特許 7491681 クロムブランクス、フォトマスクの製造方法、およびインプリントモールドの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-20

(45)【発行日】2024-05-28

(54)【発明の名称】クロムブランクス、フォトマスクの製造方法、およびインプリントモールドの製造方法

(51)【国際特許分類】

   G03F 1/80 20120101AFI20240521BHJP

   H01L 21/027 20060101ALI20240521BHJP

   G03F 1/60 20120101ALI20240521BHJP

   G03F 1/54 20120101ALI20240521BHJP

   H01L 21/3065 20060101ALI20240521BHJP

【ＦＩ】

G03F1/80

H01L21/30 502D

G03F1/60

G03F1/54

H01L21/302 105A

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2019204744

(22)【出願日】2019-11-12

(65)【公開番号】P2020126223

(43)【公開日】2020-08-20

【審査請求日】2022-09-29

(31)【優先権主張番号】P 2019018787

(32)【優先日】2019-02-05

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】522212882

【氏名又は名称】株式会社トッパンフォトマスク

(74)【代理人】

【識別番号】100105854

【弁理士】

【氏名又は名称】廣瀬 一

(74)【代理人】

【識別番号】100116012

【弁理士】

【氏名又は名称】宮坂 徹

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼橋 幸司

【審査官】田中 秀直

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－１５１４５３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０４６２２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１６４５９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－０８２４１３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－０４０９００（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２３６３７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－２３８７７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１６／１４００４４（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｆ １／００－１／８６

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｈ０１Ｌ ２１／３０６５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板と、
前記基板上に形成されたクロム膜と、
前記クロム膜上に形成された第一ハードマスク層と、
前記第一ハードマスク層上に形成された第二ハードマスク層と、
を備え、
前記第一ハードマスク層は、シリコンを含み、塩素系ガスによるドライエッチングよりもフッ素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成され、
前記第二ハードマスク層は、金属元素を含み、フッ素系ガスによるドライエッチングよりも塩素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成されており、
前記基板は、ケイ素で形成され、
前記金属元素は、クロムと、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム、およびスズからなる群より選択される少なくとも一種と、を含み、
前記第一ハードマスク層は、モリブデンをさらに含み、
前記第二ハードマスク層の厚みは、２ｎｍ以上１０ｎｍ以下である、
クロムブランクス。

【請求項2】

前記第二ハードマスク層は、酸素、窒素から選択される少なくとも一種を含む、
請求項１に記載のクロムブランクス。

【請求項3】

前記第一ハードマスク層は、酸素、窒素、炭素から選択される少なくとも一種を含む、
請求項１または２に記載のクロムブランクス。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のクロムブランクスを用いたフォトマスクの製造方法であって、
前記第二ハードマスク層上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記第二ハードマスク層に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施して第二ハードマスクパターンを形成し、
前記第二ハードマスクパターンをマスクとして、前記第一ハードマスク層にフッ素系ガスを用いたドライエッチングを施して第一ハードマスクパターンを形成し、
前記第一ハードマスクパターンをマスクとして、前記クロム膜に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施してクロムパターンを形成する、
フォトマスクの製造方法。

【請求項5】

請求項１から３のいずれか一項に記載のクロムブランクスを用いたインプリントモールドの製造方法であって、
前記第二ハードマスク層上に形成されたレジストパターンをマスクとして、前記第二ハードマスク層に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施して第二ハードマスクパターンを形成し、
前記第二ハードマスクパターンをマスクとして、前記第一ハードマスク層にフッ素系ガスを用いたドライエッチングを施して第一ハードマスクパターンを形成し、
前記第一ハードマスクパターンをマスクとして、前記クロム膜に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施してクロムパターンを形成する、
インプリントモールドの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は基板上にクロム膜またはクロム化合物膜を備えるクロムブランクス、およびこのクロムブランクスを用いたフォトマスクの製造方法およびインプリントモールドの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

高速動作と低消費電力化の要求から、大規模集積回路のパターン微細化が加速している。大規模集積回路の高集積化に伴う回路パターンの微細化要求に応えるために、高度の半導体微細加工技術が極めて重要な要素技術となっている。例えば、大規模集積回路の高集積化には、回路を構成する配線パターンの細線化技術や、セルを構成する層間の配線のためのコンタクトホールパターンの微細化技術が欠かせない。

