(57)【要約】【課題】  型押し加工における被加工物のパターンを型のパターンよりも微細化する。【解決手段】  本発明のマスクの形成方法は、変形可能または弾性を有する有機物層上に、剪断可能な膜を形成する工程と、表面にパターンが形成された型を膜に押圧し、パターンの境界部により膜の一部を剪断加工した後、型を膜から離す工程と、膜における剪断加工された部分を除去する工程とを有する。型のパターンが例えばラインアンドスペースであれば、凸部の細長く延在する平坦な面における両端の線が、パターンの境界部となる。即ち、ラインがＸ本であれば、境界線は２Ｘ本であり、膜には２Ｘ本の剪断加工の跡が残される。従って、剪断加工された部分を除去した膜をマスクとして加工すれば、被加工物には２Ｘ本のラインが形成される。このように本発明では、型押し加工において、被加工物のパターンを型のパターンよりも微細にできる。【選択図】      図１
2005249947.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形可能または弾性を有する有機物層上に、剪断可能な膜を形成する工程と、
表面にパターンが形成された型を前記膜に押圧することで、前記パターンの境界部により前記膜の一部を剪断加工した後、前記型を前記膜から離すプレス工程と、
前記膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程と
を有することを特徴とするマスクの形成方法。
【請求項２】
請求項１記載のマスクの形成方法により剪断加工された膜を有するグレーティングであって、前記膜において除去された部分を溝とすることを特徴とするグレーティング。
【請求項３】
請求項１記載のマスクの形成方法により形成されたマスクであって、
前記膜において除去された部分を開口部とすることを特徴とするマスク。
【請求項４】
請求項３記載のマスクを用いたパターン形成方法であって、
前記有機物層は、被加工物上に形成され、
前記選択的除去工程の後、前記膜をマスクとして、前記有機物層の一部及び前記被加工物の一部を除去してから、前記膜及び前記有機物層を除去する工程を有する
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】
請求項３記載のマスクを用いたパターン形成方法であって、
前記有機物層は、電磁波の照射により硬化する特性を有し、且つ、被加工物上に形成され、
前記選択的除去工程の後、前記膜をマスクとして電磁波を照射して、前記有機物層の一部を硬化させる工程と、
前記有機物層における硬化しなかった部分、及び前記膜を除去した後、前記有機物層をマスクとして前記被加工物の一部を除去してから、前記有機物層を除去する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】
変形可能または弾性を有する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程と、
表面にパターンが形成された型を前記膜に押圧することで、前記パターンの境界部により前記膜の一部を剪断加工した後、前記型を前記膜から離すプレス工程と、
前記膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程と、
前記選択的除去工程の後、前記膜をマスクとして前記被加工物の一部を除去してから、前記膜全体を除去する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】
変形可能または弾性を有し、電磁波の照射により硬化する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程と、
表面にパターンが形成された型を前記膜に押圧することで、前記パターンの境界部により前記膜の一部を剪断加工した後、前記型を前記膜から離すプレス工程と、
前記膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程と、
前記選択的除去工程の後、前記膜をマスクとして電磁波を照射して、前記被加工物の一部を硬化させる工程と、
前記被加工物における硬化しなかった部分、及び前記膜を除去する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項８】
請求項４〜請求項７のいずれか１項記載のパターン形成方法において、
前記被加工物の一部を除去する方法は、エッチングである
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項９】
変形可能または弾性を有し、電磁波の照射により変性する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程と、
表面にパターンが形成された型を前記膜に押圧することで、前記パターンの境界部により前記膜の一部を剪断加工した後、前記型を前記膜から離すプレス工程と、
前記膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程と、
前記選択的除去工程の後、前記膜をマスクとして前記被加工物に電磁波を照射した後、前記被加工物を部分的に加工する工程と
を有することを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１０】
請求項４〜請求項９のいずれか１項記載のパターン形成方法において、
前記プレス工程では、前記型を押圧する工程と、前記型を前記膜から離す工程とをそれぞれ２回以上行い、
前記選択的除去工程では、前記膜における、複数回剪断加工された部分のみを除去する
ことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１１】
請求項４〜請求項１０のいずれか１項記載のパターン形成方法において、前記被加工物の表面に形成されるパターンの最小幅は、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１２】
請求項４〜請求項１１のいずれか１項記載のパターン形成方法において、前記膜の厚さは、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１３】
請求項４〜請求項１２のいずれか１項記載のパターン形成方法を用いて加工されたことを特徴とする光学素子。
【請求項１４】
