JP5067848B2

JP5067848B2 - パターンの形成方法

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Publication number: JP5067848B2
Application number: JP2007198844A
Authority: JP
Inventors: 敦則寺崎; 淳一関; 真吾奥島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2007-07-31
Filing date: 2007-07-31
Publication date: 2012-11-07
Anticipated expiration: 2027-07-31
Also published as: JP2009038085A

Description

本発明は、モールドが有するインプリントパターンを用いて基板上にパターンを形成するパターンの形成方法に関するものである。

近年、モールド上の微細な構造を樹脂や金属等の被加工部材に転写する微細加工技術が開発され、注目を集めている。
この技術は、ナノインプリントあるいはナノエンボッシングなどと呼ばれ、数ｎｍオーダーの分解能を持つため、ステッパ、スキャナ等の光露光機に代わる次世代の半導体製造技術としての期待が高まっている。
さらに、立体構造をウエハレベルで一括加工可能なため、フォトニッククリスタル等の光学素子、μ−ＴＡＳ（ＭｉｃｒｏＴｏｔａｌＡｎａｌｙｓｉｓＳｙｓｔｅｍ）などのバイオチップの製造技術、等として幅広い分野への応用が期待されている。

このような加工は、非特許文献１に紹介されているように、半導体製造技術に適用する場合には以下のように行われる。
即ち、基板（例えば半導体ウェハー）上に光硬化型の樹脂層を有するワークを、当該樹脂に所望の凹凸パターンが形成されたモールドと合わせ、両者の間に樹脂を充填させた後、紫外光を照射することで樹脂を硬化させる。
あるいは、熱可塑性の樹脂を基板に形成し、基板を加熱して柔らかくなった樹脂にモールドを押し当て加圧し、降温して樹脂を硬化させる。
以降、前者を光インプリント、後者を熱インプリントと記述する。
これらにより、樹脂層に上記パターンが転写されるので、これをそのまま使用したり、この樹脂層をマスク層としてエッチング等を行い、基板へのパターン形成が行われる。

ところで、樹脂層をマスク層としてエッチングを行うに際しては、パターンの下地に存在する残膜を除去することが必要となる。
例えば、図５に示すように、基板５０１上に転写された樹脂層５０２には、一般にパターンの下地に残膜５０３が存在する。これを除去することにより、基板の加工を行うためのマスク層が完成する。
この残膜を除去する方法として最も簡単なのが、全面をエッチングすることによりパターンを基板方向へ平行に転写する方法である。
しかし、該プロセスを実際に行うと、図６に示すように、樹脂層に形成されたパターンは上部のエッジが落ちて三角の形状となってしまい、これをマスクとして基板の加工を行うと、垂直性、及び加工精度を得るのが困難となる場合が生じる。

これに対し、特許文献１では、図７に示すように、樹脂層とエッチング選択比の取れる材料７０１を用いて反転パターンを形成する方法が提案されている。
この方法では、樹脂層の上に、樹脂層とエッチング選択比の取れる材料による反転層７０１を形成し、樹脂層の凸部が露出するまでエッチバックを行い、最後に樹脂層の凹部に埋め込まれた反転層をマスクに、樹脂層をエッチングする。
この反転層をマスクに、樹脂層をエッチングするプロセスを、本明細書では反転プロセスと呼ぶ。
この反転プロセスを用いた方法によって形成されたマスク層は、より垂直な加工形状となり、かつ寸法精度も高くなるとされている。
米国特許出願公開第２００６／００６０５５７号明細書Ｓｔｅｐｈａｎｙ．ＣｈｏｕＥＴ．Ａｌ．，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ，Ｖｏｌ．６７，Ｉｓｓｕｅ２１，ｐｐ．３１１４−３１１６（１９９５）ＧｅｒａｒｄＳｃｈｍｉｄ，ＥｃｒｏｎＴｈｏｍｐｓｏｎ，ＮｉｃｋＳｔａｃｅｙ，ＤｏｕｇＲｅｓｎｉｃｋ，ＤｅｉｒｄｒｅＯｌｙｎｉｃｋ，ＥｒｉｋＡｎｄｅｒｓｏｎ．ＳＰＩＥＡｄｖａｎｃｅｄＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙＰａｐｅｒ，Ｆｅｂｒｕａｒｙ２００７

