(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥を検出する凹凸構造体の検査方法において、
前記凹凸パターンの少なくとも検査対象領域に成膜材料を被着させて被覆膜を前記凹凸パターン上に均一な厚みで形成し、前記凹凸パターンの凸部の上面が露出するまで前記被覆膜を除去することで前記凹凸パターンの前記凸部の平面視形状の幅を拡大する成膜工程と、
前記成膜工程が終了した前記凹凸構造体の前記凹凸パターンを、光学検査装置を用いて検査する検査工程と、を有することを特徴とする凹凸構造体の検査方法。
【請求項２】
前記凹凸パターンの前記凸部の上面が露出するまで前記被覆膜を除去することで、前記凹凸パターンの前記凸部の側壁面に前記被覆膜を残存させることを特徴とする請求項１に記載の凹凸構造体の検査方法。
【請求項３】
前記成膜材料は、前記凹凸構造体を損傷させることなく前記被覆膜を除去することが可能なものであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の凹凸構造体の検査方法。
【請求項４】
凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥箇所を、請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の凹凸構造体の検査方法により検出し、検出された該欠陥箇所を修正することを特徴とする凹凸構造体の修正方法。
【請求項５】
前記被覆膜を除去した後に前記欠陥箇所の修正を行うことを特徴とする請求項４に記載の凹凸構造体の修正方法。
【請求項６】
前記被覆膜を存在させた状態で前記欠陥箇所の修正を行うことを特徴とする請求項４に記載の凹凸構造体の修正方法。
【請求項７】
凹凸パターンの欠陥を検出する検査対象である検査用の凹凸構造体において、
前記凹凸パターンの少なくとも検査対象領域に位置し、前記凹凸パターンの前記凸部の平面視形状の幅を拡大している被覆膜を有し、
前記被覆膜は、前記凹凸パターンの前記凸部の側壁面のみに均一な厚みで位置することを特徴とする検査用の凹凸構造体。
【請求項８】
前記被覆膜を含む平面視形状の寸法が、凹凸構造体の凹凸パターンに要求される寸法であることを特徴とする請求項７に記載の検査用の凹凸構造体。
【請求項９】
前記被覆膜は、前記凹凸構造体を損傷させることなく除去が可能であることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の検査用の凹凸構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹凸構造体、特に微細な寸法の凹凸パターンを備える凹凸構造体の検査方法、このような凹凸構造体の凹凸パターンの欠陥の修正方法、および、具備する凹凸パターンの検査を受ける状態にある検査用の凹凸構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細な寸法の凹凸パターンを備えた凹凸構造体として、例えば、ナノインプリント方法に使用するインプリント用のモールドでは、パターンの微細化に伴って、より高い精度が求められ、重要なパターンの寸法はＣＤ（Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ）として厳密に管理する必要があるとともに、凹凸パターンに欠陥が存在する場合には、欠陥の検出と修正が必要となる。例えば、インプリント用のモールドの凸部の間隙部位（凹部）にモールド材料や異物等が位置するような欠陥（黒欠陥）が存在する場合、このインプリント用のモールドを用いて転写形成された凹凸パターンでは、モールドの凹部の欠陥（黒欠陥）が反転して、凸部が欠損している欠陥（白欠陥）を生じることになる。
このため、インプリント用のモールドが備える凹凸パターンの検査が重要となり、例えば、検査対象のモールドを使用してインプリントにより実際にパターンを形成し、このパターンを検査することが行われている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−２４３７９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、インプリント用のモールド自体を検査する場合、および、モールドを使用してインプリントで形成したパターンを検査する場合のいずれにおいても、凹凸パターンの微細化により、光学検査装置を用いた欠陥検査では、微小な欠陥部位の検出が困難となっている。また、光学検査装置の照明系を調整、工夫することにより、検出限界を引き下げ、より微小な欠陥の検出が可能となるが、欠陥の検出漏れが生じることは、未だ解消されていない。このような光学的検査の困難性は、インプリント用のモールドの他にも、凹凸パターンが形成されたウエハ等、微細な寸法の凹凸パターンを備える種々の凹凸構造体の検査において、同様に問題となっている。
本発明は、上述のような実状に鑑みてなされたものであり、凹凸パターンを備える凹凸構造体を容易、確実に検査するための検査方法、凹凸構造体の凹凸パターンの修正方法、および、具備する凹凸パターンの検査を容易、確実に実施可能とする検査用の凹凸構造体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】
