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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022140088
(43)【公開日】2022-09-26
(54)【発明の名称】テンプレートおよびその製造方法
(51)【国際特許分類】
H01L 21/027 20060101AFI20220915BHJP
B29C 59/02 20060101ALI20220915BHJP
【ＦＩ】
H01L21/30 502D
B29C59/02 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021040738
(22)【出願日】2021-03-12
(71)【出願人】
【識別番号】318010018
【氏名又は名称】キオクシア株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100107582
【弁理士】
【氏名又は名称】関根 毅
(74)【代理人】
【識別番号】100118843
【弁理士】
【氏名又は名称】赤岡 明
(74)【代理人】
【識別番号】100213654
【弁理士】
【氏名又は名称】成瀬 晃樹
(72)【発明者】
【氏名】本川 剛治
(72)【発明者】
【氏名】櫻井 典子
(72)【発明者】
【氏名】桜井 秀昭
【テーマコード（参考）】
4F209
5F146
【Ｆターム（参考）】
4F209AF01
4F209AG05
4F209AH33
4F209AJ06
4F209AJ09
4F209PA02
4F209PB01
4F209PQ11
5F146AA32
(57)【要約】
【課題】転写パターンのラフネスを低減することができるテンプレートおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】本実施形態によるテンプレートは、基材と、化合物含有層と、を備える。基材は、凹凸パターンが設けられる第１面を有し、第１元素を含む。化合物含有層は、第１面に設けられ、第１元素と、第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が基材よりも高い。
【選択図】図１
【解決手段】本実施形態によるテンプレートは、基材と、化合物含有層と、を備える。基材は、凹凸パターンが設けられる第１面を有し、第１元素を含む。化合物含有層は、第１面に設けられ、第１元素と、第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が基材よりも高い。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
凹凸パターンが設けられる第１面を有し、第１元素を含む基材と、
前記第１面に設けられ、前記第１元素と、前記第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が前記基材よりも高い化合物含有層と、を備える、テンプレート。
前記第１面に設けられ、前記第１元素と、前記第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が前記基材よりも高い化合物含有層と、を備える、テンプレート。
【請求項2】
前記化合物含有層は、前記化合物と、前記基材の材料と、の混合層である、請求項１に記載のテンプレート。
【請求項3】
前記第１元素は、シリコン（Ｓｉ）であり、
前記第２元素は、炭素（Ｃ）であり、
前記化合物は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項１または請求項２に記載のテンプレート。
前記第２元素は、炭素（Ｃ）であり、
前記化合物は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）である、請求項１または請求項２に記載のテンプレート。
【請求項4】
前記基材は、石英を含む、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のテンプレート。
【請求項5】
凹凸パターンが設けられる第１面を有し、第１元素を含む基材の少なくとも前記凹凸パターンに前記第１元素とは異なる第２元素のイオンを注入することにより、前記第１面に設けられ、前記第１元素と前記第２元素とを含む化合物の密度が前記基材よりも高い化合物含有層を形成する、ことを具備する、テンプレートの製造方法。
【請求項6】
前記第２元素のイオンを注入するとともに、少なくとも前記凹凸パターンを覆うように前記第２元素を含む材料膜を形成することにより、前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項５に記載のテンプレートの製造方法。
