JP6631271B2 - インプリントモールドの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、インプリントモールドを製造する方法に関する。

近年、半導体デバイス（例えば、半導体メモリ等）等の製造工程において、基板の表面に凹凸パターンを形成した型部材（インプリントモールド）を用い、凹凸パターンを基板等の被加工物に等倍転写するパターン形成技術であるナノインプリント技術が利用されている。

ナノインプリント技術においては、原版としてのインプリントモールドの高精度な凹凸パターンを、基板等の被加工物上の硬化性樹脂層に押し付けて転写するため、インプリントモールドの凹凸パターンに欠陥があると、被加工物にその欠陥が転写されてしまう。そのため、インプリントモールドにおいては、凹凸パターンの欠陥がないこと（無欠陥であること）が要求される。

ナノインプリント技術において用いられるインプリントモールドは、例えば、電子線（ＥＢ）リソグラフィー等により製造されるが、微小な欠陥をも全く発生させることなくインプリントモールドを製造することは、技術的にも製造コスト的にも極めて困難である。そのため、一般に、インプリントモールドの製造過程において生じ得る欠陥を修正する工程が、インプリントモールドの製造工程において必須の工程となっている。

ナノインプリント技術により製造される半導体デバイス等の微細化が進行するに伴い、インプリントモールドの凹凸パターンの微細化が進行してきている。ここで、上記インプリントモールドに発生する欠陥としては、凹パターンに余剰の凸パターンや異物等が存在する黒欠陥と、凸パターンが欠損している白欠陥とがある。この欠陥のうち、白欠陥が微細な凹凸パターンに発生すると、修正するのが非常に困難である。その一方で、黒欠陥は、従来のフォトマスクにおけるパターン欠陥修正技術を利用して、比較的容易に修正され得る。

このように微細化の進行した凹凸パターンにおける、修正困難な白欠陥を修正すべく、従来、白欠陥を含む第１テンプレートを用いたインプリント処理により第２テンプレートを作製する工程と、第１テンプレートの白欠陥の転写により第２テンプレートに生じる黒欠陥を修正する工程とを含むテンプレートの欠陥修正方法が提案されている（特許文献１参照）。

特開２０１２−２３１０９号公報

上記特許文献１においては、欠陥を有しないテンプレート（インプリントモールド）を製造することを目的として、修正が非常に困難な白欠陥を、インプリント処理を通じて、修正が比較的容易な黒欠陥に転換している。

このように、上記特許文献１によれば、白欠陥を有する第１テンプレートを用いたインプリント処理により、当該白欠陥が黒欠陥として転写されることで、黒欠陥を有する第２テンプレートを作製することができる。

しかしながら、第２テンプレートを作製するためのインプリント処理により、第２テンプレートに白欠陥が新たに発生することがある。例えば、インプリント樹脂の欠損、第１テンプレートの凹凸パターンへのインプリント樹脂の未充填等により、第２テンプレートに白欠陥が発生することがある。このようにして発生する白欠陥は、修正が非常に困難なものであるため、上記特許文献１に開示されている方法では、無欠陥のテンプレートを作製することが困難である。

上記課題に鑑みて、本発明は、凹凸パターンが微細になっても、インプリントモールドの製造過程において発生し得る欠陥（白欠陥及び黒欠陥）を確実に修正することのできるインプリントモールドの製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、第１面及びそれに対向する第２面を有する基材の当該第１面上にハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成工程と、前記基材の前記第１面上に形成した前記ハードマスクパターンにおける白欠陥の有無を検査する第１の欠陥検査工程と、前記第１の欠陥検査工程において前記白欠陥が検出された場合に、当該白欠陥を修正する第１の欠陥修正工程と、前記白欠陥が修正された前記ハードマスクパターンをマスクとして前記基材をエッチングすることで、前記基材の前記第１面に第１凹凸パターンを形成する第１凹凸パターン形成工程と、前記基材の前記第１面に形成された第１凹凸パターンにおける黒欠陥の有無を検査する第２の欠陥検査工程と、前記第２の欠陥検査工程において黒欠陥が検出された場合に、当該黒欠陥を修正する第２の欠陥修正工程とを含み、前記第１の欠陥修正工程において、前記白欠陥部分に、前記白欠陥を物理的に包含し、かつ平面視における大きさが前記白欠陥の大きさよりも大きくなるように修正材を堆積させて前記白欠陥を修正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１）。