しかしながら、上記従来例における反転プロセスを用いた方法では、反転プロセスによって得られるパターンは非常に高アスペクト比の加工を要することとなるため、形成されたパターンの幅が残膜よりはるかに小さい場合、以下のような問題が生じる。
一般に、高アスペクト比のパターンにエッチング種が入りにくくなるマイクロローディング効果と呼ばれる現象が知られている。
これにより、樹脂層のエッチングが進まなくなったり（図８（ａ）参照）、側壁角度が垂直にならなくなったりする場合がある（図８（ｂ）参照）。なお、図８中、８０１はエッチング種である。
そして、例え側壁の垂直性を保って最後まで樹脂層のエッチングが出来たとしても、次の基板加工の際にエッチング種が入りにくくなってエッチングが進まなくなることが生じる場合がある（図９参照）。
また、高アスペクト比のパターンは機械的強度が低いため、エッチング中のプラズマ照射によるダメージや、プロセス後の空気中の水分等でパターン倒れが発生する場合もある（図１０参照）。

しかし、実際のインプリントにおいて、残膜を薄く制御することはきわめて難しい技術である。
現在、非特許文献２においては残膜を５０ｎｍ程度に制御可能であることが開示されているが、そのためには樹脂の粘度、塗布量や塗布パターン、及びモールドと基板の押圧等が最適化されていなければならず、技術的難度が極めて高いものである。
樹脂層の膜厚が薄くなるほど、樹脂の充填に時間がかかり、また均一な充填や泡等の抑制等が必要となり、これらによりインプリントプロセスの制御が更に難しくなる。
また、パーティクルの混入により基板、あるいはモールドの破損が生じる場合もある。

これらを考慮すると、実際のデバイス作製においては、残膜を極限まで薄くするよりも、意図的に一定の値に制御して形成する方が、マージンの高いロバストなプロセスの設計が可能となり、より望ましいと考えられる。
例えば、現在半導体の量産工程において、検出できるパーティクルのサイズの限界は９０ｎｍ程度である。
従って、これ以下のサイズのパーティクルを管理する術がないことを考慮すると、少なくとも残膜を９０ｎｍ以上の値に制御することが望ましい。
しかし、このように残膜に余裕を持たせた場合、例えば２０ｎｍを下回るパターン幅においては、高アスペクト比のパターンを形成せざるを得なくなり、適正なアスペクト比との両立は難しくなる。

本発明は、上記課題に鑑み、反転プロセスによるパターン形成において、パターン幅と下地の残膜厚の関係に依存することなく、適正なアスペクト比のパターン形成が可能となるパターンの形成方法の提供を目的とするものである。

本発明は、つぎのように構成したパターンの形成方法を提供するものである。
本発明のパターンの形成方法は、モールドが有する凹凸によるインプリントパターンを用いて基板上にパターンを形成するパターンの形成方法であって、
基板上に、前記凹凸によるインプリントパターンが転写されている樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に転写された凹凸によるインプリントパターン上に、反転層を形成する反転層形成工程と、
前記樹脂層に形成された前記インプリントパターンによる凹部に前記反転層が埋め込まれた状態で、前記樹脂層を露出させるように前記反転層の一部を除去する除去工程と、
前記凹部に埋め込まれた前記反転層をマスクとし、前記樹脂層をエッチングして反転パターンを形成するエッチング工程と、
を備え、
前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程を、ｎ回（ｎは２以上の自然数である。）繰り返し、
ｎ回目における前記エッチング工程で、ｎ−１回目までの前記エッチング工程において前記反転パターンの凹部と前記基板との間に残された前記樹脂層を、前記エッチングにより除去し、前記基板の表面に至る貫通部を前記樹脂層に形成することを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記エッチング工程は、前記反転パターンを形成するに際して、該反転パターンがパターン幅に適したアスペクト比に達した時点でエッチングを中断させる工程を含むことを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記反転パターンが、アスペクト比が１から５であることを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記エッチング工程において、前記樹脂層のエッチング速度が前記反転層のエッチング速度の少なくとも５倍以上であることを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程を繰り返す際、繰り返し回数ｋを２≦ｋ≦ｎとするとき、
ｋ回目において前記エッチング工程で形成される反転パターンのアスペクト比が、ｋ−１回目のものよりも高いアスペクト比を有することを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程をｎ回繰り返すに際し、
前記ｎ回の繰り返し回数を奇数回数として前記モールドに形成された凹凸パターンと正反一致したパターンを形成することを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程をｎ回繰り返すに際し、
前記ｎ回の繰り返し回数を偶数回数として前記モールドに形成された凹凸パターンと正反反転したパターンを形成することを特徴とする。
また、本発明のパターンの形成方法は、前記ｎ回目における前記エッチング工程において形成されたパターン上に反転層を形成し、前記反転層を前記樹脂層の表面が露出するまで除去した後、
前記反転層をマスクに前記樹脂層をエッチングして前記基板を加工する工程を、更に有することを特徴とする。

