(57)【要約】【課題】微細な欠陥を精度よく検出することのできるテンプレートの欠陥検査方法を提供する。【解決手段】本実施形態によるテンプレートの欠陥検査方法は、光学系を用いて行うテンプレートの欠陥検査方法であって、基板上に形成されたラインアンドスペースパターンを有する凹凸構造の少なくとも一部に金属膜が形成されたテンプレートに直線偏光を入射するステップと、前記テンプレートへの入射に応じて反射された光の、前記テンプレートに入射した直線偏光とは異なる偏光回転成分の情報を取得するステップと、前記取得された偏光回転成分の情報を電気信号に変換するステップと、前記電気信号を処理するステップと、を備えている。【選択図】図２Ａ
2017166919.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学系を用いて行うテンプレートの欠陥検査方法であって、
基板上に形成されたラインアンドスペースパターンを有する凹凸構造の少なくとも一部に金属膜が形成されたテンプレートに直線偏光を入射するステップと、
前記テンプレートへの入射に応じて反射された光の、前記テンプレートに入射した直線偏光とは異なる偏光回転成分の情報を取得するステップと、
前記取得された偏光回転成分の情報を電気信号に変換するステップと、
前記電気信号を処理するステップと、
を備えたテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項２】
前記ラインアンドスペースパターンのハーフピッチは、前記光の波長および前記光学系の開口数によって決まる解像度よりも小さい請求項１記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項３】
前記金属膜は、前記凹凸構造の上面と、側面および底面の少なくとも一部とに、前記ハーフピッチの５％〜２０%の厚さを有する請求項１または２記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項４】
前記金属膜は、表面粗さが３ｎｍ以下である請求項１乃至３のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項５】
前記金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの金属か、またはその金属との合金を含む請求項１乃至４のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項６】
前記基板および前記凹凸構造は、石英、Ｓｉ、またはガラスのいずれかを含む請求項１乃至５のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項７】
前記基板は、石英、Ｓｉ、またはガラスのいずれかを含み、前記凹凸構造は樹脂を含む請求項１乃至５のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項８】
前記基板および前記凹凸構造は樹脂である請求項１乃至５のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項９】
前記基板は樹脂を含み、前記基板を延伸することにより欠陥を拡大するステップを含む請求項１乃至５のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項１０】
前記光学系は、光源と、前記光源からの光を受け直線偏光に分離する偏光ビームスプリッタと、前記直線偏光を前記テンプレートに照射する対物レンズと、を備え、前記偏光ビームスプリッタは、前記テンプレートで反射した直線偏光の、前記テンプレートに入射した直線偏光からの偏光回転の変化分を検出し、前記受光部に供給する請求項１乃至９のいずれかに記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【請求項１１】
前記光学系は、前記偏光ビームスプリッタと前記対物レンズとの間に、２分の１波長板と、ファラデー回転子とを備えている請求項１０記載のテンプレートの欠陥検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、テンプレートの欠陥検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
