(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハードマスクを介して被エッチング体をドライエッチングすることにより微細パターンを形成するためのパターン形成用構造体において、
被エッチング体と、該被エッチング体の所望の面に位置するハードマスク材料層と、該ハードマスク材料層上に位置するレジストパターンとを備え、
該レジストパターンは複数種の開口部を有し、該開口部のうち、少なくとも前記レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上にはレジストが存在し、かつ、前記エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストが他の開口部内に存在するレジストよりも厚く、 
ドライエッチング時の前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も小さいＲｍａである開口部内に存在する前記レジストの厚みをＴａとし、ドライエッチング時の前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も大きいＲｍｂである開口部内に存在する前記レジストの厚みをＴｂとし、前記レジストパターンの厚みをＴ、ドライエッチング時の前記レジストパターンのエッチング速度をＲｒ、前記ハードマスク材料層の厚みをｔとしたときに、下記の関係式が成立することを特徴とするパターン成形用構造体。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
【請求項２】
レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みは、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が大きい開口部ほど厚いことを特徴とする請求項１に記載のパターン成形用構造体。
【請求項３】
前記ハードマスク材料層はクロム、モリブデン、チタン、タンタル、ジルコニウム、タングステン、これらの金属の合金、および、酸化クロム、酸化チタン、窒化クロム、窒化チタン、ガリウム砒素からなる群の中の少なくとも１種からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のパターン成形用構造体。
【請求項４】
被エッチング体の所望の面にハードマスク材料層を形成する工程と、
前記ハードマスク材料層上に複数種の開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、
該レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層をドライエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程と、
該ハードマスクを介して前記被エッチング体をドライエッチングすることにより微細パターンを形成する工程と、を備え、
前記レジストパターンを形成する工程では、前記レジストパターンの開口部のうち、少なくとも前記レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上にレジストを残存させるとともに、前記エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストの厚みを他の開口部内に存在するレジストの厚みよりも大きくし、 
レジストパターンを介した前記ハードマスク材料層のドライエッチング時における最も小さいエッチング速度がＲｍａであり、最も大きいエッチング速度がＲｍｂであり、前記レジストパターンの厚みがＴであり、前記ハードマスク材料層のドライエッチング時の前記レジストパターンのエッチング速度がＲｒであり、前記ハードマスク材料層の厚みがｔであるとしたときに、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も小さい開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みＴａと、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みＴｂを、下記の関係式が成立するように設定することを特徴とする微細パターン成形方法。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
【請求項５】
前記レジストパターンを形成する工程では、レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時におけるレジストパターンの開口部の開口面積、開口率および開口形状の相違に応じたハードマスク材料層のエッチング速度、レジストパターンのエッチング速度、ハードマスク材料層の厚み、レジストパターンの厚みを基に、レジストパターンを介した前記ハードマスク材料層のドライエッチングが完了するまでレジストパターンが存在するように、前記レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に残存させるレジストの厚みを設定することを特徴とする請求項４に記載の微細パターン成形方法。
【請求項６】
前記レジストパターンを形成する工程では、レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストを、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が大きい開口部ほど厚く形成することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の微細パターン成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハードマスクを用いたドライエッチングによって被エッチング体に微細なパターンの成形が可能なパターン成形用構造体と、被エッチング体への微細パターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
被エッチング体上の感光性レジストをフォトリソグラフィー法でパターニングしてレジストパターン形成し、このレジストパターンをマスクとして被エッチング体をエッチングするパターン形成方法が従来から用いられている。このようなパターン形成方法にてパターンの微細化に対応するためには、感光性レジストの露光に使用する光を、例えば、波長２００ｎｍ以下の短波長光とする必要がある。しかし、このような短波長に感光域を有する感光性レジストは、ドライエッチング耐性が劣るため、レジストパターンを直接ドライエッチング用のマスクとして使用し被エッチング体をパターニングすることは困難であった。このため、微細なパターン形成では、レジストパターンを転写したハードマスクをエッチングマスクとして使用し被エッチング体をドライエッチングしてパターニングすることが行われている。このようなハードマスクを用いたドライエッチング方法は、ハードマスクと被エッチング体のエッチング選択性を利用して高精度なパターン形成を可能とするものであり、種々のパターン形成に用いられている（特許文献１、２、３、４、５等）。
