(57)【要約】      （修正有）【課題】角部を有する開口部が形成されたパターニング層を有し、上記角部の解像性に優れたパターン形成体の製造方法を提供する。【解決手段】基板１と、上記基板上に形成されたパターニング層２と、を有するパターン形成用積層体１０を用い（Ａ）上記パターニング層に、少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する第１パターニング工程と（Ｂ）、上記開口部が形成されたパターニング層に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する第２パターニング工程と（Ｃ）、を有するパターン形成体の製造方法であって、上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成する。【選択図】図１
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【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パターニング層と、を有するパターン形成用積層体を用い、
前記パターニング層に、少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する、第１パターニング工程と、
前記開口部が形成されたパターニング層に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する第２パターニング工程と、を有するパターン形成体の製造方法であって、
前記第２パターニング工程が、前記第１パターニング工程において前記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、前記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、前記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることを特徴とする、パターン形成体の製造方法。
【請求項２】
前記第１パターニング工程および前記第２パターニング工程が、前記パターニング層上に、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、
前記感光性樹脂層をパターン状に露光するパターン露光工程と、
前記パターン露光工程により、露光された領域または露光されなかった領域の感光性樹脂層を除去する現像工程と、
前記現像工程において感光性樹脂層が除去された領域のパターニング層をエッチングするエッチング工程と、
前記感光性樹脂層を除去する感光性樹脂層除去工程とを有するものであること特徴とする、請求項１に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項３】
前記パターニング層が金属膜、金属酸化物膜、または金属窒化物膜からなるものであることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のパターン形成体の製造方法。
【請求項４】
基板と、前記基板上に角部を有するパターン状の開口部が形成されたパターニング層と、を有するパターン形成体であって、
前記角部を構成する２辺の延長線上の交点と、前記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする、パターン形成体。
【請求項５】
請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載のパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を用い、
前記パターニング層の表面側から前記パターニング層および基板をエッチングすることにより、前記基板の表面に凸状構造体を形成するバックエッチング工程を有することを特徴とする、凸状パターン形成体の製造方法。
【請求項６】
表面に、角部を有する凸状構造体が複数形成された構成を有し、角部を構成する２辺の延長線上の交点と、前記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする、凸状パターン形成体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、フォトマスク等として好適に用いることが可能なパターン形成体、ナノインプリント用モールド等として好適に用いることが可能な凸状パターン形成体、およびこれらの製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、フォトリソグラフィー法に変わる微細加工・微細パターニング方法としてナノインプリント法が着目されている。ナノインプリント法は、Ｓ．Ｙ．Ｃｈｏｕ等によって提案されたものであり（非特許文献１）、表面に予め所望の凹凸パターンを有するテンプレートを用いて、被転写基板と密着させ、熱や光等の外部刺激を与えることによって、被転写基板の表面に凹凸パターンを形成する方法である。また、ナノインプリント法は、単純な方法によってパターンを形成することができるものであるが、近年、数十ｎｍ〜数ｎｍの超微細なパターンを形成することが可能であることが示されている。このため、ナノインプリント法は、５０ｎｍ以下のパターニングが必要とされる次世代リソグラフィー技術の候補として期待されている。
【０００３】
このように、ナノインプリント法は簡易な方法で超微細なパターニングが可能であるものであるが、これに加えてモールドに形成された形状を高精度で転写することが可能であることから、例えば従来のＥＵＶリソグラフィーと比較して、形成されるパターンのラフネスが小さいという特徴も有している。したがって、ナノインプリント法は、モールドのラフネスを小さくすることにより、超微細な構造体を形成することも可能であるという利点も有するものである。
【０００４】
ところで、上述したようにナノインプリント法はモールドを用いる微細パターニング法であるため、上記ナノインプリント法によって超微細パターニングを実現するためには、それに対応する微細な凹凸パターンが形成されたモールドを準備する必要がある。ナノインプリント法に用いられるモールドを作製する方法としては、これまでに種々の方法が知られているが、一般的には電子線描画を用いたフォトリソグラフィー法が用いられている。
【０００５】
この点について、特許文献１には、モールドを作製する際に使用するハードマスクの素材として薄膜の金属膜を用いたり、あるいは薄膜のレジストを使用する方法が開示されている。また、特許文献２には、フォトマスクを製造する際に用いるフォトレジストとしてラフネスに優れたレジストを用いる方法が開示されている。
しかしながら、これらの方法を用いてもなお、開口部の解像性を所望の程度まで向上させることは困難であった。特に、角部を有する開口部が形成されたモールドにおいては、開口部を微細化するに伴って、当該角部の微細パターンが解像しないことが問題となっており、上記のいずれの方法においても、この角部の微細パターンを解像することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−６９０５５号公報
【特許文献２】特開平５−１９４８６号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】S. Y. Chou, P. R. Krauss, and P. J. Renstrom, “Imprint of Sub-25 nm Vias and Trenches in Polymers,” Appl. Phys. Lett., 67 (21), 3114 (1995).