微細パターンを低コストに形成するための技術として、ナノインプリント法が知られている。これは、基板上に形成したいパターンに対応する凹凸を有するテンプレートを、基板表面に塗布された硬化性有機材料層に押しつけ、これに光照射及び加熱などを行うことによって、硬化性有機材料を硬化し、テンプレートを硬化性有機材料層から離形することで、パターンを転写する方法である。テンプレート表面に欠陥が存在する場合、この欠陥も基板表面に転写される。そのためテンプレートや転写したパターンの欠陥検査が行われている。
【０００３】
近年、半導体装置の集積度の増加に伴い、個々の素子の寸法は微細化が進み、各素子を構成する配線やゲートなどの幅も微細化されている。例えばラインアンドスペースパターンのピッチの半分であるハーフピッチ（以下、ｈｐと表す）は１００ｎｍよりも小さくなっており、そのため、欠陥検査においては極めて小さなパターン欠陥を検出することが求められている。光源に短波長レーザーを用いて微小欠陥を検査する、欠陥検査方法が知られている。また検査光に直線偏光光を用い、偏光ビームスプリッタを用いた光学系を採用することにより、検査光の光量の低下を最小限に抑えて、高精度の検査を行うことができる検査装置、及び検査方法が知られている。しかし、光学解像限界などにより微小な欠陥を精度よく検出することは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４３７７９９号公報
【特許文献２】特開２０１５−６４５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本実施形態は、微細な欠陥を精度よく検出することのできるテンプレートの欠陥検査方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本実施形態によるテンプレートの欠陥検査方法は、光学系を用いて行うテンプレートの欠陥検査方法であって、基板上に形成されたラインアンドスペースパターンを有する凹凸構造の少なくとも一部に金属膜が形成されたテンプレートに直線偏光を入射するステップと、前記テンプレートへの入射に応じて反射された光の、前記テンプレートに入射した直線偏光とは異なる偏光回転成分の情報を取得するステップと、前記取得された偏光回転成分の情報を電気信号に変換するステップと、前記電気信号を処理するステップと、を備えている。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】検査対象となるテンプレートの一例を示す断面図。
【図２Ａ】第１実施形態に用いられる検査光学系の一例を示すブロック図。
【図２Ｂ】第１実施形態に用いられる検査光学系の他の例を示すブロック図。
【図３】テンプレートの反射率のパターン高さ依存性を示す図。
【図４】光学系の検出光の強度のパターン高さ依存性を示す図。
【図５】テンプレートの検査領域の一例を示す平面図。
【図６】図５に示す検査領域を検査光学系で欠陥検査した検査画像を示す写真。
【図７】金属膜が形成されていない石英テンプレートの欠陥検出のＳ／Ｎ比に対する金属膜が形成された石英テンプレートの相対的なＳ／Ｎ比を示す図。
【図８】ｈｐに対する金属膜の厚さの比率の金属膜の厚さ依存性を示す図。
【図９】ｈｐに対する金属膜の厚さを変えた時のＳ／Ｎ比の向上効果を示す図。
【図１０】各種金属の厚さを変えたときの反射率を示す図。
【図１１】各種金属の厚さを変えたときの透過率を示す図。
【図１２】図１２（ａ）乃至１２（ｄ）は、レプリカテンプレートの製造方法を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【０００９】
（第１実施形態）
第１実施形態によるテンプレートの欠陥検査方法について説明する。
【００１０】
まず、検査対象となるテンプレートの１例を図１に示す。テンプレート１００は基板１０１と凹凸構造１０２と、金属膜１０３を有する。特に例示しないがテンプレート１００は基板１０１上に凹凸構造１０２以外のアライメントマークなどを有しても構わない。テンプレート１００は例えばナノインプリント用テンプレートである。基板１０１は例えば石英基板である。凹凸構造１０２は例えば石英からなり、例えば電子線リソグラフィなどによってパターニングされ、形成される。後述するように、凹凸構造１０２のラインアンドスペースパターンのｈｐは、後述する検査光学系の光源の波長と、検査光学系の対物レンズの開口数によって決まる解像限界よりも小さいことが好ましい。凹凸構造１０２の高さは光源の波長の１／４程度の高さであることが好ましいが、凹凸構造１０２のｈｐによって適宜設計して構わない。
