JP5697571B2 - テンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、テンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法に関する。

微細パターンの形成技術は、半導体等の電子デバイス、光デバイス、記録メディア、化学・バイオデバイス、ＭＥＭＳ（Mechanical Electrical Micro System）などの各種のデバイスに応用され、その進展はめざましい。例えば、現在、光を用いて数１０ｎｍ以下、また、電子線を用いて１０ｎｍ以下のレジストパターン形成が達成されている。しかし、これらの微細パターン形成のための装置は高価であり、より安価な微細パターン形成技術が求められている。これを実現するために、ナノインプリント技術が開発されつつある。

ナノインプリント技術は、従来のプレス技術と比較して、より微小な構造を実現できる。ナノインプリント技術自体には解像度の限界がなく、解像度はナノインプリントに用いられるモールド（テンプレート）の精度によって決まる。すなわち、高精度のモールドを実現することによって、従来のフォトリソグラフィよりも容易に、はるかに安価な装置により、極微細パターンが形成できる。

ナノインプリント技術の１つである光硬化ナノインプリントにおいては、例えば、表面に微細な三次元形状の凹凸パターンが形成された透明な基板からなるテンプレートを使用する。この方法では、例えばシリコン基板に光硬化樹脂を塗布し、その光硬化樹脂にナノインプリントテンプレートの表面を押し付けた状態で紫外光を照射して光硬化樹脂を硬化させ、その後、ナノインプリントテンプレートを剥離することによって光硬化樹脂に所望のパターンを形成する。

また、ナノインプリント技術の他の方法である、熱ナノインプリントやソフトリソグラフィなどにおいても、上記のようにナノインプリントテンプレートを樹脂に押し付けてパターンを転写する。

ナノインプリント技術を量産に適用する際には、ナノインプリントテンプレートとしては、原盤から作製されたレプリカテンプレート（以下では単に「テンプレート」と言う）が用いられる。テンプレートにおいて、微細な三次元形状の凹凸パターンが形成された表側の面とは反対側の裏面には、部分的に凹部が設けられることがある。すなわち、テンプレート基板の裏面の例えば中央部に凹部を設け、その凹部の厚さを周辺部よりも薄くすることによって、テンプレート基板を変形し易くし、上記のテンプレートの光硬化樹脂への押し付け工程（パターン転写工程）やテンプレートの剥離工程を容易化でき、結果としてスループットが向上できる。

テンプレートの表側の面への微細な三次元形状の凹凸パターンの形成にはドライエッチング加工が用いられるが、テンプレートの裏面に部分的に凹部が設けられていると、凹部の有無によってドライエッチングの際のプラズマ電位に差異が生じ、これにより、エッチングレートが変動する。このため、テンプレートの表側の面におけるエッチング加工の面内精度が劣化する。

また、例えば、テンプレートの面内でエッチングレートを変化させ、面内の所望の部分においてより高精度のパターンを実現する技術も望まれている。

特開２００８−２７０６８６号公報

本発明の実施形態は、基板の裏面に凹部を有する場合においても、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを制御し、パターン精度に優れたテンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法を提供する。

本発明の実施形態によれば、真空容器と、電極と、調整体と、を含むテンプレートの製造装置が提供される。前記真空容器は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能とされている。前記真空容器は、反応性ガスの導入口と排気口とを有する。前記電極は、前記真空容器の内部に設けられ、高周波電圧が印加される。前記調整体は、絶縁体を主成分とする。前記調整体は、前記電極の上に載置される基板の前記電極の側の面に設けられた凹部に挿入される。

第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的平面図である。 第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の特性を例示する模式図である。 参考例のテンプレートの製造装置の特性を例示する模式図である。 第１の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的断面図である。 第１の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的平面図である。 第２の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造方法を例示するフローチャート図である。

以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しつつ説明する。
なお、図面は模式的または概念的なものであり、各部分の厚みと幅との関係、部分間の大きさの比係数などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。また、同じ部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比係数が異なって表される場合もある。
また、本願明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置を例示する模式的断面図である。
図１に表したように、本実施形態に係るテンプレートの製造装置８は、真空容器１１と、電極１５と、調整体２２と、を備える。

真空容器１１は、大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能とされている。真空容器１１は、例えば、反応性ガスを導入するガス導入口１７ａと、排気口１７と、を有する。

真空容器１１には、反応性ガスが導入され、一定の圧力制御が行われる。すなわち、真空容器１１にはガス導入口１７ａが設けられ、所定のガスを真空容器１１内に導入できる。そして、真空容器１１に設けられた排気口１７が真空ポンプ等に接続される。