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項５に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項7】
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記凹凸パターンの或る面から突出する第１凸部における成膜レートが前記或る面から窪む第１凹部における成膜レートよりも低くなるように前記材料膜を形成することにより、前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記第１凸部を露出させるように前記材料膜の一部を除去するとともに、前記第１凸部の前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を除去し、
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記材料膜を形成することにより、前記第１凸部の前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項６に記載のテンプレートの製造方法。
前記第１凸部を露出させるように前記材料膜の一部を除去するとともに、前記第１凸部の前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を除去し、
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記材料膜を形成することにより、前記第１凸部の前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項６に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項8】
前記第２元素のイオンを注入するとともに、少なくとも前記第１凹部が埋まるまで前記材料膜を形成することにより、前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成する、ことをさらに具備する、請求項７に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項9】
前記第２元素のイオンを注入するとともに、少なくとも前記第１凸部が埋まるまで前記材料膜を形成することにより、前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記第１凸部を露出させるように前記材料膜の一部を除去するとともに、前記第１凸部の前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を、前記材料膜のエッチングレートと略同じエッチングレートになるように除去する、ことをさらに具備する、請求項７に記載のテンプレートの製造方法。
前記第１凸部を露出させるように前記材料膜の一部を除去するとともに、前記第１凸部の前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を、前記材料膜のエッチングレートと略同じエッチングレートになるように除去する、ことをさらに具備する、請求項７に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項10】
前記第１凸部の前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を除去した後に、
前記化合物含有層が露出するように前記材料膜を除去し、前記第２元素のイオンを再び注入するとともに前記材料膜を再び形成し、前記材料膜の一部を再び除去するとともに前記第１凸部の前記前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を再び除去する、ことを１回以上繰り返し、
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記材料膜を形成することにより、前記第１凸部の前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のテンプレートの製造方法。
前記化合物含有層が露出するように前記材料膜を除去し、前記第２元素のイオンを再び注入するとともに前記材料膜を再び形成し、前記材料膜の一部を再び除去するとともに前記第１凸部の前記前記化合物含有層および前記第１凸部の前記基材の一部を再び除去する、ことを１回以上繰り返し、
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記材料膜を形成することにより、前記第１凸部の前記基材と前記材料膜との間に前記化合物含有層を形成し、
