(57)【要約】【課題】テンプレート検査時に、プロセス起因欠陥の発生を抑制するプロセス条件を求める。【解決手段】本実施形態によれば、テンプレート検査方法は、インプリント処理に使用される複数のパターンが形成されたテンプレートをテンプレート検査装置を用いて検査する方法であって、前記複数のパターンからいずれか１つのパターンを抽出する工程と、プロセスパラメータと発生するプロセス欠陥の数とが対応付けられた欠陥プロセスマップと、前記抽出したパターンの寸法ばらつき、掘り込み深さ、及びテーパ角とを用いて、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せを探索する工程と、を備えるものである。【選択図】図１
2012204382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント処理に使用される複数のパターンが形成されたテンプレートをテンプレート検査装置を用いて検査する方法であって、
前記複数のパターンからいずれか１つのパターンを抽出する工程と、
プロセスパラメータと発生するプロセス欠陥の数とが対応付けられた欠陥プロセスマップと、前記抽出したパターンの寸法ばらつき、掘り込み深さ、及びテーパ角とを用いて、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せを探索する工程と、
を備えるテンプレート検査方法。
【請求項２】
前記プロセスパラメータは、インプリント処理時のインプリント材料の塗布間隔、前記インプリント材料の塗布量、前記インプリント材料が前記テンプレートのパターンに充填されるのを待つ時間、前記インプリント材料に光を照射する時間、前記インプリント材料から前記テンプレートを離型する際の角度及び速度を含むことを特徴とする請求項１に記載のテンプレート検査方法。
【請求項３】
プロセス欠陥の発生し易いパターンの形状を規定したホットスポット情報を参照して、前記複数のパターンからいずれか１つのパターンを抽出することを特徴とする請求項１又は２に記載のテンプレート検査方法。
【請求項４】
前記プロセス欠陥は離型欠陥及びインプリント材料未充填欠陥を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のテンプレート検査方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載のテンプレート検査方法により求めたプロセスパラメータの組合せをプロセス条件として、前記テンプレートを用いてインプリント処理により被加工基板上にパターンを形成することを特徴とするパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、テンプレート検査方法及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、微細パターンを形成する手法として、ナノインプリント法が注目されている。ナノインプリント法では、凹凸パターンが形成されたインプリント用テンプレートを被処理基板上に塗布したレジストに接触させ、レジストを硬化させた後、テンプレートをレジストから離型することによりレジストパターンを形成する。
【０００３】
従来のテンプレートの検査では、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）を用いて、テンプレートのパターン寸法や、オープン／ショート等の単純な欠陥の有無が検査されていた。しかし、このような検査によりテンプレート上の寸法や欠陥が管理されたテンプレートを用いても、量産段階では、レジスト未充填や離型不良等のプロセス起因の欠陥が生じていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１３４０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、プロセス起因欠陥の発生を抑制するプロセス条件を求めることができるテンプレート検査方法、及び求められたプロセス条件を用いるパターン形成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】
【０００６】
本実施形態によれば、テンプレート検査方法は、インプリント処理に使用される複数のパターンが形成されたテンプレートをテンプレート検査装置を用いて検査する方法であって、前記複数のパターンからいずれか１つのパターンを抽出する工程と、プロセスパラメータと発生するプロセス欠陥の数とが対応付けられた欠陥プロセスマップと、前記抽出したパターンの寸法ばらつき、掘り込み深さ、及びテーパ角とを用いて、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せを探索する工程と、を備えるものである。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るテンプレート検査装置のハードウェア構成図である。
【図２】パターンデータを説明する図である。
【図３】インプリント処理を説明する工程断面図である。
【図４】欠陥リスクマップの例を示す図である。
【図５】検査プログラムの実行により実現される機能ブロック図である。