【０００５】
このような課題を解決するために、本発明の凹凸構造体の検査方法は、凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥を検出する凹凸構造体の検査方法において、前記凹凸パターンの少なくとも検査対象領域に成膜材料を被着させて被覆膜を前記凹凸パターン上に均一な厚みで形成し、前記凹凸パターンの凸部の上面が露出するまで前記被覆膜を除去することで前記凹凸パターンの前記凸部の平面視形状の幅を拡大する成膜工程と、前記成膜工程が終了した前記凹凸構造体の前記凹凸パターンを、光学検査装置を用いて検査する検査工程と、を有するような構成とした。
【０００６】
本発明の他の態様として、前記凹凸パターンの前記凸部の上面が露出するまで前記被覆膜を除去することで、前記凹凸パターンの前記凸部の側壁に前記被覆膜を残存させるような構成とした。
【０００７】
本発明の他の態様として、前記成膜材料は、前記凹凸構造体を損傷させることなく除去が可能なものであるような構成とした。
【０００８】
本発明の凹凸構造体の修正方法は、凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥箇所を、上述のいずれかの凹凸構造体の検査方法により検出し、検出された該欠陥箇所を修正するような構成とした。
【０００９】
本発明の他の態様として、前記被覆膜を除去した後に前記欠陥箇所の修正を行うような構成とした。
本発明の他の態様として、前記被覆膜を存在させた状態で前記欠陥箇所の修正を行うような構成とした。
【００１０】
本発明の検査用の凹凸構造体は、凹凸パターンの欠陥を検出する検査対象である検査用の凹凸構造体であって、前記凹凸パターンの少なくとも検査対象領域に位置し、前記凹凸パターンの前記凸部の平面視形状の幅を拡大している被覆膜を有し、前記被覆膜は、前記凹凸パターンの前記凸部の側壁面のみに均一な厚みで位置するような構成とした。
【００１２】
本発明の他の態様として、前記被覆膜を含む平面視形状の寸法が、凹凸構造体の凹凸パターンに要求される寸法であるような構成とした。
本発明の他の態様として、前記被覆膜は、前記凹凸構造体を損傷させることなく除去が可能であるような構成とした。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の凹凸構造体の検査方法は、凹凸構造体が備える凹凸パターンを容易、確実に検査することができる。
また、本発明の修正方法は、凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥箇所を検出して、当該欠陥箇所を修正することが容易である。
さらに、本発明の検査用の凹凸構造体は、具備する凹凸パターンの検査を容易、確実に実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、ライン／スペース形状の凹凸パターンに存在する欠陥を説明するための図である。
【図２】図２は、反射検査におけるエッジ欠陥、ショート欠陥での反射光の光強度のシミュレーションを説明する図である。
【図３】図３は、反射検査におけるエッジ欠陥、ショート欠陥での反射光の光強度をシミュレーションした結果を示す図である。
【図４】図４は、検査用の凹凸構造体の一例を示す図である。
【図５】図５は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図である。
【図６】図６は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図である。
【図７】図７は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図である。
【図８】図８は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図である。
【図９】図９は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図である。
【図１０】図１０は、図２に示す凹凸パターン１１に被覆層を形成した状態を示す図である。
【図１１】図１１は、反射検査におけるエッジ欠陥、ショート欠陥での反射光の光強度のシミュレーションを説明する図である。
【図１２】図１２は、凹凸構造体が備える凹凸パターンがピラー形状である例を示す部分平面図である。
【図１３】図１３は、凹凸構造体が備える凹凸パターンがホール形状である例を示す部分平面図である。
【図１４】図１４は、本発明の凹凸構造体の修正方法の一例を説明するための図である。
【図１５】図１５は、本発明の凹凸構造体の修正方法の他の例を説明するための図である。
【図１６】図１６は、実施例におけるレプリカモールドの白欠陥、マスターモールドの黒欠陥のＳＥＭ画像を示す図である。
【図１７】図１７は、実施例におけるレプリカモールドの白欠陥、マスターモールドの黒欠陥のＳＥＭ画像を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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。