前記化合物含有層を露出させるように前記材料膜を除去する、ことをさらに具備する、請求項７から請求項９のいずれか一項に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項11】
前記或る面は、前記凹凸パターンの側壁部である、ことをさらに具備する、請求項７から請求項１０のいずれか一項に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項12】
ＰＢＩＩ＆Ｄ（Plasma-Based Ion Implantation and Deposition）法により、前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記材料膜を形成する、ことをさらに具備する、請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載のテンプレートの製造方法。
【請求項13】
前記第２元素のイオンを注入するとともに、前記凹凸パターンの第２凸部の上面および第２凹部の底面における成膜レートに対して、前記凹凸パターンの側壁部における成膜レートが低くなるように、前記材料膜を形成する、ことをさらに具備する、請求項６から請求項１１のいずれか一項に記載のテンプレートの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本実施形態は、テンプレートおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
半導体装置に微細なパターンを形成できるナノインプリント法では、凹凸パターン領域を有するテンプレートを被加工膜上に塗布されたレジストに押し当てる。これにより、凹凸パターンがレジストに転写される。しかし、テンプレート上のパターンラフネスも、そのまま転写されてしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０１４－１７２３１６号公報
【特許文献2】特開２０１４－７２５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
転写パターンのラフネスを低減することができるテンプレートおよびその製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本実施形態によるテンプレートは、基材と、化合物含有層と、を備える。基材は、凹凸パターンが設けられる第１面を有し、第１元素を含む。化合物含有層は、第１面に設けられ、第１元素と、第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が基材よりも高い。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【図1】第１実施形態によるテンプレートの構成の一例を示す断面図。
【図2】第１実施形態によるテンプレートの構成の一例を示す平面図。
【図3A】第１実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【図4A】第１実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図
【図5A】第２実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【図6】第３実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【図7】第４実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【図8A】第５実施形態によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【図9】比較例によるテンプレートの製造方法の一例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、図面を参照して本発明に係る実施形態を説明する。本実施形態は、本発明を限定するものではない。図面は模式的または概念的なものであり、各部分の比率などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。明細書と図面において、既出の図面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。
【0008】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態によるテンプレート１の構成の一例を示す断面図である。テンプレート１は、例えば、ナノインプリント用テンプレートである。
図１は、第１実施形態によるテンプレート１の構成の一例を示す断面図である。テンプレート１は、例えば、ナノインプリント用テンプレートである。
