JP2009098689A - マスクブランク、及びインプリント用モールドの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】マスクブランクを用いて高精度の微細パターンが形成されたインプリント用モールドの製造方法を提供する。
【解決手段】透光性基板上にパターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクにおいて、薄膜は、Ｃｒと窒素を含む材料で形成されている上層と、Ｔａを主成分とする化合物を含み、且つ、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下層とからなる。薄膜の上層及び下層を、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、続いて基板を、弗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ことによりインプリント用モールドを得る。
【選択図】図２

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、磁気ディスク上の微細パターン形成に使用するインプリント用モールド（スタンパ）の製造方法、これらの製造に用いる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、インプリント用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、インプリント用モールドでは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用モールドの精度もより高いものが要求される。とくに、インプリント用モールドは、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は同じになるため、インプリント用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。同様に、グレーチング等の微細パターンにより光学的機能を付加した部品においても、対象とする波長未満のパターン寸法とパターン精度が要求されるため、光学部品作製用のフォトマスクやインプリント用モールドにも、微細でかつ精度の高いパターンが要求される。

従来のフォトマスク、インプリント用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。

また、インプリント用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に段差パターンを作製する場合がある。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。

例えばクロム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（特許文献１等）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比較的薄い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（特許文献２等）などが知られている。

他方、ハードディスク等で用いられる磁気ディスクにおいては、磁気ヘッド幅を極小化し、情報が記録されるデータトラック間を狭めて高密度化を図るという手法が従来より用いられてきていた。しかし、従来手法では高密度化に限界がきており、隣接トラック間の磁気的影響や熱揺らぎ減少が無視できなくなってきている。最近、磁気ディスクのデータトラックを磁気的に分離して形成するディスクリートトラック型メディア（Ｄｉｓｃｒｅｔｅ Ｔｒａｃｋ Ｒｅｃｏｒｄｉｎｇ Ｍｅｄｉｕｍ；以下、ＤＴＲメディアという。）という、新しいタイプのメディアが提案されている。

ＤＴＲメディアとは、記録に不要な部分の磁性材料を除去（溝加工）して信号品質を改善しようとするものである。さらに、溝加工した後に、その溝を非磁性材料で充填して、磁気ディスクドライブに要求されるオングストロームレベルの表面平坦性を実現したものである。そして、この微細な幅の溝加工を行う手法の１つとしてインプリント技術が用いられている。

また、ＤＴＲメディアをさらに高密度化して発展させた、パターンドメディア（信号をドットパターンとして記録するメディア）という新しいタイプのメディアも提唱されてきており、このパターンドメディアのパターン形成においてもインプリント技術が有望視されている。

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、磁気ディスクにおいても、ＤＴＲメディアやパターンドメディアに用いるインプリント用モールド（スタンパ）では、パターンの寸法に対する微細化の要求は強い。パターンの寸法が微細化した場合、ウェットエッチング、ドライエッチングのいずれのエッチング方法を用いても例えば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。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ほとんど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、塩素系と酸素の混合ガスを用いたドライエッチングでは、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が、レジストの後退や消失といった問題が発生する。また、ウェットエッチングと同様、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。

特に問題となるのはいずれのエッチング方法においても、エッチング加工幅により不均一なエッチングバイアスとエッチング深さが得られることである。例えばエッチング部分が１００ｎｍ以下の細い幅と１μｍ以上の太い幅を同時に有していると、細い幅の部分が相対的に狭くなり、かつエッチング深さが浅くなる現象が生じることが知られている。エッチング加工幅によりエッチングバイアスが異なると、露光時にあらかじめ線幅を調整するデータバイアスといった補正が困難である。この問題はウェットエッチングを行った場合において、より顕著に生じる。

また、酸素を含む塩素系ガスを用いたドライエッチングでは、レジスト厚み方向のみでなくレジスト断面横方向にもエッチングが進行するため、クロム膜をドライエッチングする間にレジストの幅が変化し、結果的にクロムパターンの幅もエッチング前のレジスト幅に対して変化する。さらにクロムパターン自身も徐々に断面横方向にエッチングされるため、クロムパターンの幅は望ましい寸法より細くなり、幅の細いパターン自体が消失してしまう場合も生じる。