これにより、所定のガスを真空容器１１内に導入し、そして、排気口１７を通じて真空容器１１内のガスを排気し、真空容器１１内の圧力が所望の値に制御される。

電極１５は、真空容器１１の内部に設けられる。例えば、真空容器１１の内部の例えば絶縁性のステージ１５ｓの上に電極１５が設けられる。電極１５には、テンプレートとなる基板１４が載置される。

電極１５には、バイアス用高周波電源１６（高周波電源）が接続され、これにより、電極１５に高周波電圧（バイアス電圧）が印加され、その結果、電極１５に載置された基板１４にバイアス電界が印加される。

本具体例の製造装置８は、誘導結合プラズマエッチング装置（Inductively Coupled Plasma Etching System）であり、電極１５の上方における真空容器１１に、誘導結合プラズマ発生源として、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma）高周波コイル１２が設けられている。そして、ＩＣＰ高周波コイル１２は、ＩＣＰ高周波電源１３に接続されている。

ＩＣＰ高周波コイル１２に印加されるＩＣＰ高周波電圧によって、真空容器１１内にプラズマが発生し、このプラズマ中の活性種が、電極１５に印加されるバイアス電圧によって加速され、これにより、基板１４の表面がエッチング加工される。ＩＣＰ高周波コイル１２は、誘導結合アンテナであり、螺旋状のコイルとしても良く、また平板状のコイルとしても良い。

さらに、実施形態はこれに限らず、誘導結合プラズマエッチング装置の形態の他、反応性ガスプラズマを用いたプラズマエッチング装置の形態や、各種の反応性イオンエッチング装置（Reactive Ion Etching System：ＲＩＥ）の形態としても良い。この場合には、ＩＣＰ高周波コイル１２及びＩＣＰ高周波電源１３は省略される。なお、例えば、平行平板型ＲＩＥ装置の場合には、例えば電極１５に対向して、平行平板電極が設けられる。このように、本実施形態においては、活性種を生成する構成は任意である。以下では、製造装置８が誘導結合プラズマエッチング装置である場合として説明する。

一方、被加工物である基板１４は、電極１５に載置される。電極１５の載置の状態は任意である。例えば、図１に例示したように、基板１４は電極１５の上に載置され、この場合は電極１５が基板１４に対向する面は上向き（重力の方向に対して逆向き）である。ただし、電極１５の基板１４に対向する面が、重力の方向沿って設けられても良く、また、下向き（重力の方向）に設けられても良く、さらに、これらの中間の方向であっても良い。

すなわち、基板１４は電極１５の「上」に載置されるが、この場合の「上」とは、重力に対応させた上方向だけを意味しているのではなく、電極１５と基板１４とが互いに対向するように、基板１４が載置されれば良い。

以下では、図１に例示した、基板１４が電極１５の上に載置され、電極１５が基板１４に対向する面が上向きであり、すなわち、電極１５の上面１５ｕに基板１４が載置される場合として説明する。

製造装置８を用いたテンプレートの製造は、例えば、以下のように行われる。
まず、テンプレートとなる基板１４を真空容器１１内の電極１５の上に載置する。

基板１４には、例えばクォーツ（ＳｉＯ_２）が用いられる。そして、基板１４上には、所定の形状のパターンを有するレジスト１４ｒが形成されている。レジスト１４ｒには、例えば、紫外光が照射されて硬化された光硬化樹脂レジストパターンが用いられる。すなわち、基板１４の表面の一部は、所定のパターンを有するレジスト１４ｒに覆われ、基板１４の表面の他の一部は、露出している。このレジスト１４ｒは設けられる面が、基板１４の表側の面であり、加工面となる。

続いて、真空容器１１に設けられたガス導入口１７ａを通じて反応性ガスを導入し、真空容器１１内のガスの流れを偏りが無い状態に均一化し、排気口１７から真空容器１１内のガスを排気して真空容器１１内を所定の圧力にする。

そして、ＩＣＰ高周波電源１３によりＩＣＰ高周波コイル１２に高周波を印加する。それにより、反応性ガスを励起して高密度プラズマを発生させ、エッチングに必要な活性種（イオンやラジカルを含む）を生成する。