【0009】
テンプレート１は、基材１０と、化合物含有層２０と、を備える。
【0010】
基材１０は、面Ｆ１と、面Ｆ１とは反対側の面Ｆ２と、を有する。基材１０の面Ｆ１には、凹凸パターン１３が設けられる。ナノインプリント法では、テンプレート１を被加工膜上に塗布されたレジストに押し当てることにより、凹凸パターン１３がレジストに転写される。
【0011】
凹凸パターン１３は、パターン凸部１１と、パターン凹部１２と、を含む。パターン凸部１１の上面部は、上面Ｆ１１である。パターン凹部１２の底面部は、底面Ｆ１２である。パターン凸部１１の側壁部は、側面Ｆ１３である。尚、パターン凸部１１の突出方向である＋Ｚ方向を上方向とし、パターン凹部１２の窪み方向である－Ｚ方向を下方向とする。
【0012】
基材１０は、例えば、石英ガラス基板である。従って、基材１０は、二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を含む。また、基材１０は、第１元素を含む。この場合、第１元素は、例えば、シリコン（Ｓｉ）である。
【0013】
化合物含有層２０は、少なくとも凹凸パターン１３に沿って面Ｆ１に設けられる。化合物含有層２０は、基材１０から露出するように凹凸パターン１３の表層に設けられる。後で説明するように、化合物含有層２０により、凹凸パターン１３のラフネスを低減することができる。
【0014】
化合物含有層２０は、第１元素と、第１元素とは異なる第２元素と、を含む化合物の密度が基材１０よりも高い。第２元素は、基材１０の主材料に含まれない元素である。第２元素は、例えば、炭素（Ｃ）である。化合物含有層２０の化合物は、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）等のシリコン化合物である。より詳細には、化合物含有層２０は、化合物と、基材１０の材料と、の混合層である。すなわち、基材１０の面Ｆ１の表層では、炭化ケイ素と二酸化ケイ素とが混在している。尚、化合物含有層２０は、化合物の単層であってもよい。
【0015】
以下では、一例として、基材１０の材料は石英であり、第１元素はシリコンであり、第２元素は炭素であり、化合物含有層２０の化合物は炭化ケイ素であるとして説明する。
【0016】
化合物含有層２０の炭化ケイ素は、例えば、Ｘ線電子分光を用いて電子状態を確認することにより特定することができる。化合物含有層２０の密度は、例えば、Ｘ線反射率法（X-ray reflectivity、ＸＲＲ）により測定可能である。炭化ケイ素の密度は、例えば、約３．２１ｇ／ｃｍ３である。石英の密度は、例えば、約２．２１ｇ／ｃｍ３である。また、混合層の密度は、例えば、約２．２５ｇ／ｃｍ３である。
【0017】
化合物含有層２０内に、炭素イオンおよび二酸化ケイ素が存在してもよい。これは、全ての炭素イオンが基材１０のシリコンと反応するとは限らないためである。従って、化合物含有層２０では、炭素イオンの密度が基材１０よりも高い場合がある。
【0018】
化合物含有層２０は超薄膜である。化合物含有層２０の膜厚は、例えば、３ｎｍ以下である。
【0019】
【0020】
図２に示す例では、凹凸パターン１３は、ラインアンドスペースパターンである。パターン凸部１１は、Ｙ方向に延伸している。複数のパターン凸部１１は、Ｘ方向に並べて配置される。パターン凹部１２は、２つのパターン凸部１１の間に対応する。凹凸パターン１３のラフネスは、例えば、ラインエッジラフネスである。
【0021】
次に、テンプレート１の製造方法について説明する。
【0022】
【0023】
まず、図３Ａに示すように、基材１０に凹凸パターン１３を形成する。例えば、平板状の基材１０の表面にマスクを形成する。マスクは、例えば、クロムマスクであり、所望の形状にパターニングされている。その後、例えば、フッ素系プラズマによりマスクでマスキングされていない箇所を除去することで、凹凸パターン１３が形成される。
【0024】
次に、図３Ｂに示すように、少なくとも凹凸パターン１３に炭素イオンを注入することにより、化合物含有層２０を形成する。より詳細には、炭素イオンを注入するとともに、少なくとも凹凸パターン１３を覆うように炭素イオンを含む材料膜３０を形成することにより、基材１０と材料膜３０との間に化合物含有層２０を形成する。材料膜３０は、例えば、ＤＬＣ（Diamond-Like Carbon）膜等のカーボン膜である。
【0025】
材料膜３０は、例えば、プラズマイオン注入・成膜（ＰＢＩＩ＆Ｄ、Plasma-Based Ion Implantation and Deposition）法により形成される。ＰＢＩＩ＆Ｄ法は、イオン注入と材料膜３０の堆積とを行う。ＰＢＩＩ＆Ｄ法では、成膜用の反応ガスに応じて、例えば、炭素１イオン当たり約１００Ｖのイオンエネルギーが付加される。イオンエネルギーは、イオン注入の強さに影響する。加速電圧が高いほど付加されるイオンエネルギーは高く、炭素イオンがより深く基材１０に進入する。成膜用の反応ガスは、例えば、メタン（ＣＨ４）、アセチレン（Ｃ２Ｈ２）またはトルエン（Ｃ７Ｈ８）等である。
