JP5221168B2 - インプリントモールド用マスクブランク及びインプリントモールドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、半導体等の集積回路や微細パターンにより光学的機能を付加した光学部品作製に使用するインプリントモールドの製造方法、この製造に用いるインプリントモールド用マスクブランクに関する。

一般に、半導体装置の製造工程では、フォトリソグラフィー法を用いて微細パターンの形成が行われている。また、この微細パターンの形成には通常何枚ものフォトマスクと呼ばれている基板が使用される。このフォトマスクは、一般に透光性のガラス基板上に、金属薄膜等からなる遮光性の微細パターンを設けたものであり、このフォトマスクの製造においてもフォトリソグラフィー法が用いられている。

このフォトマスクや、インプリントモールドは同じ微細パターンを大量に転写するための原版となる。フォトマスク上に形成されたパターンの寸法精度は、作製される微細パターンの寸法精度に直接影響する。また、インプリントモールドは、転写対象物上に塗布されたレジスト膜に直接押し付けてパターンを転写する方式のため、さらにパターンの断面形状も作製される微細パターンの形状に大きく影響する。半導体回路の集積度が向上するにつれ、パターンの寸法は小さくなり、フォトマスクやインプリントモールドの精度もより高いものが要求される。とくに、インプリントモールドは、前記のとおり直接押し付ける転写方式であり、等倍でのパターン転写となるため、半導体回路パターンと要求される精度が同じになるため、インプリントモールドの方がフォトマスクよりも高精度のものが要求される。

従来のインプリントモールドの作製においては、石英ガラスなどの透光性基板上にクロム等の薄膜を形成したマスクブランクが用いられ、このマスクブランク上にレジストを塗布した後、電子線露光などを用いてレジストパターンを形成し、このレジストパターンをマスクとして薄膜をエッチング加工することにより薄膜パターン（マスクパターン）を形成している。

さらに、光硬化型樹脂が塗布された転写対象物に対して使用するインプリントモールドでは転写時に光を照射する目的で、薄膜パターンをマスクとして透光性基板をエッチング加工して段差パターンを作製するが、この場合にも、透光性基板のパターン寸法、精度は薄膜パターンの寸法、精度に直接影響を受ける。したがって、最終的に高精度の微細パターンが形成されたインプリントモールドを作製するためには、マスクブランクにおける上記薄膜パターンを高いパターン精度で形成する必要がある。

ところで、例えばクロム等を含む薄膜をエッチングする手段としては、硝酸第二アンモニウムセリウムを用いたウェットエッチング、もしくは塩素系と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングが通常用いられている。
従来、クロム膜のエッチング幅や深さの不均一性を改善するための、多段のエッチングを用いて複数の層からなる薄膜パターンを形成する方法（下記特許文献１）や、レジストの薄膜化を可能とするための、レジストパターンをマスクとして薄膜のパターンを形成し、さらに形成した薄膜パターンをマスクとして第２層以降の薄膜パターンを形成する方法（下記特許文献２）などが知られている。

特表２００５−５３０３３８号公報 特開２００６−７８８２５号公報

半導体回路の集積度が向上するにつれ、パターンの寸法はより一層の微細化が要求されており、パターンの寸法が微細化した場合、例えばウェットエッチング方法を用いた場合、クロムパターンのエッチングには問題が生じることが知られている。すなわち、上記硝酸第二アンモニウムセリウムを用いたウェットエッチングでは、レジストの後退や消失といった問題があまり発生しない利点がある一方で、クロムパターンの断面形状が垂直にならない、レジストパターンに対してクロム膜がパターン断面横方向にエッチングされるエッチングバイアスの発生等の問題がある。

一方、例えば塩素と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングでは、レジストの後退や消失といった問題があるものの、ウェットエッチングと比較して垂直なクロムパターンの断面形状が得られるため、微細パターンの形成には有利である。

また、パターンの寸法が微細化した場合には、レジスト膜厚にも制約が生じる。つまり、レジストの膜厚がおおむねパターン幅の３倍以上になると、レジスト露光時の解像性低下やレジストパターン形成後のパターン倒壊やレジストの剥離等の問題が発生するので、微細パターンを形成するためには、レジスト膜厚を薄くすることが望ましい。ところが、例えばドライエッチングによりクロムパターンを形成する場合、レジストがエッチングにより徐々に消失するため、レジスト膜厚をあまり薄くすると、クロムパターン形成完了前にレジストが消失し、エッチングを行うべきではないクロム部分もエッチングされてしまい、結果的に微細パターンを形成できなくなってしまう。