【図６】同第１の実施形態に係るテンプレート検査方法を説明するフローチャートである。
【図７】抽出されるパターンの形状の例を示す図である。
【図８】欠陥リスクマップの例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【０００９】
（第１の実施形態）図１に本発明の第１の実施形態に係るテンプレート検査装置のハードウェア構成を示す。テンプレート検査装置１００は、ＣＰＵ（中央演算処理装置）１１０、ディスク装置１２０、メインメモリ１３０、及び入出力部１４０を備える。テンプレート検査装置１００の各部はバス１５０を介して接続されている。
【００１０】
テンプレート検査装置１００が検査を行うテンプレートは、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）による寸法測定値／輪郭画像と、描画データとの一致度が閾値以上になっているものである。
【００１１】
ディスク装置１２０は、ＣＰＵ１１０により実行される検査プログラム１２１を格納する。さらに、ディスク装置１２０は、検査対象のテンプレートについてのパターンデータ１２２を格納する。パターンデータ１２２には、例えば、図２（ａ）の平面図に示すような、テンプレートに形成された凹凸パターンの寸法ＣＤ、図２（ｂ）の断面図に示すような、パターンのテーパ角度φや掘り込み深さｄが含まれている。なお、これらのパターンデータ１２２は、ＳＥＭを用いて予め求められ、入出力部１４０を介してディスク装置１２０に格納される。
【００１２】
また、ディスク装置１２０は、プロセス欠陥数をプロセスパラメータの関数Ｆとしてマッピングした欠陥リスクマップ１２３を格納している。プロセス欠陥とは、テンプレート起因の欠陥でなく、プロセス起因の欠陥をいう。プロセスパラメータは、インプリント処理を行う際の様々なパラメータであり、例えば、液滴間隔Ｌ、充填時間ｔ、離型角度θ、離型速度ｖ、ドロップ量Ｄｒ、ＵＶ照射時間ｔｅである。
【００１３】
インプリント処理及びプロセスパラメータについて、図３（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。
【００１４】
図３（ａ）に示すように、被加工基板２２０にインプリント材料２２１を塗布する。インプリント材料２２１は、液状の光硬化性有機材料であり、例えばアクリルモノマーを用いることができる。被加工基板２２０上に塗布されるインプリント材料２２１の液滴の量が、上述したドロップ量Ｄｒに相当する。また、インプリント材料２２１は被加工基板２２０上に所定間隔で塗布され、この所定間隔が上述した液滴間隔Ｌに相当する。
【００１５】
図３（ｂ）に示すように、インプリント材料２２１に、テンプレート２００の凹凸パターンが形成された面を接触させ、この状態を所定時間保持する。
【００１６】
液状のインプリント材料２２１は、毛細管現象により、テンプレート２００の凹凸パターンに充填される。インプリント材料２２１が凹凸パターンに充填されるのを待っている時間が、上述した充填時間ｔに相当する。
【００１７】
図３（ｃ）に示すように、テンプレート２００の他方の面（凹凸パターンが形成されていない面）からＵＶ光を照射し、インプリント材料２２１を硬化させる。ＵＶ光を照射する時間が、上述したＵＶ照射時間ｔｅに相当する。
【００１８】
図３（ｄ）に示すように、テンプレート２００をインプリント材料２２１から離型する。インプリント材料２２１は硬化しているので、テンプレート２００の離型後も、テンプレート２００が接触していたときの状態（形状）を維持する。ここで、テンプレート２００を離型する際の角度が、上述した離型角度θに相当する。また、テンプレート２００をインプリント材料２２１から離型する速度が、上述した離型速度ｖに相当する。
【００１９】
欠陥リスクマップ１２３は、このようなプロセスパラメータに応じた、プロセス欠陥の発生頻度（発生確率）を示す。欠陥リスクマップ１２３の一例として、図４（ａ）に、充填時間ｔ及び液滴間隔Ｌを変化させた時の欠陥発生状況を示す。他のプロセスパラメータは固定している。図４（ａ）における斜線部分が所定数を超えるプロセス欠陥が発生したショットを示している。ここで発生するプロセス欠陥はインプリント材料未充填欠陥である。図４（ａ）から、充填時間ｔが短い程、また、液滴間隔Ｌが長い程、プロセス欠陥が発生し易いことが分かる。
【００２０】
欠陥リスクマップ１２３の別の例として、図４（ｂ）に、離型速度ｖ及び離型角度θを変化させた時の欠陥発生状況を示す。他のプロセスパラメータは固定している。図４（ｂ）における斜線部分が所定数を超えるプロセス欠陥が発生したショットを示している。ここで発生するプロセス欠陥は離型欠陥である。図４（ｂ）から、離型速度ｖが遅い程、また、離型角度θが大きい程、プロセス欠陥が発生し易いことが分かる。
【００２１】
欠陥リスクマップ１２３は、既存のテンプレートを用いてプロセスパラメータを変えながら基板上にパターンを形成し、そのパターンに欠陥が発生しているか否か検査したり、流体シミュレーションを行ったりすることにより、予め作成することができる。欠陥リスクマップ１２３は、インプリント材料の種類別、パターン形状別に作成されている。
【００２２】