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、角部を有する開口部が形成されたパターニング層を有し、上記角部の解像性に優れたパターン形成体を製造することが可能な、パターン形成体の製造方法、および平面形状に角部を有する凸状構造体が形成され、上記角部の解像性に優れた凸状パターン形成体を製造することが可能な凸状パターン形成体の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために本発明は、基板と、上記基板上に形成されたパターニング層と、を有するパターン形成用積層体を用い、上記パターニング層に、少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する第１パターニング工程と、上記開口部が形成されたパターニング層に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する第２パターニング工程と、を有するパターン形成体の製造方法であって、上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることを特徴とする、パターン形成体の製造方法を提供する。
【００１０】
本発明においては、少なくとも上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程の２回のパターニング工程を実施することによって、上記パターニング層をエッチングして開口部を形成し、かつ上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることにより、上記パターニング層に形成される個々の開口部は、上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程において、それぞれ形成された２本の直線で構成される角部を有するものとなる。本発明においては、このように少なくとも２回のパターニング工程によって角部を形成するように、開口部を形成することにより、パターニング層に形成される角部の解像性を著しく向上させることができる。
このようなことから本発明によれば、解像性に優れた角部を有する開口部が形成されたパターニング層を有するパターン形成体を得ることができる。
【００１１】
本発明においては、上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程が、上記パターニング層上に、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層にパターン状に露光するパターン露光工程と、上記パターン露光工程により、露光された領域または露光されなかった領域の感光性樹脂層を除去する現像工程と、上記現像工程において感光性樹脂層が除去された領域のパターニング層をエッチングするエッチング工程と、上記感光性樹脂層を除去する感光性樹脂層除去工程とを有するものであることが好ましい。上記第１パターニング工程および第２パターニング工程において、このような方法によって上記パターニング層に開口部が形成されることにより、パターニング層に形成される開口部の大きさを微小にすることができるからである。
【００１２】
さらに本発明においては、上記パターニング層が金属膜、金属酸化物膜、または金属窒化物膜からなるものであることが好ましい。これにより上記パターニング層に、より解像性に優れた角部を有する開口部を形成することが可能になるからである。
【００１３】
また本発明は、基板と、上記基板上に角部を有するパターン状の開口部が形成されたパターニング層と、を有するパターン形成体であって、上記角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とするパターン形成体を提供する。
【００１４】
本発明によれば、角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が上記範囲内であることにより、解像性に優れた角部を有する開口部が形成されたパターン形成体を得ることができる。
【００１５】
また本発明は、上記本発明に係るパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を用い、上記パターニング層の表面側から上記パターニング層および基板をエッチングすることにより、上記基板の表面に凸状構造体を形成するバックエッチング工程を有することを特徴とする、凸状パターン形成体の製造方法を提供する。
【００１６】
上述したように上記本発明に係るパターン形成体の製造方法は、少なくとも上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程の２回のパターニング工程を実施することによって、上記パターニング層に開口部を形成し、かつ上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることにより、上記パターニング層に形成される個々の開口部は、上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程において、それぞれ形成された２本の直線で構成される角部を有するようにするものである。そして、このように少なくとも２回のパターニング工程によって角部を形成するように開口部を形成することにより、パターニング層に形成される角部の解像性を著しく向上することができるものである。
本発明の凸状パターン形成体の製造方法においては、このような本発明のパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を対象としてバックエッチングするものであるため、上記基板表面に凸状構造体が形成され、当該凸状構造体は上記開口部の角部に対応する角部を有するものとなる。このため、本発明によれば角部の解像性が優れた凸状構造体を形成することができる。
このようなことから、本発明によれば平面形状に角部を有する凸状構造体が形成され、上記角部の解像性に優れた凸状パターン形成体を製造することができる。
【００１７】
また本発明は、表面に角部を有する凸状構造体が複数形成された構成を有し、上記角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とする、凸状パターン形成体を提供する。
【００１８】
