(57)【要約】【課題】インプリントモールドや被転写基板等の被検査物の表面を汚染することなく、当該被検査物の表面状態を精確に、良好な再現性をもって把握することのできる表面状態検査方法を提供する。【解決手段】表面状態検査方法は、曲面２Ａを有する測定子２を準備し、測定子２の曲面２Ａを被検査物１の表面１Ａに接触させる工程と、被検査物１の表面１Ａに接触する測定子２を被検査物１の表面１Ａから離間させる工程とを有し、測定子２の曲面２Ａを被検査物１の表面１Ａに接触させてから離間させるまでの間の測定子２にかかる荷重の変化を測定して荷重の最大値を求め、荷重の最大値を指標として被検査物１の表面状態を評価する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被検査物の表面の状態を検査する方法であって、
曲面を有する測定子を準備し、前記測定子の前記曲面を前記被検査物の表面に接触させる工程と、
前記被検査物の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査物の表面から離間させる工程と
を有し、
前記測定子の前記曲面を前記被検査物の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求め、当該荷重の最大値を指標として前記被検査物の表面状態を評価することを特徴とする表面状態検査方法。
【請求項２】
前記被検査物の表面状態と前記荷重の最大値との相関関係に基づいて、前記被検査物の表面状態を評価することを特徴とする請求項１に記載の表面状態検査方法。
【請求項３】
前記被検査物が、一の面と当該一の面に対向する他の面とを有し、前記一の面及び前記他の面のいずれか一方に薄膜が形成されている基材であり、
前記被検査物の表面が、前記薄膜の表面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面状態検査方法。
【請求項４】
前記被検査物が、一の面と当該一の面に対向する他の面とを有する基材であり、
前記被検査物の表面が、少なくとも、前記基材の前記一の面であることを特徴とする請求項１又は２に記載の表面状態検査方法。
【請求項５】
前記被検査物が、前記基材の前記一の面側及び前記他の面側のいずれか一方に微細凹凸パターンが設けられてなるインプリントモールドであって、
前記被検査物の表面が、前記微細凹凸パターンが設けられている面に形成されている離型層の表面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面状態検査方法。
【請求項６】
前記離型層の離型性能と前記荷重の最大値との相関関係に基づいて、前記表面状態として前記離型層の離型性能を評価することを特徴とする請求項５に記載の表面状態検査方法。
【請求項７】
前記被検査物が、インプリントモールドを用いたインプリント処理にて用いられる、前記一の面と前記他の面とを有する被転写基板であって、
前記被検査物の表面が、前記被転写基板の前記一の面及び前記他の面のいずれか一方に形成されている密着層の表面であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の表面状態検査方法。
【請求項８】
前記インプリント処理に用いられるインプリント樹脂に対する前記密着層の密着力と前記荷重の最大値とに基づいて、前記表面状態として前記密着層の密着力を評価することを特徴とする請求項７に記載の表面状態検査方法。
【請求項９】
微細凹凸パターンと、少なくとも当該微細凹凸パターン上に形成されている離型層とを有するインプリントモールドの製造方法であって、
前記インプリントモールドを構成する材料と実質的同一材料の試料片に前記離型層と同一材料の被検査膜を形成する工程と、
曲面を有する測定子を準備し、前記試料片に形成した前記被検査膜の表面に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、
前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜表面から離間させる工程と、
前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、
前記荷重の最大値と前記被検査膜の成膜条件との相関関係を求める工程と、
前記相関関係に基づいて前記離型層の成膜条件を決定する工程と、
前記離型層の成膜条件に基づいて、少なくとも前記微細凹凸パターン上に離型層を形成する工程と
を有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法。
【請求項１０】
微細凹凸パターンと、少なくとも当該微細凹凸パターン上に形成されてなる離型層とを有するインプリントモールドを用いて、被転写基板上のインプリント樹脂に当該微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写するインプリント方法であって、
前記インプリントモールドと実質的同一材料の基材上に前記離型層と同一材料の被検査膜を、前記インプリントモールドにおける前記離型層の成膜条件と同一の成膜条件で形成してなる試験片を準備する工程と、