請求項４または請求項５記載のパターン形成方法を用いて加工されたことを特徴とする半導体デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスクの形成方法、グレーティング（回析格子）、マスク、パターン形成方法、光学素子、及び半導体デバイスに関する。また、本発明は、型押し加工、及びこれに用いる型に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程でのレジストパターンは、主にフォトリソグラフィを用いて形成されている。フォトリソグラフィは、縮小投影露光装置（ステッパ）の光源の波長を短くする等により解像度を向上させ、半導体デバイスの微細化に対応してきた。ステッパでは、光源の波長が短いほど、光がレンズを透過しにくくなるので、レンズに使うガラス材料が限定される。即ち、光学材料的にもステッパの実現が困難になってきており、最先端のステッパの価格は数億円以上となっている。
【０００３】
このように高価なステッパを必要とするフォトリソグラフィは、コストの点から、少量多品種のデバイスの製造には適用しづらい。そこで、フォトリソグラフィに代わる技術として、型押し加工を半導体デバイスの製造に適用することが、１９９５年頃から試みられている（例えば、特許文献１、及び非特許文献１参照）。
即ち、インプリント法に代表されるように、型（ダイ、原盤）を被加工物に圧着（プレス）して形状を転写する方法により、サブミクロンオーダの微細パターンを創生することが試みられている。近年では、１００ｎｍより小さいパターンの加工に成功した報告もある。インプリント法は、ステッパを必要とせず、製造工程も簡単になるために、製造コストを低くできる。このようにインプリント法は、半導体デバイスの微細化だけでなく、半導体製造装置の低価格化の可能性も有する優れた方式として期待されている。
【特許文献１】特開２００３−７７８０７号公報  （第１−７項、図１−図１１）
【非特許文献１】S.Y.Chou et al.,J. Vac. Sci. Technol., B15(1997) p.2897
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
型押し加工では、型の形状を被加工物に転写するため、被加工物のパターンの寸法は、型と同じになる。即ち、型押し加工において被加工物を微細化するためには、型自体を微細化する必要がある。型の加工の難易度は、微細化に伴い大きくなる。型押し加工は、この点においては、フォトリソグラフィよりも劣っていた。
本発明の目的は、型押し加工において、被加工物のパターンを型のパターンよりも微細化する技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１のマスクの形成方法は、以下の工程を有することを特徴とする。１つは、変形可能または弾性を有する有機物層上に、剪断可能な膜を形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、パターンの境界部により膜の一部を剪断加工した後、型を膜から離すプレス工程である。１つは、膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程である。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１のマスクの形成方法により剪断加工された膜を有するグレーティングであり、『膜において除去された部分を溝とする』ことを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１のマスクの形成方法により形成されたマスクであって、膜において除去された部分を開口部とすることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３のマスクを用いたパターン形成方法であって、以下の点を特徴とする。第１に、有機物層は、被加工物上に形成される。第２に、選択的除去工程の後、膜をマスクとして、有機物層の一部及び被加工物の一部を除去してから、膜及び有機物層を除去する工程を有する。
【０００７】
請求項５の発明は、請求項３のマスクを用いたパターン形成方法であって、以下の点を特徴とする。第１に、有機物層は、電磁波の照射により硬化する特性を有し、且つ、被加工物上に形成される。第２に、選択的除去工程の後、膜をマスクとして電磁波を照射して、有機物層の一部を硬化させる工程を有する。第３に、有機物層における硬化しなかった部分、及び膜を除去した後、有機物層をマスクとして被加工物の一部を除去してから、有機物層を除去する工程を有する。
【０００８】
請求項６のパターン形成方法は、以下の工程を有することを特徴とする。１つは、変形可能または弾性を有する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、パターンの境界部により膜の一部を剪断加工した後、型を膜から離すプレス工程である。１つは、膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程である。１つは、選択的除去工程の後、膜をマスクとして被加工物の一部を除去してから、膜全体を除去する工程である。
【０００９】
請求項７のパターン形成方法は、以下の工程を有することを特徴とする。１つは、変形可能または弾性を有し、電磁波の照射により硬化する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、パターンの境界部により膜の一部を剪断加工した後、型を膜から離すプレス工程である。１つは、膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程である。１つは、選択的除去工程の後、膜をマスクとして電磁波を照射して、被加工物の一部を硬化させる工程である。１つは、被加工物における硬化しなかった部分、及び膜を除去する工程である。
【００１０】
請求項８の発明は、請求項４〜請求項７のいずれかのパターン形成方法において、『被加工物の一部を除去する方法がエッチングである』ことを特徴とする。
請求項９のパターン形成方法は、以下の工程を有することを特徴とする。１つは、変形可能または弾性を有し、電磁波の照射により変性する被加工物上に、剪断可能な膜を形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、パターンの境界部により膜の一部を剪断加工した後、型を膜から離すプレス工程である。１つは、膜における剪断加工された部分を除去する選択的除去工程である。１つは、選択的除去工程の後、膜をマスクとして被加工物に電磁波を照射した後、被加工物を部分的に加工する工程である。