【0026】
炭素イオンが基材１０にイオン注入されると、石英の二酸化ケイ素におけるＳｉ－Ｏ結合が切断され、シリコンと炭素とが結合して炭化ケイ素になる。このように、基材１０の最表層には化合物含有層２０が形成される。また、化合物含有層２０は、例えば、材料膜３０を形成するとほぼ同時に形成される。
【0027】
尚、ＰＢＩＩ＆Ｄ法に限られず、他の方法により化合物含有層２０および材料膜３０が形成されてもよい。例えば、化合物含有層２０を効率的に形成するため、材料膜３０の成膜時に存在する活性種を基材１０の表層にイオン注入することができる他の方法が用いられてもよい。また、材料膜３０を形成することなく、化合物含有層２０を形成する他の方法が用いられてもよい。
【0028】
図３Ｂの工程の後、化合物含有層２０を露出させるように材料膜３０を除去する。全ての材料膜３０を除去することにより、図１に示すテンプレート１が完成する。材料膜３０は、例えば、酸素プラズマを用いたエッチングにより除去される。カーボン膜である材料膜３０は、酸素プラズマに晒されると酸化されて二酸化炭素（ＣＯ２）等の気体となり除去される。尚、炭化ケイ素および二酸化ケイ素は、酸素プラズマでは除去されない。従って、化合物含有層２０および基材１０は、ほぼ除去されずに残る。
【0029】
次に、製造フローに沿って、ラフネスについて説明する。
【0030】
図４Ａ～図４Ｃは、第１実施形態によるテンプレート１の製造方法の一例を示す断面図である。図４Ａ～図４Ｃは、それぞれ図３Ａ、図３Ｂ、図１におけるＡ－Ａ線である断面から見たパターン凸部１１の断面図である。また、図４Ａ～図４Ｃは、図２における破線枠Ｃの領域をＺ方向から見たパターン凸部１１の側面Ｆ１３付近の断面図である。従って、図４Ａ～図４Ｃは、ラインエッジラフネスを示す。
【0031】
まず、図４Ａに示すように、基材１０に凹凸パターン１３を形成する。パターン凸部１１の側面Ｆ１３には、ラフネスが存在する。ラフネスは、微細な凹凸である。側面Ｆ１３には、側面Ｆ１３から突出するラフネス凸部１３１と、側面Ｆ１３から窪むラフネス凹部１３２と、が存在する。ラフネス凸部１３１およびラフネス凹部１３２の振幅は、例えば、約１ｎｍ～約２ｎｍである。例えば、ラフネス凸部１３１の上面とラフネス凹部１３２の底面との差が大きいほど、ラフネスは大きい。尚、ラフネス凸部１３１の突出方向である＋Ｘ方向を上方向とし、ラフネス凹部１３２の窪み方向である－Ｘ方向を下方向とする。
【0032】
凹凸パターン１３の上面Ｆ１１、底面Ｆ１２および側面Ｆ１３は、理想的には平坦である。しかし、実際には、上面Ｆ１１、底面Ｆ１２および側面Ｆ１３を拡大するほど、微細な凹凸（ラフネス）が無視できないほど拡大される。ラフネスは、例えば、原子サイズまで測定され得る。ラフネス凸部１３１およびラフネス凹部１３２の振幅は、例えば、凹凸パターン１３の振幅の１割～２割以下である。凹凸パターン１３が微細になるほど、凹凸パターン１３に対するラフネスを小さくすることが困難になる。ナノインプリント法は転写性能が高く、テンプレート１の凹凸パターン１３がそのまま転写される。従って、凹凸パターン１３のラフネスもそのまま転写されてしまう可能性がある。従って、通常、所定の許容値以下のラフネスのテンプレート１がナノインプリント法で用いられる。
【0033】
次に、図４Ｂに示すように、化合物含有層２０および材料膜３０を形成する。
【0034】
次に、図４Ｃに示すように、化合物含有層２０が露出するように材料膜３０を全て除去する。これにより、ラインエッジラフネスは、例えば、約１５％改善する。これは、一連のプロセスで石英のラフネス凸部１３１が除去されるためである。
【0035】
以上のように、第１実施形態によれば、化合物含有層２０が凹凸パターン１３に沿って基材１０の表層に露出するように設けられる。これにより、ラフネスを低減することができる。
【0036】
また、化合物含有層２０は、上記のように、炭化ケイ素（ＳｉＣ）を含む膜である。炭化ケイ素は、シリコン（Ｓｉ）とダイアモンド（Ｃ）との中間的な特性を有し、優れた硬度を有する。傷つきやすさの指標として、修正モース硬度が利用されている。石英の修正モース硬度が８であり、炭化ケイ素の修正モース硬度が１３である。従って、化合物含有層２０の炭化ケイ素は、基材１０の石英よりも傷つきにくい。凹凸パターン１３の表層の炭化ケイ素は、硬質膜コートとして機能する。これにより、転写パターン品質の劣化につながる、凹凸パターン１３への傷等の欠陥を抑制することができる。
【0037】
