(57)【要約】  実施例は、電子硬化リバース・トーンプロセスのための方法であって、基板上に堆積されたハードマスク層上に作製されたパターン化されたインプリントレジスト層の上に耐エッチング性層を堆積させるステップと、ハードマスクおよび基板へのインプリントパターン構造のエッチングプロセス中に、電子ビーム照射を用いて耐エッチング性層を硬化させるステップと、エッチングされたインプリントパターン構造のパターン構造配置ドリフトエラーの減少を定量化し、エッチングされたインプリントパターン構造のパターン構造サイズの均一性の増大を定量化するために、分析プロセスを用いるステップとを含む、方法を開示している。
2015525974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子硬化リバース・トーンプロセスのための方法であって、
基板上に堆積されたハードマスク層上に作製されたパターン化されたインプリントレジスト層の上に耐エッチング性層を堆積させるステップと、
前記ハードマスクおよび前記基板へのインプリントパターン構造のエッチングプロセス中に、電子ビーム照射を用いて前記耐エッチング性層を硬化させるステップと、
エッチングされたインプリントパターン構造のパターン構造配置ドリフトエラーの減少を定量化し、エッチングされたインプリントパターン構造のパターン構造サイズの均一性の増大を定量化するために、分析プロセスを用いるステップとを備える、方法。
【請求項２】
前記耐エッチング性層を堆積させるステップは、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含み、スピンコーティングを含む堆積プロセスを含むように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
電子ビーム硬化は、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させてパターン構造サイズの均一性を増大させるために、材料を高密度化することおよび体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層材料を分子的に変化させることによって、機械的安定性を向上させるように構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
硬化は、サイズおよび配置分布を分析するために分析プロセスを用いて決定される予め定められたエネルギおよび線量に制御される、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射の使用を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ハードマスク層は、酸素ガス（Ｏ２）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含むエッチングプロセスを用いてパターン化される、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いてパターンを前記基板に至るまでエッチングすることは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と、酸素ガス（Ｏ２）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記硬化された耐エッチング性層およびインプリントレジスト層のエッチバックは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の使用を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記電子硬化電子ビーム照射は、第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の前に行われ、代替的には第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の後であって第２の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の前に行われる、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記電子硬化リバース・トーンプロセスは、半導体およびビットパターン化媒体を含む積層体を複製するプロセスにおいて、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させ、パターン構造サイズの均一性を増大させることができる、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
ハードマスク層を堆積させた基板上に堆積されたパターンインプリントレジスト層上に堆積された耐エッチング性層を硬化させるための手段と、
硬化されたパターンインプリントレジスト層構造を前記ハードマスク層および基板にエッチングするための手段と、
エッチングされた、硬化されたインプリントレジスト層パターン構造の配置ドリフトエラーおよびパターン構造サイズの均一性の分布を分析するための手段とを備える、装置。
【請求項１１】
統計的なサイズおよび配置分布品質分析を用いて決定される、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射の予め定められた電圧および線量を用いて電子ビーム照射硬化を制御するための手段をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１２】
材料を高密度化すること、体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、特性を構造的に変化させて水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層材料を変化させるための手段をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１３】
テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を用いた第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と、酸素ガス（Ｏ２）を用いた第２の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とを含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の使用を含む二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いて、前記ハードマスクおよび基板をエッチングするための手段をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１４】
架橋された「ネットワーク」構造を原子再分配反応によって作成することを含む、耐エッチング性層材料を分子レベルで変化させることを含む、耐エッチング性層を硬化させるために電子ビーム照射を用いるための手段をさらに備える、請求項１０に記載の装置。
【請求項１５】
電子ビーム硬化プロセスであって、
パターンインプリントレジスト層上に堆積された耐エッチング性材料を硬化させて機械的安定性を生じさせるために電子ビームの照射を用いるステップと、
電子ビーム硬化された、機械的に安定したインプリントレジスト層のパターン化された構造をハードマスク層および基板にエッチングするためのエッチングプロセスの使用を含む、リバース・トーンエッチングプロセスを利用するステップと、
電子ビーム硬化線量を予め定めるために分析プロセスを用いるステップとを備える、電子ビーム硬化プロセス。
【請求項１６】
前記電子ビーム硬化は、インプリントレジスト材料、耐エッチング性材料、ハードマスク層および基板のタイプおよび厚み、ならびに分析プロセス結果に基づいて、電圧および線量を調整するように制御される、請求項１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【請求項１７】