尚、図面は模式的または概念的なものであり、各部材の寸法、部材間の大きさの比等は、必ずしも現実のものと同一とは限らず、また、同じ部材等を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比が異なって表される場合もある。
【００１６】
［凹凸構造体の検査方法、検査用の凹凸構造体］
図１は、ライン／スペース形状の凹凸パターンの例を示す部分平面図である。図１において、凹凸パターン１１は、ライン状の凸部１２（斜線を付して示している）が凹部１３を介して平行に配列されている。この例では、凹凸パターン１１の凸部１２の間隙部位（凹部１３）にモールド材料や異物等が存在する欠陥（黒欠陥）を示しており、凸部１２の壁面から凹部１３に突出するように存在する欠陥（以下、エッジ欠陥とも記す）ＤEと、隣接する凸部１２，１２の一方から他方に達するような欠陥（以下、ショート欠陥とも記す）ＤSが存在している。
本発明者は、光学検査装置を用いた微細な寸法の凹凸パターンの欠陥検査について検討し、光学検査装置を用いた欠陥検査では、黒欠陥のうち、エッジ欠陥ＤEがショート欠陥ＤSに比べて検出され難い傾向を見いだして、本発明に想到した。
【００１７】
例えば、図２に示すように、ライン幅２０ｎｍ、高さ５０ｎｍのライン状の凸部１２がライン幅２０ｎｍの凹部１３を介して平行に配列されている凹凸パターン１１において、ショート欠陥ＤS（図２（Ａ））とエッジ欠陥ＤE（図２（Ｂ））が存在する場合について、反射検査におけるエッジ欠陥ＤEでの反射光の光強度と、ショート欠陥ＤSでの反射光の光強度をシミュレーションし、エッジ欠陥ＤEとショート欠陥ＤSの検出の容易性を定量化する。ここでは、ショート欠陥ＤSの平面視形状を２０ｎｍ×１０ｎｍの長方形状（平面視形状の面積＝２００ｎｍ2）、エッジ欠陥ＤEの平面視形状を１０ｎｍ×２０ｎｍの長方形状（平面視形状の面積＝２００ｎｍ2）とし、下記のシミュレーション条件を設定する。
（シミュレーション条件）
・使用ソフト        ：  ＥＭ−ｓｕｉｔｅｓ（Panoramic tech社製）
・検査光            ：  波長１９９ｎｍ
・画素サイズ        ：  ５０ｎｍ
・開口率            ：  ０．８
【００１８】
ショート欠陥ＤSとエッジ欠陥ＤEの平面視形状の面積は、共に２００ｎｍ2で同じであるが、シミュレーションの結果は、図３に示されるように、エッジ欠陥ＤEでの反射光の光強度が、ショート欠陥ＤSでの反射光の光強度の約半分となる。これについては、以下のように考察することができる。すなわち、凸部１２のＸ方向の長さは、図２に鎖線の矢印で示すように、ショート欠陥ＤSが存在する部位に比べて、エッジ欠陥ＤEが存在する部位において短くなっている。これにより、Ｘ方向の周期性の崩れが回折光強度の差に影響し、回折光強度がショート欠陥ＤSで大きく、エッジ欠陥ＤEで小さくなり、エッジ欠陥ＤEがショート欠陥ＤSに比べて検出され難いものと考えられる。
このような知見から、本発明の凹凸構造体の検査方法は、凹凸パターンの少なくとも検査対象領域に成膜材料を被着させて被覆膜を形成し、凹凸パターンの凸部の平面視形状の幅を拡大する成膜工程と、この成膜工程の後、凹凸構造体の凹凸パターンを、光学検査装置を用いて検査する検査工程と、を有するものとした。
【００１９】
（成膜工程）
まず、成膜工程について説明する。成膜工程において、凹凸構造体の凹凸パターンに被着させる成膜材料は、凹凸構造体の材質に応じて適宜選定することができる。成膜工程において形成した被覆膜を、検査終了後に除去する場合には、凹凸構造体を損傷させることなく被腹膜をエッチング除去できることが要求される。この場合、例えば、凹凸構造体の材質が石英であれば、成膜材料はクロム、窒化クロム、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化ルテニウム、酸化ハフニウム、酸化タンタル等を挙げることができる。また、成膜工程において形成した被腹膜を、検査終了後にそのまま凹凸構造体の一部として残す場合には、凹凸構造体に近似した物性を具備する被覆膜を形成することが好適である。この場合、例えば、凹凸構造体の材質が石英であれば、成膜材料は二酸化珪素、モリブデンシリサイト（ＭｏＳｉ）、タンタルシリサイト（ＴａＳｉ）等を挙げることができる。
また、成膜材料を被着させて被覆膜を形成する手段としては、例えば、スパッタリング法等の公知の真空成膜方法、原子層堆積法（Atomic Layer Deposition：ＡＬＤ）等を挙げることができる。このような被覆膜の形成により、凸部１２のＸ方向（図２参照）の長さが増大し、エッジ欠陥ＤEが存在する箇所において、凸部間で被覆膜を連続させることにより、Ｘ方向の偏光光の反射量が増大し、検出感度向上の点で好適である。また、エッジ欠陥ＤEが小さく、凸部間で被覆膜が連続にならない場合でも、エッジ欠陥ＤEの平面視面積が大きくなり、偏光光の反射量が増大し、検出感度向上が図れる。
【００２０】
ここで、成膜工程において、成膜材料を被着させて被覆膜を形成した凹凸構造体、すなわち、具備する凹凸パターンの検査を受ける状態にある検査用の凹凸構造体について、例を挙げて説明する。
図４は、検査用の凹凸構造体の一例を示す図であり、図４（Ａ）は部分平面図、図４（Ｂ）は図４（Ａ）のＩ−Ｉ線における断面図である。図４に示される凹凸構造体２１は、ライン状の凸部２３が凹部２４を介して平行に配列されているライン／スペース形状の凹凸パターン２２を有している。尚、図４（Ａ）では、凸部２３の輪郭を鎖線で示すとともに、凸部２３に斜め鎖線を付している。