なお、クロム膜のエッチング幅や深さの不均一性を解決する方法として、前記特許文献１に開示されたような、多段のエッチングを用いて複数の層からなる薄膜パターンを形成する方法が知られている。この方法ではエッチングストッパーによりエッチング深さの不均一性は改善されるが、エッチング幅の不均一性をもたらすレジスト幅の後退を防止する方法や、微細パターンを形成する上で必要なレジストの薄膜化を可能にする方法等についての開示はなく、微細パターンを実現する上での従来技術の問題を十分に解決するに到っていない。

また、レジストの薄膜化を可能とする方法としては、前記特許文献２に開示されたような、レジストパターンをマスクとして薄膜のパターンを形成し、さらに形成した薄膜パターンをマスクとして第２層以降の薄膜パターンを形成する方法が知られている。この方法では、レジストパターンをマスクとして薄膜をエッチングする際に用いるエッチングガスに、酸素含有の塩素系ガスを用いているが、ドライエッチング中にレジストの厚み方向のみでなく断面横方向にもエッチングが進行してレジストパターンが後退するため、結果的にあまり良好なパターン精度が得られない場合がある。

また、インプリントモールドの製造における課題は、一般のフォトマスクの場合とは異なり、上述したような微細パターンを形成することだけではない。すなわち、光硬化型樹脂に対してパターンを転写するインプリントモールドとして機能させるためには、ガラス基板をエッチング加工するために形成した薄膜パターン（マスクパターン）を最終的には除去する必要がある。したがって、このような薄膜パターンを除去するのにドライ（エッチング）処理を用いるにしても、あるいはウェット処理を用いるにしても、除去後のガラスパターンにダメージを与えないように薄膜パターンを除去する必要がある。そのためには、インプリントモールド製造に用いるマスクブランクにおけるガラス基板上の薄膜材料は、最終的にガラスパターンには何らダメージを与えないようにウェット処理またはドライ処理により容易に除去（ないしは剥離）できるという観点からも検討される必要がある。

そこで、本発明は、このような従来の事情に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、第１に、インプリントモールドの製造において微細ガラスパターンを高いパターン精度で形成することができるインプリントモールド用マスクブランクを提供することであり、第２に、このマスクブランクを用いて高精度の微細ガラスパターンが形成されたインプリントモールドの製造方法を提供することである。

すなわち、上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。
（構成１）
ガラス基板と該ガラス基板上に形成された薄膜とを有してなり、前記薄膜及び前記ガラス基板をエッチング加工してインプリントモールドを作製するためのインプリントモールド用マスクブランクであって、前記薄膜は、少なくとも上層と中間層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）又は酸素を実質的に含まないクロム化合物を材料とし、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な厚さに形成され、前記中間層は、タンタル（Ｔａ）又は酸素を実質的に含まないタンタル化合物であって、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な材料で形成され、前記下層は、クロム（Ｃｒ）又はクロム化合物で形成されていることを特徴とするインプリントモールド用マスクブランクである。

（構成２）
前記薄膜の中間層は、タンタルの窒化物を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする構成１に記載のインプリントモールド用マスクブランクである。
（構成３）
前記薄膜の上層は、クロムの窒化物で形成されていることを特徴とする構成１又は２に記載のインプリントモールド用マスクブランクである。

（構成４）
前記薄膜の上層の膜厚が、１．５ｎｍ〜３ｎｍであることを特徴とする構成１乃至３のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランクである。
（構成５）
前記薄膜上に形成するレジスト膜の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする構成１乃至４のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランクである。

（構成６）
構成１乃至５のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランクにおける前記薄膜上に形成したレジストパターンをマスクとして前記薄膜の上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記上層及び中間層のパターンを形成する工程と、該上層及び中間層のパターンをマスクとして前記薄膜の下層を、酸素及び塩素の混合ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記下層のパターンを形成する工程と、該下層パターンをマスクとして前記ガラス基板を、フッ素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工する工程とを有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法である。