それと供に、バイアス用高周波電源１６によって電極１５にバイアス電圧を印加し、基板１４に入射するイオン及びラジカルのエネルギーを制御する。

これにより、レジスト１４ｒから露出した基板１４の表面が選択的にエッチングされ、基板１４の表面に所望の微細な三次元形状の凹凸パターンが形成される。

なお、反応性ガスとしては、例えばフッ素系ガスと酸素ガスとの混合ガスが用いられる。

この時、本実施形態に係る製造装置８において使用される基板１４の裏面（レジスト１４ｒが設けられる表側の面とは反対側の面）には凹部１４ｃが設けられており、この凹部１４ｃに対応するように、電極１５の上に凸形状の調整体２２が設けられる。調整体２２は、絶縁体を主成分とする。調整体２２は、電極１５の上に載置される基板１４の電極１５の側の面に設けられた凹部に挿入される。以下、この構成に関して、詳しく説明する。

図２は、第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的断面図である。
すなわち、同図（ａ）は、この製造装置に適用されるテンプレートとなる基板１４を例示しており、同図（ｂ）は、製造装置８の電極１５を例示しており、同図（ｃ）は、電極１５に基板１４が載置された状態を例示している。
図３は、第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的平面図である。

図２（ａ）に表したように、テンプレートとなる基板１４の表側の面１４ａ（表面）には、レジスト１４ｒが設けられている。なお、本具体例では、表側の面１４ａの中央部に凸部１４ｐが設けられ、その凸部１４ｐの上にレジスト１４ｒが設けられている。この凸部１４ｐにより、後に、基板１４の表側の面１４ａをシリコン基板の樹脂等に押し付ける際に効率的にパターン転写できる。ただし、この凸部１４ｐは、必要に応じて設けられれば良く、省略しても良い。

一方、基板１４の表側の面１４ａとは反対側の裏面１４ｂの例えば中央部には、凹部１４ｃが設けられる。

凹部１４ｃは、深さｄ１４を有している。深さｄ１４は、基板１４の裏面１４ｂと、凹部１４ｃの底面と、の間の距離である。

図３に表したように、基板１４の平面形状は例えば長方形であり、凹部１４ｃの平面形状は例えば円形である。ただし、図３は一例であり、実施形態はこれに限らない。すなわち、基板１４及び凹部１４ｃの形状は任意であり、例えば、基板１４が円形（または円形の一部）であり、凹部１４ｃの形状が長方形であっても良い。また、基板１４の大きさに対する凹部１４ｃの相対的な大きさも任意である。

このような凹部１４ｃによって、例えば基板１４が変形し易くなり、テンプレートを用いたパターン転写工程やテンプレートの剥離工程を容易化でき、結果としてスループットが向上できる。

なお、凹部１４ｃは、基板１４の裏面１４ｂを、例えば適切なマスクを形成してエッチングすることによって形成できる。また、この凹部１４ｃの形成には、ウエットエッチングやドライエッチングの他、機械的な研磨を用いることができ、また、これらを組み合わせた方法を用いても良い。

基板１４のサイズは、例えば、６インチ角であり、基板１４の厚さは、例えば５ｍｍ〜６ｍｍであり、凹部１４ｃの深さｄ１４は、例えば４ｍｍ〜５ｍｍである。凹部１４ｃにおける基板１４の厚さは、例えば約１ｍｍである。
ただし、上記は一例であり、実施形態はこれに限らない。すなわち、基板１４のサイズ、厚さ、凹部１４ｃの深さｄ１４、及び、凹部１４ｃにおける基板１４の厚さは、任意である。以下では、説明を簡単にするために、基板１４の厚さが５ｍｍであり、凹部１４ｃの深さｄ１４が４ｍｍであり、凹部１４ｃにおける基板１４の厚さが１ｍｍである場合として説明する。

一方、図２（ｂ）に表したように、電極１５の基板１４が載置される面には、凹部１４ｃの底面と電極１５の上面１５ｕとの間の空隙を調整する調整体２２（カバーブリッジプレート）が設けられる。調整体２２は、電極１５の上面１５ｕよりも突出しており、基板１４の凹部１４ｃに対応した形状を有している。

すなわち、図３に表したように、凹部１４ｃが円形である場合には、調整体２２も例えば円形とされ、調整体２２は、調整体２２の少なくとも一部が基板１４の凹部１４ｃの内部に入り込むことができるような形状を有している。

調整体２２には、例えば絶縁材料が用いられる。さらに、調整体２２には、例えば基板１４と同じ材料（例えばＳｉＯ_２）を用いることができ、これにより、調整体２２は、基板１４と同じ電気的特性を有することができ、後述する電位の変動の抑制効果を発揮し易くなる。但し、実施形態はこれに限らない。調整体２２には、例えば、チタニア（ＴｉＯ_２）含有石英材料を用いることができる。調整体２２には、任意の絶縁体（誘電体を含む）を用いることができる。調整体２２は高真空の雰囲気に置かれるので、調整体２２には、真空中でガスを放出し難い材料を用いることが好ましい。