【０００３】
しかし、レジストパターンをマスクとし、被エッチング体をエッチングストッパー層としてハードマスク材料層をドライエッチングすることにより所望のハードマスクパターンを形成する場合、使用するハードマスク材料によっては、レジストパターンの開口面積および開口率の大小あるいは開口形状により、反応性原子（ラジカル）やイオン種の供給量に差が生じ、ハードマスク材料層のエッチング速度が大きく異なる現象（マイクロローディング効果）が起こる。すなわち、レジストパターンの開口面積および開口率が小さくなるほどエッチング速度が低下するという現象が起こる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−５８５０７号公報
【特許文献２】特開２０００−１８３３０３号公報
【特許文献３】特開２００１−２１０６４８号公報
【特許文献４】特開２００７−５３３９１号公報
【特許文献５】特開２０１０−４５３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このようなマイクロローディング効果による影響により、エッチング速度が小さい部位では、ハードマスク材料層のパターンエッチングを完了させるために、レジストパターンがハードマスク材料層のレジストとして耐えうる時間以上のエッチング時間を要する場合がある。その場合、ハードマスク材料層全体がエッチングされ、被エッチング体を加工する際のハードマスクとしての機能を失うという問題がある。
このため、マイクロローディング効果を起すような材料をハードマスクに使用しないことも当然考えられるが、例えば、マイクロローディング効果を起す材料であるクロムは、ハードマスクとして石英ガラスをエッチングする場合のエッチング選択比が大きく、薄膜のハードマスクであっても高精度の微細パターンを石英ガラスに形成することができる等の利点があり、ハードマスクとして広く使用されている。
【０００６】
一方、上記の問題を解消するためには、エッチング速度が小さい部位でのハードマスク材料層のエッチングが完了する前にレジストパターンが消失しないように、レジストパターンを厚くする必要がある。しかし、レジストパターンを厚くすると、レジストパターンの倒れや滑りが生じるという問題がある。また、レジストパターンの倒れや滑りが生じないとしても、エッチング速度が小さい部位ほどハードマスク材料層のエッチングが進行しずらいことに変わりはなく、ハードマスク材料層のエッチング部位のエッチング速度や寸法バラツキが大きくなり、ハードマスクのパターン精度が低下し、その影響が被エッチング体のパターン形成に及ぶという問題があった。
本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたものであり、レジストパターンの開口面積および開口率の大小あるいは開口形状によらず高い精度で微細パターンの形成が可能なパターン成形用構造体と微細パターン形成方法とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的を達成するために、本発明は、ハードマスクを介して被エッチング体をドライエッチングすることにより微細パターンを形成するためのパターン形成用構造体において、被エッチング体と、該被エッチング体の所望の面に位置するハードマスク材料層と、該ハードマスク材料層上に位置するレジストパターンとを備え、該レジストパターンは複数種の開口部を有し、該開口部のうち、少なくとも前記レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上にはレジストが存在し、かつ、前記エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストが他の開口部内に存在するレジストよりも厚く、ドライエッチング時の前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も小さいＲｍａである開口部内に存在する前記レジストの厚みをＴａとし、ドライエッチング時の前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も大きいＲｍｂである開口部内に存在する前記レジストの厚みをＴｂとし、前記レジストパターンの厚みをＴ、ドライエッチング時の前記レジストパターンのエッチング速度をＲｒ、前記ハードマスク材料層の厚みをｔとしたときに、下記の関係式が成立するような構成とした。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
【００１０】
本発明の他の態様として、レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みは、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が大きい開口部ほど厚いような構成とした。
本発明の他の態様として、前記ハードマスク材料層はクロム、モリブデン、チタン、タンタル、ジルコニウム、タングステン、これらの金属の合金、および、酸化クロム、酸化チタン、窒化クロム、窒化チタン、ガリウム砒素からなる群の中の少なくとも１種からなるような構成とした。
【００１１】
本発明の微細パターン形成方法は、被エッチング体の所望の面にハードマスク材料層を形成する工程と、前記ハードマスク材料層上に複数種の開口部を有するレジストパターンを形成する工程と、該レジストパターンを介して前記ハードマスク材料層をドライエッチングしてハードマスクパターンを形成する工程と、該ハードマスクを介して前記被エッチング体をドライエッチングすることにより微細パターンを形成する工程と、を備え、前記レジストパターンを形成する工程では、前記レジストパターンの開口部のうち、少なくとも前記レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上にレジストを残存させるとともに、前記エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストの厚みを他の開口部内に存在するレジストの厚みよりも大きくし、レジストパターンを介した前記ハードマスク材料層のドライエッチング時における最も小さいエッチング速度がＲｍａであり、最も大きいエッチング速度がＲｍｂであり、前記レジストパターンの厚みがＴであり、前記ハードマスク材料層のドライエッチング時の前記レジストパターンのエッチング速度がＲｒであり、前記ハードマスク材料層の厚みがｔであるとしたときに、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も小さい開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みＴａと、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が最も大きい開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストの厚みＴｂを、下記の関係式が成立するように設定するような構成とした。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ 