【００１１】
なお、以上の発明における膜には、パターンの境界部が押圧された部分において、機械的強度やエッチング耐性等が低くなる材料を用いればよい。その材料としては、例えば、クロムを用いた金属薄膜が挙げられる。そのような材料とは反対に、パターンの境界部が押圧された部分において、機械的強度やエッチング耐性等が高くなる材料を用いてもよい。その場合の本発明の一形態は、以下の各工程により実現される。
【００１２】
１つは、このような性質の膜を、変形可能または弾性を有する被加工物上に形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、膜における、パターンの境界部が押圧された部分の機械的強度或いはエッチング耐性等を高める工程である。１つは、型を膜から離した後、機械的強度或いはエッチング耐性等が高められた部分が残るように、膜を選択的に除去する工程である。１つは、残された膜をマスクとして被加工物の一部を除去した後、膜全体を除去する工程である。
【００１３】
上記の一形態では被加工物上に直接膜を形成しているが、被加工物と膜との間に有機物層を形成してもよい。その場合の本発明の一形態は、以下の各工程により実現される。１つは、被加工物上に、変形可能または弾性を有する有機物層を形成し、有機物層上に上記の性質の膜を形成する工程である。１つは、表面にパターンが形成された型を膜に押圧することで、膜における、パターンの境界部が押圧された部分の機械的強度またはエッチング耐性等を高める工程である。１つは、型を膜から離した後、機械的強度またはエッチング耐性等が高められた部分が残るように、膜を選択的に除去する工程である。１つは、残された膜をマスクとして、有機物層の一部及び被加工物の一部を選択的に除去した後、膜全体及び有機物層全体を除去する工程である。
【００１４】
請求項１０の発明は、請求項４〜請求項９のいずれかのパターン形成方法において、以下の点を特徴とする。第１に、プレス工程では、型を押圧する工程と、型を膜から離す工程とをそれぞれ２回以上行う。第２に、選択的除去工程では、膜における、複数回剪断加工された部分のみを除去する。
請求項１１の発明は、請求項４〜請求項１０のいずれかのパターン形成方法において、『被加工物の表面に形成されるパターンの最小幅が、１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である』ことを特徴とする。
【００１５】
請求項１２の発明は、請求項４〜請求項１１のいずれかのパターン形成方法において、『膜の厚さが１０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である』ことを特徴とする。
請求項１３の光学素子は、請求項４〜請求項１２のいずれかのパターン形成方法を用いて加工されたことを特徴とする。
請求項１４の半導体デバイスは、請求項４または請求項５のパターン形成方法を用いて加工されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、型を押圧して膜を部分的に剪断加工する。型のパターンが例えばラインアンドスペースであれば、ライン部分の上面（凸部の細長く延在する平坦な上面）における両端の線が、パターンの境界部となる。即ち、ラインがＸ本であれば、境界線は２Ｘ本であり、膜には２Ｘ本の剪断加工の跡が残される。従って、剪断加工された部分を選択的に除去後、膜をマスクとして加工すれば、被加工物に２Ｘ本のラインを形成できる。このように本発明によれば、型押し加工において、被加工物のパターンを型のパターンよりも微細にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明の型押し加工の原理を示す模式的工程断面図である。図１（ａ）に示すように、レジスト層１０（請求項記載の有機物層に対応）上には、良好な剪断性を有する薄膜層１２が形成されている。この薄膜層１２は、金属薄膜として形成する場合、蒸着やスパッタ法を用いればよい。有機薄膜として形成する場合、スピンコートやスプレーにより塗布したり、或いは、ラングミュア−ブロジェット膜として形成すればよい。
【００１８】
また、型１４には、その横断面が矩形波（ラインアンドスペース）の形状のパターンが形成されている。レジスト層１０は、例えば、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）により形成すればよい。なお、塑性変形が可能な材料であれば、レジストの代わりに、高分子材料やプラスチック等を用いてもよい。或いは、型押し加工において通常用いる圧力で型が押圧されても塑性変形しないが、弾性を有し、型が押圧されているときは一時的に変形する材料を用いてもよい（例えば後述する第４の実施形態でのＨＯＰＧ）。また、薄膜層１２には、例えば、クロムなどの金属薄膜を用いればよい。
【００１９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）の加工後、型１４を、薄膜層１２を介してレジスト層１０に対して押圧した状態を示している。これにより、レジスト層１０には、型１４のパターンが転写される。また、薄膜層１２における、型１４のパターンの境界部が押圧された部分は、連続状態を保ったまま薄くなって延びる（密度が低下する）か、或いは、図に示すように剪断により不連続状態になる。このように型１４を押圧することで、型１４のパターンの境界部により膜を部分的に薄くする場合、及び分離（剪断）する場合の両方を、以下の説明では『剪断加工する』という。なお、薄膜における、型１４の凹凸の平坦部が押圧された部分では、その厚さはあまり変わらない。
【００２０】
そして、この剪断加工の後、型１４を薄膜層１２から離す。図１（ｃ）は、この状態を示している。なお、図では説明の簡単化のため、レジスト層１０は、完全に塑性変形して、型１４を離した後も型１４のパターンが転写された状態を維持するものとしている。この後、剪断加工の跡に基づいて、必要な加工を行えばよい。本発明は、このような薄膜の剪断を応用した型押し加工により微細パターンを形成するという、本発明者の新たな知見に基づくものであり、以下、実施の形態を説明する。なお、重複を避けるため、各図において同一要素には同一符号を付し、各実施形態においては、前述した実施形態と同様の部分は簡単に説明する。
【００２１】
＜第１の実施形態＞
図２及び図３は、本発明の第１の実施形態におけるパターン形成方法の要部を示す模式的工程断面図である。以下、図２及び図３に従って、本実施形態のパターン形成方法を用いたグレーティングの製造方法を説明する。なお、本実施形態は、請求項１、請求項３、請求項４、請求項８、及び請求項１１〜請求項１４に対応する。