構成１にあるように、本発明のインプリントモールド用マスクブランクは、ガラス基板と該ガラス基板上に形成された薄膜とを有してなり、前記薄膜及び前記ガラス基板をエッチング加工してインプリントモールドを作製するためのインプリントモールド用マスクブランクであって、前記薄膜は、少なくとも上層と中間層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）又は酸素を実質的に含まないクロム化合物を材料とし、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な厚さに形成され、前記中間層は、タンタル（Ｔａ）又は酸素を実質的に含まないタンタル化合物であって、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な材料で形成され、前記下層は、クロム（Ｃｒ）又はクロム化合物で形成されていることを特徴としている。

このような本発明のインプリントモールド用マスクブランクによれば、インプリントモールドの製造において微細なマスクパターンを高いパターン精度で形成することができる。また、当該マスクブランクに形成された微細マスクパターンをエッチングマスクとしてドライエッチングにより形成されるガラスパターンについても高精度の微細パターンを形成することができる。したがって、本発明のインプリントモールド用マスクブランクを用いて高精度の微細ガラスパターンが形成されたインプリントモールドを得ることができる。

ここで、本発明のマスクブランクにおけるガラス基板としては、石英ガラスやＳｉＯ₂−ＴｉＯ₂系低膨張ガラス等のガラス基板が一般的である。石英基板等のガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、本発明により得られるインプリントモールドを使用してパターン転写を行う場合、転写パターンの歪み等が生じないで高精度のパターン転写を行える。

本発明のマスクブランクは、ドライエッチング処理により、ガラス基板上の前記薄膜及びガラス基板をパターニングしてインプリントモールドを製造するのに用いるドライエッチング処理用のマスクブランクである。
微細なパターン、例えばハーフピッチ３２ｎｍ未満のパターンを精度よく形成するためには、レジストを薄膜化する、レジストパターン断面横方向のエッチング進行（レジストの後退）を抑制する、薄膜パターン断面横方向のエッチング進行（エッチングの等方性）を抑制する、といった課題があるが、薄膜パターンをウェットエッチングで形成した場合には、薄膜パターン断面横方向のエッチング進行が本質的に発生するため、微細パターンの形成時には本発明のようにドライエッチングが好適である。

ドライエッチングで薄膜パターンを形成する場合に、レジストを薄膜化するためには、レジストのエッチング速度を小さくする、レジストパターンをマスクとしてパターニングする薄膜のエッチング時間を短縮する、といった方法がある。

従来、クロムを主成分とする薄膜を有するマスクブランクをドライエッチング加工してインプリントモールドを作製する場合においては、エッチングガスとして、塩素と酸素の混合ガスが一般的に用いられている。しかし、一般にレジストは、酸素を含有するエッチングガスへのドライエッチングガスへのドライエッチング耐性が非常に低く、問題となっていた。本発明においては、マスクブランク上に形成したレジストパターンをマスクとして前記薄膜のうちの上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガス（Ｃｌ₂、ＣＨ₂Ｃｌ₂、ＳｉＣｌ₄等）を用いてエッチング加工し、形成された上層及び中間層の積層パターンをマスクとして下層を、酸素と塩素の混合ガスを用いてエッチング加工する。酸素を実質的に含まない塩素系ガスによるドライエッチングでは、レジストパターン断面縦方向及び横方向へのエッチング進行が酸素を含む塩素系ガスエッチングと比較して小さくエッチング時のレジストの断面方向の消費量を抑制でき、かつレジストの寸法変化を抑制することができるため、本発明においては、マスクブランクにおける前記薄膜の上層及び中間層のドライエッチングとしては、酸素を実質的に含まない塩素系ガスによるドライエッチングが好適である。なお、酸素を実質的に含まないとは、酸素を全く含まない場合の他、エッチング装置内で発生する酸素を含む場合であってもその含有量が５％以下であることをいうものとする。そして、下層のエッチングには酸素を含む塩素系ガスを用いるが、上記上層及び中間層の積層パターンをマスクとして行うため、レジストの寸法変化は問題とならない。したがって、上層及び中間層の積層パターンと同じく良好なパターン精度で下層パターンを形成することができる。