図４（ａ）、（ｂ）では、説明のため、変化させるプロセスパラメータを２種類として欠陥リスクマップ１２３を２次元で表したが、実際にはプロセスパラメータの種類に応じた次元となる。プロセス欠陥数を示す関数Ｆは以下のように表される。
Ｆ（ΔＣＤ、φ、ｄ、Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）
【００２３】
ここで、ΔＣＤは、テンプレート上のパターン寸法（ＣＤ）のばらつきを示す。ＳＥＭを用いた測定から得られる検査対象パターンのΔＣＤ、φ、ｄを関数Ｆに代入し、プロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）の値を振ることで、求まるプロセス欠陥数が変化する。関数Ｆから求まるプロセス欠陥数は、例えば１ｃｍ２当たりに生じるプロセス欠陥数である。
【００２４】
また、図１に示すディスク装置１２０は、プロセス欠陥の発生し易いパターン形状を規定したホットスポット情報１２４を格納している。
【００２５】
ディスク装置１２０は例えばハードディスクである。なお、検査プログラム１２１は、ディスク装置１２０でなく、ＲＯＭ、磁気ディスク、光ディスク等の他の記録媒体に格納されていてもよい。
【００２６】
ＣＰＵ１１０は、ディスク装置１２０内の検査プログラム１２１をメインメモリ１３０にロードして、検査プログラムを実行する。
【００２７】
図５に、ＣＰＵ１１０が検査プログラム１２１を実行することで実現される機能ブロック図を示す。検査プログラム１２１の実行により、パターン抽出部１１１、欠陥数算出部１１２、及び判定部１１３が実現される。
【００２８】
パターン抽出部１１１、欠陥数算出部１１２、及び判定部１１３において実行される処理を、図６に示すフローチャートと共に説明する。
【００２９】
（ステップＳ１０１）パターン抽出部１１１が、ホットスポット情報１２４に基づいて、パターンデータ１２２から、検査対象のテンプレートにおいてプロセス欠陥の発生し易いパターンを抽出する。パターン抽出部１１１は、例えば、図７（ａ）に示すようなカギ型の形状のパターンや、図７（ｂ）に示すような幅の異なる線状部が連結されたパターンを抽出する。
【００３０】
（ステップＳ１０２）欠陥数算出部１１２が、パターンデータ１２２から、ステップＳ１０１で抽出されたパターンの寸法バラツキΔＣＤ、テーパ角φ、掘り込み深さｄを求める。また、欠陥数算出部１１２が、ステップＳ１０１で抽出されたパターンの形状、及び使用が予定されているインプリント材料の種類に対応する欠陥リスクマップの関数Ｆをディスク装置１２０から取り出す。
【００３１】
そして、欠陥数算出部１１２が、寸法バラツキΔＣＤ、テーパ角φ、掘り込み深さｄ及びプロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）の初期値を、関数Ｆに代入する。
【００３２】
（ステップＳ１０３）欠陥数算出部１１２が、関数Ｆを用いてプロセス欠陥数を算出する。
【００３３】
（ステップＳ１０４）判定部１１３が、ステップＳ１０３で算出されたプロセス欠陥数が所定値以下であるか否かを判定する。例えば、判定部１１３は、プロセス欠陥数が１個／ｃｍ２以下であるか否かを判定する。
【００３４】
プロセス欠陥数が所定値以下の場合はステップＳ１０５へ進み、所定値より大きい場合はステップＳ１０６へ進む。
【００３５】
（ステップＳ１０５）判定部１１３が、ステップＳ１０３でプロセス欠陥数が算出される際に関数Ｆに代入されていたプロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）を、インプリント処理時のプロセス条件として決定する。
【００３６】
（ステップＳ１０６）処理を継続する場合はステップＳ１０７へ進み、継続しない場合はステップＳ１０８へ進む。
【００３７】
（ステップＳ１０７）欠陥数算出部１１２が、関数Ｆに代入されているプロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）のうち、少なくともいずれか１種類を変更し、ステップＳ１０３に戻る。
【００３８】
ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７のループ処理の一例を図８に示す。
【００３９】
まず、充填時間ｔ、離型速度ｖ、ドロップ量Ｄｒ、及びＵＶ照射時間ｔｅを初期値で固定する。これにより欠陥リスクマップは２次元で表される。このとき、図８（ａ）に示すように、所定数を超えるプロセス欠陥が発生しないショットがある場合は、その液滴間隔Ｌ及び離型角度θの値をプロセスパラメータとして採用する。
【００４０】
一方、図８（ｂ）に示すように、全てのショットで所定数以上のプロセス欠陥が発生する（マップが全て斜線部分になっている）場合は、固定している充填時間ｔ、離型速度ｖ、ドロップ量Ｄｒ、及びＵＶ照射時間ｔｅの初期値では液滴間隔Ｌ及び離型角度θをどのような値にしてもプロセス欠陥の発生を抑制できないことが分かる。
【００４１】
そのため、充填時間ｔ、離型速度ｖ、ドロップ量Ｄｒ、及びＵＶ照射時間ｔｅのうち、いずれか１つの固定を外す。例えば、充填時間ｔ、離型速度ｖ、及びＵＶ照射時間ｔｅを初期値で固定し、液滴間隔Ｌ、離型角度θ、及びドロップ量Ｄｒの値を変えて、プロセス欠陥数が所定値を超えない条件を探す。