【００２１】
凹凸構造体２１は、凹凸パターン２２に成膜材料を被着させて形成した被覆膜２７を有しており、この被覆膜２７は、凸部２３を被覆することにより、凸部２３の平面視形状の幅を拡大している。図示例では、被覆膜２７は、凹凸パターン２２の凸部２３の上面２３ａにおいて最も厚くなっている。また、凹凸パターン２２の凸部２３の上面２３ａに位置する被覆膜２７は、この上面２３ａと略平行な方向に突出しており、これにより、被覆膜２７は凸部２３から突出した庇形状部２７ａを有している。図示例では、エッジ欠陥ＤEが存在する箇所において、隣接する凸部２３間で被覆膜２７の庇形状部２７ａが接触し、被覆膜２７が隣接する凸部２３間で連続したものとなっている。但し、凹凸パターン２２の凹部２４が成膜材料の被着により埋められて、極端に狭くなったり、消失して凹凸パターンの検査が困難になることを防止する必要がある。このため、被覆膜２７は、凸部２３から突出した庇形状部２７ａの幅が、凹部２４のライン幅の１／３以下となるように形成されていることが好ましい。したがって、隣接する凸部方向に突出するエッジ欠陥ＤEの突出量が少ない場合、隣接する凸部２３間で被覆膜２７の庇形状部２７ａが接触し得ない場合も生じるが、本発明では、被覆膜２７により凸部２３の平面視形状の幅を拡大しているので、エッジ欠陥ＤEの検出感度を確実に向上させることができる。
【００２２】
上記のような凹凸構造体２１における被覆膜２７は、例えば、スパッタリング法により形成することができ、また、被覆膜２７を形成する成膜材料は、検査終了後に被覆膜２７を除去するか否かを考慮し、凹凸構造体２１の材質に応じて適宜選択することができる。スパッタリング法による被覆膜２７の形成では、成膜速度を速くしたり、成膜時の真空度を低くすることにより、被覆膜２７の庇形状部２７ａの突出量を大きくすることができる。また、凹凸パターン２２の凸部２３の上面２３ａに対する成膜材料の被着方向を制御することにより、被覆膜２７の庇形状部２７ａの突出量を調整することができる。さらに、凹凸構造体２１を回転させて成膜材料の被着を均一にしたり、凸部２３の長さ方向に対して直交する２方向（図４（Ａ）に示されるＸ方向）からのみ成膜材料を被着させること等によっても、被覆膜２７の庇形状部２７ａの突出量を調整することができる。
【００２３】
図５は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図４（Ｂ）相当の断面図である。図５に示される凹凸構造体２１′は、凹凸パターン２２を形成するためのドライエッチングに使用したハードマスクパターン２５を残存させた状態で凹凸パターンの欠陥検査を受けるものである。凹凸構造体２１′は、ライン状の凸部２３が凹部２４を介して平行に配列されているライン／スペース形状の凹凸パターン２２を有しており、凹凸パターン２２には、ハードマスクパターン２５に存在する欠陥２５ｄに起因するエッジ欠陥ＤEが存在している。そして、ライン状の凸部２３の上面２３ａにハードマスクパターン２５を残存させた状態で、凹凸パターン２２に成膜材料を被着させて形成した被覆膜２７を有している。この被覆膜２７は、凸部２３を被覆することにより、凸部２３の平面視形状の幅を拡大している。この凹凸構造体２１′の例においても、被覆膜２７は、凹凸パターン２２の凸部２３の上面２３ａに位置するハードマスクパターン２５上において最も厚くなっている。また、ハードマスクパターン２５に位置する被覆膜２７は、凸部２３の上面２３ａと平行な方向に突出しており、これにより、被覆膜２７は凸部２３から突出した庇形状部２７ａを有している。図示例では、エッジ欠陥ＤEが存在する箇所において、隣接する凸部２３間で被覆膜２７の庇形状部２７ａが接触し、被覆膜２７が隣接する凸部２３間で連続したものとなっている。
【００２４】
ハードマスクパターン２５は、凹凸構造体２１′のエッチングに対してエッチング耐性を発現する材料であり、例えば、凹凸構造体２１′の材質が石英であれば、ハードマスクパターン２５はクロム、窒化クロム、酸化クロム、酸化窒化クロム、タンタル、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化窒化タンタル等の材質からなる薄膜とすることができる。そして、検査終了後に被覆膜２７を除去する場合には、被覆膜２７を形成するための成膜材料として、ハードマスクパターン２５と同じ材料、あるいは、ハードマスクパターン２５と同程度に凹凸構造体２１′から除去し易い材料を使用することができる。
図６は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図であり、図６（Ａ）は部分平面図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）のII−II線における断面図である。図６に示される凹凸構造体３１は、ライン状の凸部３３が凹部３４を介して平行に配列されているライン／スペース形状の凹凸パターン３２を有している。尚、図６（Ａ）では、凸部３３の輪郭を鎖線で示すとともに、凸部３３に斜め鎖線を付している。