また、ガラス基板上の薄膜のエッチング時間を短縮するためには、パターンを形成する薄膜のドライエッチング速度を大きくする方法と、パターンを形成する薄膜の厚みを小さくする方法がある。インプリントモールド製造においては、上記薄膜は主にハードマスク層（エッチングマスク層）として機能するので、薄膜は一定以上の膜厚が必要となるため、薄膜の厚みを小さくするといっても限界がある。そこで、ドライエッチング速度の大きい材料を薄膜（パターン形成層）として選択する必要がある。本発明のインプリントモールド用マスクブランクにおいては、ガラス基板上の前記薄膜は、少なくとも上層と中間層と下層の積層膜よりなる。

この薄膜のうち上記上層はハードマスク層としての機能のほかにレジストとの密着性確保の機能を有する。本発明では、かかる薄膜の上層は、クロム（Ｃｒ）又は酸素を実質的に含まないＣｒ化合物材料で形成されている。なお、ここで酸素を実質的に含まないとは、酸素を全く含まない場合の他、酸素を含む場合であってもその含有量が５％以下であることをいうものとする。成膜後の大気放置、レジスト塗布工程におけるベーク処理により、上記上層は酸化されるため、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングで大きなドライエッチング速度が得られ、しかも洗浄に対して十分な耐性を有することが好ましい。このような観点から、上層の材料としては、例えばＣｒ単体、またはＣｒＮ，ＣｒＣ，ＣｒＣＮなどのＣｒ化合物が好適である。とりわけ、ＣｒＮは結晶がアモルファス構造で結晶粒界がなくなるため、ドライエッチングによるパターン形成時にエッチング端部が滑らかになる。すなわち、ラインエッジラフネスが小さくなり、パターン精度を向上させることができる。

前記薄膜のうち、ＣｒまたはＣｒ化合物材料で形成される上層は、成膜後の大気放置、レジスト塗布工程におけるベーク処理により、好ましくは全体的に酸化され、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングで良好なドライエッチング速度が得られように、膜厚をこのようなドライエッチング可能な厚さに最適化することが望ましい。

このような観点から、本発明においては、上層の膜厚が、１．５〜３ｎｍの範囲であることが好適である。かかる上層（例えばＣｒＮ）の膜厚が、１．５ｎｍ未満であると、成膜後の大気放置により、上層が酸化されるだけでなく、その下の中間層表面に酸化層が形成され、さらにレジスト塗布工程におけるベーク処理によって、表面酸化が進行する。特に中間層がＴａ単体またはＴａ化合物で形成されている場合、酸化が進行してしまうと、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングによるエッチング速度が大きく減少してしまう特性を有するため、中間層の酸化はエッチング進行を妨げるので好ましくない。上層は中間層の酸化を防止する役割を有している。一方、上層の膜厚が、３ｎｍよりも厚くなると、成膜後の大気放置による酸化が全体的にまで進行せず、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングの進行し難い例えばＣｒＮ層の領域が多く残ってしまうため好ましくない。

また、前記薄膜の中間層は、ハードマスク層としての機能のほかに、レジストパターン形成の際の電子線描画時にチャージアップを防止するために必要な導電性を確保する機能を有する。本発明では、かかる中間層は、タンタル（Ｔａ）又は酸素を実質的に含まないＴａ化合物材料で形成されている。ここで酸素を実質的に含まないとは、前述と同じ意味である。かかる中間層においても、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングで大きなドライエッチング速度が得られることが望ましく、このような材料としては、例えばＴａ単体、またはＴａＮ，ＴａＢ，ＴａＧｅ，ＴａＮｂ，ＴａＳｉ，ＴａＣあるいはこれらの窒化物などのＴａ化合物が好適である。なかでも、ＴａＮは酸化しにくい特性を有する。また、ＴａにＢを含有させることにより、アモルファス構造になりやすく、ラインエッジラフネスを小さくすることができる。

このように前記薄膜のうち、例えばＴａ窒化物を主成分とする化合物を含み、且つ、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な材料で形成される中間層は、主にハードマスク層の機能と導電性を持たせる観点から、本発明においては、膜厚が、３〜１０ｎｍの範囲であることが好適である。