上記発明（発明１）においては、インプリントモールドの製造過程において生じ得る、修正が非常に困難な白欠陥を、白欠陥を物理的に包含する大きさで修正材を堆積させることで修正して、当該白欠陥を黒欠陥に転換し、その後、当該黒欠陥を修正する。そのため、上記発明（発明１）によれば、インプリントモールドの製造過程において発生し得る欠陥（白欠陥及び黒欠陥）を確実に修正することができ、無欠陥のインプリントモールドを製造することができる。

上記発明（発明１）において、前記基材の前記第１面上に設けられているハードマスク層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程をさらに含み、前記ハードマスクパターン形成工程において、前記レジストパターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることにより前記ハードマスクパターンを形成してもよい（発明２）。また、前記基材の前記第１面上に設けられているハードマスク層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンの側壁に側壁パターンを形成する工程とをさらに含み、前記ハードマスクパターン形成工程において、前記側壁パターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることにより前記ハードマスクパターンを形成してもよい（発明３）。

上記発明（発明２，３）において、前記レジストパターン形成工程において、前記レジストパターンに対応する凹凸パターンを有するモールドを用いたインプリント処理により前記レジストパターンを形成するのが好ましい（発明４）。

上記発明（発明１〜４）において、前記インプリントモールドは、前記第１凹凸パターンよりも寸法の大きい第２凹凸パターンを有し、前記第１の欠陥修正工程において、前記白欠陥部分に前記修正材を堆積させるとともに、前記第２凹凸パターンの形成予定位置に前記修正材を堆積させることで前記第２凹凸パターンに対応するマスクパターンを形成し、前記凹凸パターン形成工程において、前記ハードマスクパターン及び前記マスクパターンをマスクとして前記基材をエッチングするのが好ましい（発明５）。

本発明によれば、凹凸パターンが微細になっても、インプリントモールドの製造過程において発生し得る欠陥（白欠陥及び黒欠陥）を確実に修正することのできるインプリントモールドの製造方法を提供することができる。

図１は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法を示すフローチャートである。 図２は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図及びそのＩ−Ｉ線切断端面図にて示す工程フロー図（その１）である。 図３は、本発明の第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図及びそのＩ−Ｉ線切断端面図にて示す工程フロー図（その２）である。 図４は、本発明の第１の実施形態においてレジストパターンをインプリント処理により形成する各工程を切断端面図にて示す工程フロー図である。 図５は、欠陥（黒欠陥及び白欠陥）を有するハードマスクパターンをマスクとしたエッチングによりインプリントモールドを製造した際に凹凸パターンに生じる欠陥を説明するための切断端面図である。 図６は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図及びそのII−II線切断端面図にて示す工程フロー図（その１）である。 図７は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図及びそのII−II線切断端面図にて示す工程フロー図（その２）である。 図８は、本発明の第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図及びそのII−II線切断端面図にて示す工程フロー図（その３）である。 図９は、本発明の第１及び第２の実施形態における白欠陥修正工程の他の態様（その１）を概略的に示す平面図である。 図１０は、本発明の第１及び第２の実施形態における白欠陥修正工程の他の態様（その２）を概略的に示す平面図である。

〔第１の実施形態〕
本発明の第１の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法を示すフローチャートであり、図２及び図３は、第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図（図中左側）及びそのＩ−Ｉ線切断端面図（図中右側）にて示す工程フロー図であり、図４は、第１の実施形態においてレジストパターンをインプリント処理により形成する各工程を切断端面にて示す工程フロー図である。なお、図２及び図３の平面図（図中左側）にて、凸状の構造（凸パターン）がハッチングにて表されている。

［ハードマスクパターン形成工程］
第１面１０Ａ及びそれに対向する第２面１０Ｂを有するインプリントモールド用基板１０を準備し、当該インプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ上にハードマスクパターン２１を形成する（Ｓ０１，図２（Ａ）〜（Ｄ））。