本発明によれば、反転プロセスによるパターン形成において、パターン幅と下地の残膜厚の関係に依存することなく、適正なアスペクト比のパターン形成が可能となる。

つぎに、本発明の実施の形態におけるパターンの形成方法について説明する。本実施形態におけるパターンの形成方法は、モールドが有するインプリントパターンを用いて基板上にパターンを形成するに際し、
インプリントされた樹脂パターンに反転層を塗布し、インプリント層の上面が露出するまで反転層をエッチバックし、次に反転層をマスクとしてインプリント層をエッチングする。
その際、パターン幅に適したアスペクト比に達した時点でエッチングを中断させ、再び反転層を塗布する。
そして、前記プロセスを複数回繰り返し行い、残膜が無くなった時点で終了する。

具体的には、モールドが有する凹凸によるインプリントパターンを用いて基板上にパターンを形成するに際し、
まず、第１の工程である樹脂層形成工程において、基板上に、モールドに形成された前記凹凸によるインプリントパターンを転写した樹脂層を形成する。
次に、第２の工程である反転層形成工程において、前記樹脂層に転写された前記モールドの凹凸によるインプリントパターン上に、反転層を形成する。
次に、第３の工程である反転層の除去工程において、前記樹脂層に形成された前記インプリントパターンによる凹部に前記反転層が埋め込まれた状態で、前記樹脂層を露出させるように前記反転層の一部を除去する。
次に、第４の工程であるエッチング工程において、前記凹部に埋め込まれた前記反転層をマスクとし、前記樹脂層をエッチングして反転パターンを形成するに際し、該反転パターンがパターン幅に適したアスペクト比に達した時点でエッチングを中断させる。
次に、前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程を、ｎ回（ｎは２以上の自然数である。）繰り返す。
そして、ｎ回目における前記エッチング工程で、ｎ−１回目までの前記エッチング工程において前記反転パターンの凹部と前記基板との間に残された前記樹脂層を、前記エッチングにより除去し、前記基板の表面に至る貫通部を前記樹脂層に形成する。
また、本実施形態においては、前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程をｎ回繰り返す際、繰り返し回数ｋを２≦ｋ≦ｎとするとき、
ｋ回目において前記エッチング工程で形成される反転パターンのアスペクト比を、ｋ−１回目のものよりも高いアスペクト比を有する工程を含むように構成することもできる。
以上により、最終的なパターンのアスペクト比を適正に加工するパターンの形成方法が実現される。なお、前記一連の工程との表現は、それぞれの工程の合間に平坦化工程や洗浄工程などを行うことを本発明の適用範囲から除外するものではない。