【００１１】
後述するように、金属膜１０３は表面粗さが小さいことが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下であることが好ましく、凹凸構造１０２のエッジラフネスを増加させないことが好ましい。金属膜１０３は光源の入射光との相互作用が強いことが望ましく、具体的には、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの元素を含む金属であることが好ましい。金属膜はＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの金属を主成分とし、それら金属とＣｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇなど他の金属との合金でも構わない。金属膜１０３の膜厚はｈｐの５％〜２０％程度であることが好ましい。金属膜１０３は凹凸構造１０２の上面及び、側面または底面の少なくとも一部にｈｐの５％〜２０％程度の膜厚で存在することが好ましい。金属膜１０３はテンプレート１００の全面に形成されてもよく、凹凸構造１０２の一部にのみ形成されても構わない。
【００１２】
図２Ａに検査光学系２００の一例を示す。この検査光学系２００は、例えば、光源２０１と、偏光ビームスプリッタ２０４と、対物レンズ２０７と、受光部２１１と、を有している。図２Ａに示すような検査光学系を採用することにより、光源２０１から射出された入射光２０３のうち特定の直線偏光成分のみが、偏光ビームスプリッタ２０２において反射され、対物レンズ２０７を透過して、テンプレート１００に照射される。テンプレート１００において反射した反射光２０８は、テンプレート１００に形成された凹凸構造１０２の構造性複屈折によって偏光回転が生じる。偏光回転を生じた反射光２０８のうち入射光２０３と同じ直線偏光成分は偏光ビームスプリッタ２０２において、光源２０１側に反射される。偏光回転を生じた反射光のうち、テンプレート１００によって偏光回転し入射光２０３と異なる偏光状態となった偏光回転成分２０９は、偏光ビームスプリッタ２０４を透過して、受光部２１１に入射する。受光部２１１としては、例えば撮像素子が用いられる。この撮像素子で受光した光の像が信号処理部によって処理され、画像形成部によって画像化される。
【００１３】
後述するように、本実施形態においては、検査光学系は直線偏光をテンプレート１００に入射し、テンプレート１００で反射した直線偏光の、テンプレート１００に入射した直線偏光からの偏光回転の変化分を検出し、偏光回転の変化分を撮像素子に供給する偏光回転変化分供給部を備えていることが好ましい。この偏光回転変化分供給部として、本実施形態においては、偏光ビームスプリッタ２０４が用いられる。ここで示した例は、あくまで一例であり、本実施形態の効果を得るためには、テンプレート１００に直線偏光を入射し、テンプレート１００からの反射光のうち、テンプレ−ト１００に入射した直線偏光から変化した成分を撮像素子に供給する光学系であって偏光子や検光子などの各種光学素子を用いた光学系であれば良く、この例に限らず精度よく欠陥を検出することが可能になる。
【００１４】
本実施形態において、図２Ａに示す検査光学系ではテンプレート１００に９０°の直線偏光を入射しているが、図２Ｂに示す検査光学系のように、偏光ビームスプリッタ２０２と対物レンズ２０３との間に、適当な波長板２０５、およびファラデー回転子２０６を設けることによって、テンプレート１００に設けられた凹凸構造１０２の配置に合わせて、テンプレート１００に入射する直線偏光の角度を制御してもよい。
【００１５】
ファラデー回転子２０６は、光を透過する光学材料と、その周りに巻装したコイルとを有する。上記光学材料には、光源からの光に対して高い透過率を有する材料を用いる。上記コイルは、電流を流すことによって、上記光学材料に、光の進行方向に沿って平行な方向に磁場が加えられるよう巻装されている。
【００１６】