【0003】

フォトマスクを用いるフォトリソグラフィ技術は、高度な微細加工の一分野を形成しており、フォトマスクは露光装置やレジスト材料とともに微細化技術を支える基本技術となっている。上述の細線化された配線パターンやコンタクトホールパターンを有するフォトマスクを実現する目的で、より微細で、且つ均一性の高い線幅精度を有するパターンをフォトマスクブランクス上に形成するための技術開発が進められてきた。

【0004】

フォトマスクパターンを形成するためには、通常、まず石英等の透明基板上に遮光層を設けたフォトマスクブランクスの上に電子線レジスト層を形成し、この電子線レジスト層に電子線を照射してパターン描画を行い、電子線レジスト層を現像してレジストパターンを得る。次に、このレジストパターンを遮光層用のエッチングマスクとして遮光層をパターニングしてフォトマスクパターンを得る。
レジスト層を塗布形成する前後の形態のどちらも「ブランクス」と呼ばれることがあるが、以下、本明細書ではレジスト層形成前の形態をブランクスと称する。

【0005】

上記のような手法で微細なフォトマスクパターンを得るためには、電子線レジスト層の薄膜化と遮光層の材料選択とエッチング条件の確立とが重要となる。遮光膜材料についてはすでに多くの材料が提案されてきた。このうち、クロム膜及びクロム化合物膜はエッチング特性に対する情報量が多く、実用上、遮光膜材料として標準的に用いられている（例えば特許文献１、２参照）。
以下、本明細書では、簡略化のため、クロム膜及びクロム化合物膜を「クロム膜」と総称する。

【0006】

一方で、ナノメーターレベルまでの微細加工をスタンプの要領で簡便に行えるインプリント技術が注目されている。インプリント技術は樹脂への加工が可能であるため、エレクトロニクス分野、バイオ分野等、広い応用範囲をもっている。

【0007】

半導体デバイスや記録媒体の製造に際して、加工対象体の表面に微細な凹凸パターンをもつ樹脂層を形成する方法として、インプリント法が知られている。このインプリント法は、原版（モールド）に形成したナノメートルサイズの凹凸部を被加工対象体表面の樹脂層に押し当てることによってモールドの凹凸形状を樹脂層に転写する。

【0008】

主なインプリント法としては、光硬化樹脂を利用する光インプリント法と、加工材料に熱可塑性樹脂を利用する熱インプリント法とが挙げられる。光インプリント法はパターンが形成されたモールドに樹脂を接触させた状態で光を照射し、光硬化させてパターンを形成する。一方、熱インプリント法は、ガラス転移温度以上に加熱した樹脂にモールドを押し付け、冷却後に離型する。

【0009】

光インプリント用モールドの材料としては、光（紫外線）を透過させる必要があるため、主として石英等のガラスが用いられ、通常はガラス自体にフォトマスクを形成し、電子線リソグラフィとエッチングにより、ガラスの表面に微細な凹凸形状を形成する。

【0010】

熱インプリント用モールドの材料としては、半導体製造プロセスで微細加工技術の蓄積があるＳｉ、薬品耐性と硬度に優れたＳｉＣ、長寿命化を狙ったＮｉ電鋳等の単一材料に凹凸形状を形成して構成されることが一般的である。一方で、熱によるモールド変形に対する考慮から、基板と薄膜のパターンからなる複合構造とし、該薄膜として、熱膨張係数が被加工対象体と略同等の材料を用いることが提案されている（例えば特許文献３参照）。

【0011】

前記のような複合構造のモールドの形態として、例えば特許文献４には、石英ガラスからなる基板上にクロムを含む材料からなる微細凹凸パターンを形成する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0012】

【文献】特開２００３－１９５４７９号公報

【文献】特開２００３－１９５４８３号公報

【文献】特開２０１３－１３６１８１号公報

【文献】特開平５－１７７７０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0013】

フォトマスクやインプリントモールドにおいて、微細パターンのアスペクト比（パターン高さ／パターン線幅）を高くしたいという要望が高まっている。
これに対し、厚い遮光層をエッチングするために単純にレジストパターンを厚くすると、レジストのパターニングにおける解像性が低下し、ナノオーダーの微細パターンを形成することが困難となる。また、形成できたとしても、アスペクト比の高いレジストパターンを用いてエッチングを行うと、プロセス中にパターンが倒れやすくなる。さらに、パターンの奥までエッチングガスが進入しにくいため、遮光層のエッチングにおいても精度が低下する。
このように、高アスペクト比を有する微細パターンを高精度で均一に形成することは容易ではない。