本発明によれば、角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が上記範囲内であることにより、解像性に優れた凸状構造体を有するパターン形成体を得ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のパターン形成体の製造方法は、角部を有する開口部が形成されたパターニング層を有し、上記角部の解像性に優れたパターン形成体を製造することができるという効果を奏する。
また、本発明の凸状パターン形成体の製造方法は、平面形状に角部を有する凸状構造体が形成され、上記角部の解像性に優れた凸状パターン形成体を製造することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明のパターン形成体の製造方法について、その一例を示す概略図である。
【図２】本発明における第２パターニング工程の一例を示す概略図である。
【図３】本発明における第１パターニング工程の一例を示す概略図である。
【図４】本発明のパターン形成体の製造方法について、他の例を示す概略図である。
【図５】本発明のパターン形成体の一例を示す概略図である。
【図６】本発明のパターン形成体におけるパターニング層に形成された開口部の角部について説明する概略図である。
【図７】本発明の凸状パターン形成体の製造方法の一例を示す概略図である。
【図８】本発明の凸状パターン形成体の一例を示す概略図である。
【図９】本発明の凸状パターン形成体における凸状構造体の角部について説明する概略図である。
【図１０】本発明の具体例を示す概略図である。
【図１１】本発明の具体例を示す概略図である。
【図１２】本発明における凸状構造体の電子顕微鏡写真である。
【図１３】本発明における凸状構造体の電子顕微鏡写真である。
【図１４】本発明における凸状構造体の電子顕微鏡写真である。
【図１５】本発明における凸状構造体の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明は、パターン形成体の製造方法、パターン形成体、凸状パターン形成体の製造方法、および凸状パターン形成体に関するものである。
以下、これらの発明について順に説明する。
【００２２】
Ａ．パターン形成体の製造方法
まず、本発明のパターン形成体の製造方法について説明する。上述したように本発明のパターン形成体の製造方法は、基板と、上記基板上に形成されたパターニング層と、を有するパターン形成用積層体を用い、上記パターニング層に、少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する第１パターニング工程と、上記開口部が形成されたパターニング層に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する第２パターニング工程と、を有するものであって、上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることを特徴とするものである。
【００２３】
このような本発明のパターン形成体の製造方法について図を参照しながら説明する。図１は本発明のパターン形成体の製造方法について、その一例を示す概略図である。ここで、図１（Ａ）〜（Ｃ）の各図における（ｂ）図は、（ａ）図におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図１に例示するように、本発明のパターン形成体の製造方法は、基板１と、上記基板１上に形成されたパターニング層２とを有するパターン形成用積層体１０を用い（図１（Ａ））、上記パターニング層２に、少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する第１パターニング工程と（図１（Ｂ））、上記開口部が形成されたパターニング層２に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する第２パターニング工程と（図１（Ｃ））、を有するものである。
【００２４】
このような例において本発明のパターン形成体の製造方法は、上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることを特徴とするものである。
【００２５】
図２は、本発明における第２パターニング工程の一例を示す概略図である。図２（ａ）に例示するように、本発明における第２パターニング工程は、第１パターニング工程において第１パターンｘの形状に開口部が形成されたパターニング層２に、図２（ｂ）に例示するように、さらに第２パターン形状ｙの開口部を形成する工程であり、上記第１パターン形状ｘの開口部における直線部位と、第２パターン形状ｙにおける直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層２に第２パターン形状ｙの開口部を形成するものであることを特徴とするものである。
【００２６】
本発明においては、少なくとも上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程の２回のパターニング工程を実施することによって、上記パターニング層をエッチングして開口部を形成し、かつ上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることにより、上記パターニング層に形成される個々の開口部は、上記第１パターニング工程、および上記第２パターニング工程において、それぞれ形成された２本の直線で構成される角部を有するものとなる。このように少なくとも２回のパターニング工程によって角部を形成するように、開口部を形成することにより、パターニング層に形成される角部の解像性を著しく向上させることができる。
【００２７】
本発明のパターン形成体の製造方法は、少なくとも第１パターニング工程、および第２パターニング工程、を有するものであり、必要に応じて他の任意の工程が用いられてもよいものである。
以下、本発明のパターン形成体の製造方法に用いられる各工程について、順に説明する。
【００２８】
１．第１パターニング工程
まず、本発明に用いられる第１パターニング工程について説明する。上述したように、本発明に用いられる第１パターニング工程は、基板と、上記基板上に形成されたパターニング層とを有するパターン形成用積層体を用い、上記パターニング層に少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成する工程である。
【００２９】
（１）パターン形成用積層体
本工程に用いられるパターン形成用積層体について説明する。本工程に用いられるパターン形成用積層体は、基板と、上記基板上に形成されたパターニング層とを有するものである。