ファラデー回転子２０６は、ファラデー効果によって光の偏光面を回転させる。ここで、ファラデー効果とは、光学材料に直線偏光を入射させ、光の進行方向と同一の方向に磁場を加えると、直線偏光の２つの成分（右回りの円偏光と左回りの円偏光）の位相速度にずれが生じ、その結果、出口での位相差によって、上記光学材料から出てくる光（直線偏光）の偏光面が回転する現象を言う。
【００１７】
図２Ｂに示す光学系では、ラインアンドスペースのエッジラフネスで散乱した光が撮像素子２１１に入射しないように、ファラデー回転子２０６のファラデー回転角を設定する。これにより、精度よく欠陥を検出することができる。
【００１８】
また、テンプレート１００を照明する光の偏光方向は、ファラデー回転子２０６と２分の１波長板２０５の双方によって変化する。ここで、ファラデー回転子２０６については、光学材料に印加する磁場の大きさを変えることで、光の偏光方向の角度を変化させることができる。２分の１波長板２０５は、互いに垂直な方向に振動する直線偏光が透過したときに光の２分の１波長に相当する光路差を与えるものであり、透過する光の光量を変化させずに偏光角を回転させることができる。一方、２分の１波長板２０５については、これに回転機構を設けることで、回転角を任意に変化させることが可能である。
【００１９】
なお、上記では、ファラデー回転子の例として、コイルに電流を流すことによって、光学材料に磁場が加えられるものを述べたが、ファラデー回転子は、こうした電磁石を用いたものには限られず、永久磁石を用いたものや、電磁石と永久磁石を組み合わせたものであってもよい。光の屈折率は、温度に応じてほぼ直線的に変化する。そのため、電磁石では、コイルに温度分布が生じて収差が発生するおそれがある。一方、永久磁石を用いた場合にはこうした問題を回避可能である。この場合、必要とする回転角に応じた磁場が発生するよう、永久磁石の種類や個数を変更可能なようにしておくことが好ましい。また、永久磁石と電磁石を組み合わせたものであれば、基本となる磁場を発生させる永久磁石を設けたうえで、必要とする回転角を生じさせるのに要する磁場の分だけを電磁石で発生させるようにすることが可能である。この構成であれば、永久磁石の交換等が不要となり、また、温度上昇を最小限に抑えることができる。
【００２０】
また、図２Ｂに示す検査光学系においては、光源２０１と偏光ビームスプリッタ２０４との間に入射光の形状を成形するビーム成形光学系２０２が設けられているとともに、偏光ビームスプリッタ２０４と、撮像素子２１１との間に撮像素子２１１への光を結像させる結像光学系２１０が設けられている。これらのビーム成形光学系２０２およびビーム形成光学系２０２は、図２Ａに示す検査光学系に用いてもよい。また、ラインアンドスペースパターンを検査する場合には、波長板として２分の１波長板を設けることにより、テンプレート１００に対して４５°偏光を入射することになり、横方向のラインアンドスペースと縦方向のラインアンドスペースを同時に検査可能となる。また、例えば、ファラデー回転子を用いて９０°の直線偏光と、１８０°の直線偏光とで、同じテンプレートを２回検査することで、横方向のラインアンドスペースパターンと、縦方向のラインアンドスペースパターンの検査を行ってもよい。
【００２１】
時間領域差分法を用いてシミュレーションしたテンプレートの反射光の強度（反射率）の高さ依存性の結果を図３に示し、図２Ａに示す光学系２００によって検出する偏光回転成分の強度（検出光の強度）の凹凸構造１００の高さ依存性の結果を図４に示す。図３および図４において、石英からなるテンプレート１００に金属膜１０３を成膜しない状態と、金属膜１０３を２．５ｎｍ成膜した状態でシミュレーションを行った。金属膜１０３としてはＴａを用いた。光源２０１の波長は２００ｎｍとした。図３および図４からわかるように、金属膜１０３を成膜することにより、テンプレート１００の反射率が向上し、構造性複屈折の変化により偏光回転が増加し、反射光の強度と光学系２００の検出光の強度のどちらも増加した。後述するように、欠陥部では検出光の強度が低くなるため、ラインアンドスペースの検出光強度が増加すると、欠陥部とラインアンドスペースの明暗比は高くなる。これにより、微細な欠陥を精度よく検出することが可能になる。
【００２２】