【0014】

上記事情を踏まえ、本発明は、高アスペクト比を有する微細パターンを高精度で均一に形成できるクロムブランクスを提供することを目的とする。
本発明の他の目的は、高アスペクト比を有する微細パターンを高精度で均一に形成されたフォトマスクおよびインプリントモールドを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0015】

本発明の第一の態様は、基板と、基板上に形成されたクロム膜と、クロム膜上に形成された第一ハードマスク層と、第一ハードマスク層上に形成された第二ハードマスク層とを備えるクロムブランクスである。
第一ハードマスク層は、シリコンを含み、塩素系ガスによるドライエッチングよりもフッ素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成されている。
第二ハードマスク層は、金属元素を含み、フッ素系ガスによるドライエッチングよりも塩素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成されている。

【0016】

本発明の第二の態様は、第一の態様に係るクロムブランクスを用いたフォトマスクの製造方法である。
この製造方法では、第二ハードマスク層上に形成されたレジストパターンをマスクとして、第二ハードマスク層に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施して第二ハードマスクパターンを形成し、第二ハードマスクパターンをマスクとして、第一ハードマスク層にフッ素系ガスを用いたドライエッチングを施して第一ハードマスクパターンを形成し、第一ハードマスクパターンをマスクとして、クロム膜に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施してクロムパターンを形成する。
上記と同様の方法により、インプリントモールドも製造できる。

【0017】

本発明の第三の態様は、基板と、基板上に形成されたクロム膜と、クロム膜上に形成されたハードマスク層とを備えるクロムブランクスである。
ハードマスク層は、シリコンを含み、塩素系ガスによるドライエッチングよりもフッ素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成されている。

【0018】

本発明の第四の態様は、第三の態様に係るクロムブランクスを用いたフォトマスクの製造方法である。
この製造方法では、ハードマスク層上に形成されたレジストパターンをマスクとして、ハードマスク層にフッ素系ガスを用いたドライエッチングを施してハードマスクパターンを形成し、ハードマスクパターンをマスクとして、クロム膜に塩素系ガスを用いたドライエッチングを施してクロムパターンを形成する。
上記と同様の方法により、インプリントモールドも製造できる。

【発明の効果】

【0019】

本発明によれば、高アスペクト比を有する微細パターンを高精度で均一に形成できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】本発明の第一実施形態に係るクロムブランクスの模式断面図である。

【図2】（ａ）から（ｄ）は、それぞれ同クロムブランクスを用いた構造体の製造方法の一過程を示す図である。

【図3】（ａ）は、同構造体を示す図であり、（ｂ）は、同構造体に追加工程を施した状態を示す図である。

【図4】同クロムブランクスの変形例を示す模式断面図である。

【図5】変形例のクロムブランクスを用いて製造した構造体を示す図である。

【図6】本発明の第二実施形態に係るクロムブランクスの模式断面図である。

【図7】同クロムブランクスを用いた構造体の製造方法の一過程を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

本発明の第一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１は、本実施形態に係るクロムブランクス１０の模式断面図である。クロムブランクス１０は、基板１と、基板１上に形成されたクロム膜２と、クロム膜２上に形成された第一ハードマスク層３と、第一ハードマスク層３上に形成された第二ハードマスク層４とを備えている。

【0022】

基板１としては、クロムブランクス１０の用途に応じて透明基板や不透明基板を選択できる。例えば、クロムブランクス１０を用いてフォトマスクを作製する等の場合は、透明基板を選択する。クロムブランクス１０を用いてインプリントモールドを作製する等の場合は、加工対象の材質等を考慮して、透明基板および不透明基板のいずれかを選択できる。
透明基板の材質としては石英を、不透明基板の材質としては、Ｓｉ、ＳｉＣ等をそれぞれ例示できる。
クロム膜２は、クロム単体またはクロム化合物からなる膜である。クロム膜２の厚みは、クロム膜２に形成される微細パターンの高さ等に応じて適宜決定できる。