また、上記薄膜のうち下層は、ガラス基板をフッ素系（ＣＨＦ₃，Ｃ₄Ｆ₈，ＣＦ₄またはこれらのいずれかと酸素との混合ガス等）ガスを用いてドライエッチング加工する際のエッチングマスクとしての機能を有する。本発明では、かかる薄膜の下層は、クロム（Ｃｒ）又はＣｒ化合物材料で形成されている。また、上層及び中間層の積層パターンをマスクとして下層を酸素と塩素の混合ガスでドライエッチングする際に、断面横方向のエッチング進行を抑制するためには、特に酸素を実質的に含まないＣｒ化合物が好適である（酸素を多く含むと、酸素を実質的に含まない塩素ガスのエッチングガスでもエッチングされやすくなり、エッチングストッパーとしての機能が低下してしまう）。ここで酸素を実質的に含まないとは、前述と同じ意味である。また、かかる薄膜の下層（あるいは中間層及び上層を含む薄膜）は、ガラス基板をエッチング加工してガラスパターンを形成した後は、最後に除去する必要があるため、例えばウェット処理又はフッ素系ガス以外のエッチングガスによるドライエッチング処理によってガラスパターンにはダメージを与えずに除去できることが肝要である（フッ素系ガスはガラスパターンをエッチングしてしまうため）。このような観点から、本発明では下層は、クロム（Ｃｒ）又はＣｒ化合物で形成され、例えばＣｒ単体、またはＣｒＮ，ＣｒＣ，ＣｒＣＮなどのＣｒ化合物が好ましく挙げられる。とくにＣｒＮは、前述の上層の場合と同じ理由からパターン精度を向上させることができる。
前記薄膜のうち、ＣｒまたはＣｒ化合物材料で形成される下層は、主にエッチングマスク層としての機能を持たせる観点から、本発明においては、ガラス基板の掘り込み深さにもよるが、下層の膜厚は、５〜２０ｎｍの範囲であることが好適である。

また、薄膜パターン断面横方向のエッチングを抑制するために、パターン側壁に堆積物を生じるようなエッチングガスを添加する方法があるが、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングではレジストのエッチング速度が小さいため、薄膜パターン側壁のエッチングを抑制する堆積性ガス（たとえば炭素、シリコンの少なくとも一方と、塩素もしくはフッ素を含むガス）を用いると、追加エッチング（オーバーエッチング）時やレジストの表面積によっては、パターン表面および側壁に除去できない異物が堆積する場合がある。そのため、酸素を実質的に含まない塩素系ガスエッチングでは堆積性のガスを添加しないほうが好ましい。

ガラス基板上に上記上層と中間層と下層の積層膜からなる薄膜を形成する方法は、特に制約される必要はないが、なかでもスパッタリング成膜法が好ましく挙げられる。スパッタリング成膜法によると、均一で膜厚の一定な膜を形成することが出来るので好適である。スパッタリング成膜法によって上記薄膜の下層として例えばＣｒＮ膜を成膜する場合、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに窒素ガスを混合したものを用いる。また、スパッタリング成膜法によって上記薄膜の中間層として例えばＴａＮ膜を成膜する場合、スパッタターゲットとしてＴａターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガス、キセノンガスなどの不活性ガスに窒素ガスを混合したものを用いる。また、スパッタリング成膜法によって上記薄膜の上層としてＣｒＮ膜を成膜する場合、上記下層と同様、スパッタターゲットとしてクロム（Ｃｒ）ターゲットを用い、チャンバー内に導入するスパッタガスは、アルゴンガスやヘリウムガスなどの不活性ガスに窒素ガスを混合したものを用いる。

また、本発明のマスクブランクは、上記薄膜の上に、レジスト膜を形成した形態であっても構わない。

また、本発明は、構成６にあるように、本発明のマスクブランクにおける前記薄膜上に形成したレジストパターンをマスクとして薄膜の上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して上層及び中間層のパターンを形成する工程と、該上層及び中間層のパターンをマスクとして前記薄膜の下層を、酸素及び塩素の混合ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して下層のパターンを形成する工程と、該下層パターンをマスクとして前記ガラス基板を、フッ素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工する工程と、を有するインプリントモールドの製造方法を提供する。