【００３０】
上記基板は、本発明によって製造されるパターン形成体において、後述するパターニング層を支持するものである。したがって、本工程に用いられる基板は、本発明によって製造されるパターン形成体の用途等に応じて適宜選択して用いることができるものであり、特に限定されるものではない。このような基板としては、例えば、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、石英ガラス、青板ガラス、ソーダガラス、ＢＫ−７等を挙げることができる。例えば、本発明によって製造されるパターン形成体を、フォトマスクとして用いる場合、上記基板としては、光に対して充分な透過性を有するものが用いられることが好ましい。
【００３１】
本工程に用いられる基板の厚みは、本発明のパターン形成体の用途等に応じて、当該パターン形成体に、所望の自己支持性を付与できる程度であれば特に限定されるものではない。なかでも本工程に用いられる基板の厚みは、０．２ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内であることが好ましく、０．４ｍｍ〜８ｍｍの範囲内であることがより好ましく、０．５ｍｍ〜７ｍｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００３２】
また本工程に用いられるパターニング層としては、本工程、および第２パターニング工程において、所望の形状を有する第１パターン形状あるいは第２パターン形状の開口部を形成することができる材料からなるものであれば特に限定されるものではない。このような材料としては、金属材料、金属酸化膜、金属窒化膜、半導体窒化膜、半導体酸化膜等を挙げることができる。上記パターニング層を構成する材料としては、これらのいずれの材料であっても好適に用いることができるが、なかでも、基板が石英系の場合には金属材料を用いることが好ましい。金属材料を用いることにより、例えば、本工程においてパターニング層に開口部を形成する方法としてフォトリソグラフィー法を用いた場合に、形成される開口部の解像性をさらに改善することができ、エッチングの選択比がとれるからである。
また、基板が石英上の金属膜（例えばＣｒ膜）の場合にはシリコンなどの酸化膜、もしくは窒化膜などが適している。パターニング層に開口部を形成する方法としてフォトリソグラフィー法を用いた場合に、形成される開口部の解像性をさらに改善することができ、エッチングの選択比がとれるからである。
【００３３】
上記材料としては、例えば、Ｃｒ、ＣｒＮ、Ｃｒ２Ｏ３、Ｍｏ、ＭｏＳｉ等を挙げることができるが、なかでも本工程においてＣｒを用いることが好ましい。
【００３４】
本工程に用いられるパターニング層の厚みとしては、本工程および後述する第２パターニング工程において第１パターン形状および第２パターン形状の開口部を形成することができる範囲内であれば特に限定されるものではなく、パターニング層を構成する材料等に応じて、適宜決定することができるものである。なかでも本工程に用いられるパターニング層の厚みは、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、２ｎｍ〜８０ｎｍの範囲内であることがより好ましく、３ｎｍ〜７０ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００３５】
（２）パターニング方法
次に、本工程において上記パターン形成用積層体のパターニング層に第１パターン形状の開口部を形成する方法について説明する。本工程において上記パターニング層に開口部を形成する方法としては、所望の第１パターン形状の開口部を形成することができるものであれば特に限定されるものではなく、開口部の形状とされる第１パターン形状の具体的形状や大きさ等に応じて適宜適当な方法を用いることができる。本工程においてパターニング層に開口部を形成する方法としては、フォトリソグラフィー法が用いられることが好ましい。フォトリソグラフィー法が用いられることにより、本工程においてナノスケールの微細な開口部を形成することが可能になるからである。
【００３６】
本工程において上記フォトリソグラフィー法が用いられる場合、その具体的態様としては、第１パターン形状のサイズや態様に応じて、適宜決定することができるものであり特に限定されるものではないが、なかでも本工程に用いられるフォトリソグラフィー法は、パターニング層上に、感光性樹脂からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、上記感光性樹脂層にパターン状に露光するパターン露光（描画）工程と、上記パターン露光工程により、露光された領域または露光されなかった領域の感光性樹脂層を除去する現像工程と、上記現像工程において感光性樹脂層が除去された領域のパターニング層をエッチングするエッチング工程と、上記感光性樹脂層を除去する感光性樹脂層除去工程とを有する態様であることが好ましい。
【００３７】
このような態様について図を参照しながら説明する。図３は本工程においてフォトリソグラフィー法が用いられる場合の一例を示す概略図である。図３に例示するように、本工程においてフォトリソグラフィー法が用いられる態様としては、パターン形成用積層体１０を用い（図３（ａ））、上記パターン形成用積層体１０のパターニング層２上に、感光性樹脂からなる感光性樹脂層３を形成する感光性樹脂層形成工程と（図３（ｂ））、上記感光性樹脂層３をパターン状に露光するパターン露光工程と（図３（ｃ））、上記パターン露光工程により、露光された領域の感光性樹脂層３を除去する現像工程と（図３（ｄ））、上記現像工程において感光性樹脂層３が除去された領域のパターニング層２をエッチングすることにより、当該領域に開口部を形成するエッチング工程と（図３（ｅ））、上記感光性樹脂層３を除去する感光性樹脂層除去工程と（図３（ｆ））、を有する態様であることが好ましい。
【００３８】
（感光性樹脂層形成工程）
上記感光性樹脂工程において形成される感光性樹脂層は、所望の光が照射されることにより、パターンを形成することが可能なフォトレジスト材料であれば特に限定されるものではない。このようなフォトレジスト材料としては、一般的にフォトリソグラフィー法に用いられるフォトレジスト材料を用いることができる。また、本工程に用いられるフォトレジスト材料はポジ型レジストであってもよく、あるいはネガ型レジストであってもよい。
【００３９】