【0023】

第一ハードマスク層３および第二ハードマスク層４は、クロムブランクス１０を用いてフォトマスクやインプリントモールド等を作製する際に、ドライエッチングにより所定の微細パターンが形成される層である。

【0024】

一般に、ドライエッチングは、プラズマ中で導入ガスが電子と衝突し、活性ラジカルや種々の形に解離した反応性イオンが発生してエッチングを引き起こす。被エッチング材料のエッチング表面に低沸点の揮発性生成物を形成するほどエッチングがされやすいことが知られている。被エッチング材料と導入ガスによる反応生成物の沸点や蒸気圧は、エッチングされやすさの指標となる。すなわち、沸点が低い反応生成物ほど気化して蒸気圧は高くなり排気されやすくなる。

【0025】

第一ハードマスク層３は、塩素系ガスによるドライエッチングよりもフッ素系ガスによるドライエッチングの方がエッチングされやすい材料により形成されている。このような材料としては、シリコン（Ｓｉ）の単体または化合物が挙げられる。シリコンの単体で第一ハードマスク層３を形成する場合、第一ハードマスク層３はシリコンのみを含有する。シリコンの化合物としては、酸化物、窒化物、炭化物など、より具体的には、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、ＳｉＯＣ、ＳｉＮなどを例示できる。これらの化合物で第一ハードマスク層３を形成する場合、第一ハードマスク層３はシリコンに加えて、酸素、窒素、炭素から選択される少なくとも一種の元素を含有する。
第一ハードマスク層３は、モリブデンを含有してもよい。
上述したシリコンを含む材料において、フッ化物は沸点が低いためエッチングされ易く、塩化物は沸点が高いためエッチングされ難いことが知られている。したがって、第一ハードマスク層３は、塩素系ガスによるドライエッチングよりもフッ素系ガスによるドライエッチングのエッチングレートが高い。

【0026】

第二ハードマスク層４は、フッ素系ガスよりも塩素系ガスによりドライエッチングされやすい材料である。このような材料としては、塩化物の沸点がフッ化物の沸点よりも低い金属材料を例示できる。
表１に、第二ハードマスク層４の材料として適した金属を示す。表１に記載されたクロム、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム、およびスズは、フッ化物の沸点の２分の１以下の沸点を有する塩化物あるいは酸塩化物を生じる。実際のエッチングレートやエッチング選択比はガス流量、圧力、パワー密度等のドライエッチングの各条件により変化するため、沸点と完全にパラレルというわけではないが、表１に記載の各金属においては、必ずフッ素系ガスによるドライエッチングよりも塩素系ガスによるドライエッチングのエッチングレートが高くなる。

【0027】

【表1】

【0028】

以上より、第二ハードマスク層４は、クロム、アルミニウム、ジルコニウム、ハフニウム、スズからなる群より選択される少なくとも一種の金属元素を含んで構成されることが好ましい。
第二ハードマスク層４には、２種類以上の金属が含まれてもよい。第二ハードマスク層４全体として、フッ素系ガスによるドライエッチングよりも塩素系ガスによるドライエッチングのエッチングレートが高ければ、上述の群に含まれない金属元素が第二ハードマスク層４に含まれてもよい。

【0029】

第二ハードマスク層４には、金属以外の元素が含まれてもよい。金属元素を化合物として第二ハードマスク層４に含有させることにより、第二ハードマスク層４の結晶性、電気的特性、エッチング性、洗浄液耐性等を調整できる。
例えば第二ハードマスク層４に酸素や窒素を含有させると洗浄液耐性を高くできる。また、電気抵抗も高くなる。一般に、化学量論比通りの金属酸化物、金属窒化物は酸素や窒素の含有量が多く電気抵抗が高すぎる場合があるため、化学量論比よりも金属を多めに含有する金属酸化物、金属窒化物、金属酸窒化物が生じるように酸素や窒素の量を設定することが好ましい。

【0030】

クロムブランクス１０は、基板１上に、クロム膜２、第一ハードマスク層３、および第二ハードマスク層４を順次成膜することにより製造できる。各部の成膜には、スパッタリング等の公知の技術を適用できる。