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
【００１２】
本発明の他の態様として、前記レジストパターンを形成する工程では、レジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時におけるレジストパターンの開口部の開口面積、開口率および開口形状の相違に応じたハードマスク材料層のエッチング速度、レジストパターンのエッチング速度、ハードマスク材料層の厚み、レジストパターンの厚みを基に、レジストパターンを介した前記ハードマスク材料層のドライエッチングが完了するまでレジストパターンが存在するように、前記レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に残存させるレジストの厚みを設定するような構成とした。
【００１５】
本発明の他の態様として、前記レジストパターンを形成する工程では、レジストパターンの開口部内の前記ハードマスク材料層上に存在するレジストを、前記ハードマスク材料層のエッチング速度が大きい開口部ほど厚く形成するような構成とした。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のパターン成形用構造体は、具備するレジストパターンの開口面積および開口率の大小あるいは開口形状によらず、レジストパターンを介するハードマスク材料層のドライエッチング、これにより形成されたハードマスクを介する被エッチング体のドライエッチングによって、高い精度で微細パターンの形成が可能である。
【００１７】
また、本発明の微細パターン形成方法は、レジストパターンの所定の開口部内においてハードマスク材料層上にレジストを残存させることにより、レジストパターンの倒れや滑りの発生を防止するとともに、レジストパターンの開口面積および開口率の大小あるいは開口形状によらず、マイクロローディング効果による悪影響の発生を抑制してハードマスクパターンを形成することが可能であり、これにより、ハードマスクを介するドライエッチングによって被エッチング体に高精度の微細パターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のパターン成形用構造体の一実施形態を示す平面図である。
【図２】図１に示されるパターン成形用構造体のＩ−Ｉ線における断面図である。
【図３】図２に示されるパターン成形用構造体の断面の部分拡大図である。
【図４】本発明のパターン成形用構造体の他の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明のパターン成形用構造体の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】マイクロローディング効果を起す開口部形状の他の例を示す図である。
【図７】マイクロローディング効果を起す開口部形状の他の例を示す図である。
【図８】本発明の微細パターン形成方法の一実施形態を説明するための工程図である。
【図９】本発明の微細パターン形成方法におけるレジストパターン形成の一例を説明するための工程図である。
【図１０】本発明の微細パターン形成方法におけるレジストパターン形成の他の例を説明するための工程図である。
【図１１】本発明の微細パターン形成方法におけるレジストパターン形成の他の例を説明するための工程図である。
【図１２】開口面積とエッチング速度との関係の一例を示す図である。
【図１３】開口形状とエッチング速度との関係の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
［パターン成形用構造体］
図１は、本発明のパターン成形用構造体の一実施形態を示す平面図であり、図２は、図１に示されるパターン成形用構造体のＩ−Ｉ線における断面図であり、図３は、図２に示されるパターン成形用構造体の断面の部分拡大図である。図１〜図３において、本発明のパターン成形用構造体１は、被エッチング体１１と、この被エッチング体１１の一方の面１１ａに位置するハードマスク材料層２１と、このハードマスク材料層２１の表面２１ａ上に位置するレジストパターン３１とを備えている。尚、図示例における形状、寸法等は、本発明を説明するために便宜的に記載したものであり、これに限定されるものではなく、以下の図面においても同様である。
【００２０】
被エッチング体１１は特に制限はなく、例えば、石英ガラスやソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板、金属基板、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合体であってもよい。また、例えば、半導体やディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路、ホログラフィのような光学的構造等の所望のパターン構造物が形成されたものであってもよい。
ハードマスク材料層２１は、被エッチング体１１とのエッチング選択性を利用したドライエッチングが可能な材料であれば特に制限はない。また、ハードマスク材料層２１は、複数種の開口部を有するレジストパターンを介したドライエッチング時にレジストパターンの開口部の開口面積、開口率および開口形状の相違に応じてエッチング速度に相違（マイクロローディング効果）を生じる材料であってもよく、このような材料としては、例えば、クロム、モリブデン、チタン、タンタル、ジルコニウム、タングステン等の金属、これらの金属の合金、酸化クロム、酸化チタン等の金属酸化物、窒化クロム、窒化チタン等の金属窒化物、ガリウム砒素等の金属間化合物等を挙げることができ、被エッチング体１１の材質、被エッチング体１１のドライエッチング条件を考慮して１種または２種以上の組み合わせとして適宜選定することができる。一般に、石英の加工、特に石英を基材としたフォトマスクやナノインプリント用モールドの加工において広くハードマスクとして使用実績のあるクロムは、マイクロローディング効果が特に大きく生じる材料であるため、本発明の効果が特に期待できる。
【００２１】
このようなハードマスク材料に対してマイクロローディング効果を起すようなレジストパターンの複数種の開口部とは、開口面積および開口率の大小あるいは開口形状により反応性原子（ラジカル）やイオン種の供給量に相違を生じるような開口部である。すなわち、開口面積が小さい微細な開口部と、この開口部よりも開口面積が大きい開口部が存在する場合、開口面積が小さく微細になるとエッチング速度が低下する。また、開口面積が同じ場合でも、ある一定の面積内における開口率が小さくなるほどエッチング速度が低下する。さらに、同程度の開口面積をもつパターンであっても、開口形状によりエッチング速度に差が生じる場合がある。例えば、同程度の開口面積をもつ１：１の間隔で存在する円形パターン群（縦横の直線の交差により作られる格子の交差点上に円形の開口部が位置するように配置され、各開口部間の非開口部位の幅が開口部の直径と同じ）と、１：３の間隔で存在するライン／スペース群（開口部の幅と非開口部の幅の比が１：３）では、後者の方がエッチング速度は大きくなる。ここで、上記の一定の面積内とは、レジストパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）などの微細パターン観察ツールで観察したときに、最大開口部をもつパターンが他の開口部とパターン群をなさない１つの開口部、または、複数の開口部からなるパターン群が確認できる任意の観察視野内である。また、開口部の開口率とは、上記の視野内に占める総開口面積の割合である。また、開口部の開口形状とは、開口部自体の形状であり、その例としては、円形、多角形、あるいは、帯状の矩形などが挙げられる。尚、ある一つの開口部に注目し、その開口部の周囲２０μｍ以内に他の開口部が存在しない場合には、その開口部を単体であると定義し、開口部の近隣に他のパターンが存在する場合には、それらをパターン群と呼ぶこととする。ここで、単体の例としては、単体ホール、単体スペース等、パターン群の例としては、密集ホール、ライン／スペース等が挙げられる。