また、本工程において形成される感光性樹脂層の厚みは上記フォトレジスト材料の種類等に応じて適宜決定されるものであり特に限定されるものではないが、通常、５ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、２０ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００４０】
なお、本工程においてパターニング層上に感光性樹脂層を形成する方法は、上記フォトレジスト材料の種類に応じて適宜決定されるものであるが、例えば、上記フォトレジスト材料を含有する感光性樹脂層形成用塗工液を、上記パターニング層上に塗工する方法等を用いることができる。
【００４１】
（パターン露光工程）
本工程におけるパターン露光工程において、上記感光性樹脂層の表面をパターン状に露光する方法としては、所望のパターン状に所定の光を照射することができる方法であれば特に限定されるものではない。このような方法としては、例えば、フォトマスクを介して、所定の光を感光性樹脂層の表面に照射する方法や、あるいはレーザー等の指向性のある光源を用い、上記感光性樹脂層の表面に光描画する方法、電子線描画機で描画する方法等を挙げることができる。
なお、第１パターニング工程は、パターニング層に少なくとも一辺が直線である第１パターン形状の開口部を形成するものであることから、本工程においては当該第１パターン形状で上記感光性樹脂層の表面がパターン露光されることになる。
【００４２】
（現像工程）
上記現像工程において、上記パターン露光工程により、露光された領域または露光されなかった領域の感光性樹脂層を除去する方法としては、感光性樹脂層に用いられるフォトレジスト材料の種類に応じて決定することができるものであり特に限定されるものではない。具体的な方法としては、一般的にフォトリソグラフィー法に用いられる方法を用いることができるため、ここでの説明は省略する。
【００４３】
（エッチング工程）
上記エッチング工程に用いられるエッチング方法としては、上記感光性樹脂層が除去された領域のみのパターニング層をエッチングすることができる方法であれば特に限定されるものではない。本工程に用いられるエッチング方法は、上記パターニング層を構成する材料や上記フォトレジスト材料の種類に応じて決定されるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、反応性イオンエッチングを用いることができる。
なお、本工程においては上記感光性樹脂層が除去された領域のパターニング層を完全に除去して、開口部が形成されるようにエッチング処理が施されることになる。
【００４４】
（感光性樹脂層除去工程）
上記感光性樹脂層除去工程において感光性樹脂層を除去する方法としては、感光性樹脂層に用いられるフォトレジスト材料の種類等に応じて、適宜選択して用いることができる。具体的な方法については、一般的にフォトリソグラフィー法に用いられる方法と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４５】
（３）その他
本工程においては、パターニング層に第１パターン形状の開口部が形成するが、本工程における第１パターン形状としては、少なくとも一辺が直線である形状であれば特に限定されるものではなく、後述する第２パターン形状と組み合わせて、パターニング層に角部を備える所望の形状の開口部を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。このような第１パターン形状としては、例えば、矩形、多角形等を挙げることができる。
【００４６】
２．第２パターニング工程
次に、本発明に用いられる第２パターニング工程について説明する。本工程は上記第１パターニング工程において、第１パターン形状の開口部が形成されたパターニング層に、少なくとも１辺が直線である第２パターン形状の開口部を形成する工程である。
以下、このような第２パターニング工程について説明する。
【００４７】
本工程において、上記パターニング基板に開口部を形成する方法としては、第２パターン形状の開口部を形成することができる方法であれば特に限定されるものではなく、開口部の形状とされる第２パターン形状の具体的形状や大きさ等に応じて適宜適当な方法を用いることができる。このような方法としては、上記第１パターニング工程に用いられる方法と同様の方法を用いることができる。なかでも本工程においては上記第１パターニング工程の場合と同様に、フォトリソグラフィー法が用いられることが好ましい。フォトリソグラフィー法が用いられることにより、本工程においてナノスケールの微細な開口部を形成することが可能になるからである。
ここで、本工程に用いられるフォトリソグラフィー法については、第２パターン形状の開口部を形成すること以外は、上記第１パターニング工程に用いられるものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４８】
本工程においては、パターニング層に第２パターン形状の開口部が形成するが、本工程における第２パターン形状としては、少なくとも一辺が直線である形状であれば特に限定されるものではなく、上述した第１パターン形状と組み合わせて、パターニング層に角部を備える所望の形状の開口部を形成することができるものであれば特に限定されるものではない。このような第２パターン形状としては、例えば、矩形、多角形等を挙げることができる。
【００４９】
３．パターン形成体の製造方法
本発明のパターン形成体の製造方法は、上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることを特徴とするものである。したがって、本発明においては、上記バックエッチング工程を実施前において、第１パターン形状および第２パターン形状とが組み合わされ、かつ、角部を有する形状の開口部がパターニング層に形成されることになる。
【００５０】
本発明において、第１パターン形状と第２パターン形状とが組み合わされるにより、上記パターニング層に形成される開口部の形状としては、所望の角度を有する角部を有する形状であれば特に限定されるものではない。なかでも本発明においては、上記開口部が有する角部の角度が、１度〜９０度の範囲内、より好ましくは１度〜７５度の範囲内、さらに好ましくは１度〜４５度の範囲内となるように、上記第１パターン形状と第２パターン形状とを組み合わせることが好ましい。
【００５１】