硬化は、統計的なサイズおよび配置分布品質分析を用いて決定される予め定められたエネルギおよび線量で用いられる、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射を含む、請求項１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【請求項１８】
二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いたパターン化されたハードマスクテンプレートは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含む第１のエッチングの使用と、酸素ガス（Ｏ２）を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含む第２のエッチングの使用とを含む、請求項１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【請求項１９】
前記耐エッチング性材料の前記電子ビーム硬化は、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させてパターン構造サイズの均一性を増大させるために機械的安定性を生じさせる、請求項１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【請求項２０】
前記電子ビーム硬化は、材料を高密度化すること、体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、特性を構造的に変化させて水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層に用いられる材料を変化させるように構成される、請求項１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本願は、２０１２年７月１６日に出願された米国仮特許出願第６１／６７２，２７１号に対する優先権を主張し、米国仮特許出願第６１／６７２，２７１号の開示は全文が引用によって本明細書に援用される。また、本願は、２０１３年３月１３日に出願された米国特許出願第１３／７９８，１３０号に対する優先権を主張し、米国特許出願第１３／７９８，１３０号の開示は全文が引用によって本明細書に援用される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００２】
背景
インプリントレジストは、主にそれらの構造の充填および放出特性を最適化するように設計され、通常は十分な機械的安定性および耐エッチング性を提供しない。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの概略のブロック図である。
【図２】一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの概略フローチャートのブロック図である。
【図３】一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの続きの概略フローチャートのブロック図である。
【図４】一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの第２の続きの概略フローチャートのブロック図である。
【図５Ａ】一実施例の耐エッチング性層のスピンコーティングの一例を、単に例示を目的として示す。
【図５Ｂ】一実施例の耐エッチング性材料の電子ビーム硬化の一例を、単に例示を目的として示す。
【図６Ａ】一実施例のレジスト層インプリントパターンの一例を、単に例示を目的として示す。
【図６Ｂ】一実施例の二段階リバース・トーンエッチングプロセスの一例を、単に例示を目的として示す。
【図６Ｃ】一実施例の電子ビーム硬化された、パターン化されたハードマスクテンプレートの一例を、単に例示を目的として示す。
【図７Ａ】一実施例の耐エッチング性層で充填されたインプリントパターン構造の一例を、単に例示を目的として示す。
【図７Ｂ】一実施例の電子ビーム硬化の一例を、単に例示を目的として示す。
【図８】一実施例の硬化されて構造的に変化した耐エッチング性層材料分子の一例を、単に例示を目的として示す。
【図９】一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの保磁力および信号振幅対磁気直径の利点の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１０Ａ】一実施例の制御された予め定められた電圧および線量の決定方法の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１０Ｂ】一実施例の統計的なサイズおよび配置分布品質分析の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１１】一実施例の構造サイズ分布の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１２】一実施例のリバース・トーン電子ビーム硬化構造配置の評価の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１３】一実施例の配置分布関数の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１４】一実施例の配置エラーグリッドの一例を、単に例示を目的として示す。
【図１５】一実施例の配置評価の一例を、単に例示を目的として示す。
【図１６】一実施例のプロットされた配置規則性の数字の一例を、単に例示を目的として示す。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
詳細な説明
以下の説明では添付の図面を参照する。当該図面は、本明細書の一部を構成し、当該図面には、本発明を実施することができる具体的な例が例示として示されている。本発明の範囲から逸脱することなく他の実施例が利用されてもよく、構造的変更がなされてもよいということが理解されるであろう。
【０００５】
大まかな概略：
以下の説明は、例えば電子硬化リバース・トーンプロセスの観点で、例示を目的として記載されており、基本的なシステムは、いかなる数および複数のタイプのリバース・トーンプロセスにも適用し得ることに注目すべきである。
【０００６】
ある実施例では、２５０Ｇｂ／ｉｎ２、４５０Ｇｂ／ｉｎ２、５００Ｇｂ／ｉｎ２、１Ｔｂ／ｉｎ２、１．５Ｔｂ／ｉｎ２および２Ｔｂ／ｉｎ２〜５Ｔｂ／ｉｎ２を含むさまざまな密度でのＢＰＭパターンの作製では、湿式リバース・トーンプロセスを含む「リバース・トーン」プロセスが用いられ、当該リバース・トーンプロセスでは、シリコンを豊富に含んだ耐エッチング性材料（ＨＳＱなど）がレジストパターン上にスピンコーティングされるなどのように堆積され、次いで複数段階の反応性イオンエッチング（reactive ion etching：ＲＩＥ）によってエッチバックされて、原物のネガティブトーンレプリカを形成する。
【０００７】
いくつかの実施例では、面密度を増大させると、プロセスウィンドウ構造が狭くなる恐れがあり、エッチバック中の機械的不安定性が、ドット配置エラー（「位置ずれドット」問題）、不十分な耐エッチング性を増大させる恐れがあり、この規模でのレジスト材料の不均一性が、ドットサイズの均一性を悪化させる。
【０００８】
図１は、一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの概略のブロック図である。図１は、例えば基板のハードマスク層上に作製されたインプリントレジストパターンの上に耐エッチング性層をスピンコーティングする（１０５）プロセスから開始する電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）を示している。
【０００９】