以下に、本発明の実施例について説明する。
図１に、本実施例におけるパターンの形成方法の一例を説明するための模式的断面図を示す。
（１）基板１０１に対し、インプリントによりモールド１０３のパターンを転写した樹脂層１０２を形成する（図１（ａ））。
その際インプリントの方法には、光インプリント、熱インプリントのいずれを用いても良い。
また、樹脂層１０２は、インプリントによって形成された層のみならず、インプリント前に基板上に形成された、化学的に似た成分を持つ層、例えば基板上の段差を平坦化するような層等を含んでいても良い。
（２）樹脂層１０２上に反転層１０４を形成する。この時、１０２上のパターンは１０４により、埋め込まれた状態となる（図１（ｂ））。
１０４の形成方法は、スピンコート、蒸着、ＣＶＤ等の方法の中から適宜選択される。
１０４の材料は樹脂層１０２とエッチング選択比の取れるものから選択する。
反転層１０４の表面は平坦化されていることが望ましい（その理由は次工程にて説明する）。
スピンコートのように、成膜時にある程度平坦化されている方法を用いても良く、また、ＣＭＰ等により成膜後に平坦化しても良い。
もちろん、スピンコートの後にＣＭＰ等の平坦化処理を追加して行っても良い。
（３）反転層１０４を、樹脂層１０２の上面が露出するまで除去加工する（図１（ｃ））。
これは、ドライエッチングによるエッチバックでも良いし、ＣＭＰ等による除去加工であっても良い。
図１（ｂ）における平坦化処理をそのまま続けて、図１（ｃ）の状態まで持っていっても良い。
これにより、樹脂層１０２の凹部にのみに反転層１０４が残留したパターン１０５が形成される。
前工程で、反転層１０４は平坦化されていることが望ましいと記載したが、その理由を以下に示す。
樹脂層１０２の上面が露出するまで反転層１０４を除去加工する工程においては、最も膜厚の厚い箇所にあわせなければならない。
この時、反転層１０４の膜厚のばらつきが大きいと、埋め込み反転層１０５が消失してしまう箇所が発生する場合がある。
故に、樹脂層１０２の凸部上の反転層１０４の膜厚を、可能な限り一定にしておくことが望ましい。
（４）埋め込み反転層１０５をマスクとして、樹脂層１０２をエッチングする（図１（ｄ））。
この際、パターンのアスペクト比が適切な値の範囲内でエッチングを止める。これにより、反転パターン１０６が形成される。
（５）反転層１０７を、反転パターン１０６上に形成する。
この時、１０６は１０７により、埋め込まれた状態となる（図１（ｅ））。
１０７の材料は樹脂層１０２とエッチング選択比の取れるものから選択され、反転層１０４の材料と同じであっても良い。
平坦化処理については、反転層１０４塗布時に準ずる。
（６）図１（ｃ）〜図１（ｄ）と同様にして、２回目の反転プロセスを実施する（図１（ｆ））。
（７）ｎ回目の反転プロセスにより、樹脂層１０２の残膜が全て除去され、基板１０１の表面が露出する（図１（ｇ））。
このように形成された最終パターン１０８は、適切なアスペクト比を有する。

反転プロセスによって形成されるパターンの適切なアスペクト比とは、まず一般的な光リソグラフィーや電子ビーム描画によって作製されたレジストパターンのアスペクト比を含むものであることが望ましい。
エッチング技術の側面からは、レジストの膜厚はなるべく厚い方が良いが、リソグラフィー技術の側面からは、解像度の向上、及び現像時のパターン倒れ抑制等のため、なるべく低いアスペクト比が好ましい。
双方の技術を満たす現実解として、現在の半導体プロセスではアスペクト比１．５〜３．５程度のものが用いられている。

反転プロセスを用いることで、このアスペクト比を高くすることが可能となる。故に、モールドに形成するパターンのアスペクト比は、光リソグラフィーの場合と比較して低くても構わない。
ただし、樹脂層１０２の上面が露出するまで反転層１０４を除去加工する工程において、反転層の膜厚のばらつきや、除去加工の面内ばらつきを吸収するため、通常は２０〜３０％の余分な除去加工を行わなければならない。
かつ、前記除去加工終了時に残った埋め込み反転層１０５が、最も薄いところでも、次工程の樹脂層１０２エッチングに絶え得る膜厚を有していなければならない。
これらを考慮すると、少なくともパターンのアスペクト比は１以上であることが望ましい。

一方、前述の通り、高すぎるアスペクト比が及ぼす弊害を考慮する必要がある。
高アスペクト比のパターンにエッチング種が入りにくくなるマイクロローディング効果については、プロセス条件や被エッチング対象物にもよるが、一般的にアスペクト比５程度から顕著な影響が出ることが知られている。
また、ＡｒＦレジスト等の脆弱な材料において、ＳＥＭ観察等の電子線の照射によりパターンがダメージを受けて倒れたりする場合があることが知られているが、プラズマ照射によっても、同様の現象が発生する場合がある。
これは、アスペクト比が高いほど生じ易いため、アスペクト比５以上のレジストパターンはあまり用いないのが一般的である。
以上を考慮すると、反転プロセス中、及び完了時のパターンのアスペクト比は、１〜５の範囲内から選択することが望ましい。