さらに本発明のパターン形成体の製造方法には、上記第２パターニング工程後であって、上記バックエッチング工程前に、第１パターン形状および第２パターン形状が組み合わされて形成された開口部に、さらに重なるように第３、第４のパターン形状の開口部を形成するパターニング工程が用いられてもよい。すなわち、本発明のパターン形成体の製造方法は、少なくとも第１パターンニング工程と、第２パターニング工程との２つのパターニング工程によってパターニング層に開口部を形成するものであるが、３以上のパターニング工程によってパターニング層に開口部を形成するものであってもよい。
【００５２】
本発明において上記第１パターニング工程および第２パターニング工程に加えて、さらなるパターニング工程を実施する態様としては、上記バックエッチング工程前にパターニング層に所望の形状を有する開口部を形成することができる態様であれば特に限定されるものではない。このような態様としては、例えば、図４に例示するように、第１パターニング工程（図４（ａ））、および第２パターニング工程（図４（ｂ））を実施した後、さらに、第３パターニング工程（図４（ｃ））、第４パターニング工程（図４（ｄ））を実施する態様を挙げることができる。
【００５３】
Ｂ．パターン形成体
次に、本発明のパターン形成体について説明する。上述したように本発明のパターン形成体は、基板と、上記基板上に角部を有するパターン状の開口部が形成されたパターニング層と、を有するものであって、上記角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００５４】
このような本発明のパターン形成体について図を参照しながら説明する。図５は本発明のパターン形成体の一例を示す概略図である。ここで、図５（ｂ）は、図５（ａ）におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図５に例示するように、本発明のパターン形成体２０は、基板１と、上記基板１上に形成され、開口部が形成されたパターニング層２とを有するものである（図５（ｂ））。また、図５（ａ）に例示するように、本発明のパターン形成体２０は、パターニング層２に形成された開口部２１が所定の角部を有するものであることを特徴とするものである。
【００５５】
ここで、本発明のパターン形成体は、上記パターニング層に形成された開口部が有する角部が、当該角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。このような開口部の特徴について図を参照しながら説明する。図６は、本発明においてパターニング層に形成された開口部の特徴を説明する概略図である。図６に例示するように本発明におけるパターニング層に形成された開口部２１は、角部を有し、当該角部を構成する２辺の延長線（直線Ｐ、Ｑ）の交点Ｒと、上記角部の頂点Ｓとの最短距離Ｌが所定の範囲内であることを特徴とするものである。
【００５６】
本発明によれば、角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が上記範囲内であることにより、解像性に優れた角部を有する開口部が形成されたパターン形成体を得ることができる。
【００５７】
本発明のパターン形成体は、少なくとも上記基板と、パターニング層とを有するものであり、必要に応じて他の任意の構成を有してもよいものである。
以下、本発明に用いられる各構成について順に説明する。なお、本発明に用いられる基板については、上記「Ａ．パターン形成体の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００５８】
１．パターニング層
まず、本発明に用いられるパターニング層について説明する。本発明に用いられるパターニング層は、後述する基板上に形成されるものであり、パターン状の開口部が形成されたものである。そして、本発明におけるパターニング層は、上記開口部に所定の角部が形成されていることを特徴とするものである。
【００５９】
本発明におけるパターニング層に形成された開口部は、角部を有するものであり、上記角部を構成する２辺の延長線の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とするものであるが、上記最短距離は上記範囲内であれば特に限定されるものではなく、本発明のパターン形成体の用途等に応じて適宜決定することができる。なかでも本発明における上記最短距離は、１ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００６０】
また、本発明においてパターニング層に形成された開口部が有する角部の角度は、本発明のパターン形成体の用途等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。したがって、上記角度は鈍角であってもよく、あるいは鋭角であってもよい。中でも本発明においては鋭角であることが好ましく、特に１度〜４５度の範囲内であることが好ましい。
なお、上記角部の角度は、角部を構成する２辺の延長線がなす角度を指すものとし、開口部が２以上の角部を有するものである場合は、最も角度が小さい角部の角度を指すものとする。
【００６１】
なお、本発明に用いられるパターニング層の材料および厚みについては、上記「Ａ．パターン形成体の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６２】
Ｃ．凸状パターン形成体の製造方法
次に、本発明の凸状パターン形成体の製造方法について説明する。上述したように本発明の凸状パターン形成体の製造方法は、上記本発明に係るパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を用い、当該パターン形成体の上記パターニング層の表面側から上記パターニング層および基板をエッチングすることにより、上記基板の表面に凸状構造体を形成するバックエッチング工程を有することを特徴とするものである。
【００６３】
このような本発明の凸状パターン形成体の製造方法について図を参照しながら説明する。図７は本発明の凸状パターン形成体の製造方法について、その一例を示す概略図である。ここで、図７（Ａ）〜（Ｂ）の各図における（ｂ）図は、（ａ）図におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図１に例示するように、本発明の凸状パターン形成体の製造方法は、上記本発明に係るパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体２０を用い（図７（Ａ）），上記当該パターン形成体２０のパターニング層２の表面側から上記パターニング層２および基板１をエッチングすることにより、上記基板１の表面に凸状構造体１’を形成するバックエッチング工程と（図１（Ｂ））、を有するものである。