耐エッチング性層は、インプリントレジストパターンのパターン構造を被覆し、充填する。耐エッチング性層材料を構造的に変化させる制御された電子ビーム照射を用いて耐エッチング性層を硬化させる（１１０）ために、制御された電子ビーム線量が用いられる。硬化は、スピンオンガラス（spin on glass：ＳＯＧ）エッチバックの前または後に二者択一的になされてもよく、当該２つの選択肢は、結果的に異なる特性をもたらすが、両方ともパターン品質を向上させる。電子ビーム硬化の構造的変化は、ハードマスク材料をエッチングしたときに、機械的安定性を生じさせ、エッチング領域およびパターン構造位置のドリフトを減少させる（１２０）。ハードマスク材料のエッチングは、二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いて（１３０）実現される。第１の予め規定されたエッチングでは、電子ビーム硬化された耐エッチング性層のエッチバックが行われて、インプリントレジストパターンを露出させる。
【００１０】
第２の予め規定されたエッチングは、インプリントレジストを除去して、基板に至るまでハードマスク層にパターンをエッチングする（１４０）ために用いられる。第２の予め規定されたエッチングでは、インプリントレジストパターンが除去され、元のパターンのネガティブトーンレプリカが形成される。残りの電子ビーム硬化された耐エッチング性層は除去可能であって、半導体および高密度ビットパターン化媒体（bit patterned media：ＢＰＭ）を含む積層体を複製するために用いられるパターン化されたハードマスクテンプレートを作成する（１５０）。電子ビーム硬化された耐エッチング性層の除去は、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）などの湿式化学プロセスの使用を含む。代替的に、残りのＨＳＱ自体は、下にある積層体または半導体のエッチングのためのマスクの一部として用いられる。高密度ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）を含む積層体の複製は、イオンビームエッチングによる積層体の磁気層のエッチングのためのマスクの使用を含む。
【００１１】
詳細な説明：
制御された電子ビーム硬化プロセス：
図２は、一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの概略フローチャートのブロック図である。図２は、ハードマスク層を堆積させた基板（２００）を示している。例えば紫外線（ＵＶ）インプリントプロセスによって構築されたハードマスク層の上に、インプリントパターンを有するレジスト層（２１０）が作製される。インプリントレジスト層をデスカム処理して（２２０）残余のレジスト層を減少させるためのプロセスが用いられてもよい。当該デスカムプロセスは、レジスト材料の一部を除去して、パターン構造同士の間のハードマスク層を露出させる。代替的に、一実施例では、インプリントパターンにおけるいかなる起こり得る変質も回避するために、インプリントレジスト層はデスカム処理されない。水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）（２３５）を含む耐エッチング性層（２３０）が、インプリントレジストパターン上にスピンコーティングされる（２４０）などのように堆積される。
【００１２】
耐エッチング性層において機械的安定性を生じさせる（２５２）ように制御される電子ビーム照射を用いて耐エッチング性層を硬化させる（２５０）ために、ある装置が用いられる。当該機械的安定性は、エッチング領域およびパターン構造位置のドリフトを減少させることになる（２５６）。電子ビーム硬化照射は、耐エッチング性層材料の電子ビーム硬化（２６０）を実現するように、予め定められた電圧および線量に制御される（２７０）。図３の予め定められた電圧（３０３）は、加速電圧で照射される電子ビームを含んでいてもよい。当該加速電圧は、電子透過深さに影響を及ぼす。サンプル構造は、部分的に、数百ボルト、２ｋＶ、３ｋＶ、１０ｋＶ、２０ｋＶ、５０ｋＶおよび１００ｋＶの加速電圧を含む予め定められた電圧の決定に用いられる。電子ビーム硬化は、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を「ケージ」構造から架橋された「ネットワーク」構造に変化させ得て、その体積を縮小させて、その密度を増大させ得て、その結果、耐エッチング性が高くかつ均一性が優れたＨＳＱ膜がもたらされる。処理の説明は図３に続く。
【００１３】
第１の予め規定されたエッチング：
図３は、一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの続きの概略フローチャートのブロック図である。図３は、図２から続くプロセスの説明を示しており、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、紫外線（ＵＶ）照射、深紫外線（ＤＵＶ）照射、真空紫外線（ＶＵＶ）照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射（３０５）を含む制御された電子ビーム照射（３００）を含む。
【００１４】
制御された電子ビーム線量は、加速電圧として、予め定められた電圧（３０３）を用いる。電子ビーム照射（３００）は、耐エッチング性層材料を構造的に変化させる（３１０）ために用いられ、体積を減少させ（３１２）、屈折率Ｎを増大させ（３１４）、高密度化を増大させる（３１６）。
【００１５】
一実施例では、耐エッチング性層の硬化（３２０）は、耐エッチング性層（３５０）上で行われる。電子ビーム照射ステップは、二段階エッチバックおよびエッチングを含むリバース・トーンプロセスの前に追加される。硬化は、二段階リバース・トーン処理中にＨＳＱ構造の機械的安定性を向上させることができ、そのため「位置ずれドット」問題を大いに軽減する。電子ビーム処理がＨＳＱエッチバックの前に行われると、プロセスはより大きなサイズを有する構造を生成する傾向がある。
【００１６】
耐エッチング性層の硬化（３２０）後、ハードマスク材料をエッチングするために二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）が用いられる。硬化された耐エッチング性層（３６０）をエッチバックするために、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を用いた（３４６）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）（３４２）を含む第１の予め規定されたエッチング（３４０）が用いられる。この実施例は、図４に記載されているように進んでいく。
【００１７】
別の実施例では、電子ビーム硬化プロセスの前に、未硬化の耐エッチング性層（３５５）をエッチバックするために、第１の予め規定されたエッチング（３４０）が用いられる。エッチバックされた耐エッチング性層（３８０）において耐エッチング性層を硬化させる（３２０）ために、図２の電子ビーム硬化（２６０）が用いられる。二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）は、図４に記載されているように進んでいく。
【００１８】
第２の予め規定されたエッチング：
図４は、一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの第２の続きの概略フローチャートのブロック図である。図４は、図３から続く後続の処理を示している。この時点までの電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）の処理の２つの実施例は両方とも、電子ビーム硬化され、エッチバックされた耐エッチング性層（４００）を生成する。図３の二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）は、酸素ガス（Ｏ２）を用いた（４１６）反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）（４１２）を含む第２の予め規定されたエッチング（４１０）を続けて行う。