凹凸構造体３１は、凹凸パターン３２に成膜材料を被着させて形成した被覆膜３７を有しており、この被覆膜３７は、凸部３３を被覆することにより、凸部３３の平面視形状の幅を拡大している。図示例では、被覆膜３７は、凹凸パターン３２上に均一な厚みで位置している。
【００２５】
上記のような凹凸構造体３１における被覆膜３７は、例えば、ＡＬＤ法等により形成することができ、被覆膜３７を形成するための成膜材料は、検査終了後に被覆膜３７を除去するか否かを考慮し、凹凸構造体３１の材質に応じて適宜選択することができる。検査終了後に被覆膜３７を除去する場合、例えば、凹凸構造体３１の材質が石英であれば、成膜材料をアルミニウム、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ルテニウム、酸化ルテニウム、窒化ルテニウム、コバルト、タングステン、窒化チタン、酸化チタン、酸化タンタル、酸化ニオブ、酸化ハフニウム、酸化ジルコニウム等から選択することができる。また、検査終了後に被覆膜３７を除去しない場合には、成膜材料を凹凸構造体３１に近似した物性を具備する材料から選択することでき、この場合、被覆膜３７を含む平面視形状の寸法が、凹凸構造体３１の凹凸パターン３２に要求される寸法となる。
【００２６】
また、検査用の凹凸構造体３１は、図７に示すように、被覆膜３７が凹凸パターン３２の凸部３３の側壁面３３ｂに均一な厚みで位置し、凸部３３の上面３３ａ、凹部３４の底面３４ａが露出するものであってもよい。このような検査用の凹凸構造体３１は、上述の図６に示される検査用の凹凸構造体３１を作製した後、被覆層３７をエッチバックして、凸部３３の上面３３ａ、凹部３４の底面３４ａに位置する被覆層３７を除去することにより作製することができる。
図８は、検査用の凹凸構造体の他の例を示す図６（Ｂ）相当の断面図である。図８に示される凹凸構造体３１′は、凹凸パターン３２を形成するためのドライエッチングに使用したハードマスクパターン３５を残存させた状態で凹凸パターンの欠陥検査を受けるものである。凹凸構造体３１′は、ライン状の凸部３３が凹部３４を介して平行に配列されているライン／スペース形状の凹凸パターン３２を有しており、凹凸パターン３２には、ハードマスクパターン３５に存在する欠陥３５ｄに起因するエッジ欠陥ＤEが存在している。そして、ライン状の凸部３３の上面３３ａにハードマスクパターン３５を残存させた状態で、凹凸パターン３２に成膜材料を被着させて形成した被覆膜３７を有している。この被覆膜３７は、凸部３３を被覆することにより、凸部３３の平面視形状の幅を拡大している。この凹凸構造体３１′の例においても、被覆膜３７は、凹凸パターン３２上に均一な厚みで位置している。
【００２７】
このような凹凸構造体３１′における被覆膜３７は、例えば、ＡＬＤ法等により形成することができる。被覆膜３７を形成するための成膜材料は、検査終了後に被覆膜３７を除去するか否かを考慮し、凹凸構造体３１′の材質に応じて適宜選択することができる。検査終了後に被覆膜３７を除去しない場合には、被覆膜３７を含む平面視形状の寸法が、凹凸構造体３１′の凹凸パターン３２に要求される寸法となる。
ハードマスクパターン３５は、凹凸構造体３１′のエッチングに対してエッチング耐性を発現する材料であり、例えば、凹凸構造体３１′の材質が石英であれば、ハードマスクパターン３５はクロム、窒化クロム、酸化クロム、酸化窒化クロム、タンタル、酸化タンタル、窒化タンタル、酸化窒化タンタル等の材質からなる薄膜とすることができる。そして、検査終了後に被覆膜３７を除去する場合には、被覆膜３７を形成するための成膜材料として、ハードマスクパターン３５と同じ材料、あるいは、ハードマスクパターン３５と同程度に凹凸構造体２１′から除去し易い材料を使用することができる。
【００２８】
また、上記の検査用の凹凸構造体３１′は、図９に示すように、被覆膜３７が凹凸パターン３２の凸部３３の側壁面３３ｂに均一な厚みで位置し、凸部３３のハードマスクパターン３５、凹部３４の底面３４ａが露出するものであってもよい。このような検査用の凹凸構造体３１′は、上述の図８に示される検査用の凹凸構造体３１′を作製した後、被覆層３７をエッチバックして、凸部３３のハードマスクパターン３５上、凹部３４の底面３４ａに位置する被覆層３７を除去することにより作製することができる。
【００２９】
（検査工程）
上記のように、成膜工程において成膜材料を被着させて被覆膜を形成した凹凸構造体について、検査工程にて、光学検査装置を用いて凹凸パターンを検査する。この検査では、成膜工程において、凹凸パターンに成膜材料を被着させて形成した被覆膜が、凸部の平面視形状の幅を拡大しているので、凹凸パターンの凸部にエッジ欠陥ＤEが存在する場合、このエッジ欠陥ＤEの平面視形状の面積が拡大され、これによりエッジ欠陥ＤEの検出感度が向上している。図１０は、図２に示すライン幅２０ｎｍ、高さ５０ｎｍのライン状の凸部１２がライン幅２０ｎｍの凹部１３を介して平行に配列されている凹凸パターン１１に、図４に示すような被覆層２７を、庇形状部２７ａの突出量が２ｎｍとなるように形成した状態を示す図であり、図１０（Ａ）はショート欠陥ＤSを示し、図１０（Ｂ）はエッジ欠陥ＤEを示している。図１０では、凸部１２の輪郭、後述のエッジ欠陥ＤE、ショート欠陥ＤSの輪郭を鎖線で示している。
【００３０】