また、パターンの寸法が微細化した場合には、クロム膜のエッチングバイアスの問題の他、レジスト膜厚にも制約が生じ、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といった問題が発生する。酸素を含む塩素系ガスを用いた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には、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う。酸素を含む塩素系ガスを用いたドライエッチングではクロムの厚みと同程度以上のレジストが消費され、さらにエッチング深さの不均一性をなくすために２倍以上の追加エッチングが行われ、その間もレジストの膜厚は減少する。したがって、ドライエッチングでレジストが消失しないクロム膜の厚みはレジスト膜厚の１／３程度に限定される。例えば３０ｎｍの幅を有するレジストパターンを形成する場合、パターンが倒壊しないレジスト膜厚は９０ｎｍ以下であり、エッチング後にレジストが消失しないクロム膜の厚みは約３０ｎｍ以下と、パターン幅と同程度以下に限定される。

ところで、フォトマスクにおいては、薄膜（遮光膜）パターンの厚みが減少すると十分な遮光性能が得られない。例えばＡｒＦエキシマレーザーの波長である１９３ｎｍで光学濃度３以上（透過率０．１％以下）を得ようとする場合、例えばクロムからなるパターンの厚みは少なくとも４５ｎｍ以上必要である。パターンの厚みのみを考慮したパターン寸法の限界は４５ｎｍであるが、前述のようにクロムパターン形成時にはレジストおよびクロムパターンの後退が発生するため、精度よく作製できるパターン寸法の限界は４５ｎｍより大きくなる。

実際のフォトマスクでは、反射防止膜の存在、レジストの後退、パターン断面横方向へのエッチング進行、線幅によるエッチング深さの不均一性、マスク全面における均一性などの制約により、露光波長１９３ｎｍで光学濃度３以上となる厚み４５ｎｍのクロム膜を精度よく作製できるパターン寸法の限界はおおむねパターン寸法の２倍程度である。従って、従来技術によりパターンの微細化を達成するには限界がある。

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、ドライエッチング時のレジスト幅の変化によるパターン幅への影響を軽減し、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比較的薄い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パターンが後退するため、良好なパターン精度が得られないという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来技術の問題点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、インプリント用モールド（スタンパ）の製造において微細パターンを高いパターン精度で形成することができる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パターンが形成されたインプリント用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）透光性基板上にパターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクにおいて、該マスクブランクは、酸素を実質的に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング処理により前記薄膜及び前記基板をエッチング加工するインプリント用モールドの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクであって、前記薄膜は、少なくとも上層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）と窒素を含む材料で形成され、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分とする化合物、または、ハフニウム（Ｈｆ）とジルコニウム（Ｚｒ）の少なくとも一方の元素又はその化合物を含み、且つ、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マスクブランクである。

（構成２）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に記載のマスクブランクである。
（構成３）前記薄膜の下層の膜厚が、３ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする構成１又は２に記載のマスクブランクである。
（構成４）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３のいずれか一に記載のマスクブランクである。

（構成５）構成１乃至４のいずれかに記載のマスクブランクにおける前記薄膜の上層及び下層を、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薄膜のパターンを形成し、続いて該薄膜パターンをマスクとして、前記基板を、弗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ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法である。

構成１にあるように、本発明のマスクブランクは、透光性基板上にパターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクにおいて、該マスクブランクは、酸素を実質的に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング処理により前記薄膜及び前記基板をエッチング加工するインプリント用モールドの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクであって、前記薄膜は、少なくとも上層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）と窒素を含む材料で形成され、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分とする化合物、または、ハフニウム（Ｈｆ）とジルコニウム（Ｚｒ）の少なくとも一方の元素又はその化合物を含み、且つ、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している。

本発明のマスクブランクによれば、インプリント用モールド等の製造において微細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、本発明のマスクブランクを用いて上記遮光性パターンを高精度な微細パターンとすることができるため、この遮光性パターンをマスクとしてエッチングにより形成される透光性基板の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。

ここで、透光性基板としては、石英基板等のガラス基板が一般的である。ガラス基板は、平坦度及び平滑度に優れるため、フォトマスクを使用して半導体基板上への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、酸素を実質的に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング処理により、少なくとも前記薄膜をパターニングするインプリント用モールド等の作製方法に対応す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。

インプリント用モールドのドライエッチング加工においては、エッチングガスとして、従来は塩素と酸素の混合ガスが一般的に用いられているが、本発明のマスクブランクは、酸素を実質的に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング処理用のマスクブランクである。特に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、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下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最も好ましい。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。