【００２２】
まず、被加工物として、半導体基板（不図示）上に、エッチングストップ層２０及びシリコン層２２が形成されたものを用意する。このエッチングストップ層２０は、例えば、不純物濃度が異なる２枚のシリコン基板を機械的に貼り付けることで、両者の界面として形成すればよい。また、この例では、シリコン層２２の厚さがグレーティングの溝の深さになる。
【００２３】
次に、シリコン層２２の上に、例えばＰＭＭＡからなるレジスト層２６を形成し、レジスト層２６上に薄膜層２８を形成する。レジスト層２６は、感光性樹脂が好ましく、ＰＭＭＡのようなネガタイプや、ノボラック樹脂などのポジタイプであってもよい。また、ここでの薄膜層２８は、チタン５ｎｍ／アルミ２０ｎｍ／チタン５ｎｍからなる膜厚３０ｎｍの金属薄膜として形成する。但し薄膜層２８はこれに限定されず、クロム等により形成してもよい（後述する第２〜第６の実施形態についても同様）。図２（ａ）は、この状態を示している。
【００２４】
型３０には、ラインアンドスペースの周期パターンが形成されている。ここでのパターンは、図に示すように、横断面が台形状の１次元格子である。即ち、型３０にテーパ（抜き勾配）が付いており、１ピッチ（１８０ｎｍ）内の寸法は、２箇所の傾斜部分も２箇所の平坦部分もそれぞれ４５ｎｍに形成されている。型３０は、この寸法であれば、従来技術のフォトリソグラフィで形成可能である。
【００２５】
本実施形態での傾斜部の角度は、６０°である。この場合、ｃｏｓ６０°＝１／２だから、薄膜層２８は、傾斜部が押圧される部分において、約２倍に延びる。なお、型３０の傾斜部の角度は、６０度以上であることが望ましい。これは、あまり緩やかな傾斜角度だと、この傾斜部が押圧された部分での薄膜層２８が十分に延びず（密度が十分に低下せず）、後工程で、その部分を選択的に除去することが困難になるからである。
【００２６】
次に、薄膜層２８を介して、レジスト層２６に対して型３０を押圧して、型３０のパターンをレジスト層２６に転写する。これにより、レジスト層２６及び薄膜層２８は塑性変形する。このとき、薄膜層２８においては、パターンの境界部（凹凸の傾斜部）が押圧された部分のみ、膜厚が薄くなって（密度が低下して）、前述のように長さが約２倍に延びる。ここでの膜厚が薄くなった部分が、請求項記載の『剪断加工された部分』に対応する。図２（ｂ）は、この状態を示している。なお、型３０にテーパが付いている分、型抜きが容易となるため、型３０を押圧するときの圧力や温度は、従来の型押し加工と同様でよい。
【００２７】
次に、型３０を薄膜層２８から引き離す。図２（ｃ）は、この状態を示している。なお、以下の説明では、ここまでの工程のように、型を押圧し、その型を引き離す工程をプレス工程という。
次に、薄膜層２８における剪断加工された部分を、ウェットエッチングにより選択的に除去する（請求項記載の選択的除去工程に対応）。図３（ｄ）は、この状態を示している。なお、薄膜層２８においては、型３０の平坦部が押圧された部分と、傾斜部が押圧された部分とで、膜厚及び密度が大きく異なる。従って、ウェットエッチングの時間制御により、後者のみを除去することが可能である。また、ここまでの工程は、請求項記載の『マスクの形成方法』に対応する。
【００２８】
次に、薄膜層２８をマスクとして、レジスト層２６及びシリコン層２２に対して、垂直方向に（シリコン層２２及びレジスト層２６の厚さ方向に）ドライエッチングを施す。このとき、レジスト層２６は、マスクの開口部（薄膜層２８が除去された部分）下において、シリコン層２２の厚さ方向に対しては斜めになっている。従って、エッチングの途中では、レジスト層２６は、図３（ｅ）に示す形状になる。この後、さらにエッチングが進行すると、図３（ｆ）に示す形状になる。エッチングの進行は、エッチングストップ層２０まで達すると停止する。従って、最終的には、図３（ｇ）に示す形状となって、エッチングは終了する。
【００２９】
次に、薄膜層２８及びレジスト層２６を全て除去する。これにより、図３（ｈ）に示すように、シリコン層２２は、型３０のパターンの各境界部が押圧された箇所を溝とするラインアンドスペース形状となる。即ち、型３０の２倍のピッチを有するグレーティング３６（請求項記載の光学素子、及び半導体デバイスに対応）が形成される。この後、例えばアルミを蒸着する等の公知の工程を施して、反射型のグレーティングにしてもよい。
【００３０】
このように、型３０の１ピッチを構成するライン及びスペースの幅ではなく、ラインとスペースとの境界部分（傾斜部）の幅が、被加工物上に形成されるパターンの幅にほぼ等しくなる。従って、型のパターンの境界部により薄膜を部分的に剪断加工して、この薄膜をマスクとして用いれば、型のピッチより細かいパターンを容易に形成できる。
なお、金属膜をできる限り薄く形成する場合、一様に形成可能な限界は、１０ｎｍ程度と考えられる。従って、薄膜層２８は、本実施形態では３０ｎｍとして形成したが、１０ｎｍ以上の厚さを目安に形成すればよい。金属膜の剪断加工を容易にするためには、型のパターンの傾斜部の幅は膜厚と同程度の長さである必要があるので、この場合、被加工物上に形成されるパターンの最小幅も、１０ｎｍ程度が限界と考えられる。
【００３１】
光ディスクの表面に刻まれる細い溝の形成に用いるスタンパー（金型原盤）の溝の深さは、微細なものになると例えば１００ｎｍ程度であり、本発明はこのような微細パターンの形成において、極めて顕著な効果が得られる。また、形成したいパターンの最小幅が１００ｎｍ程度であれば、膜厚も同程度（１００ｎｍ）またはそれ以下にして、剪断加工を容易にすることが望ましい。以上に述べた薄膜層２８の厚さ、及び被加工物上に形成されるパターンの最小幅については、後述する他の実施形態においても同様である。
【００３２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態では、数学的理論に基づいて型を設計した上で、パターン、特に孤立線を形成する方法を説明する。なお、本実施形態は、請求項１、請求項３、請求項４、請求項８、請求項１１、請求項１２、及び請求項１４に対応する。
図４（ａ）は、型の一例を示す斜視図である。ここで、型４０の裏面（図において点で塗り潰した領域）が平坦なものとして、この面の任意の点を座標ｘ、ｙで表す。そして、型４０のパターン形成面において、ある座標ｘ、ｙから法線方向に位置する点の高さ（どの程度突出しているか）を、φ（ｘ、ｙ）とする。ここでの高さφは、例えば、型４０のパターン形成面において最も凹んだ部分の高さを基準（ゼロ）として表せばよい。