【0031】

上記の様に構成された本実施形態のクロムブランクス１０は、アスペクト比の高いナノオーダーの微細構造を作製するのに好適である。以下、クロムブランクス１０を用いたフォトマスクの製造方法について説明する。

【0032】

まず図２の（ａ）に示すように、クロムブランクス１０の第二ハードマスク層４上にレジスト層１００を形成し、（ｂ）に示すように、レジスト層１００を処理して所望のパターンを形成したレジストパターン１００Ａとする（ステップＡ）。レジスト層１００を形成するレジストは、ポジ型、ネガ型のいずれでもよい。

【0033】

次に、レジストパターン１００Ａをエッチングマスクとして、第二ハードマスク層４に塩素系エッチングガスを用いたドライエッチングを施す（ステップＢ）。ステップＢにより、第二ハードマスク層４は、レジストパターン１００Ａに倣ってエッチングされ、図２の（ｃ）に示すように、第二ハードマスクパターン４Ａとなる。

【0034】

ステップＢの終了時において、レジストパターン１００Ａが第二ハードマスクパターン４Ａ上に一部残留していてもよい。
第二ハードマスク層４がクロムを主成分とする場合、塩素系エッチングガスに酸素が混合されてもよい。この場合、沸点の低いクロムの酸塩化物が生じやすくなり、エッチングが進みやすい。

【0035】

次に、第二ハードマスクパターン４Ａをエッチングマスクとして、第一ハードマスク層３にフッ素系エッチングガスを用いたドライエッチングを施す（ステップＣ）。ステップＣにより、第一ハードマスク層３は、第二ハードマスクパターン４Ａに倣ってエッチングされ、図２の（ｄ）に示すように、第一ハードマスクパターン３Ａとなる。

【0036】

ステップＣにおいては、第二ハードマスクパターン４Ａもフッ素系エッチングガスのアタックを受けるが、第二ハードマスクパターン４Ａの構成材料は、フッ素系ガスよりも塩素系ガスによりドライエッチングされやすいため、単位時間あたりのエッチング量は、第一ハードマスク層３の方がより大きくなる。その結果、第二ハードマスクパターン４Ａよりも厚い第一ハードマスク層３であっても、第二ハードマスクパターン４Ａを用いてパターニングを完遂することができる。
ステップＣの終了時において、第二ハードマスクパターン４Ａが第一ハードマスクパターン３Ａ上に一部残留していてもよい。

【0037】

次に、第一ハードマスクパターン３Ａをエッチングマスクとして、クロム膜２に塩素系エッチングガスを用いたドライエッチングを施す（ステップＤ）。ステップＤにより、クロム膜２は、第一ハードマスクパターン３Ａに倣ってエッチングされ、図３の（ａ）に示すように、クロムパターン２Ａとなる。

【0038】

ステップＤにおいては、第一ハードマスクパターン３Ａも塩素系エッチングガスのアタックを受けるが、第一ハードマスクパターン３Ａの構成材料は、塩素系ガスよりもフッ素系ガスによりドライエッチングされやすいため、単位時間当たりのエッチング量は、クロム膜２の方がより大きくなる。その結果、第一ハードマスクパターン３Ａよりも厚いクロム膜２であっても、第一ハードマスクパターン３Ａを用いてパターニングを完遂することができる。

【0039】

ステップＤにおいても、ステップＢと同様に、塩素系エッチングガスに酸素が混合されてもよい。
ステップＤの終了時において、第一ハードマスクパターン３Ａがクロム膜２上に一部残留していてもよい。第一ハードマスクパターン３Ａを完全に除去したい場合は、フッ素系エッチングガスを用いたドライエッチングを追加してもよい。

【0040】

ステップＤが終了すると、基板１上にクロムパターン２Ａを備えた構造体５０が完成する。構造体５０は、基板１の態様に応じて、フォトマスクやインプリントモールドとして使用できる。
構造体５０に対して、クロム膜２をエッチングマスクとして、基板１にフッ素系エッチングガスを用いたドライエッチングを施してもよい（ステップＥ）。ステップＥにより、図３の（ｂ）に示すように、基板１の表面に微細パターンが形成された構造体６０を得ることができる。構造体６０も、基板１の材質や透明性等に応じて、フォトマスクやインプリントモールドとして使用できる。