【００２２】
また、ハードマスク材料層２１の厚みは、被エッチング体１１のドライエッチング条件と、ドライエッチング時のエッチング選択比（被エッチング体のエッチング速度／ハードマスクのエッチング速度）を考慮して設定することができ、例えば、１〜５００ｎｍの範囲で適宜設定することができる。
【００２３】
レジストパターン３１は、開口面積と開口率と開口形状の相違がある複数種の開口部３２を有しており、図示例では、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａと、この開口部３２ａよりも開口面積が大きく、かつ開口率が大きい開口部３２ｂの２種の開口部を有している。開口部３２ａは周囲をレジスト凸部３３で囲まれており、一方、開口部３２ｂは微細なレジスト凸部３３を介して複数の開口部３２ｂが隣接している。このような開口部３２を有するレジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチング時のエッチング速度は、開口面積が大きく、かつ開口率が大きい開口部３２ｂで大きく、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａで小さくなる。そして、本発明では、レジストパターンの複数種の開口部のうち、少なくともレジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内のハードマスク材料層上にはレジストが存在し、かつ、エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストが他の開口部内に存在するレジストよりも厚いことを特徴としている。そして、図示例では、ドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部３２ｂ内のハードマスク材料層２１上にレジスト３４ｂが存在している。また、ドライエッチング時のエッチング速度が小さい開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上にもレジスト３４ａが存在しており、このレジスト３４ａはレジスト３４ｂよりも薄いものである。したがって、開口部３２ａの深さは、開口部３２ｂの深さよりも深いものとなっている。このようなレジスト３４ａの厚み、および、レジスト３４ｂの厚みは、レジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチングにおいて、レジスト３４ａとレジスト３４ｂが除去される時間、開口部３２ａ、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のエッチング速度およびハードマスク材料層２１の厚みを考慮して、後述するように、ハードマスク材料層２１のエッチングが同時、あるいは、ほぼ同時に完了するように設定することができる。
【００２４】
このようなレジストパターン３１は、ネガ型あるいはポジ型の感光性レジスト材料、熱硬化性レジスト材料、熱可塑性レジスト材料等を用いて形成されたものとすることができ、レジストパターン３１の厚み（開口部が存在しない部位（レジスト凸部３３）の厚み）は、ハードマスク材料層２１のドライエッチング時のエッチング選択比（ハードマスク材料層のエッチング速度／レジストパターンのエッチング速度）を考慮して設定することができる。
【００２５】
このような本発明のパターン成形用構造体１は、具備するレジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチングにおいて、開口部３２ａ内、開口部３２ｂ内にそれぞれレジスト３４ａおよびレジスト３４ｂが存在し、レジスト３４ａがレジスト３４ｂよりも薄いので、開口部３２ａにおけるハードマスク材料層２１のドライエッチングは、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のドライエッチングよりも早く開始される。これにより、開口部３２ａ、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のエッチング完了までの時間の相違が緩和あるいは打ち消される。したがって、高精度のハードマスクパターンを形成することが可能であり、このように形成されたハードマスクを介した被エッチング体１１のドライエッチングによって、高い精度で微細パターンの形成が可能である。さらに、開口部内にレジストが存在することにより、レジストパターン３１の滑りが防止でき、また、レジスト凸部３３の高さが小さくなることにより、レジストパターン３１の倒れも防止することができる。尚、レジストパターン３１の種類によってもエッチング完了までの時間の相違の緩和程度が異なる。
【００２６】
ここで、図３を参照しながら上記のレジスト３４ａおよびレジスト３４ｂの厚みの設定の一例について説明する。まず、レジスト３４ａおよびレジスト３４ｂが存在しない状態でのレジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチング時の開口部３２ａにおけるハードマスク材料層２１のエッチング速度をＲｍａ、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のエッチング速度をＲｍｂとする。また、ドライエッチング時のレジストパターン３１のエッチング速度をＲｒとし、ハードマスク材料層２１の厚みをｔ、レジストパターン３１（レジスト凸部３３）の厚みをＴとする。このような場合において、開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上に存在するレジスト３４ａの厚みＴａ、開口部３２ｂ内のハードマスク材料層２１上に存在するレジスト３４ｂの厚みＴｂを、下記の関係式が成立するように設定することができる。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  Ｔ／Ｒｒ
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  Ｔ／Ｒｒ
【００２７】
この関係式から明らかなように、開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上にはレジストが存在しなくてもよい。