【００１９】
第２の予め規定されたエッチング（４１０）では、ハードマスク層（４３０）のエッチングが行われ、インプリントレジスト層が除去される（４３５）。このプロセスは、基板に至るまでパターンをエッチングする（４４０）。電子ビーム硬化され、エッチバックされた耐エッチング性層は、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させ（４４２）、パターン構造サイズの均一性を増大させる（４４６）。残りのＨＳＱ自体は、下にある積層体または半導体のエッチングのためのマスクの一部として使用可能である。代替的に、第２の予め規定されたエッチング（４１０）に続いて、エッチバックされた耐エッチング性層を除去するためのストリッピングプロセス（４５０）および元のパターンのネガティブトーンレプリカの形成が行われてもよい。
【００２０】
炭素ハードマスク層を含むエッチングされたハードマスク、および代替的にエッチバックされて電子ビーム硬化された耐エッチング性層を含むエッチングされたハードマスクは、パターン化されたハードマスクテンプレート（４６０）を作成する。一実施例では、後続のプロセスは、ＢＰＭ磁気積層体を含む基板のパターン化のために、パターン化されたハードマスクを用いてイオンミリングされた基板（４６５）を含む。結果として生じるパターン化されたハードマスクテンプレート（４６０）は、高密度（＞１Ｔｂ／ｉｎ２）パターン化媒体を後に複製するために用いられてもよい。電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）によって生成されるパターン化されたハードマスクテンプレートを用いて複製されたＢＰＭは、２２．１ｎｍの最小ドット間距離に対応して、１．５Ｔｂ／ｉｎ２の密度を有し得る。電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）は、＞１Ｔｂ／ｉｎ２の密度で複製されたＢＰＭパターンの品質を向上させ、２２．１ｎｍの最小ドット間距離でドットサイズが著しく増大したアレイを生成する。パターン構造配置ドリフトエラーが減少しかつパターン構造サイズの均一性が増大した、パターン化されたハードマスクテンプレート（４６０）は、半導体を複製するために用いられ（４７０）、高密度ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）（４９０）を含む積層体を複製するために用いられる（４８０）。電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）は、配置の精度およびサイズの均一性の利点を生み出し、それによって半導体および積層体の複製品質を向上させる。
【００２１】
耐エッチング性層のスピンコーティング：
図５Ａは、一実施例の耐エッチング性層のスピンコーティングの一例を、単に例示を目的として示す。図５Ａは、ハードマスク層（５１０）を堆積させた基板（５００）を示している。基板（５００）は、ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）を含む積層体の磁気層を含んでいる。ハードマスク層（５１０）上のインプリントレジスト層（５２０）は、インプリントパターン（５３０）を用いて作成された１つ以上のインプリントレジストパターン構造（５２８）のアレイを含んでいる。代替的に、一実施例では、インプリントレジスト層は、インプリントパターンにおけるいかなる起こり得る変質も回避するためにデスカム処理されず、耐エッチング性材料がレジストパターン上に堆積される（５４０）。耐エッチング性材料の堆積は、スピンコーティングを含む。
【００２２】
インプリントレジスト層をデスカム処理する（５３２）ためにデスカムプロセス（５３４）が用いられる。デスカムプロセス（５３４）は、過剰なレジスト材料を各パターン構造（５３８）から除去し、ハードマスク層（５１０）の部分を露出させる。耐エッチング性材料がレジストパターン上に堆積される（５４０）。制御された線量の電子ビームを用いて硬化させたときに機械的安定性を生じさせ、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させてパターン構造サイズの均一性を増大させるために、図２の水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）（２３５）を含む耐エッチング性層材料（５４５）が用いられる。各パターン構造（５３８）は、耐エッチング性層材料（５４５）によって充填され、ハードマスク層（５１０）の露出した部分を被覆する。図５Ｂは、後続の他のプロセスを記載している。
【００２３】
電子ビーム硬化：
図５Ｂは、一実施例の耐エッチング性材料の電子ビーム硬化の一例を、単に例示を目的として示す。図５Ｂは、図５Ａからの処理の続きを示している。図５Ｂは、基板（５００）と、ハードマスク層（５１０）と、パターン構造（５３８）の例とを示している。制御された電子ビーム線量（５５５）を用いて、耐エッチング性材料の電子ビーム硬化（５５０）が行われる。制御された電子ビーム線量（５５５）は、電子ビームを投射し、耐エッチング性層材料（５４５）を溢れさせる。制御された電子ビーム線量（５５５）は、耐エッチング性層材料（５４５）の分子を構造的に変化させて、機械的安定性を生じさせる。
【００２４】
図３の二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）は、ＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（５６５）を含む図３の第１の予め規定されたエッチング（３４０）を用いる。ＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（５６５）は、電子ビーム硬化された耐エッチング性材料をエッチバックする（５６０）ために用いられる。図３の第１の予め規定されたエッチング（３４０）では、エッチバックされて硬化された耐エッチング性材料（５７５）が作成される。
【００２５】
ハードマスクパターンをエッチングする（５８０）ために、Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）を含む図３の二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）の図４の第２の予め規定されたエッチング（４１０）が用いられる。Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）は、レジスト材料を除去し、基板（５００）に至るまでハードマスク層（５１０）にエッチングする。インプリントレジストは、耐エッチング性がなく、いくつかのプロセスでは優れたマスクの役割を果たさないかもしれない。しかし、インプリントプロセスによってレジストピラーを作るよりもインプリントレジストに孔をインプリントする方が容易である。エッチングマスクとしてインプリントレジストパターンを直接用いる代わりに、「リバース・トーン」プロセスは、耐エッチング性材料、例えばＨＳＱ材料を用いてマスクを作成する。パターン構造配置の精度およびサイズの均一性を向上させるために、エッチバックされて硬化された耐エッチング性材料（５７５）が用いられる。図４の第２の予め規定されたエッチング（４１０）では、パターン化されたハードマスク層（５９５）が生成される。エッチングされた耐エッチング性材料（５９０）は、例えばＮａＯＨ溶液プロセスを含む湿式化学エッチングを用いて除去され、パターン化されたハードマスク層（５９５）を基板（５００）上で露出させる。例えば磁気積層体のＩＢＥの前に、エッチングされた耐エッチング性材料（５９０）、例えばＨＳＱを除去することは、ＩＢＥ中に最終製品上にＨＳＱを再度堆積させる傾向があり得て、望ましくないコーティングの層を残すことになる。
【００２６】