また、反転プロセスの寸法制御性を向上させるためには、反転層と樹脂層の間で高いエッチング選択比を実現することが欠かせない。
樹脂層のエッチング速度が反転層のエッチング速度の少なくとも５倍以上であることが必要であり、１０倍以上であればより望ましい。
樹脂層の材料としては、紫外線硬化性、熱硬化性、あるいは熱可塑性の性質を持つ、一般的なインプリント用のレジスト材料より選択される。
反転層の材料としては、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ等のシリコン系、シリコンを含有した樹脂系、ＴｉＯ₂やＡｌ₂Ｏ₃等の金属酸化膜系、一般的なメタル材料等の中から選ぶことが出来る。
例えばＳｉＯ₂による反転層の形成方法としては、ＳＯＧ（ＳｐｉｎＯｎＧｌａｓｓ）によるスピン塗布や、ＴＥＯＳ（ＴｅｔｒａＥｔｈｙｌＯｒｔｈｏＳｉｌｉｃａｔｅ）によるプラズマＣＶＤ成膜等が挙げられる。
その際、反転層をエッチングするガス系としては、ＣＦ₄、ＣＨＦ₃、Ｃ₂Ｆ₆、Ｃ₃Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₈、Ｃ₅Ｆ₈、Ｃ₄Ｆ₆等のフルオロカーボン系をベースとした条件を用いることが出来る。
また、樹脂層のエッチングには、Ｏ₂、Ｏ₂／Ａｒ、Ｏ₂／Ｎ₂等のＯ₂をベースとしたものや、Ｎ₂、Ｈ₂、ＮＨ₃、これら３ガスの混合系をベースとした条件を用いることが出来る。

ｎ回の反転プロセスを行う場合、このｎ回が奇数回数ならモールドに形成された凹凸パターンと正反一致したパターンが、偶数回数ならモールドに形成された凹凸パターンと正反反転したパターンが得られる。
これらは、用途に応じて使い分けることが出来る。例えば、パターンを描画する際、正反で描画面積の少ない方を選択することが出来る。
また、残膜の厚さが所望の値に制御出来ていれば、反転の回数と、一回にエッチングする深さを残膜の厚さに合わせて最適化することにより、最終的に所望のパターンを得ることが出来る。
エッチング量の調整は、予めレートを測定して時間で制御したり、大きな露出面積のあるパターンであれば、光学干渉式の膜厚測定エンドポイント検出器によって所望の膜厚でエッチングを終了したりすることが出来る。
また、ｎ回目の反転プロセス、即ち最終パターン１０８のエッチングであれば、発光分光による光学エンドポイント検出器でエッチングの終点を検出することも出来る。
例えばレジスト材エッチング時に発生するＣＯの発光強度（検出波長４５１ｎｍ、４８３ｎｍ、５１８ｎｍ、２９７ｎｍ）の減少によって終点を検出出来る。

ｎ回の反転プロセスにおける各回のエッチング量を決定するに際して、マイクロローディング効果等を考慮してアスペクト比を制限した方が良いのは前述の通りである。
しかし、さらに厳密な寸法制御を考えた場合、以下の事項を考慮することが望ましい。
反転層をマスクとした樹脂層のエッチングに際しては、例え化学的に反転層と樹脂層の間でエッチング選択比が得られていたとしても、図２のように、イオン成分２０２による物理的なスパッタ効果により、埋め込み反転層のエッジが侵食されることが知られている。
そして、図２（ａ）のように、侵食部が埋め込み反転層２０１の低部付近まで達した場合、寸法制御が損なわれる場合がある。
よって、樹脂層のエッチングは、反転層のエッジの侵食部が寸法精度を損なわせる前に停止することが望ましい。
一方、図２（ｂ）のように埋め込み反転層の膜厚が十分に厚い場合は、上部でエッジが多少侵食されても、樹脂層に転写されるパターンの精度は殆ど損なわれない。そのため、なるべく膜厚の厚い埋め込み反転層を形成することが、厳密な寸法制御のためには望ましい。

本プロセスを応用すれば、これらの要求を満たす図３に示すようなプロセスを提供することが出来る。
図３において、３０１、３０３、３０５は埋め込み反転層、３０２、３０４、３０６は反転パターンである。
まず、図３（ａ）に示したパターンを、１回目の反転プロセスを経て図３（ｂ）に示すパターンを形成する。
この時、反転パターン３０２が反転前のパターンよりもアスペクト比が高く、かつ埋め込み反転層３０１のエッジの侵食が問題とならない範囲で、エッチングを停止する。
同様にして２回目の反転プロセス（図３（ｃ））、ｎ回目の反転プロセス（図３（ｄ））を実施する。

このように、反転パターンのアスペクト比を段階的に上げることにより、凹部に埋め込まれる反転層の膜厚を少しずつ増幅することが可能となる。
これにより、エッチングプロセスに対する要求が大幅に緩和され、最初のパターンのアスペクト比が低い場合でも、あるいは樹脂層と反転層とのエッチング選択比が比較的低い条件下においても、高精度の寸法制御を達成することが出来る。例えば、最初のパターンのアスペクト比が１で、樹脂層と反転層とのエッチング選択比が５、最終的に得たいパターンのアスペクト比が５であった場合、一回の反転プロセスでは反転層が消失してしまい、実現不可能である。
しかし、ｎ回の反転プロセス中に埋め込み反転層のアスペクト比を例えば２まで増幅しておけば、十分に余裕を持って、所望のパターンを得ることが出来る。