なお、調整体２２を電極１５の上に配置する際には、調整体２２の位置を固定するために、電極１５に溝や孔等の凹部などを設け、その凹部に対応させた凸部を調整体２２の電極１５に対向する面に設け、調整体２２と電極１５との相対的な位置を固定することができる。なお、この凸部は、調整体２２自身の形状としても良い。また、逆に、電極１５に凸部を設け、その凸部に対応させた凹部を調整体２２の電極１５に対向する面に設け、調整体２２と電極１５との相対的な位置を固定することができる。また、調整体２２と電極１５との固定には、ネジなどの各種の固定治具を用いても良い。

調整体２２は、高さｄ２２を有している。高さｄ２２は、電極１５の上面１５ｕと、調整体２２の上側の面と、の間の距離である。

また、図２（ｂ）に表したように、本具体例では、電極１５の上面１５ｕ（基板１４が載置される面）の周辺部には、基板１４をガイドするガイドプレート２１が設けられる。ガイドプレート２１には、任意の材料を用いることができるが、基板１４の表面における電位の分布に影響を与えないように、絶縁材料を用いることが望ましい。例えばガイドプレート２１には、基板１４に用いられる材料（例えばＳｉＯ_２）を用いることができる。また、ガイドプレート２１には、チタニア（ＴｉＯ_２）含有石英材料を用いることができる。但し、実施形態はこれに限らない。ガイドプレート２１には、任意の絶縁体（誘電体を含む）を用いることができる。ガイドプレート２１は高真空の雰囲気に置かれるので、ガイドプレート２１には、真空中でガスを放出し難い材料を用いることが好ましい。

ガイドプレート２１には段部２１ａが設けられている。段部２１ａは、段差ｄ２１を有している。段差ｄ２１は、電極１５の上面１５ｕと、段部２１ａの上側の面と、の間の距離である。
段差ｄ２１は、例えば、０．１５ｍｍ〜０．２０ｍｍである。ただし、これは一例であり、実施形態は、これに限らず、段差ｄ２１の大きさは任意である。以下では、簡単のために、段差ｄ２１が０．１５ｍｍである場合として説明する。

図２（ｃ）に表したように、電極１５に基板１４を載置した際には、基板１４の端部が、電極１５のガイドプレート２１によってガイドされ、基板１４は電極１５の上の所定の位置に配置される。

このとき、ガイドプレート２１の段部２１ａによって、基板１４は、電極１５の上面１５ｕに対して離間して配置される。これにより、基板１４の裏面１４ｂのガイドプレート２１に対向する部分以外は、電極１５の上面１５ｕと接触することがないので、基板１４の裏面１４ｂにおける傷の発生や汚れの付着を防止できる。

なお、基板１４の裏面１４ｂと、電極１５の上面１５ｕと、の間の距離ｔ１は、ガイドプレート２１の段部２１ａの段差ｄ２１と実質的に同じとなり、すなわち、距離ｔ１は、段差ｄ２１によって制御できる。

基板１４の凹部１４ｃの内部に、電極１５の調整体２２が入り込む。すなわち、例えば、電極１５の調整体２２の側面は、基板１４の凹部１４ｃの内側面に沿った形状とされ、調整体２２の少なくとも一部が凹部１４ｃの内部に格納されるようになっている。

この時、凹部１４ｃの深さｄ１４は、調整体２２の高さｄ２２に対して適切な大きさに設定されており、凹部１４ｃの底面は、調整体２２の上面に対して離間可能となっている。これにより、基板１４の凹部１４ｃの底面と、調整体２２の上面と、が接触することがないので、凹部１４ｃの底面における傷の発生や汚れの付着を防止できる。

基板１４の凹部１４ｃの底面と、調整体２２の上面と、の間の距離ｔ２は、段部２１ａの段差ｄ２１、凹部１４ｃの深さｄ１４、及び、調整体２２の高さｄ２２によって制御される。すなわち、段部２１ａの段差ｄ２１（すなわち距離ｔ１）と、凹部１４ｃの深さｄ１４と、が固定された場合においても、調整体２２の高さｄ２２を変えることによって距離ｔ２は任意に設定できる。