本発明では、インプリントモールドの製造においては、マスクブランク上のレジストパターンをマスクとして、前記薄膜の上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いてドライエッチング加工して上層及び中間層の積層膜パターンを形成し、続いて該積層膜パターンをマスクとして、前記薄膜の下層を、酸素と塩素の混合ガスを用いてドライエッチング加工するため、マスクブランク上に形成されるレジストパターンをマスクとしたドライエッチングの対象物が前記薄膜の上層及び中間層だけとなり、しかも該薄膜の上層及び中間層の膜厚を微細パターン形成の観点から最適化できるため、レジスト膜の膜厚を従来より薄くしても、レジストの膜厚不足を生じることなく、微細パターンの形成が可能となる。
本発明では、例えばハーフピッチ３２ｎｍ未満の微細パターンを形成する観点からは、前記薄膜上に形成するレジスト膜の膜厚を、１００ｎｍ以下とすることが可能であり、特に４０〜８０ｎｍの範囲とすることが好適である。

本発明によれば、インプリントモールドの製造において微細なガラスパターンを高いパターン精度で形成することができるインプリントモールド用マスクブランクを提供することができる。
また、本発明によれば、このマスクブランクを用いて高精度の微細ガラスパターンが形成されたインプリントモールドの製造方法を提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら具体的に説明する。
図１は本実施の形態にかかるインプリントモールド用マスクブランクの断面概略図、図２は上記マスクブランクを用いたインプリントモールドの製造工程を説明するための断面概略図である。
本実施の形態に使用するインプリントモールド用マスクブランク（以下、単にマスクブランクと称する）１０は、図１に示すように、ガラス基板１上に、上層５と中間層４と下層３の積層膜よりなる薄膜２を有する構造のものである。このマスクブランク１０は、以下のようにして作製される。

ガラス基板１として合成石英基板（大きさ１５２ｍｍ×１５２ｍｍ×厚み６．３５ｍｍ）をスパッタリング装置に導入し、クロムターゲットをアルゴンと窒素の混合ガス（混合流量比９：１）でスパッタリングし、ＣｒＮ（Ｃｒ：Ｎ＝９：１原子比）膜からなる下層３を１０ｎｍの厚みで成膜した。続いて、大気放置は行わず、タンタル（Ｔａ）とボロン（Ｂ）の合金（Ｔａ：Ｂ＝９：１原子比）からなるターゲットをアルゴンガスでスパッタリングし、７ｎｍの厚みのＴａＢ膜からなる中間層４を成膜した。引き続いて、大気放置は行わず、クロムターゲットをアルゴンと窒素の混合ガス（混合流量比９：１）でスパッタリングし、ＣｒＮ（Ｃｒ：Ｎ＝９：１原子比）膜の上層５を２．６ｎｍの厚みで成膜した。
こうして石英基板上にＣｒＮ膜とＴａＢ膜とＣｒＮ膜の積層膜を形成したマスクブランクの上面に、電子線描画用のレジスト（日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ）を５０ｎｍの厚みに塗布し、所定のベーク処理を行って、マスクブランク１０上にレジスト膜を形成した。

次に、電子線描画機を用いて、上記マスクブランク１０のレジスト膜にハーフピッチ２０ｎｍのラインアンドスペースパターンを描画した後、レジスト膜を現像してレジストパターン６を形成した（図２（ａ）参照）。

次に、レジストパターン６を形成したマスクブランク１０を、ドライエッチング装置に導入し、酸素を含まない塩素ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、上記レジストパターン６をマスクとして上層のＣｒＮ膜及び中間層のＴａＢ膜をエッチング加工して、図２（ｂ）に示すようにＣｒＮ膜（上層５）とＴａＢ膜（中間層４）の積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）を形成した。この時のエッチング終点は、反射光学式の終点検出器を用いることで判別した。
ここで、残存する上記レジストパターン６は、塩素ガスを用いたドライエッチングをさらに実施することによって除去した（図２（ｃ）参照）。