図１０に示されるように、被覆層２７を形成した後の状態では、凸部１２の平面視形状のライン幅が２４ｎｍ、凹部１３の平面視形状のライン幅が１６ｎｍ、ショート欠陥ＤSの平面視形状が１６ｎｍ×１４ｎｍの長方形状（平面視形状の面積＝２２４ｎｍ2）、エッジ欠陥ＤEの平面視形状が１０ｎｍ×２４ｎｍの長方形状（平面視形状の面積＝２４０ｎｍ2）となる。そして、図２に示す例と同様に、反射検査におけるエッジ欠陥ＤEでの反射光の光強度と、ショート欠陥ＤSでの反射光の光強度をシミュレーションし、エッジ欠陥ＤE、ショート欠陥ＤSの検出の容易性を定量化する。
シミュレーションの結果は、図１１に二点鎖線で示されるものとなる。図１１に示される縦軸の光強度のスケールは、図３に示される縦軸の光強度のスケールの２０倍である。図１１に示されるように、エッジ欠陥ＤEでの反射光の光強度は、ショート欠陥ＤSでの反射光の光強度の４０％程度であるが、同じく図１１に実線で示した図２の状態でのエッジ欠陥ＤEでの反射光の光強度に比べて、約２０倍となっており、エッジ欠陥ＤEの検出感度が各段に向上したことになる。したがって、エッジ欠陥ＤEをより確実に検出することが可能となり、凹凸構造体が備える凹凸パターンを容易、確実に検査することができる。
検査工程において使用する光学検査装置は、検査対象となる凹凸構造体が備える凹凸パターンの寸法に応じて適宜選択することができ、例えば、数十ｎｍの微細寸法の凹凸パターンを備える凹凸構造体が検査対象である場合には、１９９ｎｍ、１９３ｎｍの深紫外光を光源とする光学検査装置を使用することができる。
【００３１】
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、上述の実施形態では、ライン／スペース形状の凹凸パターンを備える凹凸構造体を例として説明しているが、凹凸パターンの形状は限定されず、ピラー形状、ホール形状等であってもよく、また、２種以上の凹凸パターンの組み合わせであってもよい。また、凹凸構造体は、例えば、インプリント用のモールド、モールドを使用してインプリントで形成した構造物、例えば、レプリカモールド、ウエハ上の配線パターン等、特に限定されるものではない。
【００３２】
図１２は、凹凸構造体が備える凹凸パターンがピラー形状である例を示す部分平面図である。図１２（Ａ）は、平面視形状が正方形状である複数のピラー形状の凸部４３（図示例では凸部４３の輪郭を実線で示している）で構成される凹凸パターン４２を有する凹凸構造体４１において、一部の凸部４３にエッジ欠陥ＤEが存在する状態を示している。このような凹凸構造体４１の欠陥検査においても、上述の成膜工程と同様に、凹凸パターンに被覆膜４７を形成することにより、ピラー形状の凸部４３の平面視形状の幅を拡大してエッジ欠陥ＤEの検出感度を向上させる。これにより、その後の検査工程にて、エッジ欠陥ＤEをより確実に検出することが可能となり、凹凸構造体が備える凹凸パターンを容易、確実に検査することができる。尚、図１２（Ｂ）では、被覆膜４７に斜線を付して示し、凸部４３の表面に形成されている被覆膜４７にはピッチの細かい斜線を付して示している。また、凸部４３の周囲に形成されている被覆膜４７の輪郭を実線で示している。
【００３３】
また、図１３は、凹凸構造体が備える凹凸パターンがホール形状である例を示す部分平面図である。図１３（Ａ）は、平面視形状が正方形状である複数のホールである凹部５４（図示例では凹部５４の開口輪郭を実線で示している）で構成される凹凸パターン５２を有する凹凸構造体５１において、一部の凹部５４にエッジ欠陥ＤEが存在する状態を示している。このような凹凸構造体５１の欠陥検査においても、上述の成膜工程と同様に、凹凸パターンに被覆膜５７を形成することにより、ホール形状の凹部５４の周囲（凹部５４に対して凸部５３となっている）の平面視形状の幅を拡大してエッジ欠陥ＤEの検出感度を向上させる。これにより、その後の検査工程にて、エッジ欠陥ＤEをより確実に検出することが可能となり、凹凸構造体が備える凹凸パターンを容易、確実に検査することができる。図１３（Ｂ）では、被覆膜５７に斜線を付して示し、凹部５４の底面に形成されている被覆膜５７にはピッチの細かい斜線を付して示している。また、凹部５４の壁面に形成されている被覆膜５７の輪郭を実線で示している。
尚、検査終了後に被覆膜５７を除去する場合には、凹部５４に存在するエッジ欠陥ＤEが大きく、成膜工程にて、被着した成膜材料によって凹部５４が埋まっても、検査工程で確実にエッジ欠陥ＤEの存在を検出できるので、何ら問題はない。
【００３４】
［凹凸構造体の修正方法］
本発明の凹凸構造体の修正方法は、上述の本発明の凹凸構造体の検査方法により、凹凸構造体が備える凹凸パターンの欠陥箇所を検出し、その後、検出された欠陥箇所を修正するものである。
図１４は、上述の図４に示すように、本発明の凹凸構造体の検査方法における成膜工程で、被覆膜２７を形成し、その後の検査工程にて、エッジ欠陥ＤEが検出された場合の欠陥修正を説明する図である。凹凸構造体２１の凹凸パターン２２の検査においてエッジ欠陥ＤEが検出された場合、欠陥箇所の位置座標を特定した後、被覆膜２７を除去する（図１４（Ａ））。尚、図示例では、凹凸パターン２２の凸部２３に斜線を付して示している。例えば、凹凸構造体２１の材質が石英であり、成膜材料がクロムである場合には、硝酸第二セリウムアンモニウム、過塩素酸、硝酸水溶液等のいずれかのエッチング液を使用したウエットエッチングで、凹凸構造体２１の凹凸パターン２２を損傷させることなく被覆膜２７を除去することができる。その後、修正装置を用いて、エッジ欠陥ＤEを除去することにより凹凸パターン２２を修正する（図１４（Ｂ））。使用する修正装置としては、例えば、集束イオンビーム、電子線で所望部位を除去する装置、原子間力顕微鏡のプローブを用いて物理的に削る装置、フォトマスク修正装置Ｍｅｒｉｔ６５（カールツアイス社製）、フォトマスク修正装置ＲＡＶＥ（ＲＡＶＥ社製）等を挙げることができる。