反射光の強度、検出光の強度は共に、光源２０１の波長である２００ｎｍの１／４程度の５０ｎｍ付近に強度のピークを示した。反射光の干渉により、強度が増加したと考えられ、凹凸構造１０２の高さは光源２０１の波長の１／４程度であることが好ましい。ただし、凹凸構造１０２の高さは凹凸構造１０２のｈｐに依存して設計されるため、必ずしも１／４とする必要はない。
【００２３】
テンプレートの検査領域３００の一例の模式図を図５に示す。検査領域３００にはパターン形成領域３０１を有する。パターン形成領域３０１にはショート欠陥３０２とオープン欠陥３０３を有する。この例では、ラインアンドスペースが図５の縦方向に形成され、ショート欠陥３０２はライン間が接続される欠陥であり、オープン欠陥３０３はラインが断線される欠陥である。
【００２４】
図５に示す検査領域３００を図２Ａに示す光学系２００で欠陥検査した検査画像４００を図６に示す。図６において、パターン形成領域３０１に対応する領域が検出領域４０１である。光学系２００ではパターン形成領域３０１に形成された凹凸構造１０２の構造性複屈折によって偏光回転した成分を検出するため、検出領域４０１は検査画像４００の中で明るいコントラストで表示される。検査領域３００の内、パターンが形成されていない領域は暗いコントラストで表示される。ショート欠陥３０２およびオープン欠陥３０３が存在する部分４０２および部分４０３では、偏光回転が生じにくいため、暗いコントラストで表示され、欠陥として検出される。
【００２５】
欠陥の検出の精度としては、信号と雑音の比（Ｓ／Ｎ比）で評価することができる。欠陥の部分４０２、４０３の信号強度と検出領域４０１の信号強度の平均値との差の絶対値を信号とし、検出領域の信号強度の標準偏差を雑音とし、信号を雑音で割ることでＳ／Ｎ比を算出することができる。Ｓ／Ｎ比が高いほど、欠陥の検出の精度が高いと言える。
【００２６】
実際に電子線リソグラフィにより、石英基板上にショート欠陥とオープン欠陥を作り込んだ凹凸構造を形成し、検査用テンプレートを作製した。この検査用テンプレートに金属膜を形成する前と後で欠陥検査を行い、Ｓ／Ｎ比を算出した。欠陥を作り込んだテンプレートのｈｐは２０ｎｍ、１５ｎｍ、１２ｎｍであり、光学系の解像限界よりも微細なパターンである。その時、欠陥のサイズはｈｐとほぼ同等のサイズで、欠陥のサイズも光学系の解像限界よりも小さい。金属膜はスパッタ法によりＮｉＴａを２ｎｍ形成した。
【００２７】
ｈｐが２０ｎｍ、１５ｎｍ、１２ｎｍである検査テンプレートそれぞれにおいて、金属膜が形成されていない石英テンプレートの欠陥検出のＳ／Ｎ比を１として、金属膜が形成された石英テンプレートの相対的なＳ／Ｎ比を図７に示す。金属膜を形成することにより、欠陥検出のＳ／Ｎ比が向上し、高精度に欠陥を検出することができた。欠陥検出のＳ／Ｎ比はすべてのｈｐにおいて、金属膜を形成することで向上した。
【００２８】
比較例として、直線偏光を用いずに円偏光をテンプレートに入射して、単純にテンプレートからの反射光を検出して検査を行ったところ、同じ欠陥が石英基板の場合および石英に金属膜を設けた基板の場合のいずれの場合も欠陥を検出することはできなかった。
【００２９】
このことから、本実施形態のように金属膜を設けて検査を行う欠陥検査方法は、直線偏光をテンプレートに入射し、テンプレートで反射した直線偏光の、テンプレートに入射した直線偏光からの偏光回転の変化分を検出する光学系を用いることが特に有効であることがわかる。
【００３０】
金属膜の膜厚を変化させて同様の検査を行った結果を図８および図９に示す。図９において、記号○はＳ／Ｎ比が向上し、記号×はＳ／Ｎ比が向上しなかったという事を表している。図８および図９からわかるように、金属膜の厚さがｈｐの５％〜２０％の厚さである場合にＳ／Ｎ比が向上した。これは、金属膜が厚い場合には、ラインアンドスペースのスペースが埋まってしまい、凹凸構造の構造性複屈折による偏光回転が生じなくなってしまうからである。高精度に検査を行うためには、金属膜の厚さはｈｐの５％〜２０％程度であることが好ましい。凹凸構造の高さが高い場合には、凹凸構造の底部は上部に比べて金属膜が形成されにくいが、凹凸構造の上部と、側面および底面の少なくとも一部に金属膜が設けられていれば、検査光の偏光成分との相互作用が強まり、精度よく欠陥を検出することができる。
【００３１】