また、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。とくに露光用マスクにおいては露光波長における遮光性を確保する観点から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には限界がある。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。本発明のマスクブランクにおいては、前記薄膜は、少なくとも上層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）と窒素を含む材料で形成されているが、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例えば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、しかも露光用マスク作製工程におけるアンモニア水や過水硫酸などを用いた洗浄に対して十分な耐性を有する。また、前記薄膜の下層においても、酸素を実質的に含まない例えば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、上述の洗浄に対して十分な耐性を有する材料で形成されることが望ましく、このような材料としては、タンタル（Ｔａ）を主成分とする化合物を含み、且つ、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が挙げられるが、本発明においては、例えばＴａＨｆ、ＴａＺｒ、ＴａＨｆＺｒなどのＴａ化合物が好適である。また、これらのＴａ化合物をベース材料として、例えばＢ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ｎ等の副材料を加えた材料を選択することもできる。また、これらのＴａ化合物からなる下層は、マスク製造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持たせることができ、またアライメント時のコントラストを大きくとることができる。また、上記下層の材料として、ハフニウム（Ｈｆ）とジルコニウム（Ｚｒ）の少なくとも一方の元素又はその化合物（例えばＨｆＺｒなど）を選択することもでき、さらにこれらの材料をベース材料として、例えばＢ，Ｇｅ，Ｎｂ，Ｓｉ，Ｃ，Ｎ等の副材料を加えた材料を選択することもできる。

前記薄膜のうち、クロム（Ｃｒ）と窒素を含む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例えば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、膜厚を最適化することが望ましい。また、該上層は、主に遮光性を持たせ、また酸素を実質的に含まない例えば塩素系ガスエッチングで例えばハーフピッチ３２ｎｍ未満の微細なラインアンドスペースパターンを形成するのに必要な膜厚となるように膜厚を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、下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、下層の表面酸化が進行する。この酸化層は、酸素を実質的に含まない例えば塩素系ガスエッチングによるエッチング速度を大きく減少させ、エッチング進行を妨げるので好ましくない。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例えば塩素系ガスエッチングの進行し難いＣｒＮ層の領域が残るため好ましくない。

また、前記薄膜のうち、例えばＴａを主成分とする化合物を含み、且つ、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下層は、主に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、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は、ドライエッチングの進行にイオンの衝撃が必要な材料を選択する方法と、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。酸素を実質的に含まない例えば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。

基板上にパターンを形成するための上記薄膜を形成する方法は、特に制約する必要はないが、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ＴａＨｆ膜を成膜する場合、スパッタターゲットとしてＴａＨｆ合金からなるターゲットを用い、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クロム窒化膜を成膜する場合、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、後述する実施の形態にあるように、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。

本発明は、構成５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の上層及び下層を、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、続いて前記基板を、弗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インプリント用モールドの製造方法を提供する。

本発明では、たとえばインプリント用モールドの作製においては、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下層を、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薄膜のパターンを形成し、続いて該薄膜パターンをマスクとして、前記基板を、弗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だけとなり、しかも該薄膜の上層及び下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、インプリント用モールドの製造において微細パターンを高いパターン精度で形成することができる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パターンが形成されたインプリント用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。
本実施の形態１は、半導体装置の製造工程で使用されるインプリント用モールドである。図１は本実施の形態１にかかるモールド製造用のマスクブランク、図２インプリント用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１に使用するマスクブランク５０は、図１に示すように。透光性基板５１上に、導電性膜（下層）５２と遮光性膜（上層）５３の積層膜、及びレジスト膜５４を順に有する構造のものである。このマスクブランク５０は、以下のようにして作製される。

透光性基板５１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、タンタル（Ｔａ）とハフニウム（Ｈｆ）の合金（タンタル：ハフニウム＝８０：２０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の厚みのタンタル−ハフニウム合金からなる導電性膜５２を成膜した後、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でスパッタリングし、窒化クロム（クロム：窒素＝３５：６５原子比）の薄膜（遮光性膜）５３を２．５ｎｍの厚みで成膜した。こうしてタンタル−ハフニウム合金膜と窒化クロム膜の積層膜を形成した石英基板上に、電子線描画用のレジスト膜（日本ゼオン社製ＺＥＰ５２０Ａ）５４を５０ｎｍの厚みに塗布し、本実施の形態１に使用するマスクブランク５０を得た。

次に、電子線描画機を用いて、上記マスクブランク５０のレジスト膜５４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５４を現像してレジストパターン５４ａを形成し、モールド作製用ブランクを得た。