ここで、距離ｔ２は、（ｄ２１＋ｄ１４−ｄ２２）となるので、調整体２２の高さｄ２２は、段差ｄ２１と凹部１４ｃの深さｄ１４との和よりも小さく設定される。そして、例えば距離ｔ２を距離ｔ１と同じに設定する際には、調整体２２の高さｄ２２は、深さｄ１４と同じに設定すれば良い。

このように、電極１５の上面１５ｕに基板１４を載置したときに、基板１４の縁部が、ガイドプレート２１の段部２１ａによって支持され、基板１４の裏面１４ｂは電極１５の上面から離間し、基板１４の凹部１４ｃの底面は調整体２２の上面から離間可能となっている。

基板１４の裏面１４ｂと電極１５の上面１５ｕとの間の距離ｔ１と、基板１４の凹部１４ｃの底面と調整体２２の上面との間の距離ｔ２と、は、互いに独立して定めることができる。そして、距離ｔ１と距離ｔ２とは実質的に同じとすることができる。また、距離ｔ１と距離ｔ２とが互いに異なるように、距離ｔ１及び距離ｔ２を設定しても良い。

このように、本実施形態に係る製造装置８においては、被加工物である基板１４の裏面１４ｂに設けられた凹部１４ｃに適合する調整体２２を電極１５の上面１５ｕに設けることで、基板１４の凹部１４ｃの底面と調整体２２との間の距離ｔ２を調整できる。

すなわち、調整体２２によって、基板１４の凹部１４ｃの電極１５の側の空隙の幅を、調整体２２が無いときの幅（すなわち、ｄ２１＋ｄ１４）よりも、小さくする。本具体例では、基板１４の凹部１４ｃの電極１５の側の空隙の幅を、（ｄ２１＋ｄ１４−ｄ２２）に小さくする。

これにより、基板１４の裏面１４ｂに凹部１４ｃが設けられていても、基板１４の表側の面１４ａの電位を、凹部１４ｃが形成されている場所と形成されていない場所とに係わらず実質的に均一にすることができる。

これにより、基板１４の表側の面１４ａのドライエッチングの際の電位の変動を縮小し、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを均一化し、パターン精度が高いテンプレートが製造できる。

また、基板１４の凹部１４ｃの底面と調整体２２との間の距離ｔ２を任意に調整することで、基板１４の表側の面１４ａの電位の分布を制御して、基板１４の面内でエッチングレートを変化させ、面内の所望の部分においてより高精度のパターンを実現することもできる。

以下では、基板１４の表側の面１４ａのドライエッチングの際の電位の変動を縮小し、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを均一化する例に関してさらに説明する。そして、一例として、基板１４の凹部１４ｃの底面と調整体２２との間の距離ｔ２を、基板１４の裏面１４ｂと電極１５の上面１５ｕとの間の距離ｔ１と同じ値に設定する例を説明する。

図４は、第１の実施形態に係るテンプレートの製造装置の特性を例示する模式図である。
すなわち、同図（ａ）は、電極１５及び基板１４における座標を例示しており、同図（ｂ）は、電極１５及び調整体２２と基板１４との間の空隙の幅の分布を例示しており、同図（ｃ）は、基板１４の表側の面１４ａにおける電位の分布を例示しており、同図（ｄ）は、基板１４の表側の面１４ａにおけるエッチングレートの分布を例示している。

図４（ａ）に表したように、基板１４における表側の面１４ａに対して平行な１つの方向をＸ軸とする。そして、このＸ軸において、基板１４の端の位置を位置Ｘ０とし、基板１４の他方の端の位置を位置Ｘ１とし、凹部１４ｃの位置Ｘ０に近い方の端の位置を位置Ｘ２とし、凹部１４ｃの他方の端の位置を位置Ｘ３とする。

図４（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）においては、横軸が位置Ｘを表し、縦軸は、それぞれ、電極１５及び調整体２２と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇ、基板１４の表側の面１４ａにおける電位Ｖｐ、及び、基板１４の表側の面１４ａにおけるエッチングレートＥＲを示す。

図４（ｂ）に表したように、電極１５及び調整体２２と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇは、位置ＸがＸ０〜Ｘ２及びＸ３〜Ｘ１の範囲では距離ｔ１となり、Ｘ２〜Ｘ３の範囲では距離ｔ２となる。この例では、距離ｔ１と距離ｔ２とは同じに設定されるので、電極１５及び調整体２２と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇは一定となる。