反転層と、基板の被エッチング対象物質間で選択比が得られる場合は、図１（ｅ）の状態からもう一度反転プロセスを行うことにより、図４に示すように、反転層のみのパターン４０１を残すことも出来る。
これにより、基板のエッチングを行う際、樹脂層を用いる時よりも更に高い選択比で行うことができる場合があり、寸法制御性を向上させることができる。

本発明の実施例におけるパターンの形成方法の一例を説明するための模式的断面図。本発明の実施例のパターンの形成方法において、反転層をマスクとした樹脂層のエッチングに際し、埋め込み反転層のエッジの侵食について説明するための模式的断面図。本発明の実施例のパターンの形成方法において、反転パターンが反転前のパターンよりもアスペクト比が高く、埋め込み反転層のエッジの侵食が問題とならない範囲で、エッチングを停止することについて説明するための模式的断面図。本発明の実施例のパターンの形成方法において、基板の被エッチング対象物質間で選択比が得られる場合に、反転層のみのパターンを基板上に形成する一例を説明するための模式的断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。従来例におけるパターンの形成方法を説明するための断面図。

符号の説明

１０１：基板
１０２：樹脂層
１０３：モールド
１０４：反転層
１０５：埋め込み反転層
１０６：反転パターン
１０７：反転層
１０８：反転パターン
２０１：埋め込み反転層
２０２：イオン成分
３０１：埋め込み反転層
３０２：反転パターン
３０３：埋め込み反転層
３０４：反転パターン
３０５：埋め込み反転層
３０６：反転パターン
４０１：埋め込み反転層
５０１：基板
５０２：樹脂層
５０３：残膜
７０１：反転層
８０１：エッチング種

Claims

モールドが有する凹凸によるインプリントパターンを用いて基板上にパターンを形成するパターンの形成方法であって、
基板上に、前記凹凸によるインプリントパターンが転写されている樹脂層を形成する工程と、
前記樹脂層に転写された凹凸によるインプリントパターン上に、反転層を形成する反転層形成工程と、
前記樹脂層に形成された前記インプリントパターンによる凹部に前記反転層が埋め込まれた状態で、前記樹脂層を露出させるように前記反転層の一部を除去する除去工程と、
前記凹部に埋め込まれた前記反転層をマスクとし、前記樹脂層をエッチングして反転パターンを形成するエッチング工程と、
を備え、
前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程を、ｎ回（ｎは２以上の自然数である。）繰り返し、
ｎ回目における前記エッチング工程で、ｎ−１回目までの前記エッチング工程において前記反転パターンの凹部と前記基板との間に残された前記樹脂層を、前記エッチングにより除去し、
前記基板の表面に至る貫通部を前記樹脂層に形成することを特徴とするパターンの形成方法。
前記エッチング工程は、前記反転パターンを形成するに際して、該反転パターンがパターン幅に適したアスペクト比に達した時点でエッチングを中断させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載のパターンの形成方法。
前記反転パターンは、アスペクト比が１から５であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターンの形成方法。
前記エッチング工程において、前記樹脂層のエッチング速度が前記反転層のエッチング速度の少なくとも５倍以上であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程を繰り返す際、繰り返し回数ｋを２≦ｋ≦ｎとするとき、
ｋ回目において前記エッチング工程で形成される反転パターンのアスペクト比が、ｋ−１回目のものよりも高いアスペクト比を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程をｎ回繰り返すに際し、
前記ｎ回の繰り返し回数を奇数回数として前記モールドに形成された凹凸パターンと正反一致したパターンを形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
前記反転層形成工程から、前記除去工程を経て、前記エッチング工程に至るまでの一連の工程をｎ回繰り返すに際し、
前記ｎ回の繰り返し回数を偶数回数として前記モールドに形成された凹凸パターンと正反反転したパターンを形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。
前記ｎ回目における前記エッチング工程において形成されたパターン上に反転層を形成し、前記反転層を前記樹脂層の表面が露出するまで除去した後、
前記反転層をマスクに前記樹脂層をエッチングして前記基板を加工する工程を、更に有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のパターンの形成方法。