代替的に、エッチングされた耐エッチング性材料（５９０）の除去プロセスは含まれず、残りの耐エッチング性材料（５９０）、例えばＨＳＱがマスクの一部としても用いられる。下にあるＳｉ基板にパターンを転写するために、ＲＩＥプロセスの使用を含む後続のプロセスが用いられ、続いてＨＳＱ／炭素マスク積層体を除去するためのプロセスが行われる。基板（５００）上のパターン化されたハードマスク層（５９５）は、パターン化されたハードマスクテンプレート（５９８）を作成する。パターン化されたハードマスクテンプレート（５９８）は、半導体および高密度ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）を含む積層体を複製するために用いられる。
【００２７】
レジスト層インプリントパターン：
図６Ａは、一実施例のレジスト層インプリントパターンの一例を、単に例示を目的として示す。図６Ａは、基板（５００）と、堆積されたハードマスク層（５１０）と、インプリントレジスト層（５２０）とを示している。インプリントパターン（５３０）は、各々のインプリントレジストパターン構造（５２８）を作成する。インプリントレジスト層をデスカム処理する（５３２）ためにデスカムプロセス（５３４）が用いられる。デスカムプロセス（５３４）は、過剰なレジストをパターン構造（５３８）から除去し、ハードマスク層（５１０）に至るまでレジストを除去する。代替的に、一実施例では、インプリントパターンにおけるいかなる起こり得る変質も回避するために、インプリントレジスト層はデスカム処理されない。処理は次に進み、耐エッチング性材料がレジストパターン上に堆積される（５４０）。耐エッチング性層材料（５４５）は、ハードマスク層（５１０）のいかなる露出した面も被覆し、各パターン構造（５３８）を充填する。続きのプロセスの説明は図６Ｂに示されている。
【００２８】
二段階リバース・トーンエッチングプロセス：
図６Ｂは、一実施例の二段階リバース・トーンエッチングプロセスの一例を、単に例示を目的として示す。図６Ｂは、図６Ａから続くプロセスを示している。図６Ｂは、電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）の別の実施例を示している。基板（５００）は、堆積されたハードマスク層（５１０）を有しており、その上に未硬化の耐エッチング性材料およびデスカム処理されたパターン化されたレジストがある。
【００２９】
この実施例では、図３の二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）は、電子ビーム硬化プロセスの前に図３の第１の予め規定されたエッチング（３４０）を用いる。図３の第１の予め規定されたエッチング（３４０）は、未硬化の耐エッチング性材料のエッチバック（６００）を処理するために用いられるＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（５６５）を含む。ＣＦ４を用いた反応性イオンエッチング（５６５）は、エッチバックされた未硬化の耐エッチング性材料（６２０）を生成する。
【００３０】
エッチバックされた耐エッチング性材料の電子ビーム硬化（６３０）のために、制御された電子ビーム線量（５５５）が用いられる。電子ビーム硬化プロセスにより、エッチバックされて硬化された耐エッチング性材料（５７５）がもたらされる。エッチバックされて硬化された耐エッチング性材料（５７５）は、機械的安定性が向上した、構造的に変化した分子を有している。後続のプロセスの説明は図６Ｃに示されている。
【００３１】
パターン化されたハードマスクテンプレート：
図６Ｃは、一実施例の電子ビーム硬化されてパターン化されたハードマスクテンプレートの一例を、単に例示を目的として示す。この実施例では、図３の二段階リバース・トーンエッチングプロセス（３３０）は、電子ビーム硬化プロセス後に、Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）を含む図４の第２の予め規定されたエッチング（４１０）の使用を含む。Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）は、基板（５００）に至るまでハードマスクパターンをエッチングする（５８０）ために用いられる。Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）は、インプリントレジスト層を除去する。Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）は、パターン化されたハードマスク層（５９５）を生成する。エッチングされた耐エッチング性材料（５９０）は、パターン構造配置の精度およびサイズの均一性を向上させるために用いられる。
【００３２】
Ｏ２を用いた反応性イオンエッチング（５８５）に続いて、ＮａＯＨ溶液湿式化学エッチング（５８８）を含むエッチングされた耐エッチング性材料を除去するための代替的なストリッピングプロセス（５８７）が用いられ、エッチングされた耐エッチング性材料（５９０）が除去される。代替例では、残りのＨＳＱ自体が、下にある積層体または半導体のエッチングのためのマスクの一部として用いられる。基板（５００）上のパターン化されたハードマスク層（５９５）は、図４の半導体を複製するために用いられる（４７０）とともに図４の高密度ビットパターン化媒体（ＢＰＭ）（４９０）を含む図４の積層体を複製するために用いられる（４８０）パターン化されたハードマスクテンプレート（５９８）を作成する。
【００３３】
耐エッチング性層で充填されたインプリントパターン構造：
図７Ａは、一実施例の耐エッチング性層で充填されたインプリントパターン構造の一例を、単に例示を目的として示す。図７Ａは、ハードマスク層（５１０）を堆積させた基板（５００）を示している。インプリントパターンを有するレジスト層（２１０）は、この例では逆テーパ状のピラーである複数のインプリントパターン構造（７０５）を含んでいる。インプリントレジスト上にスピンコーティングされた耐エッチング性層（２３０）が、レジスト材料を被覆する。耐エッチング性層のＨＳＱを含む耐エッチング性材料が、一実施例の各々のインプリントパターン構造を充填する（７００）。
【００３４】
電子ビーム硬化：
図７Ｂは、一実施例の電子ビーム硬化の一例を、単に例示を目的として示す。図７Ｂは、ハードマスク層（５１０）を堆積させた基板（５００）を示している。インプリントパターン構造（７０５）の一例は、ＨＳＱを含む耐エッチング性層（２３０）を貫通するものとして示されており、見やすくするために透明であるように示されている。耐エッチング性材料は、各々のインプリントパターン構造（７０５）を充填し、耐エッチング性材料がレジストマトリックスに埋め込まれる。
【００３５】
例えば耐エッチング性層（２３０）に溢れる電子ビーム（７２０）を生成するために、制御された電子ビーム放出装置（７１０）が用いられる。溢れる電子ビーム（７２０）は、耐エッチング性材料に侵入すると拡散する。制御された電子ビーム放出装置（７１０）は、予め定められた電圧および線量を用いて、放出された電子ビームの強度を調整する。予め定められた電圧は、溢れる電子ビーム（７２０）が耐エッチング性層（２３０）の体積および深さを飽和させることができることにより耐エッチング性材料を硬化させ、耐エッチング性層（２３０）の分子を構造的に変化させるように制御される。
【００３６】
ＨＳＱを用いた耐エッチング性層（２３０）は、−１０００μ．Ｃ／ｃｍ２〜５０，０００μＣ／ｃｍ２を含む硬化線量で構造的に変化させられる。ＨＳＱ特性の変化の影響を受けるプロセスは、ＨＳＱピラーにおける倒壊および位置ずれを含み、強度および接着性は、ピラーが応力対強度および材料破壊に耐えるのに役立ち得る。分子の構造変化は、耐エッチング性層（２３０）の図３の体積を減少させ（３１２）、図３の屈折率ｎを増大させ（３１４）、図３の高密度化を増大させる（３１６）。変化した、電子ビーム硬化された耐エッチング性層（２３０）は、機械的安定性を向上させている。硬化された耐エッチング性層（２３０）を貫通するエッチングは、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させ、パターン構造サイズの均一性を増大させる。
【００３７】