金属膜の材料は、数ｎｍの薄膜で形成できることが望ましい。検査光の偏光成分との相互作用を高めるために、数ｎｍの薄膜でも反射率が高く、透過率が低いことが望ましい。Ｗ、Ｔａ、ＮｉＴａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｉ、ＳｉＮ、Ａｌそれぞれの金属材料の２００ｎｍの光に対する反射率を図１０に示す。また、それぞれの材料の２００ｎｍの光に対する透過率を図１１に示す。Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、ＮｉＴａなどが数ｎｍの厚さにおける反射率が高いが透過率が低い。このため、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、またはＮｉＴａは、高精度な検査のための反射膜として望ましい。また、これら金属とその他金属との合金を金属膜として用いてもよい。すなわち、金属膜は、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの元素を含む金属であることが好ましい。また、金属膜はＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉのうちの少なくとも１つの金属か、またはその金属とＣｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇなど他の金属との合金であってもよい。
【００３２】
金属膜は平坦であることが望ましい。表面粗さが大きい膜では、ラインパターンのエッジラフネスが増加することによって、検査画像の雑音が増加する。このため、金属膜１０３は表面粗さが小さいことが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下であることが好ましく、凹凸構造１０２のエッジラフネスを増加させないことが好ましい。
【００３３】
なお、金属膜の成膜はスパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法など各種成膜方法を用いることができる。
【００３４】
また、上記説明では、検査対象となるテンプレート１００として石英が用いられていたが、Ｓｉまたはガラス等を用いてもよい。
【００３５】
以上説明したことから、第１実施形態のテンプレートの欠陥検査方法は、光源から光学系を経由してテンプレートに直線偏光を入射し、テンプレートで反射した際の偏光成分の、入射光からの偏光回転の変化分を検出しかつ偏光回転の変化分を撮像素子に供給する偏光回転変化分供給部を備えている検査光学系が用いられる。この検査光学系を用いて、凹凸構造が形成された基板と、上記凹凸構造の上面と、側面および底面の少なくとも一部とに形成された金属膜と、を備えたテンプレートに直線偏光を入射し、テンプレートで反射した際の偏光成分の、入射光からの偏光回転の変化分を検出しかつ偏光回転の変化分を撮像素子に供給することにより行われる。上記金属膜は、凹凸構造のラインアンドスペースパターンのハーフピッチｈｐの５％〜２０％の厚さを有していることが好ましい。
【００３６】
なお、検査用テンプレートはマスターテンプレートから転写を行い、石英を加工したレプリカテンプレートでも構わない。レプリカテンプレートでは、マスターテンプレートと反転した構造となるが、原理的に金属膜によって同様にＳ／Ｎ比が向上し、精度よく欠陥検査を行うことができる。
【００３７】
以上説明したように、第１実施形態によれば、微細な欠陥を精度よく検出することが可能なテンプレートの欠陥検査方法を提供することができる。
【００３８】
（第２実施形態）
第２実施形態によるテンプレートの欠陥検査方法について説明する。第１実施形態の欠陥検査方法は、検査対象となるテンプレートは、凹凸構造および基板が石英、Ｓｉ、またはガラスで形成されていたが、この第２実施形態では、テンプレートは、凹凸構造は樹脂からなり、基板は石英、Ｓｉ、ガラスなどからなっている。なお、検査光学系は第１実施形態で説明した検査光学系、例えば図２Ａまたは図２Ｂに示す検査光学系が用いられる。
【００３９】
この第２実施形態の欠陥検査方法の対象となるテンプレートは、基板上に樹脂からなるラインアンドスペースパターンの凹凸構造が形成され、この凹凸構造の上面にｈｐの５〜２０%程度の膜厚の金属膜を有し、側面および底面の少なくとも一部に、ラインアンドスペースパターンのハーフピッチｈｐの５％〜２０%程度の厚さの金属膜が形成されている。
【００４０】