【００６４】
上述したように上記本発明にかかるパターン形成体の製造方法は、少なくとも上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程の２回のパターニング工程を実施することによって、上記パターニング層に開口部を形成し、かつ上記第２パターニング工程が、上記第１パターニング工程において上記パターニング層に形成された第１パターン形状の開口部における直線部位と、上記第２パターン形状における直線部位とが互いに交差するように、上記パターニング層に第２パターン形状の開口部を形成するものであることにより、上記パターニング層に形成される個々の開口部は、上記第１パターニング工程および上記第２パターニング工程において、それぞれ形成された２本の直線で構成される角部を有するようにするものである。そして、このように少なくとも２回のパターニング工程によって角部を形成するように開口部を形成することにより、パターニング層に形成される角部の解像性を著しく向上させることができるものである。
本発明の凸状パターン形成体の製造方法においては、このような本発明のパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を対象として、バックエッチングするものであるため、上記基板表面に凸状構造体が形成され、当該凸状構造体は上記開口部の角部に対応する角部を有するものとなる。このため、本発明によれば角部の解像性が優れた凸状構造体を形成することができる。
このようなことから、本発明によれば平面形状に角部を有する凸状構造体が形成され、上記角部の解像性に優れた凸状パターン形成体を製造することができる。
【００６５】
以下、本発明の凸状パターン形成体の製造方法について詳細に説明する。
【００６６】
１．パターン形成体
まず、本発明に用いられるパターン形成体について説明する。本発明に用いられるパターン形成体は、上記本発明に係るパターン形成体の製造方法によって製造されたものである。したがって、本発明に用いられるパターン形成体は、基板と、上記基板上に形成され、角部を有するパターン状の開口部が形成されたパターニング層と、を有するものである。このような、パターン形成体については上記「Ａ．パターン形成体の製造方法」の項において説明したものと同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００６７】
２．バックエッチング工程
次に、本発明に用いられるバックエッチング工程について説明する。本工程は、上記本発明に係るパターン形成体の製造方法によって製造されたパターン形成体を用い、当該パターン形成体のパターニング層の表面側から、上記パターニング層および基板をエッチングすることにより、上記基板の表面に凸状構造体を形成する工程である。
【００６８】
本工程において、上記パターニング層および基板をエッチングする方法としては、上記パターニング層および基板を同時にエッチングすることができる方法であれば特に限定されるものではなく、上記パターニング層および上記基板に用いられる材料等に応じて適宜選択して用いることができるものである。このような方法としては、例えば、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等を挙げることができる。なかでも本工程においては、上記エッチング方法としてドライエッチング法が用いられることが好ましい。
【００６９】
Ｄ．凸状パターン形成体
次に、本発明の凸状パターン形成体について説明する。上述したように本発明の凸状パターン形成体は、角部を有する凸状構造体が複数形成された構成を有し、上記角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。
【００７０】
このような本発明の凸状パターン形成体について図を参照しながら説明する。図８は本発明の凸状パターン形成体の一例を示す概略図である。ここで、図８（ｂ）は、図８（ａ）におけるＸ−Ｘ’線矢視断面図である。
図８（ｂ）に例示するように、本発明の凸上パターン形成体３０は、表面に凸状構造体３１が複数形成された構成を有するものである。また、図８（ａ）に例示するように、本発明の凸状パターン形成体３０は、上記凸状構造体３１が所定の角部を有するものであることを特徴とするものである。
【００７１】
ここで、本発明の凸状パターン形成体は、上記凸状構造体が有する角部が、当該角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下であることを特徴とするものである。このような本発明における角部の特徴について図を参照しながら説明する。図９は、本発明における凸状構造体の角部の特徴を説明する概略図である。図９に例示するように本発明における凸状構造体２１は、角部を有し、当該角部を構成する２辺の延長線（直線Ｐ、Ｑ）の交点Ｒと、上記角部の頂点Ｓとの最短距離Ｌが所定の範囲内であることを特徴とするものである。
なお、図９において寸法Ｗは、構造体３１（２１）が各々直線Ｐ、Ｑから離れる点を結んだ距離である。
【００７２】
本発明によれば、角部を構成する２辺の延長線上の交点と、上記角部の頂点との最短距離が上記範囲内であることにより、解像性に優れた凸状構造体を有するパターン形成体を得ることができる。
【００７３】
このように本発明の凸状パターン形成は、角部を有する凸状構造体を有し、上記角部の当該角部を構成する２辺の延長線の交点と、上記角部の頂点との最短距離が１０００ｎｍ以下の範囲内であることを特徴とするものであるが、上記最短距離は上記範囲内であれば特に限定されるものではなく、本発明の凸状パターン形成体の用途等に応じて適宜決定することができる。なかでも本発明における上記最短距離は、１ｎｍ〜３０００ｎｍの範囲内であることが好ましく、１ｎｍ〜２０００ｎｍの範囲内であることがより好ましく、１ｎｍ〜１０００ｎｍの範囲内であることがさらに好ましい。
【００７４】
また、本発明において凸状構造体が有する角部の角度は、本発明の凸状パターン形成体の用途等に応じて適宜決定することができるものであり、特に限定されるものではない。したがって、上記角度は鈍角であってもよく、あるいは鋭角であってもよい。中でも本発明においては鋭角であることが好ましく、特に１度〜４５度の範囲内であることが好ましい。
なお、上記角部の角度は、角部を構成する２辺の延長線がなす角度を指すものとし、凸状構造体が２以上の角部を有するものである場合は、最も角度が小さい角部の角度を指すものとする。