電子ビーム硬化構造変化：
図８は、一実施例の硬化されて構造的に変化した耐エッチング性層材料分子の一例を、単に例示を目的として示す。図８は、未硬化の耐エッチング性層材料分子（８１０）に向けられる電子ビーム硬化（２６０）を引起す図５Ｂの制御された電子ビーム照射（５５５）を示している。ＨＳＱを含む、シリコンを豊富に含んだ耐エッチング性材料の未硬化の耐エッチング性層材料分子は、「ケージ」または立方体構造を有している。有機レジスト材料は、ＵＶインプリントプロセス中に既に架橋されている。電子ビームは、インプリントレジストにも影響を及ぼす。ＵＶ硬化されたインプリントレジスト膜に対してのみ電子ビーム露光がなされる場合、レジストは、まず（屈折率が増大し、かつ、厚みが減少した）炭素状のものに近付くようである。電子ビーム線量が非常に高いと、レジスト膜は消失し始める。しかし、これらの影響によって、硬化されたＨＳＱの二段階リバース・トーンプロセスが役に立たないものになることはない。当該分子は、酸素（Ｏ）原子によって連結されるシリコン（Ｓｉ）原子を各々の角に有している。水素（Ｈ）原子は、各シリコン（Ｓｉ）原子に付着して、分子の体積を増大させる。
【００３８】
各々の硬化されて構造的に変化した耐エッチング性層材料分子（８２０）は、原子再分配反応によって引起される架橋された「ネットワーク」構造を有している。例えばＨＳＱを用いた耐エッチング性層（５４５）は、例えば１，０００μＣ／ｃｍ２〜５０，０００μＣ／ｃｍ２の範囲の硬化照射で構造的に変化させられる。電子ビーム硬化構造変化は、分子の体積を縮小させ、その密度を増大させ、その結果、耐エッチング性を増大させる。電子ビーム硬化により耐エッチング性が増大することで、機械的安定性が生じ、エッチング中のパターン構造の位置ずれおよびサイズの悪化を防ぐ。電子ビーム硬化のこの利点により、配置の精度およびサイズの均一性が著しく向上したパターン構造アレイが複製され、例えば半導体および＞１Ｔｂ／ｉｎ２の密度でパターン化されたＢＰＭを含む積層体の複製の品質が向上する。
【００３９】
保磁力および信号振幅対磁気直径：
図９は、一実施例の電子硬化リバース・トーンプロセスの保磁力および信号振幅対磁気直径の利点の一例を、単に例示を目的として示す。図９は、保磁力および信号振幅対磁気直径（９００）をプロットするグラフを示している。当該グラフは、磁気直径［ｎｍ］（９３０）が増大するにつれて信号振幅が増大し（９１０）、保磁力が減少する（９２０）ことを示している。電子硬化リバース・トーンプロセス（１００）は、図４のパターン構造配置ドリフトエラーを減少させ（４４２）、図４のパターン構造サイズの均一性を増大させる（４４６）。
【００４０】
電子ビーム硬化照射は、インプリントレジスト材料、耐エッチング性材料、ハードマスク層および基板のタイプおよび厚みに基づいて電圧および照射期間を調整するように、電子ビームの図２の予め定められた電圧および線量に制御される（２７０）。パターン構造配置ドリフトエラーの減少およびパターン構造サイズの均一性の増大により、パターン構造の磁気直径［ｎｍ］（９３０）を最適化することができ、これは、図４のパターン化されたハードマスクテンプレート（４６０）を用いてエッチングされた基板磁気構造のうち最小の保磁力および最大の信号振幅を生成する最大化された磁気直径［ｎｍ］（９３０）を含む。パターン構造サイズの均一性は、磁気ドットスイッチング磁場分布を狭め、パターン構造配置の精度は、信号リードバック中の「ジッター」を減少させる。
【００４１】
予め定められた電圧および線量：
図１０Ａは、一実施例の制御された予め定められた電圧および線量の決定方法の一例を、単に例示を目的として示す。図１０Ａは、電子ビーム硬化（２６０）が予め定められた電圧および線量に制御される（２７０）ことを示している。制御された電圧および線量は、リバース・トーン構造品質を評価することによって決定され（１０００）、生成される製品の品質を保証する。電子ビーム硬化（２６０）で用いられる電圧および線量を予め定めるために、リバース・トーン構造品質を評価するための方法（１０１０）が用いられる。当該評価方法は、電子ビーム硬化（２６０）の製品結果、例えばビットパターン化媒体（ＢＰＭ）の分析を用い、統計を取得することができる（１０１２）。
【００４２】
各々の統計分析参照グループ（１０１６）について、統計的なサイズおよび配置分布品質分析（１０１４）が行われる。統計分析参照グループ（１０１６）は、対象のパターン構造および密度（１０１８）と、用いられるハードマスクおよび基板層材料（１０２０）と、電子ビーム電圧および線量設定（１０２２）とを含んでいる。パターン構造のサイズおよびパターン化された構造の配置の品質が分析される。リバース・トーンプロセスからのパターン化された構造のサイズおよび配置エラーを分離させることができる（１０２４）。統計的なサイズおよび配置分布分析（１０１４）は、切り離されたサイズおよび配置（１０２６）を評価するようにプログラミングされる。１つの評価は、図１０Ｂでさらに説明するリバース・トーン構造サイズ分析（１０３０）である。他の評価は、一実施例の図１０Ｂでさらに説明するリバース・トーン構造配置分析アルゴリズム（１０５０）である。
【００４３】
サイズおよび配置分布分析：
図１０Ｂは、一実施例の統計的なサイズおよび配置分布品質分析の一例を、単に例示を目的として示す。図１０Ｂは、図１０Ａの統計的なサイズおよび配置分布品質分析（１０１４）の説明の続きを示している。図１０Ａのリバース・トーン構造サイズ分析（１０３０）は、平均二値（ＭＢ）サイズ分布関数（１０３２）を含んでいる。分布関数ＭＢの計算（１０３４）は、サイズ評価（１０４０）に用いられる。サイズ評価（１０４０）は、耐エッチング性材料上で用いられる図１０Ａの電子ビーム電圧および線量設定（１０２２）について達成される図１０Ａの対象のパターン構造および密度（１０１８）の品質の査定に用いられる。
【００４４】
図１０Ｂは、配置エラーを表わすための１つの数字（１０５２）を生じさせる図１０Ａのリバース・トーン構造配置分析アルゴリズム（１０５０）の説明を示している。配置エラーを表わすための１つの数字（１０５２）は、平均確率（ｍｐ）分布関数（１０５４）を用いて達せられる。分布関数ｍｐの計算（１０５６）はプログラミングされ、グリッドを予め定める必要なく（１０６０）、ランダムドメインテンプレートを用いることができる（１０６２）。分布関数ｍｐの計算（１０５６）の結果は、単一のパラメータによって表わされる構造配置の規則性（１０６４）を定量化する。単一のパラメータによって表わされる構造配置の規則性（１０６４）は、耐エッチング性材料上で用いられる図１０Ａの電子ビーム電圧および線量設定（１０２２）について達せられる図１０Ａの対象のパターン構造および密度（１０１８）の品質を査定するために配置評価（１０７０）で用いられる。一実施例の対象のリバース・トーン構造品質をもたらす電圧および線量を決定する（１０８０）ために、サイズ評価（１０３０）と配置評価（１０７０）との結合結果が用いられる。
【００４５】
構造サイズ分布：
図１１は、一実施例の構造サイズ分布の一例を、単に例示を目的として示す。図１１は、各々の統計分析参照グループについてのサンプル画像（１１００）を用いるリバース・トーン構造サイズ分析（１０３０）および一実施例の走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope：ＳＥＭ）を用いて得られる電子ビーム硬化プロセス結果を示している。
【００４６】
ヒストグラム（１１１０）において収集されるデータは、構造、例えばドットの元のＳＥＭ画像内の全ての画素の輝度の分析である。ヒストグラム（１１１０）分布（横軸）は、０〜２５５であり、グレースケール、例えば２５６段階の輝度に対応する。ヒストグラム（１１１０）分布（横軸）は、輝度「閾値」を設定して、元のグレースケール（０〜２５５）画像を、サイズ（輝度）閾値（１１２０）を決定するために用いられる二値画像（０および１）にするために用いられる。閾値（１１２０）は、ＳＥＭ（１１０５）から二値（１１３０）構造サイズデータを作成するためのフィルタとして用いられる。二値（１１３０）は、ＳＥＭ（１１０５）のＭＢ（１１４０）二値表現を作成するために用いられる。ＭＢ（１１４０）は、サイズ計算をより安定したものにするためのいくつかの画像処理操作による二値（１１３０）のフィルタリングされ「平滑化された」バージョンである。二値（１１３０）には、大きなドットの付近により小さなドットがあり、これらの小さなドットは、コンピュータによって個々のドットとして解釈され得るため、二値（１１３０）画像を「平滑化する」ためにフィルタリングが適用される。ＭＢ（１１４０）データは、一実施例のサイズ評価のための基準として対象のサイズ品質（１１６０）と比較されるサイズ分布（１１５０）として示される。