インプリントモールド用基板１０としては、例えば、インプリントモールドを製造する際に一般的に用いられる基板（例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板；ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等）を用いることができる。

インプリントモールド用基板１０の厚さは、基板の強度、取り扱い適性等を考慮し、例えば、３００μｍ〜１０ｍｍ程度の範囲で適宜設定され得る。なお、第１の実施形態において「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％以上である。

ハードマスクパターン２１を形成するにあたり、まず、インプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ側に設けられているハードマスク層２０上に、インプリント樹脂膜３０を形成する（図２（Ａ）参照）。

ハードマスク層２０は、例えば、クロム、チタン、タンタル、珪素、アルミニウム等の金属；窒化クロム、酸化クロム、酸窒化クロム等のクロム系化合物、酸化タンタル、酸窒化タンタル、酸化硼化タンタル、酸窒化硼化タンタル等のタンタル化合物、窒化チタン、窒化珪素、酸窒化珪素等を単独で、又は任意に選択した２種以上を組み合わせて用いることができる。

ハードマスク層２０は、後述する工程（図２（Ｃ）参照）にてパターニングされ、欠陥を有する場合にはその欠陥が修正された上で、インプリントモールド用基板１０をエッチングする際のマスクとして用いられるものである。そのため、インプリントモールド用基板１０の種類に応じ、エッチング選択比等を考慮して、ハードマスク層２０の構成材料を選択するのが好ましい。例えば、インプリントモールド用基板１０が石英ガラス基板である場合、ハードマスク層２０として金属クロム膜等が好適に選択され得る。

ハードマスク層２０の厚さは、インプリントモールド用基板１０の種類に応じたエッチング選択比、製造されるインプリントモールド１（図３（Ｄ）参照）における凹凸パターン１１のアスペクト比等を考慮して適宜設定される。例えば、インプリントモールド用基板１０が石英ガラス基板であって、ハードマスク層２０が金属クロム膜である場合、ハードマスク層２０の厚さは、３〜２０ｎｍ程度である。

インプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ上にハードマスク層２０を形成する方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、スパッタリング、ＰＶＤ、ＣＶＤ等の公知の成膜方法が挙げられる。

インプリント樹脂膜３０を構成する樹脂材料（レジスト材料）としては、特に限定されるものではなく、インプリント処理に一般的に用いられる樹脂材料（例えば、紫外線硬化性樹脂、熱硬化性樹脂等）を用いることができる。

インプリント樹脂膜３０の厚みは、特に制限されるものではない。後述するレジストパターン３１（図２（Ｂ）参照）を、当該レジストパターン３１に対応する凹凸パターン４１を有するモールド４０（図４（Ａ）参照）を用いたインプリント処理により形成する場合、インプリント樹脂膜３０の厚みは、当該モールド４０の凹凸パターン４１の凹部の深さ等に応じて適宜設定され得るものであり、具体的には、５〜７０ｎｍ程度である。

ハードマスク層２０上にインプリント樹脂膜３０を形成する方法としては、従来公知の方法、例えば、スピンコート法によりインプリント樹脂をハードマスク層２０上に塗布する方法等が挙げられるが、インクジェット法によりインプリント樹脂の液滴をハードマスク層２０上に滴下し、モールド４０の凹凸パターン４１をインプリント樹脂の液滴に接触させて、ハードマスク層２０上にインプリント樹脂を展開する方法等を採用してもよい。

なお、ハードマスク層２０とインプリント樹脂膜３０との間には、ハードマスク層２０に対するレジストパターン３１（図２（Ｂ）参照）の密着性を向上させる役割を果たす、シランカップリング剤等の密着層（図示せず）が形成されていてもよい。

次に、図２（Ｂ）に示すように、ハードマスク層２０上にレジストパターン３１を形成する。レジストパターン３１は、例えば、後述するモールド４０（図４（Ａ）参照）を用いたインプリントリソグラフィー、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィー、所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー等により形成され得る。

