超える温度まで前記第1膜を加熱する請求項5から7のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  11. 前記第1膜の加工は、
    前記加工対象上に電子線レジストを塗布し、
    前記本体パターン部と、前記パターン変調部と、を有する前記ラインパターンが配置されるように前記電子線レジストに描画し、
    前記電子線レジストを現像して前記ラインパターンを含む前記第1膜を形成する請求項1から10のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  12. 前記描画では、前記本体パターン部の第1幅よりも小さい幅が前記パターン変調部に含まれるように、前記パターン変調部が描画される請求項11に記載のパターン形成方法。
  13. 前記第1膜の加工は、
    前記加工対象上にレジストを塗布し、
    前記本体パターン部と、前記パターン変調部と、を有する前記ラインパターンに対応する凹部を含むテンプレートを前記レジストに接触させた状態で前記レジストを固化して前記第1膜を形成する請求項1から10のいずれか1つに記載のパターン形成方法。
  14. テンプレート基板上に電子線レジストを塗布し、
    本体パターン部と、前記本体パターン部の幅よりも小さくなるように幅が変調されたパターン変調部と、を有するラインパターンが前記電子線レジストに形成されるように、描画領域を2次元的に配置した描画データを用いて、前記電子線レジストに描画し、
    前記電子線レジストを現像してレジストパターンを形成し、
    前記レジストパターンを用いて前記テンプレート基板を加工するテンプレートの製造方法。
  15. テンプレート基板に、本体パターン部と、前記本体パターン部から幅および深さが連続的に小さくなるパターン変調部と、を有するラインパターンの凹部が配置されるマスタテンプレート。

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