次に、レジストパターン５４ａを形成したモールド作製用ブランクを、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エッチングを行うことにより、図２（ａ）に示すようにタンタル−ハフニウム合金膜（導電性膜５２）と窒化クロム膜（遮光性膜５３）の積層膜からなるパターン５５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。

続いて、同じドライエッチング装置内で、フッ素系（ＣＨＦ_３）ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、上記積層膜のパターン５５をマスクとして石英基板５１をエッチング加工して、図２（ｂ）に示す石英パターン５６を形成した。この時、石英パターン５６の深さが７０ｎｍになるようエッチング時間を調整した。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、レジストパターンが消失し窒化クロムの表面が露出していた。窒化クロムの膜厚はエッチング前の２．５ｎｍに対して、約１ｎｍに減少していたが、石英パターン５６の幅が、上記タンタル−ハフニウム合金膜と窒化クロム膜の積層膜からなるパターン５５の幅とほとんど同じであること、および石英パターン５６の深さが均一であることを確認した。

次に、上記石英パターン５６を形成したモールド作製用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（ｃ）に示す台座構造用のレジストパターン５７を形成した。

次に、上記レジストパターン５７を形成したモールド作製用ブランクについて、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％、ＮＨ_４Ｆ濃度３６．４ｗｔ％）にてウェットエッチングを行い、さらに所定の酸洗浄によりレジストを除去することで、図２（ｄ）に示すように深さが例えば１５μｍ程度の台座構造５８を作製した。さらに塩素ガスを用いたドライエッチングにより前記積層膜パターン５５を除去し、図２（ｅ）に示す構造のインプリント用モールドを得た。
得られたインプリント用モールドは、上記積層膜パターン５５の断面形状が垂直形状となり良好であり、且つ積層膜パターン５５のパターン精度も良好であったため、石英パターン５６についても寸法、精度の良好なパターンが得られた。
なお、上記導電性膜５２として、上記タンタル−ハフニウム合金の代わりに、例えばタンタル−ジルコニウム合金を用いてもよい。

次に、本発明をＤＴＲメディアの磁性材料を溝加工で除去するプロセスや、パターンドメディアの磁性パターン加工プロセスで使用するインプリントモールド（スタンパ）に適用する場合における実施の最良の形態を図１および図２の一部を援用しながら具体的に説明する。
この実施の形態２におけるインプリントモールドでは、これに使用するマスクブランクとしては、透光性基板５１に直径１５０ｍｍ，厚み６．３５ｍｍの円板状の合成石英基板を適用た以外は図１に示す実施の形態１で使用したものと同一の構造のマスクブランク５０を使用する。

以下、２．５インチ（ｉｎｃｈ）のＤＴＲメディアの溝加工プロセスで使用するインプリントモールドの作製手順について示す。図１のマスクブランク５０レジスト膜５４に、外径６５ｍｍ、内径２０ｍｍの同心円に囲まれたエリアを溝パターン形成エリアとし、外径６５ｍｍの円の外側エリア、および内径２０ｍｍの円の内側エリアにおけるレジスト膜５４を電子線描画機で全面露光した。次に、溝パターン形成エリア内に、ライン幅４０ｎｍ、スペース幅８０ｎｍの溝パターンを電子線描画機で露光した。次に露光したレジスト膜５４を現像処理およびリンス洗浄して、溝パターンを有するレジストパターン５４ａを形成した。なお、ここで作製するインプリントモールドには、ＤＴＲメディア上のレジスト膜に直接転写する転写プロセスで使用するタイプであり、最終的にＤＴＲメディア上に形成される磁性記録面のパターンは、磁性層幅が８０ｎｍ、溝幅（溝に非磁性体で埋める場合は非磁性層幅）が４０ｎｍであるピッチが１２０ｎｍのトラックが形成されることになる。

次に、レジストパターン５４ａを形成したモールド作製用ブランクを、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エッチングを行うことにより、図２（ａ）に示すようにタンタル−ハフニウム合金膜（導電性膜５２）と窒化クロム膜（遮光性膜５３）の積層膜からなるパターン５５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。