また、炭化ケイ素膜を形成する他の方法として、例えば、ＳｉとＣとを含む原料ガスを用いた熱ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法が用いられる場合がある。熱ＣＶＤ法のプロセス温度は、通常、約２０００℃と高温である。この温度は、石英の加工温度（例えば、約１９００℃）よりも高い。従って、石英の凹凸パターンに熱ＣＶＤ法で炭化ケイ素を精度よく成膜することは難しい。
【0038】
これに対して、第１実施形態では、ＰＢＩＩ＆Ｄ法により、常温で石英の凹凸パターン１３に材料膜３０を成膜するとともに、炭化ケイ素膜を形成する。これにより、超薄膜の炭化ケイ素膜で覆われた石英の凹凸パターン１３を、高温処理を経ずに作製することができる。
【0039】
尚、基材１０の材料は、石英に限られず、他の材料であってもよい。化合物含有層２０の化合物は、炭化ケイ素に限られず、他の化合物であってもよい。
【0040】
（第２実施形態）
図５Ａ～図５Ｆは、第２実施形態によるテンプレート１の製造方法の一例を示す断面図である。第２実施形態は、材料膜３０の堆積および除去の工程が複数回行われる点で、第１実施形態とは異なっている。
図５Ａ～図５Ｆは、第２実施形態によるテンプレート１の製造方法の一例を示す断面図である。第２実施形態は、材料膜３０の堆積および除去の工程が複数回行われる点で、第１実施形態とは異なっている。
【0041】
【0042】
次に、図５Ｂに示すように、凹凸パターン１３に炭素イオンを注入するとともに、凹凸パターン１３を覆うように材料膜３０を形成する。より詳細には、ラフネス凸部１３１における成膜レートがラフネス凹部１３２における成膜レートよりも低くなるように材料膜３０を形成される。例えば、ＰＢＩＩ＆Ｄ法によるカーボン成膜では、ラフネス凸部１３１よりもラフネス凹部１３２にカーボン材料が早く定着し、成膜レートが速くなる傾向がある。つまり、成膜初期段階において、材料膜３０は、ラフネス凹部１３２には成膜されるが、ラフネス凸部１３１にはほとんど成膜されない。従って、材料膜３０は、図５Ｂに示すように、ラフネス凹部１３２において比較的厚く形成され、ラフネス凸部１３１において比較的薄く形成される。
【0043】
材料膜３０の膜厚は、例えば、約１ｎｍ～約３ｎｍである。材料膜３０の成膜量（厚さ）は、例えば、成膜時間によって制御される。
【0044】
次に、図５Ｃに示すように、材料膜３０および化合物含有層２０を除去する。材料膜３０の除去は、ハロゲンガス添加プラズマを用いたエッチングにより行われる。ハロゲンガスは、例えば、ＣＨＦ３、ＣＦ４、ＳＦ６等である。従って、図５Ｃの工程では、材料膜３０だけでなく、化合物含有層２０の炭化ケイ素もエッチングされる。尚、図５Ｃは、ラフネス凸部１３１の化合物含有層２０が除去され、ラフネス凸部１３１の基材１０が材料膜３０から一部露出するタイミングを示す。
【0045】
図５Ｄは、図５Ｃからさらにエッチングが進んだ状態を示す。すなわち、図５Ｃおよび５Ｄに示すように、ラフネス凸部１３１を露出させるように材料膜３０の一部を除去するとともに、ラフネス凸部１３１の化合物含有層２０およびラフネス凸部１３１の基材１０の一部を除去する。ハロゲンガス添加プラズマが用いられるため、材料膜３０および化合物含有層２０だけでなく、石英である基材１０もエッチングされる。図５Ｄに示すラフネス凸部１３１は、エッチングが進み、図５Ａ～５Ｃに示すラフネス凸部１３１と比較して、ラフネス凸部１３１の一部が削れて低くなっている。
【0046】
また、材料膜３０が全部除去される前に、材料膜除去工程が終了する。ラフネス凸部１３１以外のパターン凸部１１は、材料膜３０により被覆されたままである。従って、材料膜３０がマスクとして機能し、ラフネス凸部１３１以外の基材１０および化合物含有層２０は、除去されない。従って、凹凸パターン１３を消失させることなくラフネス凸部１３１を選択的に除去することができ、ラインエッジラフネスを改善することができる。
【0047】
次に、図５Ｅに示すように、凹凸パターン１３に炭素イオンを注入するとともに、凹凸パターン１３を覆うように材料膜３０を形成することにより、ラフネス凸部１３１の基材と材料膜３０との間に化合物含有層２０を形成する。これにより、図５Ｄの工程で除去された化合物含有層２０を修復することができる。
【0048】
次に、図５Ｆに示すように、化合物含有層２０を露出させるように材料膜３０を除去する。材料膜３０は、例えば、酸素プラズマを用いたエッチングにより除去される。図５Ｆに示すように、側面Ｆ１３のラフネス凸部１３１を低くすることができ、かつ、凹凸パターン１３に沿って化合物含有層２０を形成することができる。
【0049】
以上のように、第２実施形態によれば、図５Ｄの工程において、材料膜３０を除去するだけでなく、ラフネス凸部１３１の上面を一部除去する。これにより、凹凸パターン１３には悪影響を与えることなく、ラフネス凸部１３１を選択的に削ることができる。この結果、ラフネス凸部１３１を削ることにより、ラフネスをさらに低減することができる。