【0041】

以上説明したように、本実施形態のクロムブランクス１０によれば、クロム膜２上に、第一ハードマスク層３および第二ハードマスク層４を備えることにより、塩素系ガスおよびフッ素系ガスによるエッチング特性が層ごとに逆転した構造になっている。このため、所定のガスを用いて上側の層をマスクとして下側の層をドライエッチングすると、下側の層をより深くエッチングできる。
したがって、ナノオーダーの微細パターン形成を高精度に形成可能な薄いレジスト層を用いて最上層の第二ハードマスク層４をパターニングした後、下側の層を順にエッチングすることにより、微細パターンの精度および均一性を保持しつつ、よりアスペクト比の高い微細パターンを形成することができる。

【0042】

また、構造体の製造過程において生じるレジストパターン１００Ａ、第二ハードマスクパターン４Ａ、および第一ハードマスクパターン３Ａのアスペクト比は、最終的に形成されるクロムパターン２Ａのアスペクト比よりも小さい。したがって、これらのパターンがプロセス中に倒れる事象は発生しにくく、各パターンの深部にもエッチングガスが進入しやすい。その結果、各ステップにおけるエッチングの精度が高く保持され、最終的に形成されるクロムパターン２Ａを高精度かつ均一に形成できる。

【0043】

本実施形態においては、図４に示す変形例のクロムブランクス１０Ａのように、クロム膜２を厚く形成してもよい。そして、ステップＤにおいてハーフエッチングを行うことにより、図５に示すように、貫通しないパターンを有するクロムパターン２Ｂが形成された構造体５０Ａが製造されてもよい。
クロムパターン２Ｂのような非貫通パターンにおいては、オーバーエッチングによりパターンの均一性を高めることが困難であるが、クロムブランクス１０Ａは第一ハードマスク層３および第二ハードマスク層４を備えるため、非貫通パターンであっても精度よく均一に形成できる。
さらに、クロムブランクス１０Ａはクロムで形成されているため、以下の利点を有する。
・導通が取れるため、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による断面観察時に帯電しづらく、形状をはっきり認識しやすい。その結果、微細パターンの確認を正確に行える。
・合成石英製のモールドよりもパターン面の刻印文字を視認しやすい。
・クロムは合成石英よりもエッチングを等方的に調整しやすいため、テーパーや丸みのある形状を作りやすい。その結果、作製されるモールドの離型性を容易に調整できる。

【0044】

上述したように、本実施形態のクロムブランクス１０は、アスペクト比の高い（例えば３以上）ナノオーダーの微細パターンを形成するのに適している。以下、クロムブランクス１０を用いた構造体作製における数値例を説明する。

【0045】

クロムパターン２Ａに形成する微細パターンの目標線幅を６０ｎｍ、アスペクト比を３とすると、エッチングするクロム膜２の目標深さは１８０ｎｍとなる。
第一ハードマスク層３のエッチング選択比（第一ハードマスク層３のエッチングレート／第二ハードマスク層４のエッチングレート）をα、クロム膜２のエッチング選択比（クロム膜２のエッチングレート／第一ハードマスク層３のエッチングレート）をβとすると、ステップＣにおける第一ハードマスク層３のエッチング深さの理論値は、第二ハードマスク層４の厚みのα倍となる。同様に、ステップＤにおけるクロム膜２のエッチング深さの理論値は、第一ハードマスク層３の厚みのβ倍となる。第二ハードマスク層４の厚みをｔ１、クロム膜２のエッチング目標深さをｔ２とすると、以下の式（１）が成り立つ。
（１） ｔ２＝ｔ１×α×β

【0046】

例えば、α、βがいずれも５である場合、ｔ２＝１８０を達成するために必要なｔ１の値は７．２となり、厚さ７．２ｎｍの第二ハードマスク層４および厚さ３６ｎｍの第一ハードマスク層３を形成すればよい。実際に必要な厚さは微細パターンの線幅にも影響され、形状の均一性を良くするためにオーバーエッチングする場合もあるため、これらの要素を考慮して、実際の各ハードマスク層の厚みやエッチング条件（ガス流量、圧力、パワー密度等）等を調整すればよい。