【００３３】
なお、本実施形態の型４０は、説明の簡単化のため、図に示すようにｙ方向の横断面の形状が全て同じとする。このため、φ（ｘ、ｙ）は、図４（ｂ）に示されるようにｘのみの関数となる。そして、次式のように、φ（ｘ、ｙ）の勾配の二乗をＰ（ｘ、ｙ）と定義すれば、図４（ｂ）のφ（ｘ、ｙ）に対応するＰ（ｘ、ｙ）は、図４（ｃ）に示すようになる。
【００３４】
【数１】
2005249947.tif 000003
【００３５】
型においては、Ｐ（ｘ、ｙ）が大きい値となる部分ほど、パターンの境界部の傾斜角度は大きい。第１の実施形態と同様に型押し加工を行う場合、薄膜層においては、傾斜角度の大きい部分が押圧された部分ほど膜厚が薄くなる。ここで、薄膜層を部分的に除去する工程（前記ウェットエッチングに相応）においては、膜厚がＨｔｈｍｉｎ未満の部分は確実に除去され、膜厚がＨｔｈｍａｘ以上の部分は必ず残るとする。
【００３６】
さらに、薄膜層のある位置の膜厚をＨｔｈｍｉｎ以下にするためには、型４０における、勾配の二乗Ｐ（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上の部分をその位置に押圧する必要があるとする。また、薄膜層のある位置の膜厚をＨｔｈｍａｘ以上にするためには、型４０における、勾配の二乗Ｐ（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍｉｎ以下の部分をその位置に押圧する必要があるとする。従って、薄膜層においては、Ｐ（ｘ、ｙ）がおよそＰｔｈｍａｘ以上の部分が押圧される部分は確実に除去され、Ｐ（ｘ、ｙ）がおよそＰｔｈｍｉｎ以下の部分が押圧される部分は必ず残る。
【００３７】
次に、薄膜層を部分的に除去後、これをマスクとして、平坦な加工面を有する被加工物をエッチングする場合を考える。加工後の加工面の高さをＱ（ｘ、ｙ）と定義すれば、Ｑ（ｘ、ｙ）は、Ｐ（ｘ、ｙ）の関数で与えられ、２つの値のみをとる。この２つの値を例えばＱｌｏｗ及びＱｈｉｇｈとすれば、Ｐ（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上のとき、Ｑは必ずＱｌｏｗとなり（ラインアンドスペースの溝に相当）、ＰがＰｔｈｍｉｎ以下以下のとき、Ｑは必ずＱｈｉｇｈとなる。
【００３８】
図４（ａ）の型４０は、傾斜角度が異なる２つの斜面を有しているが、図４（ｃ）に示すように、滑らかな方では、勾配の二乗はＰａであり、Ｐｔｈｍｉｎより小さい。また、急峻な方では、勾配の二乗はＰｂであり、Ｐｔｈｍａｘより大きい。従って、この場合のＱ（ｘ、ｙ）は、図４（ｄ）に示すようになる。
このため、本実施形態の型４０を用いて型押し加工を行う場合、工程断面図は例えば図５に示すようになる。図５（ａ）は、エッチングストップ層４２、シリコン層４４、レジスト層４６、薄膜層４８の順に積層してから、型４０を押圧してレジスト層４６及び薄膜層４８を塑性変形させた後、型４０を離した状態を示している。なお、レジスト層４６や薄膜層４８の材料や膜厚等は、第１の実施形態と同様でよい。
【００３９】
図５（ｂ）は、剪断加工の跡に基づいて、例えばウェットエッチングにより薄膜層４８を部分的に除去した状態を示している。この後、薄膜層４８における除去された部分をマスクの開口部として、シリコン層４４、レジスト層４６を例えばドライエッチングしてから、薄膜層４８及びレジスト層４６を完全に除去する。これにより、図５（ｃ）示すように、孤立線（ｉｓｏ）を有する半導体デバイスが創生される。
【００４０】
なお、型４０のパターンの斜面をより急峻に形成すれば、即ち、図中のａ１−ａ２間の幅が狭い型４０を用いれば、より細い孤立線を形成できる。この場合、押圧時の圧力はより小さくても十分に剪断加工できる。なぜなら、型４０の傾斜角度をより急峻にすれば、押圧開始時における型４０と薄膜層４８との接触面積はより小さくなるからである。従って、本発明は、微細パターンの形成において極めて顕著な効果が得られる。
【００４１】
Ｐｔｈｍｉｎ及びＰｔｈｍａｘがどの程度の値になるかは、薄膜層を部分的に除去する工程の条件（エッチング方法など）、形成時の薄膜層の厚さ、薄膜層及びレジスト層の物理乗数（例えば弾性限界や破断点）などから求めればよい。或いは、実験により求めてもよい。そのようにして求めたＰｔｈｍｉｎ及びＰｔｈｍａｘと、（１）式とを用いれば、所望の３次元形状を創生するための型を設計できる。
【００４２】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態では、（１）式を用いて、孤立点、即ち、コンタクトホールを形成する方法を説明する。本実施形態は、請求項１、請求項３、請求項４、請求項８、請求項１０〜請求項１２、及び請求項１４に対応する。本実施形態では、図５におけるエッチングストップ層４２及びシリコン層４４を有する被加工物上に、レジスト層４６及び薄膜層４８を形成する。この構造は第２の実施形態と同様であるので、本実施形態では工程断面図を省略する。
【００４３】
本実施形態と第２の実施形態との違いは、以下の２点である。第１に、本実施形態では、型押しを２回行う。第２に、本実施形態の型には、第２の実施形態と同様な形状であるが、突出部分の傾斜角度のみが異なるものを用いる。即ち、図４のａ１−ａ２間の幅と、ａ２−ａ３間の幅とが異なる。そして、本実施形態の型においては、緩やかな方の勾配の二乗をＰｃとし、急峻な方の勾配の二乗をＰｄとし、Ｐｃ、Ｐｄが以下の３式を満たすようにする。
【００４４】
Ｐｃ≪Ｐｔｈｍｉｎ・・・（２）
Ｐｄ＜Ｐｔｈｍｉｎ・・・（３）
Ｐｄ×２＞Ｐｔｈｍａｘ・・・（４）
以下、図６を用いて本実施形態のパターン形成方法を説明する。なお、本実施形態では、型が押圧される前における被加工物の平坦な上面（薄膜層表面）を２次元座標面として考え、この面上で互いに直交する２方向をｘ軸方向、ｙ軸方向とする。
【００４５】
まず、ｘ軸方向に沿って傾斜部の跡ができるように型を薄膜層４８に押圧してから、型を離す。図６（ａ）は、この状態を示す模式的工程上面図である。図において、点で塗り潰した領域は、型の緩やかな方の傾斜部が押圧された領域であり、斜線領域は、急峻な方の傾斜部が押圧された領域である。本実施形態では、型を押す前における被加工物の上面の或る点が、型の押圧後に、座標面の法線方向にどれだけ凹んだかを、φ’（ｘ、ｙ）とする。そして、（１）式と同様に、φ’（ｘ、ｙ）の勾配の二乗を、Ｐ’（ｘ、ｙ）と定義する。型が１回だけ押圧された後では、φ’（ｘ、ｙ）は、符号を除いて第２の実施形態のφ（ｘ、ｙ）とほぼ同じになる。従って、図６（ａ）のＢ１−Ｂ２間では、Ｐ’（ｘ、ｙ）は、図６（ｂ）に示すようになる。