【0050】
第２実施形態によるテンプレート１のその他の構成は、第１実施形態によるテンプレート１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。第２実施形態によるテンプレート１は、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0051】
（第２実施形態の変形例）
第２実施形態では、材料膜３０の成膜工程（図５Ｂ）および除去工程（図５Ｃおよび図５Ｄ）を含めたラフネス凸部１３１の除去工程が１回行われる。一方、第２実施形態の変形例では、ラフネス凸部１３１の除去工程が２回以上行われる。
第２実施形態では、材料膜３０の成膜工程（図５Ｂ）および除去工程（図５Ｃおよび図５Ｄ）を含めたラフネス凸部１３１の除去工程が１回行われる。一方、第２実施形態の変形例では、ラフネス凸部１３１の除去工程が２回以上行われる。
【0052】
ラフネス凸部１３１の選択的除去が可能なのは、材料膜３０が残存している期間であり、時間限定がある。そこで、酸素プラズマを用いたエッチングで材料膜３０を全部除去して、材料膜３０を再度成膜するようにすれば、ラフネス凸部１３１を再度選択的に除去することが可能になる。
【0053】
１回当たりのラフネス凸部１３１の削り量を大きくすると、制御性が悪化する可能性がある。従って、１回当たりの削り量を減らして、ラフネス凸部１３１の除去工程が複数回行われる。
【0054】
まず、図５Ｄの工程の後、化合物含有層２０が露出するように材料膜３０を全て除去する。材料膜３０は、例えば、酸素プラズマを用いたエッチングにより除去される。
【0055】
次に、図５Ｂ～図５Ｄに示すラフネス凸部１３１の除去工程を１回以上繰り返す。すなわち、図５Ｂに示すように、炭素イオンを再び注入するとともに材料膜３０を再び形成する。次に、図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、材料膜３０の一部を再び除去するとともにラフネス凸部１３１の化合物含有層２０およびラフネス凸部１３１の基材１０の一部を再び除去する。
【0056】
その後、第２実施形態の図５Ｅ以降と同様の工程が実行される。
【0057】
【0058】
まず、第２実施形態と同様に、基材１０に凹凸パターン１３を形成する（図５Ａを参照）。
【0059】
次に、図６に示すように、凹凸パターン１３に炭素イオンを注入するとともに、凹凸パターン１３を覆うように材料膜３０を形成する。より詳細には、少なくともラフネス凹部１３２が埋まるまで材料膜３０を形成する。図６に示す例では、第２実施形態の図５Ｂと比較して、材料膜３０の膜厚が薄い。図６に示すラフネス凸部１３１およびその周辺では、材料膜３０はあまり成膜されていない。材料膜３０の成膜量（厚さ）は、例えば、成膜時間によって制御される。
【0060】
その後、第２実施形態の図５Ｃ以降と同様の工程が実行される。
【0061】
第３実施形態では、材料膜３０の除去量を少なくしても、ラフネス凸部１３１を選択的に露出させることができる。
【0062】
第３実施形態によるテンプレート１のその他の構成は、第２実施形態によるテンプレート１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。第３実施形態によるテンプレート１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態によるテンプレート１に第２実施形態の変形例を組み合わせてもよい。
【0063】
【0064】
まず、第２実施形態と同様に、基材１０に凹凸パターン１３を形成する（図５Ａを参照）。
【0065】
次に、図７に示すように、凹凸パターン１３に炭素イオンを注入するとともに、凹凸パターン１３を覆うように材料膜３０を形成する。より詳細には、少なくともラフネス凸部が埋まるまで材料膜３０を形成する。図７に示す例では、第２実施形態の図５Ｂと比較して、材料膜３０の膜厚が厚い。図７に示すラフネス凸部１３１およびその周辺が十分に埋まるように、材料膜３０が厚く成膜される。材料膜３０の成膜量（厚さ）は、例えば、成膜時間によって制御される。
【0066】
次に、第２実施形態の図５Ｃおよび図５Ｄに示すように、ラフネス凸部１３１を露出させるように材料膜３０の一部を除去するとともに、ラフネス凸部１３１の化合物含有層２０およびラフネス凸部１３１の基材１０の一部を除去する。より詳細には、材料膜３０のエッチングレートと略同じエッチングレートになるように基材１０の一部を除去する。
【0067】