なお、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、凹凸構造のｈｐは、検査光学系の光源の波長と、検査光学系の対物レンズの開口数とによって決まる解像限界よりも小さいことが好ましい。
【００４１】
また、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、凹凸構造の高さは光源の波長の１／４程度の高さであることが好ましいが、凹凸構造のｈｐによって適宜設計して構わない。
【００４２】
また、第２実施形態においては、第１実施形態と同様に、金属膜は表面粗さが小さいことが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下であることが好ましく、凹凸構造のエッジラフネスを増加させないことが好ましい。
【００４３】
更に、第２実施形態においては、金属膜は検査光学系の光源から入射光との相互作用が強いことが望ましく、具体的には、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉなどが好ましい。また金属膜はＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉを主成分とし、それら金属とＣｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇなど他の金属との合金であってもよい。
【００４４】
第２実施形態のように、凹凸構造に樹脂材料を用いる場合は、ナノインプリント法などによって、マスターテンプレート５００から転写することによって凹凸構造を形成することができる。このレプリカテンプレートの形成方法を、図１２（ａ）乃至１２（ｄ）を参照して説明する。
【００４５】
図１２（ａ）にマスターテンプレート５００の断面図を示す。図１２（ｂ）に示すように、基板６０１上に樹脂６０２を成膜する。その後、樹脂６０２にマスターテンプレート５００を押し付け、紫外線や熱により樹脂６０２を硬化する。続いて、マスターテンプレート５００を樹脂から離形することでパターンが転写されたレプリカテンプレート６００が形成される（図１２（ｃ））。このレプリカテンプレート６００の樹脂６０２上に金属膜６０３を成膜する。これにより、凹凸構造上に金属膜が形成されたレプリカテンプレート６００が完成する（図１２（ｄ））。
【００４６】
第１実施形態と同様に、欠陥を作り込んだ凹凸構造を有するレプリカテンプレートを形成し、同様に欠陥検査を行った。その結果、すべてのラインアンドスペースパターンのハーフピッチｈｐにおいて、石英で凹凸構造および基板を形成しかつ凹凸構造上に金属膜を形成しないテンプレートと比較して、Ｓ／Ｎ比が１．４倍程度向上した。
【００４７】
以上説明したように、第２実施形態によれば、凹凸構造に樹脂材料を用いても高精度な欠陥検出を行うことが可能である。また、レプリカテンプレートを検査に用いることで、マスターテンプレートの汚染や劣化を防ぐことができる。
【００４８】
樹脂材料には例えばレジスト材料などを用いることができる。レジスト材料は、シリコンポリマーやシルセスキオキサン、環状オレフィンポリマーや、その原料であるノルボルネン樹脂、オキサゾール樹脂、アミド酸とシリコン樹脂のブロック共重合体などを用いることができる。また、第１実施形態と同様に、基板としては、石英、Ｓｉ、またはガラスなどを用いることができる。
【００４９】
以上説明したように、第２実施形態によれば、微細な欠陥を精度よく検出することが可能なテンプレートの欠陥検査方法を提供することができる。
【００５０】
（第３実施形態）
第３実施形態によるテンプレートの欠陥検査方法は、第２実施形態のテンプレートの欠陥検査方法において、テンプレートは、石英、Ｓｉ、またはガラスなどの基板をフィルム基板に替えた構成を有している。すなわち、第３実施形態では、テンプレートは、凹凸構造は樹脂からなり、基板はフィルム基板から形成される。なお、検査光学系は第１実施形態で説明した検査光学系、例えば、図２Ａまたは図２Ｂに示す検査光学系が用いられる。
【００５１】
この第３実施形態の欠陥検査方法の対象となるテンプレートは、基板上に樹脂からなるラインアンドスペースパターンの凹凸構造が形成され、この凹凸構造の上面にｈｐの５〜２０%程度の膜厚の金属膜を有し、側面および底面の少なくとも一部に、ラインアンドスペースパターンのハーフピッチｈｐの５％〜２０%程度の厚さの金属膜が形成されている。