上記の関係式が成立するようにレジスト３４ａの厚みＴａ、および、レジスト３４ｂの厚みＴｂを設定することにより、レジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチングが完了するまでレジストパターン３１が確実に残存する。そして、より好ましくは、下記の関係式が成立するように設定することができる。
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
【００２８】
この関係式が成立するようにレジスト３４ａの厚みＴａ、および、レジスト３４ｂの厚みＴｂを設定することにより、レジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチングが完了したときに、レジストパターン３１は厚みがＴｂ以上の状態で残存する。したがって、レジストパターン３１が消失してハードマスク材料層２１全体がエッチングされることによるハードマスクパターンの精度の低下や、ハードマスク材料層２１の下の被エッチング体１１のエッチングが確実に防止される。
【００２９】
また、上記の関係式が成立することに加えて、下記の関係式が成立することが更に好ましい。このような関係式が成立することにより、開口部３２ａ、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のエッチングが同時に完了し、ハードマスク材料層２１のエッチング部位の寸法のバラツキ発生が防止され、ハードマスクパターンの精度が向上し、より高い精度で被エッチング体のパターン形成が可能になる。
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
【００３０】
このようなパターン形成用構造体は、例えば、マイクロコンタクトプリント法に使用するスタンプを作製するためのマスター版の製造や、このスタンプを作製するためのマスター版から転写して作製されるレプリカ版の製造、インプリント法に使用するモールドを作製するためのマスター版の製造や、このモールドを作製するためのマスター版から転写して作製されるレプリカ版の製造、あるいは、半導体およびカラーフィルタ等の製造の用途に使用されるフォトマスク、またはトレンチ形成等を行う半導体装置部品の製造等に適用可能である。
上述の実施形態は例示であり、本発明のパターン形成用構造体はこれらに限定されるものではない。例えば、図４に示されるように、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａ内にはレジストが存在せず、開口面積が大きく、かつ開口率が大きな開口部３２ｂのみにレジスト３４ｂが存在するレジストパターン３１′を備えたパターン形成用構造体１′であってもよい。
【００３１】
また、図５に示されるように、レジストパターン３１″が、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａと、この開口部３２ａよりも開口面積が大きく、かつ開口率が大きい開口部３２ｃと、この開口部３２ｃよりも更に開口面積が大きく、かつ開口率が大きな開口部３２ｂの３種の開口部を有しているパターン形成用構造体１″であってもよい。この例では、ドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部３２ｂ内のハードマスク材料層２１上にレジスト３４ｂが存在し、エッチング速度が小さい開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上にレジスト３４ａが存在し、さらに、エッチング速度が中間である開口部３２ｃ内のハードマスク材料層２１上にレジスト３４ｃが存在している。この場合のレジスト３４ａ、レジスト３４ｂおよびレジスト３４ｃの厚みの設定は、上記のレジスト３４ａ、レジスト３４ｂの厚みの設定と同様に行うことができる。すなわち、上記の設定に加えて、レジスト３４ｃが存在しない状態でのレジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチング時の開口部３２ｃにおけるハードマスク材料層２１のエッチング速度をＲｍｃとしたときに、開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上に存在するレジスト３４ａの厚みＴａ、開口部３２ｂ内のハードマスク材料層２１上に存在するレジスト３４ｂの厚みＴｂ、開口部３２ｃ内のハードマスク材料層２１上に存在するレジスト３４ｃの厚みＴｃを、下記の関係式が成立するように設定することができる。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｃ  ＜  Ｔｂ
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  Ｔ／Ｒｒ
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  Ｔ／Ｒｒ
Ｔｃ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｃ  ≦  Ｔ／Ｒｒ
【００３２】
この関係式から明らかなように、開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上にはレジストが存在しなくてもよい。
より好ましくは、下記の関係式が成立するように設定することができる。
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
Ｔｃ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｃ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
また、上記の関係式が成立することに加えて、下記の関係式が成立することが更に好ましい。
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ＝  Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ
＝  Ｔｃ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｃ
【００３３】
上述の実施形態は例示であり、本発明のパターン成形用構造体はこれらに限定されるものではない。
また、クロム等のハードマスク材料に対してマイクロローディング効果を起す開口部の形状としては、図１に例示した開口部３２ａ、開口部３２ｂの他に、例えば、図６および図７に示すような例が挙げられる。図６に示される例では、レジストパターン３１が有する開口部３２は、ハーフピッチがＰ１であるライン／スペースのスペースを構成する開口部３２ａと、ハーフピッチがＰ２（Ｐ２＞Ｐ１）であるライン／スペースのスペースを構成する開口部３２ｂの２種からなっている。図中、斜線を付している部位は、ライン／スペースのラインを構成するレジスト凸部３３を示している。スペースを構成するこの例では、開口部３２ａの開口面積が開口部３２ｂの開口面積よりも小さいので、開口部３２ａにおけるエッチング速度が開口部３２ｂにおけるエッチング速度よりも小さくなる。また、図７に示される例では、レジストパターン３１が有する開口部３２は、単体ホールである開口部３２ａと、単体スペースである開口部３２ｂの２種からなっている。図中、斜線を付している部位はレジスト凸部３３を示している。この例では、開口部３２ａの開口幅Ｌと開口部３２ｂの開口幅Ｌは同じであるが、開口部３２ａの開口面積および開口率が開口部３２ｂの開口面積および開口率よりも小さいので、開口部３２ａにおけるエッチング速度が開口部３２ｂにおけるエッチング速度よりも小さくなる。