続いて、同じドライエッチング装置内で、フッ素系（ＣＨＦ_３）ガスを用いたドライエッチングを行うことにより、上記積層膜のパターン５５をマスクとして石英基板５１をエッチング加工して、図２（ｂ）に示す石英パターン５６を形成した。この時、石英パターン５６の深さが１００ｎｍになるようエッチング時間を調整した。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、レジストパターンが消失し窒化クロムの表面が露出していた。窒化クロムの膜厚はエッチング前の２．５ｎｍに対して、約１ｎｍに減少していたが、石英パターン５６の幅が、上記タンタル−ハフニウム合金膜と窒化クロム膜の積層膜からなるパターン５５の幅とほとんど同じであること、および石英パターン５６の深さが均一であることを確認した。

次に、上記石英パターン５６を形成したモールド作製用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、外径６５ｍｍの円の外側エリアに対して紫外光による露光と現像を行い、図２（ｃ）に示す台座構造用のレジストパターン５７を形成した。

次に、上記レジストパターン５７を形成したモールド作製用ブランクについて、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％、ＮＨ_４Ｆ濃度３６．４ｗｔ％）にてウェットエッチングを行い、さらに所定の酸洗浄によりレジストを除去することで、図２（ｄ）に示すように深さが例えば１５μｍ程度の台座構造５８を作製した。さらに塩素ガスを用いたドライエッチングにより前記積層膜パターン５５を除去し、図２（ｅ）に示す構造のＤＴＲメディアの溝加工プロセスで使用するインプリント用モールドを得た。
得られたインプリント用モールドは、上記積層膜パターン５５の断面形状が垂直形状となり良好であり、且つ積層膜パターン５５のパターン精度も良好であったため、石英パターン５６についても寸法、精度の良好なパターンが得られた。また、このインプリント用モールドを、ＤＴＲメディア製造時の溝加工プロセスで適用したところ、溝加工されたＤＴＲメディアはいずれも高い精度で溝が転写されており、非常に良好であった。

また、同様の作製プロセスで、トラックピッチ８３ｎｍのＤＴＲメディアを作製するためのインプリント用モールド（モールドのライン幅：２５ｎｍ，溝幅：５８ｎｍ）、トラックピッチ３３ｎｍのＤＴＲメディアを作製するためのインプリント用モールド（モールドのライン幅：２３ｎｍ，溝幅：１０ｎｍ）を作製したところ、寸法、精度とも良好なパターンであった。さらに、このインプリント用モールドを、パターンドメディア製造時のパターン加工プロセスで適用したところ、溝加工されたＤＴＲメディアはいずれも高い精度で溝が転写されており、非常に良好であった。

なお、同様の作製プロセスで、トラックピッチ２５ｎｍのパターンドメディアを作製するためのインプリント用モールド（モールドのライン幅：１８ｎｍ，溝幅：７ｎｍ）、トラックピッチ３３ｎｍのパターンドメディアを作製するためのインプリント用モールド（モールドのライン幅：２０ｎｍ，溝幅：６ｎｍ）を作製したところ、寸法、精度とも良好なパターンであった。また、このインプリント用モールドを、パターンドメディア製造時のパターン加工プロセスで適用したところ、溝加工されたＤＴＲメディアはいずれも高い精度で溝が転写されており、非常に良好であった。

本発明の実施の形態１にかかるインプリント用モールド製造用マスクブランクの断面概略図である。 本発明の実施の形態１にかかるインプリント用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

５０ マスクブランク
５１ 基板
５４ レジスト膜
５５ 積層膜パターン
５２ 導電性膜
５３ 遮光性膜

Claims (5)

1. 透光性基板上にパターンを形成するための薄膜を有するマスクブランクにおいて、
   該マスクブランクは、酸素を実質的に含まないエッチングガスを用いたドライエッチング処理により前記薄膜及び前記基板をエッチング加工するインプリント用モールドの作製方法に対応するドライエッチング処理用のマスクブランクであって、
   前記薄膜は、少なくとも上層と下層の積層膜よりなり、前記上層は、クロム（Ｃｒ）と窒素を含む材料で形成され、前記下層は、タンタル（Ｔａ）を主成分とする化合物、または、ハフニウム（Ｈｆ）とジルコニウム（Ｚｒ）の少なくとも一方の元素又はその化合物を含み、且つ、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マスクブランク。
2. 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に記載のマスクブランク。
3. 前記薄膜の下層の膜厚が、３ｎｍ〜１０ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のマスクブランク。
4. 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３のいずれか一に記載のマスクブランク。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載のマスクブランクにおける前記薄膜の上層及び下層を、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薄膜のパターンを形成し、続いて該薄膜パターンをマスクとして前記基板を、弗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ことを特徴とするインプリント用モールドの製造方法。
   

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