【００３５】
尚、ショート欠陥ＤSが検出された場合にも、上記のエッジ欠陥ＤEの修正と同様に、修正を行うことができる。また、凹凸パターン２２の一部が欠損している白欠陥が検出された場合には、上記と同様に被覆膜２７を除去した後、レーザアシストＣＶＤ、集束イオンビームアシストＣＶＤ、電子線アシストＣＶＤ、フォトマスクリペア装置ＭＲ５（（株）日立ハイテクサイエンス製）等により、白欠陥のみにピンポイントで凹凸構造体２１の構成材料、あるいは、類似した材料を堆積することにより修正を行うことができる。
また、上述の図５に示すように、ハードマスクパターン２５を残存させた状態で被覆膜２７を形成して凹凸構造体２１の検査を実施し、欠陥箇所が検出された場合も、上記の図１４に示すように、欠陥箇所の位置座標を特定した後、被覆膜２７、ハードマスクパターン２５を除去し、その後、欠陥箇所を修正する。
さらに、上述の図６に示すように、凹凸パターン３２に均一な厚みで被覆膜３７を形成して凹凸構造体３１の検査を実施し、欠陥箇所が検出された場合、および、上述の図７に示すように、被覆膜３７をエッチバックして、凸部３３の上面３３ａ、凹部３４の底面３４ａに位置する被覆膜３７を除去して凹凸構造体３１の検査を実施し、欠陥箇所が検出された場合も、上記の図１４に示すように、欠陥箇所の位置座標を特定した後、被覆膜３７を除去し、その後、欠陥箇所を修正する。
【００３６】
また、上述の図８に示すように、ハードマスクパターン３５を残存させた状態で凹凸パターン３２に均一な厚みで被覆膜３７を形成して凹凸構造体３１の検査を実施し、欠陥箇所が検出された場合も、上記の図１４に示すように、欠陥箇所の位置座標を特定した後、被覆膜３７、ハードマスクパターン３５を除去し、その後、欠陥箇所を修正する。
また、例えば、上述の図７に示すように、被覆膜３７をエッチバックして、凸部３３の上面３３ａ、凹部３４の底面３４ａに位置する被覆膜３７を除去して凹凸構造体３１の検査を実施し、欠陥箇所が検出された場合（図１５（Ａ））であって、被覆膜３７を存在させた状態で欠陥箇所の修正を行う場合には、その状態で、修正装置を用いて、要求されている凸部３３の形状となるように、エッジ欠陥ＤE部位を修正する（図１５（Ｂ））。この場合にも、ショート欠陥ＤSや白欠陥が検出された場合には、上記と同様に修正することができる。尚、図示例では、凸部３３に斜線を付して示している。
上述の本発明の凹凸構造体の修正方法により欠陥箇所の修正が終了した凹凸構造体は、その凹凸構造体に用途に応じて使用することができる。例えば、凹凸構造体がインプリント用のマスターモールドである場合、このマスターモールドを使用してレプリカモールドを作製することができる。
上述の実施形態は例示であり、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
【実施例】
【００３７】
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。
［実施例］
（凹凸構造体の作製）
厚み６．３５ｍｍの石英ガラス（１５２ｍｍ角）を基材として準備し、この基材の表面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み６ｎｍ）を成膜してハードマスク材料層を形成した。
次に、上記の基材のハードマスク材料層上に、市販の電子線感応型のレジストをスピンコート法で塗布して、レジスト層を形成した。
次いで、市販の電子線描画装置内のステージ上に、基材の裏面がステージと対向するように基材を配置し、レジスト層に電子線を照射して、所望のパターン潜像を形成した。
次に、レジスト層を現像してライン（３１ｎｍ）／スペース（３１ｎｍ）形状のレジストパターンを形成し、このレジストパターンに電子線を照射（照射量４００μＣ／ｃｍ2）して硬化させた。
【００３８】
次に、電子線を照射して硬化させたレジストパターンをエッチングマスクとして、塩素系ガスと酸素の混合ガスを用いた反応性イオンエッチング（Ｃｌ2：１００ｓｃｃｍ、Ｏ2：３０ｓｃｃｍ）でハードマスク材料層（クロム薄膜）をエッチングしてハードマスクを形成した。次いで、上記のように形成したハードマスクをエッチングマスクとして基材をフッ素系ガスによる反応性イオンエッチング（ＣＦ4：５０ｓｃｃｍ、ＣＨＦ3：５０ｓｃｃｍ）でエッチングすることにより、凹凸パターンを形成した。これにより、凹凸構造体として、６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）を作製した。