次いで、同じドライエッチング装置内で、酸素と塩素の混合ガス（Ｏ₂：Ｃｌ₂＝２：８流量比）を用いたドライエッチングを行うことにより、上記積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）をマスクとして下層のＣｒＮ膜をエッチング加工して、図２（ｄ）に示すようにＣｒＮ膜（下層３）のパターン（下層パターン８）を形成した。この時のエッチング終点は、反射光学式の終点検出器を用いることで判別した。なお、この酸素と塩素の混合ガスを用いたドライエッチングによって、上記上層５のＣｒＮ膜パターンも同時にエッチングされた。

続いて、同じドライエッチング装置内で、フッ素系（ＣＨＦ₃）ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、上記下層３のＣｒＮ膜のパターン８をマスクとしてガラス基板１をエッチング加工して、図２（ｅ）に示すガラスパターン９を形成した。この時、ガラスパターン９の深さが７０ｎｍになるようエッチング時間を調整した。なお、このフッ素系ガスを用いたドライエッチングによって、上記中間層４のＴａＢ膜パターンも同時にエッチングされた。

ここでパターンの断面形状を確認するため、上記と同様に作製した評価用のブランクを破断し、走査型電子顕微鏡によるパターン断面の観察を行ったところ、上記ＴａＢ膜パターンが消失しＣｒＮ膜パターン８の表面が露出していた。そして、ガラスパターン９の幅が、上記ＣｒＮ膜パターン８の幅とほとんど同じであること、およびガラスパターン９の深さが均一であることを確認した。

次に、上記ガラスパターン９を形成したマスクブランク上にフォトレジスト（東京応化社製 ｉＰ３５００）を４６０ｎｍの厚さに塗布し、紫外光による露光と現像を行い、図２（ｆ）に示す台座構造用のレジストパターン１１を形成した。

次に、上記レジストパターン１１を形成したマスクブランクについて、硝酸第２セリウムアンモニウム液によるウェットエッチングにより、レジストパターン１１で保護されている部分以外のＣｒＮ膜を除去し、フッ化水素酸とフッ化アンモニウムの混合液（ＨＦ濃度４．６ｗｔ％、ＮＨ₄Ｆ濃度３６．４ｗｔ％）でガラス基板にウェットエッチングを行い、さらに硫酸過水によりレジストパターン１１を除去することで、図２（ｇ）に示すように深さが例えば１５μｍ程度の台座構造１２を作製した。さらに、上記ＣｒＮ膜パターン８を硝酸第２セリウムアンモニウム液で除去し、図２（ｈ）に示す構造のインプリントモールド２０を得た。

得られたインプリントモールド２０は、上記上層及び中間層の積層膜パターン７及び下層のパターン８のいずれも断面形状が垂直形状となり良好であり、且つこれらのパターンのパターン精度も良好であったため、ガラスパターン９についても寸法、精度の良好なパターンが得られた。

本実施の形態では、上記ＣｒＮ膜パターン８を最後にウェット処理により除去したが、例えば塩素ガスを用いたドライエッチングによって除去するようにしてもよい。
なお、上記上層５として、上記ＣｒＮの代わりに、例えばＣｒＣ，ＣｒＣＮなどを用いてもよい。また、上記中間層４として、本実施の形態では、上記ＴａＢを用いたが、例えばＴａＮ，ＴａＧｅ，ＴａＮｂ，ＴａＳｉ，ＴａＣおよびこれらの窒化物等のＴａ化合物を用いることができる。また、上記下層３として、上記ＣｒＮの代わりに、例えばＣｒＣ，ＣｒＣＮなどを用いてもよい。

また、上述の実施の形態においては、マスクブランク１０上に形成したレジストパターン６をマスクとして上層のＣｒＮ膜及び中間層のＴａＢ膜をエッチング加工し、ＣｒＮ膜（上層５）とＴａＢ膜（中間層４）の積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）を形成した後、残存するレジストパターン６を除去したが（図２（ｃ）の工程）、ここでレジストパターン６を除去せずに、続いて、上記積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）をマスクとして酸素と塩素の混合ガスで下層のＣｒＮ膜をエッチング加工して、ＣｒＮ膜（下層３）のパターン（下層パターン８）を形成する。この際、酸素と塩素の混合ガスでレジストパターン６と上層５のＣｒＮ膜パターンを両方同時にエッチング除去するようにしてもよい。このようにすることにより、レジストパターン６の除去の工程を省略することができる。あるいは、残存する上記レジストパターン６と上記積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）を、例えば塩素ガスを用いたドライエッチングによって同時に除去してもよい。この場合は、引き続いて、上記下層のＣｒＮ膜のパターンをマスクとしてガラス基板のエッチング加工を行う。