【００４６】
次に、傾斜部の跡が１回目の押圧時と直交するように、即ち、ｙ軸方向に沿って傾斜部の跡ができるように同じ型を押圧してから、型を離す。図６（ｃ）は、この状態を示す模式的工程上面図である。図６（ｃ）では、緩やかな方の傾斜部を１回だけ押圧された領域を点で塗り潰して示し、緩やかな方の傾斜部を２回押圧された領域を横線で示し、急峻な方の傾斜部を１回だけ押圧された領域を斜線で示し、急峻な方の傾斜部を２回押圧された領域を黒く塗り潰して示し、急峻な方の傾斜部と緩やかな方の傾斜部とを１回ずつ押圧された領域を縦線で示した。また、図６（ｃ）のＣ１−Ｃ２間では、Ｐ’（ｘ、ｙ）は、図６（ｄ）に示すようになる。
【００４７】
薄膜層４８における、急峻な方の傾斜部が２回押圧された領域は、１回目の押圧後よりもさらに薄くなり、１回目の押圧後の約√２倍の長さに延びると考えられる。同様に、薄膜層４８における、緩やか方の傾斜部を２回押圧された領域も、１回目の押圧後の約√２倍の長さに延びると考えられる。Ｐ’（ｘ、ｙ）は、勾配の二乗で与えられるので、√２倍に延びた領域においては２倍になる。従って、Ｐ’（ｘ、ｙ）は、図７の立体図のようになる。なお、図７では一例として、およそＰｃ＝１、Ｐｄ＝６．５として示してある。また、Ｐｃ、Ｐｄは前述の（２）、（３）、（４）式を満たすため、図７のスケールでは、Ｐｔｈｍｉｎは例えば８であり、Ｐｔｈｍａｘは例えば１０である。
【００４８】
図６（ｃ）に示す加工の後、第２の実施形態と同様に、薄膜層４８を部分的に除去する。このとき、急峻な方の傾斜部が２回押圧された領域のみが、Ｐ’（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上の領域となるために、除去される。そして、この薄膜層４８をマスクとして第２の実施形態と同様にシリコン層４４、レジスト層４６をエッチングしてから、薄膜層４８及びレジスト層４６を完全に除去する。これにより、図６（ｅ）に示すように、コンタクトホールが形成される。以上、第３の実施形態においても、第１及び第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４９】
なお、第３の実施形態では、型が２回押圧された領域においてのみ、Ｐ’（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上となる例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。型が３回、或いは４回以上押圧された領域においてのみ、Ｐ’（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上となるようにしてもよい。この場合、プレス工程を３回、或いは４回以上実施する。
【００５０】
また、同じ型を、向きを変えて２回押圧する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。形状が異なる型を複数用意し、これらがそれぞれ１回以上押圧された領域においてのみ、Ｐ’（ｘ、ｙ）がＰｔｈｍａｘ以上となるようにしてもよい。この場合、各々の型について、プレス工程を１回以上実施する。
また、パターンとして１本の突出部のみが型に形成されており、コンタクトホールを１つのみ形成する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。パターンとして複数本の突出部を型に設けておき、複数のコンタクトホールを同時に形成してもよい。
【００５１】
＜第４の実施形態＞
第４の実施形態では、図８に示す模式的工程断面図を用いて、反射型金属グレーティングの製造方法を説明する。本実施形態の主な特徴は、膜における剪断加工されない部分がそのまま素子の一部となることと、膜の直下には弾性変形する有機物層が形成されることである。本実施形態は、請求項１〜請求項３、及び請求項１１〜請求項１３に対応する。
【００５２】
まず、図８（ａ）に示すように、ＨＯＰＧ（Highly Oriented Pyrolytic Graphite、炭素層状結晶）層６０上に、金属薄膜６２を形成する。金属薄膜６２の材料及び膜厚は、例えば、第１の実施形態と同じでよい。なお、ＨＯＰＧは、弾性限界が高く、数百μｍ以上の厚みがあれば短い（数百ｎｍ以下）ストロークのプレスにより一時的に１００ｎｍ程度凹んでも容易に形状が復元し、力による加工や剪断が困難であることが走査プローブ顕微鏡の実験から知られている。
【００５３】
次に、金属薄膜６２を介して、型３０をＨＯＰＧ層６０に対して押圧する。これにより、ＨＯＰＧ層６０には型３０のパターンが一時的に転写され、金属薄膜６２は、第１の実施形態と同様に部分的に剪断加工される。図８（ｂ）は、この状態を示している。この後、型３０を離すと、ＨＯＰＧ層６０の表面は、元の平坦な形状に戻る。図８（ｃ）は、この状態を示している。
【００５４】
次に、第１の実施形態と同様に、金属薄膜６２における剪断加工された部分を、エッチングにより除去する。これにより、図８（ｄ）に示すように、型３０の２倍のピッチを有する反射型金属グレーティング６６が完成する。以上、第４の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、図８（ｄ）の加工後、一定間隔置きに形成された金属薄膜６２をマスクとして、ＨＯＰＧ層６０をエッチングにより除去してもよい。図９（ａ）は、そのようにして形成された反射型金属グレーティングの断面模式図である。エッチング深さは、エッチング時間により制御可能であり、各溝においてほぼ一様になる。なお、この形態では、エッチング深さを確実に均一にするため、エッチングストップ層を形成してから、その上にＨＯＰＧ層６０を形成し、その後型押しを行うようにしてもよい。この場合、本実施形態は、請求項１〜請求項３、請求項６、請求項８、及び請求項１１〜請求項１３に対応する。
【００５５】
また、第４の実施形態では、弾性限界を超えない圧力で型３０を押圧する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。弾性限界を超える圧力で型３０を押圧してもよい。図９（ｂ）は、型３０を押圧した状態を示す模式的工程断面図である。この後、型３０を離したときの断面は、図９（ｃ）に示すようになる。ＨＯＰＧ層６０は型３０を離した後には、多少は元の平坦な形状に近づくが、完全には元の形状に戻らない。
【００５６】