【００７５】
本発明の凸状パターン形成体を構成する材料としては、例えば、石英ガラス、石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、青板ガラス、ソーダガラス、ＢＫ−７等を挙げることができる。例えば、本発明の凸状パターン形成体を、ナノインプリント法用モールドとして用いる場合、上記基板としては、光に対して充分な透過性を有するものが用いられることが好ましい。
【００７６】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７７】
以下、実施例を用いて、本発明をさらに具体的に説明する。
【００７８】
［実施例１］
（１）第１パターニング工程
旭硝子製６０２５合成石英ガラスにスパッタ装置により、薄膜クロム膜を１５ｎｍ作成した。薄膜上にさらに、レジストＺＥＰ５２０（日本ゼオン製）を１００ｎｍ厚で塗布した。電子線描画装置にて図１０（ａ）の三角図形ｘを描画した。現像処理後、ドライエッチング装置（反応性イオンエッチング）により、開口している１５ｎｍの薄膜クロム膜をエッチングした。次にレジストを剥離した。
【００７９】
（２）第２パターニング工程
基板を洗浄後、レジストＺＥＰ５２０を１００ｎｍ厚で塗布した。同じく電子線描画装置にて図１０（ｂ）のＬ字図形ｙを描画した。現像処理後、ドライエッチング装置により、開口している部分をエッチングした。次にレジストを剥膜し、洗浄をした。
図１０（ｂ）の２で表わされる領域は薄膜のクロム膜、１で表わされる領域は合成石英が露出した状態となる。図１０(ｂ）。この状態から更にドライエッチング装置により、合成石英をエッチングした。エッチング深さは１００ｎｍとし、三角図形が凸型となった石英モールドを作製することができた。このときの三角図形の頂点部分、図９のＷの寸法を電子顕微鏡にて計測した結果８ｎｍであり、Ｌの寸法は１６ｎｍあった。なお、電子顕微鏡写真を図１２に示す。
【００８０】
［比較例１］
旭硝子製６０２５合成石英ガラスにスパッタ装置により、薄膜クロム膜を１５ｎｍ作成した。薄膜上にさらに、レジストＺＥＰ５２０（日本ゼオン製）を１００ｎｍ厚で塗布した。電子線描画装置にて図１１の図形を描画した。現像処理後、ドライエッチング装置（反応性イオンエッチング）により、開口している１５ｎｍの薄膜クロム膜をエッチングした。次にレジストを剥離、洗浄した。実施例１と同様にこの状態から更にドライエッチング装置により、合成石英をエッチングした。エッチング深さは１００ｎｍとし、三角図形が凸型となった石英モールドを作製することができた。このときの三角図形の頂点部分、図９のＷの寸法は２８ｎｍで、Ｌの寸法は５６ｎｍあった。なお、電子顕微鏡写真を図１３に示す。
【００８１】
［実施例２］
（１）第１パターニング工程
ＨＯＹＡ製合成石英ブランク６０２５ＡＲ８（合成石英上にＡＲ８というクロム膜が１１０ｎｍ成膜されたもの）にスパッタ装置により、薄膜ＳｉＯ２膜を１５ｎｍ作成した。薄膜上にさらに、レジストＺＥＰ５２０（日本ゼオン製）を１００ｎｍ厚で塗布した。電子線描画装置にて図１０（ａ）の三角図形ｘを描画した。現像処理後、ドライエッチング装置（反応性イオンエッチング）により、開口している１５ｎｍの薄膜ＳｉＯ２膜をエッチングした。次にレジストを剥離した。
【００８２】
（２）第２パターニング工程
基板を洗浄後、レジストＺＥＰ５２０を１００ｎｍ厚で塗布した。同じく電子線描画装置にて図１０（ｂ）のＬ字図形ｙを描画した。現像処理後、ドライエッチング装置により、開口している部分をエッチングした。次にレジストを剥膜し、洗浄をして、図１０（ｂ）を得た。
図１０（ｂ）の２で表わされる領域は薄膜のＳｉＯ２膜、１で表わされる領域はＡＲ８膜（クロム膜）が露出した状態となる。この状態から更にドライエッチング装置により、クロム膜をエッチングした。エッチング深さは１１０ｎｍとし、三角図形がクロムで凸型となったフォトマスクを作製することができた。このときの三角図形の頂点部分、図９のＷの寸法を電子顕微鏡にて計測した結果、９ｎｍで、Ｌの寸法は１８ｎｍあった。なお、電子顕微鏡写真を図１４に示す。
【００８３】
［比較例２］
ＨＯＹＡ製合成石英ブランク６０２５ＡＲ８（合成石英上にＡＲ８というクロム膜が１１０ｎｍ成膜されたもの）にスパッタ装置により、薄膜ＳｉＯ２膜を１５ｎｍ作成した。薄膜上にさらに、レジストＺＥＰ５２０（日本ゼオン製）を１００ｎｍ厚で塗布した。電子線描画装置にて図１１の図形を描画した。現像処理後、ドライエッチング装置（反応性イオンエッチング）により、開口している１５ｎｍの薄膜ＳｉＯ２膜をエッチングした。次にレジストを剥離、洗浄してた。実施例と同様にこの状態から更にドライエッチング装置により、クロムをエッチングした。エッチング深さは１１０ｎｍとし、三角図形がクロムで凸型となったフォトマスクを作製することができた。このときの三角図形の頂点部分、図９のＷの寸法は２７ｎｍで、Ｌの寸法は５４ｎｍあった。なお、電子顕微鏡写真を図１５に示す。
【００８４】
上記の結果を以下の表１にまとめて示す。なお、表１における判定基準は次の通りである。
判定基準  Ｗが１ｎｍ以上２０ｎｍ未満        ；○
Ｗが２０ｎｍ以上１０００ｎｍ未満  ；△
Ｗが１０００ｎｍ以上              ；×
【００８５】
【表１】
2010206093.tif 000003
【符号の説明】
【００８６】
１  …  基板
２  …  パターニング層
３  …  感光性樹脂層
１０  …  パターン形成用積層体
２０  …  パターン形成体
２１  …  開口部
３０  …  凸状パターン形成体
３１  …  凸状構造体
【図１】
2010206093.tif 000004
【図２】
2010206093.tif 000005
【図３】
2010206093.tif 000006
【図４】
2010206093.tif 000007
【図５】
2010206093.tif 000008
【図６】
2010206093.tif 000009
【図７】
2010206093.tif 000010
【図８】
2010206093.tif 000011
【図９】
2010206093.tif 000012
【図１０】
2010206093.tif 000013
【図１１】
2010206093.tif 000014
【図１２】
2010206093.tif 000015
【図１３】
2010206093.tif 000016
【図１４】
2010206093.tif 000017
【図１５】
2010206093.tif 000018