曲面を有する測定子を準備し、前記試験片の前記被検査膜に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、
前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜の表面から離間させる工程と、
前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、
前記荷重の最大値を指標として前記インプリントモールドの前記離型層の離型性能を評価する工程と
を有し、
前記インプリントモールドの前記離型層の離型性能が所定の基準を満たす場合に、当該インプリントモールドを用いて前記被転写基板上のインプリント樹脂に前記微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１１】
微細凹凸パターンを有するインプリントモールドを用い、密着層を有する被転写基板上のインプリント樹脂に当該微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写するインプリント方法であって、
前記被転写基板と実質的同一材料の基材上に前記密着層と同一材料の被検査膜を、前記被転写基板における前記密着層の成膜条件と同一の成膜条件で形成してなる試験片を準備する工程と、
曲面を有する測定子を準備し、前記被転写基板の前記被検査膜に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、
前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜表面から離間させる工程と、
前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、
前記荷重の最大値を指標として前記被転写基板の前記密着層の密着力を評価する工程と
を有し、
前記被転写基板の前記密着層の密着力が所定の基準を満たす場合に、当該被転写基板上のインプリント樹脂に前記インプリントモールドの前記微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写することを特徴とするインプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面状態を検査する方法、インプリントモールドを製造する方法及びインプリント方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細加工技術としてのナノインプリント技術は、基材の表面に微細凹凸パターンが形成されてなる型部材（インプリントモールド）を用い、当該微細凹凸パターンをインプリント樹脂等の被加工物に転写することで微細凹凸パターンを等倍転写するパターン形成技術である（特許文献１参照）。特に、半導体デバイスにおける配線パターン等のさらなる微細化の進行等に伴い、半導体デバイスの製造プロセス等においてナノインプリント技術が益々注目されている。
【０００３】
ナノインプリント技術としては、インプリント樹脂として熱可塑性樹脂を用い、熱を印加することにより微細凹凸パターンを転写する熱インプリント技術と、インプリント樹脂として光硬化性樹脂を用い、光を照射することにより微細凹凸パターンを転写する光インプリント技術とが知られている。
【０００４】
このナノインプリント技術、特に光インプリント技術に用いられるインプリントモールドを構成する材料として、一般に石英ガラスが用いられているが、石英ガラスにより構成されるインプリントモールドは、インプリント樹脂との離型性が相対的に悪い。そのため、微細凹凸パターンを転写したインプリント樹脂からインプリントモールドを離型する際に、転写パターンに欠陥が生じるおそれがある。このような問題を解決し、インプリントモールドの離型性能を向上させるために、従来、インプリントモールドの微細凹凸パターンを被覆するようにして離型層を形成する方法が提案されている。
【０００５】
また、上記離型性能を向上させて転写パターンに欠陥が生じるのを防止する目的で、インプリント樹脂による転写パターンが被転写基板上にインプリント樹脂との密着性が良好な密着層を形成する方法も提案されている。
【０００６】
このような離型層や密着層が均一に形成されていないと、転写パターンに欠陥が生じるのを防止することができなくなってしまう。そこで、転写パターンへの欠陥発生をより効果的に防止するために、インプリントモールド上の離型層や被転写基板上の密着層の表面状態を精確に把握することが重要となる。
【０００７】
このような密着層や離型層は、モノレイヤー単位の薄膜として形成されているため、膜の表面状態を測定する方法として一般的な光学的方法などでは、当該薄膜の表面状態を定量的に、精確に把握することができないという問題がある。
【０００８】
そこで、上記のような膜表面等の状態を把握する方法として、従来、インプリントモールドの表面の濡れ性を指標として表面状態を評価する方法（特許文献２参照）、ＡＦＭのカンチレバーを膜表面に接近又は接触させて、カンチレバーの探針先端と膜表面との間の物理力によるカンチレバーのたわみ（変位）を指標として表面状態を評価する方法（特許文献３参照）等が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】米国特許第５，７７２，９０５号