【００４７】
構造配置評価：
図１２は、一実施例のリバース・トーン電子ビーム硬化構造配置の評価の一例を、単に例示を目的として示す。例えば、構造の配置は、例えばＢＰＭにおける構造の最終的な読み／書き機能の品質に影響を及ぼす可能性がある。図１２は、図１０Ａのリバース・トーン構造配置分析アルゴリズム（１０５０）における構造配置（１２１０）の分析に用いられるアルゴリズムステップ１（１２００）を示している。ＭＢ（１１４０）は、Ｍ（１２３０）を作成するために用いられ、Ｍは画像ＭＢと同じサイズである（１２４０）。Ｍ（１２３０）は、（ｘｉ，ｙｉ）を表わすポイントを含み、（ｘｉ，ｙｉ）は構造の中心であり、ｉ＝１，２，...，Ｎである（１２５０）。Ｍ（１２３０）の分析は、（ｘ，ｙ）＝（ｘｉ，ｙｉ）でありｉ＝１，２，...，ＮであればＭ（ｘ，ｙ）＝１であり、他のどこでもＭ（ｘ，ｙ）＝０である（１２６０）ことを含む。当該評価については一実施例の図１３でさらに説明する。
【００４８】
【数１】
2015525974.tif 000003
【００４９】
配置エラーグリッド：
図１４は、一実施例の配置エラーグリッドの一例を、単に例示を目的として示す。図１４は、図１３からの配置エラーの割り出しの続きを示している。図１４は、配置エラーグリッド（１４１０）を作成するために用いられるアルゴリズムステップ４（１４００）を含んでいる。図１０Ｂのランダムドメインテンプレートを用いることができ（１０６２）、図１０Ｂのグリッドを予め定める必要はない（１０６０）。ピーク位置がグリッドインクリメントを決定し（１４２０）、配置エラーを求めるためにピーク幅が用いられる（１４３０）。グリッド（１４７０）は、元の画像内の画素に対応するｘ−ｙ平面における「画素」、すなわち小さな正方形のｘ−ｙ座標を含んでいる。グリッド（１４７０）は、特定の画素位置においていくつの隣接するドットが見つけられるかということに対応する「カウント」である垂直方向のｚ座標を含んでいる。ｘ、ｙおよびｚ座標は、ｍｐ（１４４０）を作成するために用いられる。ｍｐ（１４４０）データは、ｍｐから配置エラー（１４５０）までの数値の変化を１つの数字として定量化するために用いられる。配置エラー緩和グリッド（１４６０）は、グリッド（１４７０）の三次元（３Ｄ）表現を示す。さらなるステップについては一実施例の図１５で説明する。
【００５０】
配置評価：
図１５は、一実施例の配置評価の一例を、単に例示を目的として示す。図１５は、アルゴリズムステップ５（１５００）を含む図１４からの続きのプロセスを示している。アルゴリズムステップ５（１５００）は、ランダムドメインテンプレートの画像の配置評価（１５０５）のために用いられる。画像は、この例では、ＳＥＭ１（１５１０）と、ＳＥＭ２（１５２０）と、ＳＥＭ３（１５３０）と、ＳＥＭ４（１５４０）と、ＳＥＭ５（１５５０）と、ＳＥＭ６（１５６０）とを含んでいる。当該画像には、ｍｐ１（１５１５）、ｍｐ２（１５２５）、ｍｐ３（１５３５）、ｍｐ４（１５４５）、ｍｐ５（１５５５）およびｍｐ６（１５６５）が対応している。ｍｐグリッドは、さまざまな電子ビーム硬化電圧および線量設定で配置がいかに変化し得るかを示している。行われる評価は、どの設定が対象の結果をもたらすかを判断するために用いられる。さらなる評価については一実施例の図１６で説明する。
【００５１】
プロットされた配置規則性の数字：
図１６は、一実施例のプロットされた配置規則性の数字の一例を、単に例示を目的として示す。図１６は、アルゴリズムステップ６（１６００）を含む図１５からのプロセスの続きを示している。アルゴリズムステップ６（１６００）は、各々の計算された構造配置エラー（１６１０）を求めるために用いられる。計算された構造配置エラー（１６１０）は、隣接する構造を見つける確率（１６２０）を求めるために用いられる。計算された構造配置エラーのプロッティング（１６３０）は、Ｐ＿ｅｒｒｏｒ（ｎｍ）に基づいて各画像について構造配置エラーをグラフ化する。Ｐ＿ｅｒｒｏｒ（ｎｍ）は、配置規則性を表わすための１つの数字（１６６０）である。画像１〜６についての各々のプロットされた配置規則性の数字（１６７０）は、曲線状の出力を作成し得る。構造が不規則に配置される場合、Ｐ＿ｅｒｒｏｒは単調にカーブする（１６４０）。結果は、対象の配置品質（１６５０）と比較して図１０Ｂの配置評価（１０７０）を行うために用いられる。
【００５２】
上記は、本発明の原理、実施例および動作モードを説明してきた。しかし、本発明は、記載されている特定の実施例に限定されるものとして解釈されるべきではない。上記の実施例は、限定的ではなく例示的であるものとみなされるべきであり、以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によってそれらの実施例において変更がなされてもよいということが理解されるべきである。
【００５３】
好ましくは、本明細書に記載されている全ての要素、部分およびステップが包含される。当業者に自明であるように、これらの要素、部分およびステップのうちのいずれも、他の要素、部分およびステップによって置き換えられてもよく、または完全に削除されてもよいということが理解されるべきである。
【００５４】
概念
この文書は、少なくとも以下の概念を開示している。
【００５５】
概念１
電子硬化リバース・トーンプロセスのための方法であって、
基板上に堆積されたハードマスク層上に作製されたパターン化されたインプリントレジスト層の上に耐エッチング性層を堆積させるステップと、
上記ハードマスクおよび上記基板へのインプリントパターン構造のエッチングプロセス中に、機械的安定性を向上させるために電子ビーム照射を用いて上記耐エッチング性層を硬化させるステップと、
電子ビーム照射により硬化された耐エッチング性層を用いてエッチングされたインプリントパターン構造のパターン構造配置ドリフトエラーの減少およびパターン構造サイズの均一性の増大を定量化するために、分析プロセスを用いるステップとを備える、方法。
【００５６】
概念２
上記耐エッチング性層を堆積させるステップは、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含み、スピンコーティングを含む堆積プロセスを含むように構成される、概念１に記載の方法。
【００５７】
概念３
電子ビーム硬化は、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させてパターン構造サイズの均一性を増大させるために、材料を高密度化することおよび体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層材料を分子的に変化させることによって、機械的安定性を向上させるように構成される、概念１に記載の方法。
【００５８】
概念４
硬化は、サイズおよび配置分布を分析するために分析プロセスを用いて決定される予め定められたエネルギおよび線量に制御される、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射の使用を含む、概念１または３に記載の方法。
【００５９】
概念５
上記ハードマスク層は、酸素ガス（Ｏ２）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含むエッチングプロセスを用いてパターン化される、概念１に記載の方法。
【００６０】
概念６