この後、上述と同様に金属薄膜を部分的に除去後、これをマスクとしてＨＯＰＧ層６０をエッチングする。図９（ｄ）は、そのようにして形成された反射型金属グレーティングの断面模式図である。この場合、本実施形態は、請求項１〜請求項３、請求項６、請求項８、及び請求項１１〜請求項１３に対応する。なお、この形態においても、エッチング深さを確実に均一にするため、エッチングストップ層上にＨＯＰＧ層６０を形成してもよい。
【００５７】
＜第５の実施形態＞
第５の実施形態では、被加工物、紫外線硬化型樹脂（ネガ型フォトレジスト）層、金属薄膜の順に積層してから、部分的に除去した金属薄膜をマスクとして紫外線を照射後、被加工物を加工する例を挙げる。本実施形態は、請求項１、請求項３、請求項５、請求項８、請求項１１〜請求項１４に対応する。以下、図１０及び図１１に示す模式的工程断面図を用いて、第５の実施形態におけるパターン形成方法を説明する。
【００５８】
まず、エッチングストップ層９８、シリコン層１００、フォトレジスト層１０２、金属薄膜１０４の順に積層する。図１０（ａ）は、この状態を示している。金属薄膜１０４や型３０は、第４の実施形態と同様でよく、フォトレジスト層１０２は、例えばネガ型ＰＭＭＡ、或いは、住友化学工業株式会社のスミレジストＮＥＫシリーズを用いて形成すればよい。次に、金属薄膜１０４を介して、型３０をフォトレジスト層１０２に対して押圧後、型３０を離す。なお、フォトレジスト層１０２は塑性変形する。図１０（ｂ）は、この状態を示している。
【００５９】
次に、第１の実施形態と同様に、金属薄膜１０４における剪断加工された部分を除去後、この金属薄膜１０４をマスクとして、垂直方向に（金属薄膜１０４の厚さ方向に）紫外線を照射する。これにより、フォトレジスト層１０２は、ネガ型なので、金属薄膜１０４の開口部の下方においてのみ硬化し、剥離用の溶液に対して不溶となる。図１０（ｃ）は、この状態を示しており、図では硬化した部分を斜線で示した。
【００６０】
なお、金属薄膜１０４は例えばチタン／アルミ／チタンからなる合計３０ｎｍの膜であるが、これに例えばＦ2レーザ（波長１５７ｎｍ）を照射しても、透過率は１％程度である。従って、同じ材料で１０ｎｍ程度に薄くした膜でも、十分に遮光は可能であり、膜厚は３０ｎｍに限定されるものではない。
次に、金属薄膜１０４全体を除去する。この後、フォトレジスト層１０２における硬化しなかった部分を、剥離用の溶液により除去する。図１１（ｄ）は、この状態を示している。次に、部分的に残されたフォトレジスト層１０２をマスクとして、シリコン層１００をエッチングする。図１１（ｅ）は、この状態を示している。この後、フォトレジスト層１０２全体を除去する。これにより、図１１（ｆ）に示すように、グレーティング１０８が形成される。この後、例えばアルミを蒸着する等の公知の工程を施して、反射型のグレーティングにしてもよい。
【００６１】
なお、シリコン層１００をエッチングする際のエッチング深さは、エッチング時間により制御可能であるので、エッチングストップ層９８を必ずしも形成しないでよい。第１の実施形態では、薄膜層における剪断加工された部分の下方が溝として形成されるが、本実施形態では、パターンが逆になる（剪断加工されなかった部分の下方が溝となる）。以上、第５の実施形態においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
本実施形態では、金属薄膜１０２の直下にネガ型のフォトレジスト層１０２を形成する例を述べたが、ネガ型のフォトレジスト層１０２の代わりに、変形可能なポジ型フォトレジスト層（例えば住友化学工業株式会社のスミレジストＰＥＫシリーズを用いればよい）を形成してもよい。以下、この場合のパターン形成方法を、図１２に示す模式的工程断面図を用いて説明する。まず、エッチングストップ層９８、シリコン層１００、ポジ型フォトレジスト層１１０、金属薄膜１０４の順に積層後、型３０を押圧してポジ型フォトレジスト層１１０に型３０のパターンを転写し、金属薄膜１０４を剪断加工する。この後、型３０を離す。図１２（ａ）は、この状態を示している。
【００６３】
次に、金属薄膜１０４における剪断加工された部分を除去後、これをマスクとして、紫外線を前記垂直方向に照射する。これにより、ポジ型フォトレジスト層１１０は、紫外線照射を受けた部分のみ、硬化せず、剥離用の溶液に対して可溶となる。図１２（ｂ）は、この状態を示しており、図では可溶となった部分を斜線で示した。次に、金属薄膜１０４を除去後、剥離用の溶液によりポジ型フォトレジスト層１１０を部分的に除去する。図１２（ｃ）は、この状態を示している。次に、部分的に残されたポジ型フォトレジスト層１１０をマスクとして、シリコン層１００をエッチングする。図１２（ｄ）は、この状態を示している。この後、ポジ型フォトレジスト層１１０全体を除去する。図１２（ｅ）は、このようにしてグレーティングが形成された状態を示している。
【００６４】
＜第６の実施形態＞
第６の実施形態は、被加工物上に直接金属薄膜が形成されることを除いて、第５の実施形態と同様である。本実施形態は、請求項１、請求項３、請求項７〜請求項９、及び請求項１１〜請求項１３に対応する。以下、図１３に示す模式的工程断面図を用いて、本実施形態のパターン形成方法を説明する。
【００６５】
まず、例えばＰＭＭＡからなるネガ型のフォトレジスト層１１６上に、金属薄膜１１８を形成する。図１３（ａ）は、この状態を示している。金属薄膜１１８や型は、第５の実施形態と同様でよい。次に、金属薄膜１１８を介して、型３０をフォトレジスト層１１６に対して押圧する。これにより、フォトレジスト層１１６には型３０のパターンが転写され、金属薄膜１１８は、剪断加工される。この後、型３０を離す。図１３（ｂ）は、この状態を示している。
【００６６】
次に、金属薄膜１１８における剪断加工された部分を除去後、この金属薄膜１１８をマスクとして、前記垂直方向に紫外線を照射する。これにより、フォトレジスト層１１６は、ネガ型なので、紫外線照射を受けた部分のみ、硬化して剥離用の溶液に対して不溶となる。図１３（ｃ）は、この状態を示しており、図では硬化した部分を斜線で示した。
次に、金属薄膜１１８全体を除去後、フォトレジスト層１１６における硬化しなかった部分を、剥離液により所定の深さまで除去する。ここでの所定の深さ（エッチング深さ）は、エッチング時間や剥離液組成により制御可能であり、各溝においてほぼ一様になる。図１３（ｄ）は、この状態を示している。このような形状に加工されたフォトレジスト層１１６は、突出部分と溝部分とで屈折率が異なるので、グレーティングとして利用可能である。この後、例えばアルミを蒸着する等の公知の工程を施して、反射型のグレーティングとしてもよい。
【００６７】