次に、上記の６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）について、凹凸パターンの検査方法の評価に用いる欠陥を予め選定するために、各マスターモールドを用いてインプリント方法により６種のレプリカモールドを作製した。そして、各マスターモールドに対応した６種のレプリカモールドの凹凸パターンを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いて検査して、白欠陥を検出した。図１６、図１７に、６種のレプリカモールド（試料１〜試料６）において選定した白欠陥箇所のＳＥＭ画像を示した。欠陥箇所はＳＥＭ画像のほぼ中央に位置している。次いで、この白欠陥に対応するマスターモールドの黒欠陥を評価用欠陥として選定し、選定した黒欠陥箇所のＳＥＭ画像を得た。図１６、図１７の初期状態の欄に、６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）において選定した黒欠陥箇所のＳＥＭ画像を示した。
【００３９】
その後、光学検査装置（（株）ニューフレアテクノロジー製  ＮＰＩ−６０００）を使用し、６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）において選定した評価用欠陥を検出した。この光学検査装置による欠陥検出における欠陥検出密度を、下記の表１の初期状態の欄に記載した。この欠陥検出密度は、対象となる１個の評価用欠陥と、ライン形状の凸部の幅寸法のバラツキ等が原因の疑似欠陥とを合わせた数である。したがって、欠陥検出密度が多い程、対象となる１個の評価用欠陥は検出が困難であることを意味する。
次いで、スパッタリング法により６種のインプリント用のマスターモールドの凹凸パターンにクロムを被着させて被覆膜を形成した。この被覆膜は、凹凸パターンの凸部の表面における厚みが５ｎｍとなるように形成した。このように形成した被覆膜をＳＥＭで観察し、選定した黒欠陥箇所のＳＥＭ画像を得て、図１６、図１７の１回目Ｃｒ成膜の欄に示した。また、被覆膜をＳＥＭで観察し、凸部の表面から隣接する凸部方向への突出量（例えば、図４（Ｂ）の庇形状部２７ａを参照）を算出した結果、０．８３ｎｍであった。したがって、仮に評価用欠陥が、平面視形状が１０ｎｍ×１０ｎｍ（１００ｎｍ2）の正方形状のエッジ欠陥である場合、厚み５ｎｍの被覆膜を形成することにより、エッジ欠陥の平面視形状が１０．８３ｎｍ×１１．６６ｎｍ（１２６．３ｎｍ2）の長方形状となり、２６．３％の面積増加となる。
【００４０】
上記のように被覆膜を形成した６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）について、上記と同じ光学検査装置を使用して、選定した評価用欠陥を検出し、欠陥検出における欠陥検出密度を、下記の表１の１回目Ｃｒ成膜の欄に記載した。また、初期状態における欠陥検出密度に比べての低減率を、下記の表１の１回目Ｃｒ成膜の欄に記載した。この低減率が大きい程、対象となる１個の評価用欠陥の検出感度が向上したことを意味する。
次いで、上記と同様の条件で、スパッタリング法により６種のインプリント用のマスターモールドの凹凸パターンに再度クロムを被着させて被覆膜を形成した。このように形成した被覆膜をＳＥＭで観察し、選定した黒欠陥箇所のＳＥＭ画像を得て、図１６、図１７の２回目Ｃｒ成膜の欄に示した。このように被覆膜を形成した６種のインプリント用のマスターモールド（試料１〜試料６）について、上記と同じ光学検査装置を使用して、選定した評価用欠陥を検出し、欠陥検出における欠陥検出密度を、下記の表１の２回目Ｃｒ成膜の欄に記載した。また、初期状態における欠陥検出密度に比べての低減率を、下記の表１の２回目Ｃｒ成膜の欄に記載した。この低減率が大きい程、対象となる１個の評価用欠陥の検出感度が向上したことを意味する。
【００４１】
【表１】
0006764127.tif 000002
【００４２】
表１に示されるように、１回目Ｃｒ成膜、２回目Ｃｒ成膜のいずれにおいても、初期状態に比べて、評価用欠陥に要する欠陥検出密度が大幅に低減しており、この結果から、凹凸構造体であるインプリント用のマスターモールドへのＣｒ成膜により、欠陥の検出感度が向上することが確認された。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
微細な寸法の凹凸パターンを備える凹凸構造体の検査工程を有する種々の用途に有用である。
【符号の説明】
【００４４】
１１…凹凸パターン
１２…凸部
１３…凹部
２１，２１′，３１，３１′，４１，５１…凹凸構造体
２２，３２，４２，５２…凹凸パターン
２３，３３，４３…凸部
２３ａ，３３ａ…凸部の上面
２４，３４，５４…凹部
３４ａ…凹部の底面
３５…ハードマスクパターン
２７，３７，４７，５７…被覆層
２７ａ…庇形状部
ＤE…エッジ欠陥
ＤS…ショート欠陥
【図１】
0006764127.tif 000003
【図２】
0006764127.tif 000004
【図３】
0006764127.tif 000005
【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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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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