【００４２】
液滴間隔Ｌ、離型角度θ、及びドロップ量Ｄｒをどのような値に設定してもプロセス欠陥数が所定値を超える場合は、充填時間ｔ、離型速度ｖ、及びＵＶ照射時間ｔｅのうち、さらに１つの固定を外して、好適なプロセス条件を探す。
【００４３】
このようなステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７のループによる最適化処理により、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せを探す。
【００４４】
（ステップＳ１０８）ステップＳ１０３、Ｓ１０４、Ｓ１０６、Ｓ１０７のループ処理により全てのパラメータの組合せが関数Ｆに代入された場合、ステップＳ１０６において処理を継続しないと決定され、本ステップに移行する。プロセス欠陥数を所定値以下にできるプロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）の組合せが無いため、検査対象のテンプレートは、インプリント処理に使用しないと判定される。
【００４５】
このようなテンプレート検査処理の終了後、検査対象のテンプレートを使用したインプリント処理を行う際に、ステップＳ１０５においてプロセス条件として決定されたプロセスパラメータ（Ｌ、ｔ、ｖ、θ、Ｄｒ、ｔｅ）を採用することで、インプリント処理時に発生するプロセス欠陥を抑制することができる。
【００４６】
このように、本実施形態によれば、テンプレートの検査において、インプリント処理時に発生するプロセス欠陥を低減可能なプロセス条件を求めることができる。
【００４７】
プロセスパラメータは上述した液滴間隔Ｌ、充填時間ｔ、離型角度θ、離型速度ｖ、ドロップ量Ｄｒ、ＵＶ照射時間ｔｅに限定されない。例えば、レイヤの重ね合わせのずれなどをプロセスパラメータとして含めてもよい。また、いくつかのプロセスパラメータを省略してもよい。
【００４８】
上記実施形態では、加工されたテンプレートの寸法等の測定値を欠陥リスクマップ１２３（関数Ｆ）に代入し、そのテンプレートに最適なプロセスパラメータの組合せを求めていた。しかし、これとは逆に、所定のプロセスパラメータの組合せを欠陥リスクマップ１２３（関数Ｆ）に代入し、この所定のプロセスパラメータでインプリント処理を行う場合に必要となるテンプレートのスペックを求め、このスペックに基づいてテンプレートの加工を行うようにしてもよい。
【００４９】
上記実施形態では、ＳＥＭを用いてパターンデータ１２２を求めるとしていたが、テンプレートの描画データに基づいてパターンデータ１２２を求めてもよい。
【００５０】
また、テンプレート検査装置１００とＳＥＭとを通信可能に接続し、テンプレート検査装置１００が、ＳＥＭによって取得されたテンプレートの寸法測定値／輪郭画像に対し、リアルタイムでテンプレート検査処理を行ってもよい。
【００５１】
（第２の実施形態）ＳＥＭによる輪郭画像を用いて流体シミュレーションを行い、マージン計算を実行し、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せの有無を調べてもよい。
【００５２】
上記第１の実施形態では、予め作成した欠陥リスクマップ１２３（関数Ｆ）に、パターン抽出部１１１が抽出したプロセス欠陥の発生し易いパターンについての寸法等の測定値を入力し、プロセス欠陥数が所定値以下となるプロセスパラメータの組合せの有無を調べていた。
【００５３】
これに対し、本実施形態では、検査対象のテンプレートそのものに対して流体シミュレーションを実施するため、予め用意しておいた欠陥リスクマップ１２３（関数Ｆ）を用いる上記第１の実施形態と比較して、計算時間は長くなるが、プロセス欠陥数の予測精度を向上させることができる。
【００５４】
このような流体シミュレーションによってプロセスパラメータの組合せを決定する処理は、例えば、ステップＳ１０３で求めたプロセス欠陥数が所定値に近い場合（所定値以下であるが、大きな値である場合）などに実行することが好ましい。また、検査対象のテンプレートに重要なパターンが含まれている場合に、上記第１の実施形態によるパターン検査処理に代えて実行してもよい。
【００５５】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００５６】
１００  テンプレート装置
１１０  ＣＰＵ
１１１  パターン抽出部
１１２  欠陥数算出部
１１３  判定部
１２０  ディスク装置
１３０  メインメモリ
１４０  入出力部
１５０  バス
【図１】
2012204382.tif 000003
【図２】
2012204382.tif 000004
【図３】
2012204382.tif 000005
【図４】
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【図５】
2012204382.tif 000007
【図６】
2012204382.tif 000008
【図７】
2012204382.tif 000009
【図８】
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