このように本実施形態では、金属薄膜における剪断加工部の下方が凸部として形成されるが、第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。なお、変形可能であり、且つ、紫外線照射を受けない部分は硬化してグレーティングの一部となり得るポジ型のフォトレジスト（例えば住友化学工業株式会社のスミレジストＰＥＫシリーズを用いればよい）をフォトレジスト層１１６の代わりに形成してもよい。その場合、形成されるパターンは本実施形態とは逆になるが、工程は本実施形態と同様である。
【００６８】
＜本発明の補足事項＞
［１］  なお、第１〜第３、第５、第６の実施形態では、剪断可能な膜の下に塑性変形するレジスト層を形成する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。第１〜第３の実施形態では、ＨＯＰＧ層のように、弾性変形する有機物層を剪断可能な膜の下に形成してもよい。第５、第６の実施形態では、紫外線照射を受けて硬化または未硬化し、且つ、弾性変形する有機物層を形成してもよい。また、膜の下に形成する層は、塑性変形可能または弾性変形可能なものであれば、有機物層でなく、無機物層であってもよい。
【００６９】
［２］  第５、第６の実施形態では、紫外線を照射する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。照射するものは、紫外線に限らず、剪断加工が可能な膜により遮光が可能であり、且つ、膜の直下に形成された層（塑性変形または弾性変形が可能な層に限る）を変性できれば、他の電磁波でもよい。例えば、電子ビームを照射する形態でもよい。この場合、塑性変形または弾性変形が可能であり、且つ、電子ビームの照射を受けて硬化する有機物層（例えば住友化学工業株式会社のスミレジストＮＥＢシリーズを用いればよい）を、フォトレジスト層（１０２または１１６）の代わりに形成する。そして、紫外線の代わりに電子ビームを照射し、第５または第６の実施形態と同様の形状のパターンを形成する。
【００７０】
或いは、塑性変形または弾性変形が可能であり、且つ、電子ビームの照射を受けて軟化する有機物層（例えばＰＭＭＡや、日本ゼオン株式会社のＺＥＰシリーズを用いればよい）をフォトレジスト層（１０２または１１６）の代わりに形成してもよい。この場合、紫外線の代わりに電子ビームを照射し、第５または第６の実施形態と同様の形状のパターンを形成する。なお、前述と同様に、電子ビームの照射を受けて硬化または軟化する層は、有機物に限定されず、塑性変形または弾性変形可能であれば無機物で形成してもよい。
【００７１】
［３］  第３の実施形態以外では、型を１回だけ押圧する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。上述した全ての実施形態において、第３の実施形態で述べた方法と同様に型を２回以上押圧し、剪断可能な膜における、型が複数回押圧された部分のみを除去してもよい。
［４］  第１〜第６の実施形態では、薄膜層における剪断加工された部分を除去して、これを密着型マスクとして用いる例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。本発明は、反射型投影露光用のマスクや、縮小投影露光用のマスクなどにも適用可能である。
【００７２】
［５］  第１及び第５の実施形態では、シリコン基板上に形成されたグレーティングを作成する例を述べ、第４及び第６の実施形態では、半導体基板を用いずにグレーティングを作成する例を述べた。本発明は、かかる実施形態に限定されるものではない。本発明は、他の光学素子や、他の半導体デバイスの作成にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７３】
以上詳述したように本発明は、マスク、パターン形成方法、光学素子、及び半導体デバイスの分野において大いに利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の原理図である。
【図２】本発明の第１の実施形態のパターン形成方法の前半工程を示す模式的工程断面図である。
【図３】第１の実施形態のパターン形成方法の後半工程（図２の後の工程）を示す模式的工程断面図である。
【図４】（ａ）は、第２の実施形態の型の斜視図であり、（ｂ）は型のパターン形成面の形状を関数φ（ｘ、ｙ）として表したグラフであり、（ｃ）はφ（ｘ、ｙ）の勾配の二乗のグラフであり、（ｄ）は最終的に形成されるパターンを関数Ｑ（ｘ、ｙ）として表したグラフである。
【図５】本発明の第２の実施形態のパターン形成方法の要部を示す模式的工程断面図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のパターン形成方法の要部を示す模式的工程上面図である。
【図７】第３の実施形態において、型の向きを変えて型押しを２回行った後のＰ’（ｘ、ｙ）を示すグラフである。
【図８】本発明の第４の実施形態のパターン形成方法の要部を示す模式的工程断面図である。
【図９】第４の実施形態の変形例を示す断面模式図である。
【図１０】本発明の第５の実施形態のパターン形成方法の前半工程を示す模式的工程断面図である。
【図１１】第５の実施形態のパターン形成方法の後半工程（図１０の後の工程）を示す模式的工程断面図である。
【図１２】第５の実施形態において、ネガ型フォトレジスト層の代わりにポジ型フォトレジスト層を形成する場合の模式的工程断面図である。
【図１３】本発明の第６の実施形態のパターン形成方法の要部を示す模式的工程断面図である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  レジスト層
１２  薄膜層
１４  型
２０  エッチングストップ層
２２  シリコン層
２６  レジスト層
２８  薄膜層
３０  型
３６  グレーティング
４０  型
４２  エッチングストップ層
４４  シリコン層
４６  レジスト層
４８  薄膜層
６０  ＨＯＰＧ層
６２  金属薄膜
６６  反射型金属グレーティング
９８  エッチングストップ層
１００  シリコン層
１０２  フォトレジスト層
１０４  金属薄膜
１０８  グレーティング
１１０  ポジ型フォトレジスト層
１１６  フォトレジスト層
１１８  金属薄膜
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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