【００３４】
［微細パターン成形方法］
図８は、本発明の微細パターン形成方法の一実施形態を説明するための工程図であり、上述の本発明のパターン形成用構造体１の製造例を含むものである。
本発明では、まず、被エッチング体１１の所望の面１１ａにハードマスク材料層２１を形成する（図８（Ａ））。被エッチング体１１としては、例えば、石英ガラスやソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス等のガラス、シリコンやガリウム砒素、窒化ガリウム等の半導体、ポリカーボネート、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂基板、金属基板、あるいは、これらの材料の任意の組み合わせからなる複合体等を使用することができる。また、例えば、半導体やディスプレイ等に用いられる微細配線や、フォトニック結晶構造、光導波路、ホログラフィのような光学的構造等の所望のパターン構造物が形成されたものを被エッチング体１１としてもよい。
【００３５】
ハードマスク材料層２１の形成は、被エッチング体１１とのエッチング選択性を利用したドライエッチングが可能な材料を用いて、スパッタリング法等により行うことができる。また、複数種の開口部を有するレジストパターンを介したドライエッチング時にレジストパターンの開口部の開口面積、開口率および開口形状の相違に応じてエッチング速度に相違（マイクロローディング効果）を生じる材料を用いて、スパッタリング法等によりハードマスク材料層２１を形成することができる。マイクロローディング効果を生じる材料としては、例えば、クロム、モリブデン、チタン、タンタル、ジルコニウム、タングステン等の金属、これらの金属の合金、酸化クロム、酸化チタン等の金属酸化物、窒化クロム、窒化チタン等の金属窒化物、ガリウム砒素等の金属間化合物等を挙げることができる。使用するハードマスク材料は、被エッチング体１１の材質、被エッチング体１１のドライエッチング条件、被エッチング体１１とのエッチング選択比（被エッチング体のエッチング速度／ハードマスクのエッチング速度）を考慮して適宜選定することができる。また、ハードマスク材料層２１の厚みは、被エッチング体１１のドライエッチング条件と、ドライエッチング時のエッチング選択比（被エッチング体のエッチング速度／ハードマスクのエッチング速度）を考慮して設定することができ、例えば、１〜５００ｎｍの範囲で適宜設定することができる。
【００３６】
上記のような材料に対してマイクロローディング効果を起すようなレジストパターンの複数種の開口部とは、開口面積および開口率の大小あるいは開口形状により反応性原子（ラジカル）やイオン種の供給量に相違を生じるような開口部である。すなわち、開口面積が小さい微細な開口部と、この開口部よりも開口面積が大きい開口部が存在する場合、開口面積が小さく微細になるとエッチング速度が低下する。また、開口面積が同じ場合でも、ある一定の面積内における開口率が小さくなるほどエッチング速度が低下する。さらに、同程度の開口面積をもつパターンであっても、開口形状によりエッチング速度に差が生じる場合がある。例えば、同程度の開口面積をもつ１：１の間隔で存在する円形パターン群と１：３の間隔で存在するライン／スペース群では、後者の方がエッチング速度は大きくなる。ここで、上記の一定の面積内とは、レジストパターンをＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）、ＡＦＭ（原子間力顕微鏡）などの微細パターン観察ツールで観察したときに、最大開口部をもつパターンが他の開口部とパターン群をなさない１つの開口部、または、複数の開口部からなるパターン群が確認できる任意の観察視野内である。また、開口部の開口率とは、上記の視野内に占める総開口面積の割合である。また、開口部の開口形状とは、開口部自体の形状であり、その例としては、円形、多角形、あるいは、帯状の矩形などが挙げられる。尚、ある一つの開口部に注目し、その開口部の周囲２０μｍ以内に他の開口部が存在しない場合には、その開口部を単体であると定義し、開口部の近隣に他のパターンが存在する場合には、それらをパターン群と呼ぶこととする。ここで、単体の例としては、単体ホール、単体スペース等、パターン群の例としては、密集ホール、ライン／スペース等が挙げられる。
【００３７】
次に、ハードマスク材料層２１の表面２１ａ上に複数種の開口部を有するレジストパターン３１を形成する（図８（Ｂ））。レジストパターン３１は、開口面積と開口率と開口形状の相違がある複数種の開口部３２を有しており、図示例では、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａと、この開口部３２ａよりも開口面積が大きく、かつ開口率が大きな開口部３２ｂの２種の開口部を有している。開口部３２ａは周囲をレジスト凸部３３で囲まれており、一方、開口部３２ｂは微細なレジスト凸部３３を介して複数の開口部３２ｂが隣接している。このような開口部３２を有するレジストパターン３１を介したハードマスク材料層２１のドライエッチング時のエッチング速度は、開口面積が大きく、かつ開口率が大きい開口部３２ｂで大きく、開口面積が小さく、かつ開口率が小さい微細な開口部３２ａで小さいものとなる。そして、ドライエッチング時のエッチング速度が大きい開口部３２ｂ内のハードマスク材料層２１上にレジスト３４ｂが存在している。また、ドライエッチング時のエッチング速度が小さい開口部３２ａ内のハードマスク材料層２１上にもレジスト３４ａが存在している。ここで、本発明では、レジストパターン３１を形成する工程において、レジストパターンの開口部のうち、少なくともレジストパターンを介したハードマスク材料層のドライエッチング時のエッチング速度が最も大きい開口部内のハードマスク材料層上にレジストを残存させるとともに、エッチング速度が最も大きい開口部内に存在するレジストの厚みを他の開口部内に存在するレジストの厚みよりも大きくすることを特徴としている。したがって、レジストパターン３１を形成する工程では、レジスト３４ｂをレジスト３４ａよりも厚く形成する。これにより、上述の本発明のパターン形成用構造体１が得られる。尚、レジストパターン３１の形成方法については後述する。
【００３８】