【特許文献２】特開２０１１−９６７０８号公報
【特許文献３】特開２０００−３４６７８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記特許文献２に記載の方法においては、インプリントモールドの表面の濡れ性を、インプリントモールドの表面に滴下した水滴等の接触角を測定することにより求めている。このようにインプリントモールドの表面上の水滴等の接触角を測定すれば、その表面状態を把握することができるものの、水滴等の付着により、インプリントモールドの表面を汚染してしまうという問題がある。
【００１１】
また、インプリント処理に用いられる被転写基板やインプリントモールド等の表面に成膜されている密着層や離型層等が均一な単分子層として成膜されていることにより、転写パターンの欠陥等の発生を防止することができる。しかし、密着層や離型層等の一部が積層構造や網目構造として成膜されている場合であっても、水滴等の接触角の測定によっては、そのような表面状態を精確に把握することができないという問題がある。接触角は、測定対象としての基板等の最表面に位置する官能基の種類により決まるため、基板等の表面に成膜されている密着層や離型層等が単分子層として成膜されていても、積層構造や網目構造として成膜されていても、最表面に位置する官能基の種類が同一であれば、接触角に変化がないためである。
【００１２】
上記特許文献３に記載の方法においては、ＡＦＭのカンチレバーを用いて表面状態を把握している。ＡＦＭのカンチレバーを用いることで、被検査物の表面の汚染の問題は生じず、また密着層や離型層等の成膜状態（単分子層、積層構造、網目構造等）の把握が可能であるものの、カンチレバーの磨耗等により、表面状態を再現性良く評価することが困難であるという問題がある。
【００１３】
上記課題に鑑みて、本発明は、インプリントモールドや被転写基板等の被検査物の表面を汚染することなく、当該被検査物の表面状態を精確に、良好な再現性をもって評価することのできる表面状態検査方法、並びに当該表面状態検査方法を利用したインプリントモールド製造方法及びインプリント方法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】
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明は、被検査物の表面の状態を検査する方法であって、曲面を有する測定子を準備し、前記測定子の前記曲面を前記被検査物の表面に接触させる工程と、前記被検査物の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査物の表面から離間させる工程とを有し、前記測定子の前記曲面を前記被検査物の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求め、当該荷重の最大値を指標として前記被検査物の表面状態を評価することを特徴とする表面状態検査方法を提供する（発明１）。
【００１５】
表面状態を検査する対象としての被検査物の表面に測定子の曲面を接触させると、被検査物の表面（表面の分子（原子））と測定子の曲面（曲面の分子（原子））との間に、互いに引き合う分子間（原子間）相互作用（分子間力）が生じる。そして、互いに接触する被検査物の表面と測定子の曲面とを離間させると、この相互作用の影響により、測定子にかかる荷重が変化し、また被検査物の表面状態に応じて荷重の最大値が変動する。そのため、本発明（発明１）によれば、当該測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求めることで、被検査物の表面状態を精確に評価することができる。また、被検査物の表面に測定子を接触させるだけで、水滴等を付着させることなく当該表面状態を評価することができるため、本発明（発明１）によれば、被検査物の表面を汚染させることがないという効果もそうする。
【００１６】
上記発明（発明１）においては、前記被検査物の表面状態と前記荷重の最大値との相関関係に基づいて、前記被検査物の表面状態を評価することができる（発明２）。
【００１７】
上記発明（発明１，２）においては、前記被検査物が、一の面と当該一の面に対向する他の面とを有し、前記一の面及び前記他の面のいずれか一方に薄膜が形成されている基材であり、前記被検査物の表面が、前記薄膜の表面であってもよいし（発明３）、前記被検査物が、一の面と当該一の面に対向する他の面とを有する基材であり、前記被検査物の表面が、少なくとも、前記基材の前記一の面であってもよい（発明４）。
【００１８】
上記発明（発明１〜３）においては、前記被検査物が、前記基材の前記一の面側及び前記他の面側のいずれか一方に微細凹凸パターンが設けられてなるインプリントモールドであって、前記被検査物の表面が、前記微細凹凸パターンが設けられている面に形成されている離型層の表面であってもよい（発明５）。
【００１９】
上記発明（発明５）においては、前記離型層の離型性能と前記荷重の最大値との相関関係に基づいて、前記表面状態として前記離型層の離型性能を評価することができる（発明６）。