これにより、図４（ｃ）に表したように、基板１４の表側の面１４ａにおける電位Ｖｐは実質的に一定となり、電位Ｖｐの分布が均一化される。

これにより、図４（ｄ）に表したように、基板１４の表側の面１４ａにおけるエッチングレートＥＲは実質的に一定となり、エッチングレートＥＲが均一になる。

以下、調整体２２を用いない参考例のテンプレートの製造装置の特性に関して説明する。
図５は、参考例のテンプレートの製造装置の特性を例示する模式図である。
すなわち、同図（ｂ）、（ｃ）及び（ｄ）は、それぞれ、電極１５と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇの分布、基板１４の表側の面１４ａにおける電位Ｖｐの分布、及び、基板１４の表側の面１４ａにおけるエッチングレートＥＲの分布を例示している。

図５（ａ）に表したように、参考例のテンプレートの製造装置においては、調整体２２が設けられないので、電極１５と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇは、位置ＸがＸ０〜Ｘ２及びＸ３〜Ｘ１の範囲では距離ｔ１であるが、Ｘ２〜Ｘ３の範囲では、（ｔ１＋ｄ１４）となる。すなわち、例えば、凹部１４ｃ以外の部分においては、電極１５と基板１４との間の空隙の幅Ｗｇは０．１５ｍｍであり、凹部１４ｃにおいては、幅Ｗｇは４．１５ｍｍである。このように、参考例の場合は、凹部１４ｃの有無によって空隙の幅Ｗｇが大きく変化する。

このため、図５（ｂ）に表したように、基板１４の表側の面１４ａにおける電位Ｖｐは、凹部１４ｃの位置に対応して大きく変化する。

その結果、図５（ｃ）に表したように、基板１４の表側の面１４ａにおけるエッチングレートＥＲは、凹部１４ｃの位置に対応して大きく変化し、結果として、レジスト１４ｒから露出した基板１４の表側の面１４ａを加工して形成された三次元形状の凹凸パターンの大きさ（深さ・高さも含めて）のばらつきが大きくなる。

これに対し、既に説明したように、本実施形態に係る製造装置８においては、調整体２２を電極１５の上面１５ｕに設けることで、基板１４の凹部１４ｃの底面と調整体２２との間の距離ｔ２を調整して、空隙の幅Ｗｇを一定とし、これにより、基板１４の表側の面１４ａのドライエッチングの際の電位の変動を縮小し、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを均一化し、パターン精度が高いテンプレートが製造できる。

これにより、本実施形態に係る製造装置８を用いてエッチング加工したテンプレート用の基板１４においては、裏面に凹部が設けられない通常の光リソグラフィで用いられる光マスク（レチクル）基板と同等の、優れたエッチング加工精度を得ることができる。

なお、図４は、本実施形態に係る製造装置８における特性をモデル的に説明したものであり、例えば、電位Ｖｐ及びエッチングレートＥＲの分布は、図３（ｃ）及び（ｄ）に例示したように、必ずしも一定でなくても良い。すなわち、一般に、誘導結合プラズマエッチング装置のようなドライエッチング装置においては、装置の中心部と周辺部とでプラズマの密度に差があり、結果としてエッチングに寄与する活性種の密度に面内分布がある。このため、例えば、裏面１４ｂに凹部１４ｃが設けられない基板を用いた場合においても、エッチングレートＥＲに面内分布が発生することがある。

この時、裏面１４ｂに凹部１４ｃが形成された基板１４の場合には、上記の参考例に関して説明したように、基板１４と電極１５との間の空隙の幅Ｗｇが、凹部１４ｃによって大きく変動し、これによるエッチングレートＥＲの変動が非常に大きくなる。

本実施形態に係る製造装置８においては、このエッチングレートＥＲの変動が抑制されれば良く、必ずしも、エッチングレートＥＲは面内において厳密に均一でなくても良い。

すなわち、参考例においては、凹部１４ｃによって、基板１４と電極１５との間の空隙の幅Ｗｇが、距離ｔ１〜（距離ｔ１＋深さｄ１４）の幅で変動する（この例では０．１５ｍｍ〜４．１５ｍｍで変動する）。これに対し、本実施形態に係る製造装置８においては、基板１４と電極１５との間の空隙の幅Ｗｇが、この変動の幅よりも小さくなるようにされれば良い。

また、本実施形態に係る製造装置８においては、距離ｔ２を距離ｔ１と同一にせず、例えば、エッチングに寄与する活性種の密度の面内分布を補償するように、距離ｔ２を距離ｔ１と異なるように設定しても良い。なお、既に説明したように、距離ｔ２は、段部２１ａの段差ｄ２１（すなわち距離ｔ１）と、凹部１４ｃの深さｄ１４と、が固定された場合においても、調整体２２の高さｄ２２を変えることによって任意に設定できる。