次いで、レジストパターン３１を介してハードマスク材料層２１をドライエッチングしてハードマスクパターンを形成しハードマスク２２とする（図８（Ｃ））。ハードマスク材料層２１のドライエッチングでは、ハードマスク材料、あるいは、エッチング選択比（ハードマスク材料層のエッチング速度／レジストパターンのエッチング速度）を考慮して、例えば、フッ素系ガス、塩素系ガス等を使用することができる。このハードマスク２２の形成では、レジストパターン３１の開口部３２ａ内、開口部３２ｂ内にそれぞれレジスト３４ａおよびレジスト３４ｂが存在し、レジスト３４ａがレジスト３４ｂよりも薄いので、開口部３２ａにおけるハードマスク材料層２１のドライエッチングは、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のドライエッチングよりも早く開始される。したがって、開口部３２ａ、開口部３２ｂにおけるハードマスク材料層２１のエッチング完了までの時間の相違が緩和あるいは打ち消される。これにより、高精度のハードマスク２２を形成することが可能である。
次に、ハードマスク２２を介して被エッチング体１１をドライエッチングすることにより微細パターン１２を形成する（図８（Ｄ））。この被エッチング体１１のドライエッチングでは、エッチング選択比（被エッチング体のエッチング速度／ハードマスクのエッチング速度）を考慮して、例えば、フッ素系ガス、塩素系ガス等を使用することができる。
【００３９】
ここで、上記のレジストパターン３１の形成について、図９〜図１１を参照して説明する。
図９はモールドを用いたレジストパターン３１の形成例であり、ハードマスク材料層２１の表面２１ａに光硬化性、熱硬化性、あるいは、熱可塑性のレジスト材料を用いてレジスト層３０Ａを形成する（図９（Ａ））。次いで、凸形状パターン４２を有するモールド４１とレジスト層３０Ａとを押し付ける（図９（Ｂ））。モールド４１の凸形状パターン４２は、開口部３２ａを形成するための凸部４２ａと、開口部３２ｂを形成するための凸部４２ｂを有しており、モールド４１とレジスト層３０Ａとの押し付けは、凸部４２ａとハードマスク材料層２１との距離が上記のレジスト３４ａの厚みに相当し、凸部４２ｂとハードマスク材料層２１との距離が上記のレジスト３４ｂの厚みに相当するように制御する。そして、レジスト層３０Ａを硬化させた後にモールド４１を引き離すことにより、レジストパターン３１が得られる（図９（Ｃ））。
【００４０】
また、図１０はポジ型の感光性レジスト材料を用いたレジストパターン３１の形成例であり、ハードマスク材料層２１の表面２１ａにポジ型の感光性レジスト材料を用いてレジスト層３０Ｂを形成する（図１０（Ａ））。次いで、レジスト層３０Ｂの開口部３２の形成部位に電子線描画装置、レーザ描画装置、ステッパー、スキャナー等の装置を用いて電子線等を照射し、所望のパターン潜像３２ａ′、３２ｂ′を形成する（図１０（Ｂ））。このレジスト層３０Ｂへのパターン潜像の形成における照射量を調整することにより、開口部３２ａ内のレジスト３４ａの厚み、開口部３２ｂ内のレジスト３４ｂの厚みを制御することができる。すなわち、厚みの小さいレジスト３４ａを残存させる開口部３２ａの形成部位３２ａ′への照射量を大きく、厚みの大きいレジスト３４ｂを残存させる開口部３２ｂの形成部位３２ｂ′への照射量を小さくするように調整する。その後、レジスト層を現像することにより、レジストパターン３１が得られる（図１０（Ｃ））。
【００４１】
また、図１１はネガ型の感光性レジスト材料を用いたレジストパターン３１の形成例であり、ハードマスク材料層２１の表面２１ａにネガ型の感光性レジスト材料を用いてレジスト層３０Ｃを形成する（図１１（Ａ））。次いで、レジスト層３０Ｃの開口部３２を形成しない部位に電子線描画装置、レーザ描画装置、ステッパー、スキャナー等の装置を用いて電子線等を照射し、所望のパターン潜像３２ａ′、３２ｂ′を形成する（図１１（Ｂ））。次に、レジスト層３０Ｃの開口部３２の形成部位に微量露光を行うことにより、開口部３２ａ内のレジスト３４ａの厚み、開口部３２ｂ内のレジスト３４ｂの厚みを制御する（図１１（Ｃ））。すなわち、厚みの大きいレジスト３４ｂを残存させる開口部３２ｂの形成部位３２ｂ′へ微量の露光を行い、厚みの小さいレジスト３４ａを残存させるように開口部３２ａの形成部位３２ａ′へ更に微量の露光を行い、この微量露光の露光量を調整することにより残存するレジストの厚みを制御する。その後、レジスト層を現像することにより、レジストパターン３１が得られる（図１１（Ｄ））。
上記のようなレジストパターン３１の形成におけるレジスト３４ａおよびレジスト３４ｂの厚みの設定は、上述の図３を参照しながら説明した内容と同様に行うことができる。
【００４２】
また、所定のドライエッチング条件における上述の説明のハードマスク材料層２１のエッチング速度Ｒｍａとエッチング速度Ｒｍｂが不明である場合には、種々の開口部におけるハードマスク材料層のエッチング速度のデータベースを予め作成しておき、該当する条件の開口部に対応するエッチング速度をデータベースから決定することができる。例えば、図１２に示されるように、開口部の開口形状を同一とし、開口面積を種々変化させたときのエッチング速度を測定してデータベースとすることができる。この例では、開口面積がナノ単位のＳ１（例えば、数ｎｍ2〜数百ｎｍ2）である開口部では、反応性原子（ラジカル）やイオン種の供給が不十分であり、開口面積の増加に応じてエッチング速度が大きくなる。一方、開口面積がミクロン単位のＳ２（例えば、数μｍ2〜数百μｍ2）である開口部では、反応性原子（ラジカル）やイオン種の供給が安定したものであり、エッチング速度が一定となっている。また、図１３に示されるように、開口部の開口面積を同一とし、開口形状を種々変化させたときのエッチング速度を測定してデータベースとすることができる。この例では、開口形状を単体ホール、密集ホール、単体スペース、ライン／スペースとし、各開口形状におけるエッチング速度が測定されている。
上述の実施形態は例示であり、本発明の微細パターン形成方法はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００４３】
次に、より具体的な実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
＜マイクロローディング効果に関するデータベースの作成＞
石英ガラス基板上にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み約２０ｎｍ）を成膜した。
次いで、ネガ型の感光性レジスト材料としてネガ型電子線感応レジスト（東京応化（株）製  ＮＥＢ）をスピンコート法で上記のクロム薄膜上に供給してレジスト層（厚み３００ｎｍ）を形成した。このレジスト層に、電子線描画装置で開口部のパターン潜像を形成し、その後、現像することにより、レジストパターンの開口部の形状が下記のような単体ホール、密集ホール、単体スペース、ライン／スペースである４種のテストサンプルを作製した。
・単体ホール      ：開口形状は一辺２００ｎｍの正方形である。
・密集ホール      ：一辺２００ｎｍの正方形が幅２００ｎｍのレジスト凸部を介して
碁盤目状に隣接してパターン群をなしている。
・単体スペース    ：開口形状は幅２００ｎｍ、長さ２００μｍの帯状である。
・ライン／スペース：ライン（ｎｍ）／スペース（ｎｍ）が２００／２００のパターン
群である。
【００４４】
上記の４種のテストサンプルにおいて、下記のドライエッチング条件でレジストパターンを介してクロム薄膜のエッチングを行い、エッチング速度を導出した。そして、図１３に示すように、単体ホールにおけるエッチング速度が最も小さく、密集ホール、単体スペース、ライン／スペースの順にエッチング速度が大きくなる結果を得てデータベースとした。