【００５２】
なお、第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、凹凸構造のｈｐは、検査光学系の光源の波長と、検査光学系の対物レンズの開口数とによって決まる解像限界よりも小さいことが好ましい。
【００５３】
また、第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、凹凸構造の高さは光源の波長の１／４程度の高さであることが好ましいが、凹凸構造のｈｐによって適宜設計して構わない。
【００５４】
また、第３実施形態においては、第２実施形態と同様に、金属膜は表面粗さが小さいことが好ましく、より好ましくは３ｎｍ以下であることが好ましく、凹凸構造のエッジラフネスを増加させないことが好ましい。
【００５５】
更に、第３実施形態においては、金属膜は検査光学系の光源から入射光との相互作用が強いことが望ましく、具体的には、Ｗ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉなどが好ましい。また金属膜はＷ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｎｉを主成分とし、それら金属とＣｒ、Ｍｏ、Ａｌ、Ａｇなど他の金属との合金であってもよい。
【００５６】
第３実施形態のように、凹凸構造に樹脂材料を用いる場合は、ナノインプリント法などによって、マスターテンプレート５００から転写することによって凹凸構造を形成することができる。
【００５７】
また、第２実施形態と同様に、検査対象としてレプリカテンプレートを用いることができる。なお、基板には樹脂からなる基板を用いる。
【００５８】
樹脂材料としては、例えばレジスト材料などを用いることができる。レジスト材料は、シリコンポリマーやシルセスキオキサン、環状オレフィンポリマーや、その原料であるノルボルネン樹脂、オキサゾール樹脂、アミド酸とシリコン樹脂のブロック共重合体などを用いることができる。
【００５９】
フィルム基板としては、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンテレフタレート、またはフッ素系樹脂などを用いることができる。
【００６０】
基板に樹脂からなるフィルム基板を用いることで、一次元、または二次元的に延伸することが可能となり、欠陥を拡大し、検査をすることができる。これにより、微細な欠陥を検出することが可能となる。
【００６１】
以上説明したように、第３実施形態によれば、微細な欠陥を精度よく検出することが可能なテンプレートの欠陥検査方法を提供することができる。
【００６２】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【符号の説明】
【００６３】
１００・・・テンプレート、１０１・・・基板、１０２・・・凹凸構造、１０３・・・金属膜、２００・・・検査光学系、２０１・・・光源、２０２・・・ビーム成形光学系、２０３・・・入射光、２０４・・・偏光ビームスプリッタ、２０５・・・２分の１波長板、２０６・・・ファラデー回転素子、２０７・・・対物レンズ、２０９・・・偏光回転成分、２１０・・・結像光学系、２１１・・・撮像素子、５００・・・マスターテンプレート、６００・・・レプリカテンプレート、６０１・・・基板、６０２・・・樹脂、６０３・・・金属膜
【図１】
2017166919.tif 000003
【図２Ａ】
2017166919.tif 000004
【図２Ｂ】
2017166919.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2017166919.tif 000009
【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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【手続補正書】
【提出日】平成28年9月13日(2016.9.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−２４３７９９号公報
【特許文献２】特開２０１５−６４５６９号公報