すなわち、エッチングレートを面内で変化させることによって、高精度のパターンを広いマージンで加工でき、それと同時に、比較的低精度の部分の加工は高生産性で加工でき、全体として、高精度と高生産性を両立できる。

図６は、第１の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的断面図である。
図６（ａ）に表したように、調整体２２において、その高さｄ２２を中心部で高くし、周辺部で低くしても良い。すなわち、調整体２２の上面は凸レンズ状の形状を有している。この場合、基板１４と電極１５との間の空隙（凹部１４ｃと調整体２２との間の空隙）の幅Ｗｇは、中心部で小さく、周辺部で大きくなる。

また、図６（ｂ）に表したように、調整体２２において、その高さｄ２２を中心部で低くし、周辺部で高くしても良い。すなわち、調整体２２の上面は凹レンズ状の形状を有している。この場合、基板１４と電極１５との間の空隙（凹部１４ｃと調整体２２との間の空隙）の幅Ｗｇは、中心部で大きく、周辺部で小さくなる。

また、図６（ａ）及び（ｂ）に例示した形状だけでなく、調整体２２は、基板１４の凹部１４ｃの内部にその一部が格納されれば良く、調整体２２の断面形状は任意に設定できる。

図７は、第１の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造装置の要部を例示する模式的平面図である。
なお、これらの図においては、基板１４及び基板１４の凹部１４ｃの平面形状も一緒に例示されている。

図７（ａ）に表したように、基板１４の凹部１４ｃの平面形状が、丸みを帯びた角を有する長方形である場合、調整体２２の平面形状は、その平面形状に対応させて、丸みを帯びた角を有する長方形とすることができる。

図７（ｂ）に表したように、基板１４の平面形状は、一部にオリエンテーションフラットを有する円形であっても良い。そして、本具体例では、基板１４の凹部１４ｃの平面形状が、丸みを帯びた角を有する長方形であり、調整体２２の平面形状が、その平面形状に対応させて、丸みを帯びた角を有する長方形とされている。

図７（ｃ）に表したように、基板１４の凹部１４ｃの平面形状が円形であり、そして、調整体２２の平面形状は、丸みを帯びた角を有する長方形とされている。この場合、調整体２２が設けられている部分においては、基板１４の凹部１４ｃと調整体２２との間隙の幅Ｗｇは距離ｔ２であり、調整体２２が設けられていない部分の凹部１４ｃにおいては、基板１４の凹部１４ｃと電極１５との間隙の幅Ｗｇは（距離ｔ１＋深さｄ１４）となる。

このように、基板１４の凹部１４ｃの平面形状と調整体２２の平面形状を異ならせることで、基板１４の表側の面１４ａのエッチングレートＥＲを、調整体２２がある場所とない場所とで異ならせることができ、これを用いて、基板１４の表側の面１４ａの加工精度を場所によって変化させることができる。そして、これを利用して、部分的により高い精度で加工することもできる。すなわち、加工精度の制御性と加工時間とをより高い自由度で制御することができ、加工精度と生産性とを向上させることもできる。

なお、図６に関して説明した調整体２２の高さｄ１２の任意な設定と、図７（ｃ）に関して説明した調整体２２の平面形状の任意な設定と、を組み合わせて実施しても良い。

図７（ｄ）に表したように、１つの凹部１４ｃに対応させて、２つの調整体２２が設けられている。このように、複数の調整体２２を設け、複数の調整体２２を１つの凹部１４ｃに入り込ませても良い。

図７（ｅ）に表したように、調整体２２の平面形状は二次元的に配列したドット状としても良い。１つのドットの大きさとドットの密度とを適切に制御することで、調整体２２の平面形状が一体的な形状である場合と実質的に同等の効果を発揮させることができる。すなわち、基板１４の凹部１４ｃと、電極１５の上面１５ｕと、の間の間隙の幅Ｗｇを実質的に一体的な形状として制御することができる。なお、本具体例にように、調整体２２をドットの集合体とすることで、ドットの配置の一部を変更するだけで、任意の形状の凹部１４ｃに対応させて調整体２２の形状を制御することが容易になる。また、調整体２２の形状を任意の形状に制御することで、任意の形状に電位Ｖｐを制御することが容易になり、便利である。