さらに、後のフッ素系ガスによるガラス基板のエッチング加工時、中間層４のＴａＢ膜パターンが除去しきれないことが予想される場合は、ガラス基板のエッチング加工前に中間層４のＴａＢ膜パターンの一部または全部を塩素系ガスを用いてエッチング除去してもよい。
また、別の実施態様としては、マスクブランク１０上に形成したレジストパターン６をマスクとして上層のＣｒＮ膜及び中間層のＴａＢ膜をエッチング加工し、ＣｒＮ膜（上層５）とＴａＢ膜（中間層４）の積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）を形成した後、続いて、上記積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）をマスクとして下層のＣｒＮ膜をエッチング加工して、ＣｒＮ膜（下層３）のパターン（下層パターン８）を形成し、さらに引き続いて、上記下層パターン８をマスクとしてガラス基板をフッ素系ガスを用いたドライエッチングによってエッチング加工する際に同時に、残存する上記レジストパターン６と上記積層膜パターン（上層及び中間層パターン７）をフッ素系ガスエッチングにより除去するようにしてもよい。

本発明のインプリントモールド用マスクブランクの断面概略図である。 本発明のインプリントモールドの製造工程を説明するための断面概略図である。

符号の説明

１ ガラス基板
２ 薄膜
３ 下層
４ 中間層
５ 上層
６ レジストパターン
７ 上層及び中間層パターン
８ 下層パターン
９ ガラスパターン
１０ インプリントモールド用マスクブランク
１１ レジストパターン
１２ 台座構造
２０ インプリントモールド

Claims (9)

1. ガラス基板と該ガラス基板上に形成された薄膜とを有してなり、前記薄膜及び前記ガラス基板をエッチング加工してインプリントモールドを作製するためのインプリントモールド用マスクブランクであって、
   前記薄膜は、少なくとも上層と中間層と下層の積層膜よりなり、
   前記上層は、クロム（Ｃｒ）又は酸素を実質的に含まないクロム化合物を材料とし、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な厚さに形成され、
   前記中間層は、タンタル（Ｔａ）と硼素（Ｂ）を含み、酸素を実質的に含まないタンタル化合物で形成され、
   前記下層は、クロム（Ｃｒ）又はクロム化合物で形成されていることを特徴とするインプリントモールド用マスクブランク。
2. 前記薄膜の中間層は、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工が可能な材料で形成されていることを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールド用マスクブランク。
3. 前記薄膜の中間層は、タンタルの窒化物を主成分とする材料で形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリントモールド用マスクブランク。
4. 前記薄膜の中間層の膜厚が、３ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランク。
5. 前記薄膜の上層は、クロムの窒化物で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランク。
6. 前記薄膜の上層の膜厚が、１．５ｎｍ〜３ｎｍであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランク。
7. 前記薄膜上に形成するレジスト膜の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランク。
8. 請求項１乃至７のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランクにおける前記薄膜上に形成したレジストパターンをマスクとして前記薄膜の上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記上層及び中間層のパターンを形成する工程と、該上層及び中間層のパターンをマスクとして前記薄膜の下層を、酸素及び塩素の混合ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記下層のパターンを形成する工程と、該下層パターンをマスクとして前記ガラス基板を、フッ素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工する工程と、を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
9. 請求項１乃至７のいずれかに記載のインプリントモールド用マスクブランクにおける前記薄膜上に形成したレジストパターンをマスクとして前記薄膜の上層及び中間層を、酸素を実質的に含まない塩素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記上層及び中間層のパターンを形成する工程と、
   前記上層及び中間層のパターンを形成する工程後に前記レジストパターンを除去する工程と、
   前記中間層のパターンをマスクとして前記薄膜の下層を、酸素及び塩素の混合ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工して前記下層のパターンを形成し、かつ前記上層のパターンを除去する工程と、
   前記下層パターンをマスクとして前記ガラス基板を、フッ素系ガスを用いたドライエッチング処理によりエッチング加工し、かつ前記中間層のパターンを除去する工程と、
   を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。

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