（ドライエッチング条件）
・Ｃｌ2ガス流量    ：  １５０sccm
・Ｏ2ガス流量      ：  ５０sccm
・ＩＣＰパワー    ：  ４００Ｗ
・ＲＩＥパワー    ：  １００Ｗ
・圧力            ：  １．０Ｐａ
【００４５】
＜パターン形成用構造体の作製および微細パターンの形成＞
被エッチング体として石英ガラス基板（直径６インチ、厚み０．２５インチ）を準備した。
次に、この被エッチング体上にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み約２０ｎｍ）を成膜してハードマスク材料層とした。
次いで、ネガ型の感光性レジスト材料として上記と同じネガ型電子線感応レジストをスピンコート法で上記のハードマスク材料層上に供給してレジスト層を形成した。上記のデータベースから、上記と同じドライエッチング条件でのクロム薄膜（ハードマスク材料層）のドライエッチング速度は、密集ホールの開口部では１０．７ｎｍ／分であり最も小さく、ライン／スペース（２００／２００）の開口部では１９．３ｎｍ／分であり最も大きいものであった。そして、レジスト層は、下記のように形成する密集ホールとライン／スペースのうちエッチング速度が最も小さい密集ホールにおけるクロム薄膜のエッチングが完了するまで消失しないように、厚みＴ＝３００ｎｍとした。尚、上記と同じドライエッチング条件でのレジストパターンのドライエッチング速度は２０．６ｎｍ／分であった。
【００４６】
次いで、レジスト層の開口部非形成部位に電子線描画装置を用いて電子線を照射（露光量５０μＣ／ｃｍ2）し、一辺２００ｎｍの正方形が幅２００ｎｍのレジスト凸部を介して碁盤目状に隣接してパターン群をなしている密集ホールと、ライン／スペース（２００／２００）の２種のパターン潜像を形成した。次に、ライン／スペース（２００／２００）の開口部に相当する部位に対して電子線描画装置を用いて微量の電子線を照射（露光量１０μＣ／ｃｍ2）した。その後、レジスト層を現像することによりレジストパターンを形成して、パターン形成用構造体を作製した。形成したレジストパターンを、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて観察した結果、ライン／スペース（２００／２００）におけるレジストパターンの倒れ、滑りは見られなかった。
このように作製したパターン形成用構造体のレジストパターンの開口部に相当する部位を、石英ガラス基板を傾け、斜め方向からＳＥＭを用いて観察した。その結果、密集ホールからなる開口部内にはレジストが存在せず、ライン／スペース（２００／２００）の開口部内のハードマスク材料層上には厚み約１０ｎｍのレジストが存在することが確認された。
【００４７】
ここで、上記の密集ホールからなる開口部におけるクロム薄膜のドライエッチング速度（１０．７ｎｍ／分）をＲｍａとし、ライン／スペース（２００／２００）の開口部におけるクロム薄膜のドライエッチング速度（１９．３ｎｍ／分）をＲｍｂとし、レジストパターンのドライエッチング速度（２０．６ｎｍ／分）をＲｒとし、ハードマスク材料層の厚み（２０ｎｍ）をｔとし、レジストパターンの厚み（３００ｎｍ）をＴとし、密集ホールからなる開口部に存在するレジストの厚み（０ｎｍ）をＴａとした。さらに、ライン／スペース（２００／２００）の開口部に存在するレジストの厚みが約１０ｎｍであることから、Ｔｂ＝１０ｎｍとした。このときに、下記の関係式が成立することが確認された。
０  ≦  Ｔａ  ＜  Ｔｂ
Ｔａ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍａ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
Ｔｂ／Ｒｒ  ＋  ｔ／Ｒｍｂ  ≦  （Ｔ−Ｔｂ）／Ｒｒ
【００４８】
次いで、レジストパターンを介してハードマスク材料層を上記と同じドライエッチング条件でドライエッチングしてハードマスクパターンを形成してハードマスクとした。このように形成したハードマスクと被エッチング体を、ＳＥＭを用いて観察した結果、密集ホールからなる開口部とライン／スペース（２００／２００）の開口部とにおいて、いずれもハードマスク材料層のエッチングが完了しているとともに、レジストパターンは消失しておらず、また、被エッチング体へのエッチングは生じていないことが確認された。
その後、下記のドライエッチング条件で、このハードマスクを介して被エッチング体をドライエッチングして微細パターンを形成した。
（被エッチング体のドライエッチング条件）
・ＣＦ4ガス流量    ：  ４０sccm
・ＩＣＰパワー    ：  ４００Ｗ
・ＲＩＥパワー    ：  ２００Ｗ
・圧力            ：  １．５Ｐａ
【００４９】
このように形成した微細パターンの寸法精度をＣＤ−ＳＥＭを用いて観察、測定した。その結果、密集ホールおよびライン／スペース（２００／２００）のいずれの微細パターンも、設計寸法に対するズレが±１０ｎｍ以下であった。したがって、開口部内のハードマスク材料層上に厚みが約１０ｎｍのレジストが存在するライン／スペース（２００／２００）の開口部であっても、開口部内のハードマスク材料層上にレジストが存在しない密集ホールからなる開口部と同等の加工が可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
マイクロコンタクトプリント法に使用するスタンプを作製するためのマスター版の製造や、このスタンプを作製するためのマスター版から転写して作製されるレプリカ版の製造、インプリント法に使用するモールドを作製するためのマスター版の製造や、このモールドを作製するためのマスター版から転写して作製されるレプリカ版の製造、あるいは、半導体およびカラーフィルタ等の製造の用途に使用されるフォトマスク、またはトレンチ形成等を行う半導体装置の製造等の微細パターン形成を必要とする種々の加工に利用可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１，１′，１″…パターン形成用構造体
１１…被エッチング体
２１…ハードマスク材料層
２２…ハードマスク
３１，３１′，３１″…レジストパターン
３２，３２ａ，３２ｂ…開口部
３４ａ，３４ｂ…レジスト
【図１】
0005915027.tif 000002
【図２】
0005915027.tif 000003
【図３】
0005915027.tif 000004
【図４】
0005915027.tif 000005
【図５】
0005915027.tif 000006
【図６】
0005915027.tif 000007
【図７】
0005915027.tif 000008
【図８】
0005915027.tif 000009
【図９】
0005915027.tif 000010
【図１０】
0005915027.tif 000011
【図１１】
0005915027.tif 000012
【図１２】
0005915027.tif 000013
【図１３】
0005915027.tif 000014