【００２０】
また、上記発明（発明１〜３）においては、前記被検査物が、インプリントモールドを用いたインプリント処理にて用いられる、前記一の面と前記他の面とを有する被転写基板であって、前記被検査物の表面が、前記被転写基板の前記一の面及び前記他の面のいずれか一方に形成されている密着層の表面であってもよい（発明７）。
【００２１】
上記発明（発明７）においては、前記インプリント処理に用いられるインプリント樹脂に対する前記密着層の密着力と前記荷重の最大値とに基づいて、前記表面状態として前記密着層の密着力を評価することができる（発明８）。
【００２２】
また、本発明は、微細凹凸パターンと、少なくとも当該微細凹凸パターン上に形成されている離型層とを有するインプリントモールドの製造方法であって、前記インプリントモールドを構成する材料と実質的同一材料の試料片に前記離型層と同一材料の被検査膜を形成する工程と、曲面を有する測定子を準備し、前記試料片に形成した前記被検査膜の表面に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜表面から離間させる工程と、前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、前記荷重の最大値と前記被検査膜の成膜条件との相関関係を求める工程と、前記相関関係に基づいて前記離型層の成膜条件を決定する工程と、前記離型層の成膜条件に基づいて、少なくとも前記微細凹凸パターン上に離型層を形成する工程とを有することを特徴とするインプリントモールドの製造方法を提供する（発明９）。
【００２３】
さらに、本発明は、微細凹凸パターンと、少なくとも当該微細凹凸パターン上に形成されてなる離型層とを有するインプリントモールドを用いて、被転写基板上のインプリント樹脂に当該微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写するインプリント方法であって、前記インプリントモールドと実質的同一材料の基材上に前記離型層と同一材料の被検査膜を、前記インプリントモールドにおける前記離型層の成膜条件と同一の成膜条件で形成してなる試験片を準備する工程と、曲面を有する測定子を準備し、前記試験片の前記被検査膜に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜の表面から離間させる工程と、前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、前記荷重の最大値を指標として前記インプリントモールドの前記離型層の離型性能を評価する工程とを有し、前記インプリントモールドの前記離型層の離型性能が所定の基準を満たす場合に、当該インプリントモールドを用いて前記被転写基板上のインプリント樹脂に前記微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写することを特徴とするインプリント方法を提供する（発明１０）。
【００２４】
さらにまた、本発明は、微細凹凸パターンを有するインプリントモールドを用い、密着層を有する被転写基板上のインプリント樹脂に当該微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写するインプリント方法であって、前記被転写基板と実質的同一材料の基材上に前記密着層と同一材料の被検査膜を、前記被転写基板における前記密着層の成膜条件と同一の成膜条件で形成してなる試験片を準備する工程と、曲面を有する測定子を準備し、前記被転写基板の前記被検査膜に前記測定子の前記曲面を接触させる工程と、前記被検査膜の表面に接触する前記曲面を有する前記測定子を当該被検査膜表面から離間させる工程と、前記測定子の前記曲面を前記被検査膜の表面に接触させてから離間させるまでの間の前記測定子にかかる荷重の変化を測定して当該荷重の最大値を求める工程と、前記荷重の最大値を指標として前記被転写基板の前記密着層の密着力を評価する工程とを有し、前記被転写基板の前記密着層の密着力が所定の基準を満たす場合に、当該被転写基板上のインプリント樹脂に前記インプリントモールドの前記微細凹凸パターンを接触させて、前記被転写基板上に前記微細凹凸パターンを転写することを特徴とするインプリント方法を提供する（発明１１）。
【００２５】
なお、本発明において「実質的同一材料」とは、インプリントモールドや被転写基板等の基材等を構成する主材料が少なくとも同一であることを意味し、当該基材等に含まれる不純物の種類や量が相違するものであっても、実質的同一材料であるものとする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、インプリントモールドや被転写基板等の被検査物の表面を汚染させることなく、当該被検査物の表面状態を精確に、良好な再現性をもって評価することのできる表面状態検査方法、並びに当該表面状態検査方法を利用したインプリントモールド製造方法及びインプリント方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る表面状態検査方法の各工程を側面図にて示す工程フロー図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態における被検査物・測定子間の距離と測定子にかかる荷重との関係を示すグラフである。