ここで、第４実施形態における材料膜３０の除去工程では、材料膜３０と基材１０とのエッチングレートがほぼ１：１となるように行われる。エッチングレートがほぼ１：１である場合、図７に示す材料膜３０の表面形状を維持するように、材料膜３０とともに基材１０をエッチングすることができる。ラフネス凸部１３１およびその周辺では、材料膜３０が最も薄い。従って、基材１０のうちラフネス凸部１３１が最も早くエッチングされる。また、ラフネス凸部１３１以外の領域では、材料膜３０が厚いため、ラフネス凸部１３１以外の基材１０がエッチングされることを抑制することができる。従って、ラフネス凸部１３１を選択的に削ることをより容易にすることができる。
【0068】
尚、エッチングレートの調整は、例えば、ガス比等の調整により行われる。エッチングレートの調整は、例えば、材料膜３０の膜質に応じて行われる。
【0069】
その後、第２実施形態の図５Ｅ以降と同様の工程が実行される。
【0070】
第４実施形態によるテンプレート１のその他の構成は、第２実施形態によるテンプレート１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。第４実施形態によるテンプレート１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第４実施形態によるテンプレート１に第２実施形態の変形例を組み合わせてもよい。
【0071】
【0072】
まず、図８Ａに示すように、基材１０に凹凸パターン１３を形成する。
【0073】
次に、図８Ｂに示すように、凹凸パターン１３に炭素イオンを注入するとともに、凹凸パターン１３に材料膜３０を形成する。より詳細には、パターン凸部１１の上面Ｆ１１およびパターン凹部１２の底面Ｆ１２における成膜レートに対して、凹凸パターン１３の側壁部（側面Ｆ１３）における成膜レートが低くなるように、材料膜３０を形成する。図８Ｂに示す例では、側面Ｆ１３に、上面Ｆ１１および底面Ｆ１２よりも薄い材料膜３０が形成される。
【0074】
凹凸パターン１３への材料膜３０の付き方は、材料膜３０の成膜条件により調整可能である。側壁部における材料膜３０の成膜量を減らすには、材料膜３０の成膜時にラジカル化したカーボン材料を減らすことが有効である。プラズマ源を、例えば、ＦＣＶＡ（Filtered Cathodic Vacuum Arc）法にすることにより、ラジカル成分を効率よく除去することができる。
【0075】
図９は、比較例によるテンプレート１の製造方法の一例を示す断面図である。比較例では、ＰＢＩＩ＆Ｄ法により材料膜３０が形成される。従って、比較例は、第２実施形態でもある。
【0076】
図８Ｂと図９とを比較すると、上面Ｆ１１および底面Ｆ１２に成膜される材料膜３０の厚さは、ほぼ同じである。一方、図８Ｂに示す側面Ｆ１３に成膜される材料膜３０は、図９に示す側面Ｆ１３に成膜される材料膜３０よりも薄い。従って、第５実施形態では、ＦＣＶＡ法により、側面Ｆ１３に形成される材料膜３０をより薄くすることができる。第５実施形態の図８Ｂでは、比較例の図９と比較して、側面Ｆ１３の成膜量を、例えば、３割程度低減することができる。これにより、材料膜３０のより少ない削り量で、側面Ｆ１３におけるラフネス凸部１３１を露出させることができる。また、上面Ｆ１１および底面Ｆ１２は材料膜が比較的厚く残すことができる。これにより、側面Ｆ１３のラフネス凸部１３１を削る際に、上面Ｆ１１および底面Ｆ１２も削れてしまうことを抑制することができる。従って、側面Ｆ１３のラフネス凸部１３１を、より選択的に削りやすくすることができる。
【0077】
第５実施形態によるテンプレート１のその他の構成は、第２実施形態によるテンプレート１の対応する構成と同様であるため、その詳細な説明を省略する。第５実施形態によるテンプレート１は、第２実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第５実施形態によるテンプレート１に第２実施形態の変形例を組み合わせてもよい。
【0078】
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同様に、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ものである。
【符号の説明】
【0079】
１ テンプレート、１０ 基材、１１ パターン凸部、１２ パターン凹部、１３ 凹凸パターン、１３１ ラフネス凸部、１３２ ラフネス凹部、１３ 凹凸パターン、２０ 化合物含有層、３０ 材料膜、Ｆ１ 面、Ｆ１１ 上面、Ｆ１２ 底面、Ｆ１３ 側面
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5A】
【図5B】
【図5C】
【図5D】
【図5E】
【図5F】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】