【0047】

厚さ１８０ｎｍのクロム膜上に直接レジストパターンを形成して上述の高アスペクト比微細パターンを形成する場合、レジストパターンをかなり厚くする必要がある。レジストパターンが厚くなりすぎると、パターニングの精度も低下するため、このやり方で上記のような高アスペクト比の微細パターンを形成することは実質的に不可能である。

【0048】

本実施形態のクロムブランクス１０では、最終的なパターン形成対象であるクロム膜２上に第一ハードマスク層３および第二ハードマスク層４を備えるため、レジストパターンを用いてエッチングする第二ハードマスク層４を薄くしても、クロム膜２にアスペクト比の高いナノオーダーの微細パターンを精度良く形成できる。
第二ハードマスク層４の厚みが２ｎｍ～１０ｎｍ程度であれば、これをエッチングするために必要なレジストパターンも、線幅数十ｎｍ前後のレジストパターンを十分精度よく形成する程度に薄くできる。

【0049】

微細パターンのアスペクト比が高くなると、エッチングガスはパターンの深部まで入り込みにくくなり、パターニングの精度が低下する。これは、第一ハードマスク層３や第二ハードマスク層４においても同様であるため、第一ハードマスク層３や第二ハードマスク層４は薄い方が好ましい。このような観点から、アスペクト比の高いナノオーダーの微細パターンを形成する場合、上述のαおよびβの値は２０以上であることが好ましく、４０～６０程度がより好ましい。

【0050】

本発明の第二実施形態について、図６を参照して説明する。
図６は、本実施形態に係るクロムブランクス１１０の模式断面図である。クロムブランクス１１０は、基板１と、基板１上に形成されたクロム膜２と、クロム膜２上に形成された第一ハードマスク層（ハードマスク層）３とを備え、第二ハードマスク層４を備えない層構成となっている。第一ハードマスク層３の材料は、第一実施形態と同様でよい。

【0051】

クロムブランクス１１０を用いて、フォトマスクやインプリントモールドとして使用可能な構造体を製造する場合は、図７に示すように、第一ハードマスク層３上にレジストパターン１０１Ａを形成する（ステップＡ１）。
続いて、レジストパターン１０１Ａをエッチングマスクとして、第一ハードマスク層３にフッ素系エッチングガスを用いたドライエッチングを施し、第一ハードマスクパターン３Ａを形成する（ステップＣ１）。
その後、第一実施形態と同様にステップＤを行うことで、クロムパターン２Ａを有する構造体５０を得ることができる。

【0052】

本実施形態のクロムブランクス１１０も、第一実施形態のクロムブランクス１０と同様に、クロム膜２にアスペクト比の高いナノオーダーの微細パターンを精度良く形成できる。
第二実施形態においても、第一実施形態と同様に、ステップＥを追加したり、クロム膜２にハーフエッチングを施したりすることが可能である。

【0053】

ステップＡ１において、第一ハードマスク層３は、第二ハードマスク層４に比べてレジストとの密着性が低いため、必要に応じて第一ハードマスク層３上に疎水性の層を設けてレジストとの密着性を高めてもよい。疎水性層は、例えばＨＭＤＳ（ヘキサメチレンジシラザン）等を用いて形成できる。
ステップＡ１においては、レジスト層上に導電膜を形成して電子線描画時のチャージアップを抑制してもよい。

【0054】

以上、本発明の各実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。

【0055】

例えば、第二ハードマスク上に第一ハードマスク層と同様のエッチング特性を有する第三ハードマスク層が形成されてもよいし、さらに、この第三ハードマスク層上に第二ハードマスク層と同様のエッチング特性を有する第四ハードマスク層が形成されてもよい。このようにすると、さらに大きいアスペクト比を有する微細構造の作製も可能となる。

【符号の説明】

【0056】

１ 基板
２ クロム膜
２Ａ、２Ｂ クロムパターン
３ 第一ハードマスク層（ハードマスク層）
３Ａ 第一ハードマスクパターン
４ 第二ハードマスク層
４Ａ 第二ハードマスクパターン
１０、１１０ クロムブランクス
５０、６０ 構造体（フォトマスク、インプリントモールド）
１００Ａ レジストパターン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】