【図３】図３は、本発明の一実施形態におけるインプリントモールドの製造方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。
【図４】図４は、本発明の一実施形態におけるインプリント方法の各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。
【図５】図５（Ａ）は、実施例における成膜時間と密着力との関係を示すグラフであり、図５（Ｂ）は、実施例における密着力と荷重最大値との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
〔表面状態検査方法〕
図１は、本実施形態に係る表面状態検査方法の各工程を側面図にて示す工程フロー図である。
【００２９】
まず、表面状態を検査する対象である被検査物１と、曲面２Ａを有する測定子２とを準備し（図１（Ａ））、被検査物１の表面１Ａに測定子２の曲面２Ａを接触させる（図１（Ｂ））。
【００３０】
本実施形態において、被検査物１は、特に限定されるものではなく、例えば、基材１１上に薄膜１２が形成されているものであってもよいし、薄膜１２を有しない基材１１であってもよい。基材１１上に薄膜１２が形成されているものとしては、微細凹凸パターンの形成されている面に離型層が形成されてなるインプリントモールド、一面に密着層が形成されてなる被転写基板（シリコンウェハ等）、基板（石英ガラス基板等）の一面に金属クロム等のハードマスク層が形成されてなるマスクブランク等を例示することができる。このように、薄膜１２は、基材１１に対して膜厚の薄い層であって、典型的には、離型層、密着層、ハードマスク層等を例示することができる。また、薄膜１２を有しない基材１１としては、離型層を有しないインプリントモールド、密着層等を有しない被転写基板（シリコンウェハ等）、ハードマスク層を有しない基板（石英ガラス基板等）等を例示することができる。なお、当該被検査物として、被検査物を模した試料片（例えば、インプリントモールド、被転写基板、マスクブランク等と同一材料の基材上に、同一処理条件にて離型層、密着層、ハードマスク層等が形成されてなる試料片等）等が用いられてもよい。
【００３１】
また、実質的な検査対象となる被検査物１の表面１Ａとしては、被検査物１が薄膜１２を有する基材１１であれば薄膜１２の表面１Ａであり、薄膜１２を有しない基材１１であれば基材１１の表面１Ａである。例えば、当該被検査物１の表面１Ａには、インプリントモールドの表面（微細凹凸パターンの形成されている面）に形成されている離型層、被転写基板（シリコンウェハ等）の一面に形成されている密着層、基板（石英ガラス基板等）の一面に形成されているハードマスク層のような基材表面に形成されている薄膜の表面の他、当該薄膜の形成されていない基板（シリコンウェハ等の被転写基板、石英ガラス基板等）の表面等も含まれる。
【００３２】
測定子２としては、表面状態を検査する対象である被検査物１の表面１Ａに接触させ得る曲面２Ａを有している。被検査物１の表面１Ａに接触する測定子２の面が平面であると、被検査物１と測定子２との接触時や離間時における当該平面と被検査物１の表面１Ａとの平行度により、両者間に働く分子間力に差が生じてしまい、測定子２にかかる荷重の測定精度が低下してしまう。測定子２が曲面２Ａを有し、当該曲面２Ａを被検査物１の表面１Ａに接触させることで、上記のような測定精度の低下という問題が生じなくなる。
【００３３】
測定子２の曲面２Ａの曲率半径は、特に制限されるものではなく、検査対象である被検査物１の種類や、検査をする領域の大きさ等に応じて適宜選択され得るものである。また、測定子２の材質も、被検査物１の種類等に応じて適宜選択され得るものであり、例えば、ガラス、カーボン、ゴム等を例示することができる。なお、測定子２は、その表面（少なくとも曲面２Ａ）に薄膜（密着層、離型層等と同一材料の薄膜等）を形成する等の表面処理がなされているものであってもよい。
【００３４】
次に、測定子２を相対的に上昇させるように被検査物１と測定子２とを離間させながら、測定子２にかかる荷重（荷重の変化）を測定する（図１（Ｃ））。そして、その測定結果に基づいて上記荷重の最大値を求め、当該荷重の最大値を指標として被検査物１の表面状態を評価する。
【００３５】
被検査物１の表面１Ａと測定子２の曲面２Ａとを接触させると、被検査物１の表面１Ａにおける分子（原子）と測定子２の曲面２Ａの分子（原子）との間に、互いに引き合う分子間（原子間）相互作用が生じる。この相互作用により、被検査物１と測定子２とを離間させるときに測定子２にかかる荷重が大きくなるように変化する。そして、分子間（原子間）相互作用による引力（分子間力）は、被検査物１と測定子２とが所定の距離まで離間すると、両者間において作用しなくなり、測定子２にかかる荷重が小さくなる（実質的にゼロになる）。この分子間（原子間）相互作用により被検査物１と測定子２との間に作用する引力（分子間力）の大きさ（測定子２にかかる荷重の大きさ（最大値））は、被検査物１の表面状態により変動する。