（第２の実施の形態）
図８は、第２の実施形態に係る変形例のテンプレートの製造方法を例示するフローチャート図である。
図８に表したように、本実施形態に係るテンプレートの製造方法では、高周波電圧が印加される電極１５の上に、テンプレートとなる基板であって、表面（表側の面１４ａ）に加工面を有し、裏面に凹部１４ｃを有する基板１４を、前記裏面を電極１５に対向させて配置する（ステップＳ１１０）。

そして、凹部１４ｃの内部に、絶縁体を主成分とする調整体２２を挿入した状態で、前記加工面をドライエッチングする（ステップＳ１２０）。この調整体２２は、凹部１４ｃと電極１５との間の間隙（間隙の幅Ｗｇ）を調整する絶縁体である。

この製造方法においては、例えば第１の実施形態で説明した製造装置８を用いることができる。

これにより、基板の裏面に凹部を有する場合においても、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを制御し、パターン精度に優れたテンプレートを製造することができる。

なお、上記の調整体２２の側面は、凹部１４ｃの内側面に沿うように形成されることができる。これにより、凹部１４ｃと電極１５との間の間隙の幅Ｗｇを効率良く制御することができる。これにより、電位を効率的に制御し、エッチングレートの分布を効率的に制御できる。

実施形態によれば、基板の裏面に凹部を有する場合においても、ドライエッチング加工における面内のエッチングレートを制御し、パターン精度に優れたテンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法を提供することができる。

以上、具体例を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、これらの具体例に限定されるものではない。例えば、テンプレートの製造装置を構成する真空容器、電極、バイアス用高周波電源、排気口及び調整体等、各要素の具体的な構成に関しては、当業者が公知の範囲から適宜選択することにより本発明を同様に実施し、同様の効果を得ることができる限り、本発明の範囲に包含される。
また、各具体例のいずれか２つ以上の要素を技術的に可能な範囲で組み合わせたものも、本発明の要旨を包含する限り本発明の範囲に含まれる。

その他、本発明の実施の形態として上述したテンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全てのテンプレートの製造装置及びテンプレートの製造方法も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。

その他、本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。

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。

８…製造装置、 １１…真空容器、 １２…ＩＣＰ高周波コイル、 １３…ＩＣＰ高周波電源、 １４…基板、 １４ａ…表側の面（表面）、 １４ｂ…裏面、 １４ｃ…凹部、 １４ｐ…凸部、 １４ｒ…レジスト、 １５…電極、 １５ｓ…ステージ、 １５ｕ…上面、 １６…バイアス用高周波電源、 １７…排気口、 １７ａ…ガス導入口、 ２１…ガイドプレート、 ２１ａ…段部、 ２２…調整体、 ＥＲ…エッチングレート、 Ｖｐ…電位、 Ｗｇ…間隙の幅（間隙）、 Ｘ、Ｘ０、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３…位置、 ｄ１２…高さ、 ｄ１４…深さ、 ｄ２１…段差、 ｄ２２…高さ、 ｔ１、ｔ２…距離

Claims (6)

1. 大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能とされ、反応性ガスの導入口と排気口とを有する真空容器と、
   前記真空容器の内部に設けられ、高周波電圧が印加される電極と、
   前記電極の上に載置される基板の前記電極の側の面に設けられた凹部に挿入される、絶縁体を主成分とする調整体と、
   を備え、
   前記調整体の側面は、前記凹部の内側面に沿い、前記調整体は、前記基板と同じ材料により形成されてなるテンプレートの製造装置。
2. 大気圧よりも減圧された雰囲気を維持可能とされ、反応性ガスの導入口と排気口とを有する真空容器と、
   前記真空容器の内部に設けられ、高周波電圧が印加される電極と、
   前記電極の上に載置される基板の前記電極の側の面に設けられた凹部に挿入される、絶縁体を主成分とする調整体と、
   を備えたテンプレートの製造装置。
3. 前記調整体の側面は、前記凹部の内側面に沿う請求項２記載のテンプレートの製造装置。
4. 前記調整体は、前記基板と同じ材料により形成されてなる請求項２または３に記載のテンプレートの製造装置。
5. 高周波電圧が印加される電極の上に、テンプレートとなる基板であって表面に加工面を有し裏面に凹部を有する基板を、前記裏面を前記電極に対向させて配置し、
   前記凹部の内部に、絶縁体を主成分とする調整体を挿入した状態で、前記加工面をドライエッチングするテンプレートの製造方法。
6. 前記調整体の側面は、前記凹部の内側面に沿う請求項５記載のテンプレートの製造方法。

Images