二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いてパターンを上記基板に至るまでエッチングすることは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と、酸素ガス（Ｏ２）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とを含む、概念１に記載の方法。
【００６１】
概念７
上記硬化された耐エッチング性層およびインプリントレジスト層のエッチバックは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）の使用を含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の使用を含む、概念１に記載の方法。
【００６２】
概念８
上記電子硬化電子ビーム照射は、第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の前に行われ、代替的には第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の後であって第２の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の前に行われる、概念１または４に記載の方法。
【００６３】
概念９
上記電子硬化リバース・トーンプロセスは、半導体およびビットパターン化媒体を含む積層体を複製するプロセスにおいて、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させ、パターン構造サイズの均一性を増大させることができる、概念１に記載の方法。
【００６４】
概念１０
ハードマスク層を堆積させた基板上に堆積されたパターンインプリントレジスト層上に堆積された耐エッチング性層を硬化させるために電子ビーム照射を用いるための手段と、
電子ビーム硬化されたパターンインプリントレジスト層構造を上記ハードマスクおよび基板にエッチングするために二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いるための手段と、
上記エッチングされた、電子ビーム硬化されたインプリントレジスト層パターン構造の配置ドリフトエラーおよびパターン構造サイズの均一性の分布を分析するために分析プロセスを用いるための手段とを備える、装置。
【００６５】
概念１１
統計的なサイズおよび配置分布品質分析を用いて決定される、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射の予め定められた電圧および線量を用いて電子ビーム照射硬化を制御するための手段をさらに備える、１０に記載の装置。
【００６６】
概念１２
材料を高密度化すること、体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、特性を構造的に変化させて水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層材料を変化させるための手段をさらに備える、概念１０または１１に記載の装置。
【００６７】
概念１３
テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を用いた第１の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）と、酸素ガス（Ｏ２）を用いた第２の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）とを含む反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）の使用を含む二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いて、上記ハードマスクおよび基板をエッチングするための手段をさらに備える、１０に記載の装置。
【００６８】
概念１４
架橋された「ネットワーク」構造を原子再分配反応によって作成することを含む、耐エッチング性層材料を分子レベルで変化させることを含む、耐エッチング性層を硬化させるために電子ビーム照射を用いるための手段をさらに備える、概念１０から１２に記載の装置。
【００６９】
概念１５
電子ビーム硬化プロセスであって、
パターンインプリントレジスト層上に堆積された耐エッチング性材料を硬化させて機械的安定性を生じさせるためにある線量の電子ビームを用いるステップと、
上記電子ビーム硬化された、機械的に安定したインプリントレジスト層のパターン化された構造をハードマスク層および基板にエッチングするためのエッチングプロセスの使用を含む、二段階リバース・トーンエッチングプロセスを利用するステップと、
上記電子ビーム硬化線量を予め定めるために分析プロセスを用いるステップとを備える、電子ビーム硬化プロセス。
【００７０】
概念１６
上記電子ビーム硬化は、インプリントレジスト材料、耐エッチング性材料、ハードマスク層および基板のタイプおよび厚み、ならびに分析プロセス結果に基づいて、電圧および線量を調整するように制御される、概念１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【００７１】
概念１７
硬化は、統計的なサイズおよび配置分布品質分析を用いて決定される予め定められたエネルギおよび線量で用いられる、熱照射、イオンビーム照射、電子ビーム照射、Ｘ線照射、光子照射、ＵＶ照射、ＤＵＶ照射、ＶＵＶ照射、プラズマ照射、マイクロ波照射、または他のタイプの照射を含む照射を含む、概念１から１６のいずれか１つの概念に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【００７２】
概念１８
上記耐エッチング性材料の上記電子ビーム硬化は、パターン構造配置ドリフトエラーを減少させてパターン構造サイズの均一性を増大させるために機械的安定性を生じさせる、概念１から１７のいずれか１つの概念に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【００７３】
概念１９
上記電子ビーム硬化は、材料を高密度化すること、体積を減少させることおよび屈折率ｎを増大させることを含む、特性を構造的に変化させて水素シルセスキオキサン（ＨＳＱ）を含む耐エッチング性層に用いられる材料を変化させるように構成される、概念１から１８のいずれか１つの概念に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【００７４】
概念２０
二段階リバース・トーンエッチングプロセスを用いたパターン化されたハードマスクテンプレートは、テトラフルオロメタン（ＣＦ４）を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含む第１のエッチングの使用と、酸素ガス（Ｏ２）を用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）を含む第２のエッチングの使用とを含む、概念１５に記載の電子ビーム硬化プロセス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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【図９】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１６】
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【図１１】
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【図１４】
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【図１５】
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【国際調査報告】
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