【００３６】
図２に示すグラフのように、被検査物１と測定子２とを離間し始めると、離間しようとする両者間に引力（分子間力）が作用し、測定子２にかかる荷重が徐々に大きくなる。そして、上記分子間力が働かなくなる距離まで被検査物１と測定子２とを離間すると、測定子２にかかる荷重が小さくなり、実質的にゼロになる。この荷重の最大値が、被検査物１の表面状態との間に相関関係を有するため、当該荷重の最大値を指標として被検査物１の表面状態を精確に評価することができる。
【００３７】
例えば、被検査物１が、シランカップリング剤等の密着層の形成されたシリコンウェハである場合、シランカップリング剤等の密着層を形成するときの処理条件及びその処理条件で形成された密着層の密着力と、上記荷重の最大値との間には、所定の相関関係がある。そのため、測定子２をシリコンウェハ上の密着層に接触させた後、密着層と測定子２とを離間させながら測定子２にかかる荷重を測定することで、その荷重の最大値を指標としてシリコンウェハ上の密着層の密着力を精確に評価することができる。
【００３８】
また、シランカップリング剤等の密着層の膜構造（単分子層構造、積層構造や網目構造等）も、密着層の密着力と上記荷重の最大値との間の相関関係により評価することができる。すなわち、当該密着層の膜構造と密着力との間には所定の相関関係があるため、上記荷重の最大値を求めることで、その最大値を指標として密着層の密着力を求めることができ、それにより密着層の膜構造を精確に評価することができる。
【００３９】
被検査物１及び測定子２間に働く分子間（原子間）相互作用は、測定子２の曲面２Ａの分子及び被検査物１の表面Ａの分子の種類に応じて生じるものであり、例えば、水素結合、ファンデルワールス力、双極子相互作用、イオン間相互作用等が挙げられる。
【００４０】
上述した荷重の最大値は、２つの物体間（被検査物１と測定子２との間）に作用する引力（分子間力）による、測定子２にかかる荷重の変化を測定可能な装置を用いて測定すればよく、例えば、表面力測定装置（ＥＳＦ−５０００，エリオニクス社製）等を用いることができる。
【００４１】
上述したように、本実施形態に係る表面状態検査方法によれば、被検査物１の表面１Ａに測定子２の曲面２Ａを接触させ、その後両者を離間させることで、被検査物１の表面状態を精確に評価することができるため、被検査物１の表面１Ａを汚染させることがない。また、単に測定子２の曲面２Ａを被検査物１の表面１Ａに接触させるだけであるため、測定子２の曲面２Ａが磨耗することもなく、被検査物１の表面状態を精確に、かつ良好な再現性をもって評価することができる。
【００４２】
〔インプリントモールドの製造方法〕
次に、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法について、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法を切断端面図にて示す工程フロー図である。
【００４３】
まず、金属クロム等により構成されるハードマスク層３２が一面３１Ａに形成されている石英基板等の透明基板３１を、インプリントモールド用基材３として準備する（図３（Ａ）参照）。そして、上述した本実施形態に係る表面状態検査方法により、当該インプリントモールド用基材３の表面状態、すなわちハードマスク層３２の表面３Ａの表面状態を評価する。なお、本実施形態において、「透明」とは、波長３００〜４５０ｎｍの光線の透過率が８５％以上であることを意味し、好ましくは９０％以上、特に好ましくは９５％以上である。
【００４４】
石英基板等の透明基板３１の一面３１Ａに形成されているハードマスク層３２は、後工程にてエッチングされ、石英基板等の透明基板３１をエッチングするためのハードマスクパターン３２Ｐ（図３（Ｃ）参照）となる。このハードマスクパターン３２Ｐが高精度に形成されることで、当該ハードマスクパターン３２Ｐをマスクとして用いたエッチング処理を高精度に行うことができ、透明基板３１上に高精度の微細凹凸パターン３３（図３（Ｄ）参照）を形成することができる。ここで、ハードマスク層３２の表面状態によっては、ハードマスクパターン３２Ｐ（図３（Ｃ）参照）の精度が低下するおそれがある。例えば、ハードマスク層３２が金属クロムにより構成される場合、経時的に金属クロムが酸化されてしまうことがある。金属クロムが酸化されてしまうと、ハードマスク層３２のエッチングレートが変動するため、エッチング精度が低下してしまう。そのため、ハードマスク層３２の表面状態を評価することにより、所定のエッチングレートでハードマスク層３２をエッチングして高精度のハードマスクパターン３２Ｐを形成することができ、高精度の微細凹凸パターン３３を有するインプリントモールド３０（図３（Ｄ）参照）の製造が可能となる。
【００４５】
上記表面状態検査方法によりハードマスク層３２の表面状態を評価し、その表面状態が良好であると評価される場合、フォトリソグラフィー法等により、ハードマスク層３２上にレジストパターンＲＰを形成する（図３（Ｂ）参照）。
【００４６】
次に、当該レジストパターンＲＰをマスクとしてハードマスク層３２をエッチング（ドライエッチング）し、ハードマスクパターン３２Ｐを形成する（図３（Ｃ）参照）。上述した表面状態検査方法によりハードマスク層３２の表面状態が良好である（ハードマスク層３２を構成する金属クロムが酸化されていない）と評価されているため、所定のエッチングレートでのエッチング処理により、高精度のハードマスクパターン３２Ｐが形成され得る。
【００４７】
最後に、ハードマスクパターン３２Ｐをマスクとして用いて透明基板３１をエッチング（ドライエッチング）し、微細凹凸パターン３３を形成した後、ハードマスクパターン３２Ｐを除去する（図３（Ｄ）参照）。ハードマスクパターン３２Ｐが高精度に形成されているため、そのハードマスクパターン３２Ｐをマスクとして形成される微細凹凸パターン３３もまた、高精度に形成される。よって、本実施形態におけるインプリントモールドの製造方法によれば、高精度の微細凹凸パターン３３を有するインプリントモールド３０を製造することができる。
【００４８】
〔インプリント方法〕
次に、本実施形態におけるインプリント方法を説明する。図４は、本実施形態におけるインプリント方法を切断端面図にて示す工程フロー図である。
【００４９】
まず、インプリント方法に用いられる被転写基板４０と、微細凹凸パターン５１を有し、微細凹凸パターン５１の形成されている面に離型層５２が形成されているインプリントモールド５０とを準備し（図４（Ａ）参照）、インプリントモールド５０の表面状態及び被転写基板４０の表面状態を、本実施形態に係る表面状態検査方法により評価する。
【００５０】
インプリントモールド５０及び被転写基板４０の表面状態を本実施形態に係る表面状態検査方法により検査する場合、特に測定子２（図１参照）をインプリントモールド５０及び被転写基板４０の表面に接触させる工程（図１（Ｂ）参照）において、インプリントモールド５０の微細凹凸パターン５１の形成されていない領域や、被転写基板４０の転写領域（インプリント方法によりパターンが形成される領域）以外の領域に測定子２を接触させるのが好ましい。例えば、インプリントモールド５０の微細凹凸パターン５１の形成されている領域の外側の領域であって、インプリント処理時にインプリント樹脂に接触する領域や、被転写基板４０の外縁近傍の領域であって、インプリント方法によりパターンの形成されない領域に測定子２を接触させるのが好ましい。
【００５１】
被転写基板４０としては、本実施形態におけるインプリント方法によりパターンを形成する目的に応じて適宜選択され得るものであるが、薄膜４２が基材４１の一面４１Ａに形成されているものを用いてもよいし、当該薄膜４２を有しない基材４１を用いてもよい。上記被転写基板４０としては、例えば、一面側に金属クロム等のハードマスク層が形成されている石英基板等の透明基板、一面に密着層が形成されているシリコンウェハ等の半導体基板を挙げることができる。
【００５２】
本実施形態に係る表面状態検査方法により、インプリントモールド５０の表面状態及び被転写基板４０の表面状態がいずれもインプリント処理に適している（例えば、離型層５２の離型性能が所望とする範囲内である、密着層の密着力が所望とする範囲内である等）と評価された場合、当該被転写基板４０上にインプリント樹脂６１を塗布し、インプリントモールド５０の微細凹凸パターン５１とインプリント樹脂６１とを接触させて、その後インプリント樹脂６１を硬化させる（図４（Ｂ）参照）。
【００５３】
一方、被転写基板４０の表面状態がインプリント処理に適していないと評価された場合、表面状態がインプリント処理に適した他の被転写基板４０を準備し、インプリント処理（図４（Ｂ）参照）を実行する。また、インプリントモールド５０の表面状態がインプリント処理に適していないと評価された場合、インプリントモールド５０の離型層５２を再形成した後に、インプリント処理（図４（Ｂ）参照）を実行する。
【００５４】
最後に、硬化後のインプリント樹脂６１からインプリントモールド５０を剥離する（図４（Ｃ）参照）。これにより、被転写基板４０上のインプリント樹脂６１にインプリントモールド５０の微細凹凸パターン５１を転写することができる。
【００５５】
上述した本実施形態におけるインプリント方法によれば、本実施形態に係る表面状態検査方法によりインプリントモールド５０の表面状態及び被転写基板４０の表面状態を評価することができるため、インプリント処理に適していない表面状態を有する被転写基板４０のみを排除することができるとともに、インプリント処理に適した表面状態を有するインプリントモールド５０を用いることができる。その結果、パターン欠陥等を生じさせることなくインプリントモールド５０の微細凹凸パターン５１を高精度にインプリント樹脂６１に転写することができる。
【００５６】
特に、インプリントモールド５０を用いたインプリント処理を継続的に実施すると、インプリントモールド５０の表面状態が変化する。すなわち、インプリントモールド５０の表面（微細凹凸パターン５１の形成されている面）に設けた離型層５２の離型性能が、インプリント処理の継続的な実施により劣化することがある。このような場合に、本実施形態に係る表面状態検査方法によりインプリントモールド５０の表面状態（離型層５２の離型性能）を確認することで、高精度なインプリント処理を継続的に実施することが可能となる。
【００５７】
以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記実施形態に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
【実施例】
【００５８】
以下、実施例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。
【００５９】
〔実施例１〕
［成膜時間と密着力との相関関係］
＜密着層の形成＞
シリコンウェハ（直径１５０ｍｍ）の一表面にシランカップリング剤（ＫＢＭ−５１０３（３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン），信越化学工業社製）を気相成膜法により成膜して密着層を形成した。成膜時間（蒸着時間）は５分間とした（試料１）。
成膜時間（蒸着時間）を表１に示すように変更した以外は、試料１と同様にしてシリコンウェハの一表面に密着層を形成した（試料２〜５）。
【００６０】
＜密着力の測定＞
「Measurement of Adhesive Force Between Mold and Photocurable Resin In Imprint Technology ; Jpn. Appl. Phys. Vol.41(2002) pp.4194-4197」に記載されている方法と同様にして、試料１〜５のシリコンウェハの密着層の密着力（Ｎ）を測定した。すなわち、試料１〜５のシリコンウェハのそれぞれを２枚ずつ用意し、密着層を対向させるようにし、それらの間に光硬化性樹脂を介在させた。そして、当該光硬化性樹脂を硬化させた後、一方のシリコンウェハを光硬化性樹脂から剥離し、剥離時の最大荷重（Ｎ）を測定して、それを各試料（試料１〜５）の密着力（Ｎ）とした。
【００６１】
〔荷重最大値と密着力との相関関係〕
＜荷重最大値の測定＞
測定子としてガラス球（φ１ｍｍ）を先端に有するプローブを準備し、エリオニクス社製の表面力測定装置（ＥＳＦ−５０００）を用いて、本実施形態に係る表面状態検査方法により、試料１〜５のシリコンウェハの密着層とガラス球とを離間させる間に上記プローブにかかる荷重の変化を測定し、当該荷重の変化から荷重最大値（μＮ）を測定した。成膜時間（ｍｉｎ）と密着力（Ｎ）との関係、及び荷重最大値（μＮ）と密着力（Ｎ）との関係を図５のグラフに示す。
【００６２】
図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すグラフから明らかなように、密着層の成膜時間と荷重最大値との間には、所定の相関関係があることが確認された。一般に、パターン欠陥を生じさせることなく高精度のインプリント処理を行うためには、密着層の密着力が７５Ｎ以上であることが必要となる。そのため、本実施形態に係る表面状態検査方法により測定される荷重最大値を指標とし、当該荷重最大値が１６０μＮ以下となる被転写基板をインプリント処理に用いることで、高精度なインプリント処理が可能であると評価することができる。また、当該荷重最大値を指標とした処理条件（成膜時間）で被転写基板上に密着層を形成することで、高精度のインプリント処理が可能な被転写基板を作製することができると評価することができる。
【００６３】
また、図５（Ｂ）に示すグラフにおいて、試料５の荷重最大値が、試料１〜４の荷重最大値に比して大幅に増大している。この試料５の密着層の表面構造（化学構造）を、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて密着層の表面粗さを測定することにより評価した。密着層の表面の表面粗さが小さい場合には、密着層が単分子層として形成されていると評価することができ、当該表面粗さが大きい場合には、密着層を構成するシランカップリング剤の反応が促進され、網目構造や背気相構造等の高次構造として密着層が形成されていると評価することができる。上記測定の結果、試料５の密着層は、試料１〜４の密着層と比較して表面粗さが大きく、当該密着層の表面に高さ５ｎｍ以上の凸部の存在が確認できた。高さ５ｎｍ以上の凸部は、転写欠陥の原因となり得るものである。すなわち、試料５においては、網目構造や積層構造等の高次構造として密着層が形成されていると評価することができる。このことから、本実施形態に係る表面状態検査方法により求めた荷重最大値を指標として、密着層等の薄膜の化学構造（単分子層構造、積層構造、網目構造等）を評価可能であることが明らかとなった。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、半導体デバイスの製造過程において半導体基板等に微細凹凸パターンを形成するためのナノインプリント工程にて用いられるインプリントモールドやシリコンウェハ等の表面状態を検査し、評価する方法等として有用である。
【符号の説明】
【００６５】
１…被検査物
１Ａ…表面
２…測定子
２Ａ…曲面
【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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