レジストパターン３１の形状は、第１の実施形態において製造されるインプリントモールド１の凹凸パターン１１の形状（図３（Ｄ）参照）に応じて適宜設定されるものであって、特に制限されるものではなく、例えば、ラインアンドスペース状、ホール状、ピラー状等が挙げられる。

レジストパターン３１の寸法は、特に限定されるものではなく、第１の実施形態において製造されるインプリントモールド１の凹凸パターン１１の寸法に応じて適宜設定されるが、当該寸法が５〜５０ｎｍ程度である場合、第１の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の効果が顕著に奏される。なお、レジストパターン３１の寸法とは、レジストパターン３１の形状がラインアンドスペース状である場合、ライン状凸部（スペース状凹部）の短手方向の長さを意味し、ホール状である場合、ホール状凹部の直径又は一辺（短辺）の長さを意味し、ピラー状である場合、ピラー状凸部の直径又は一辺（短辺）の長さを意味する。

このようにして形成されるレジストパターン３１には、凹状であるべき部分にインプリント樹脂等が残存することで生じる黒欠陥３１Ｂ、凸状であるべき部分の欠損等により生じる白欠陥３１Ｗが存在し得る。しかし、この段階においては、これらの欠陥（黒欠陥３１Ｂ及び白欠陥３１Ｗ）の修正は行われない。

ここで、図４を参照して、モールド４０を用いたインプリントリソグラフィーによりレジストパターン３１を形成する方法を説明する。
まず、第１面４０Ａ及びそれに対向する第２面４０Ｂを有し、第１面４０Ａ側に凹凸パターン４１が形成されているモールド４０を準備し（図４（Ａ）参照）、当該モールド４０の凹凸パターン４１をインプリントモールド用基板１０のインプリント樹脂膜３０に押し当て、インプリント樹脂膜３０を硬化させる（図４（Ｂ）参照）。

インプリント樹脂膜３０を硬化させる方法は、当該インプリント樹脂膜３０を構成する樹脂材料の種類（硬化タイプ）に応じて適宜選択され得るものであり、当該樹脂材料が紫外線硬化性樹脂であれば、紫外線を照射することで硬化させることができ、熱硬化性樹脂であれば熱を印加することで硬化させることができる。

モールド４０は、インプリントモールド用基板１０と同様、例えば、石英ガラス基板、ソーダガラス基板、蛍石基板、フッ化カルシウム基板、フッ化マグネシウム基板、アクリルガラス等のガラス基板、ポリカーボネート基板、ポリプロピレン基板、ポリエチレン基板等の樹脂基板、これらのうちから任意に選択された２以上の基板を積層してなる積層基板等の透明基板；ニッケル基板、チタン基板、アルミニウム基板等の金属基板；シリコン基板、窒化ガリウム基板等の半導体基板等により構成される。

モールド４０の凹凸パターン４１の形状、寸法等は、特に限定されるものではなく、第１の実施形態において製造されるインプリントモールド１において要求される凹凸パターン１１の形状、寸法等に応じて、例えば、ラインアンドスペース状、ピラー状、ホール状等の形状や、５〜１００ｎｍ程度の寸法に設定され得る。なお、モールド４０の第１面４０Ａ側には、インプリント樹脂膜３０との離型を容易にすることを目的として、離型層が設けられていてもよい。

そして、硬化したインプリント樹脂膜３０からモールド４０を離型する（図４（Ｃ）参照）。これにより、インプリントモールド用基板１０のハードマスク層２０上にレジストパターン３１を形成することができる（図２（Ｂ）参照）。

上述のようにして形成されたレジストパターン３１をマスクとし、例えば、塩素系（Ｃｌ₂＋Ｏ₂）のエッチングガスを用いるドライエッチング処理によりハードマスク層２０をエッチングしてハードマスクパターン２１を形成し、レジストパターン３１をウェットエッチング等により除去する（図２（Ｃ），（Ｄ）参照）。

［白欠陥検査工程］
上記のようにしてハードマスクパターン２１を形成した後、ハードマスクパターン２１の欠陥検査を行う（Ｓ０２）。ハードマスクパターン２１の欠陥検査は、インプリントモールド用基板１０とハードマスク層２０とにおける検査光の透過率の差を利用する、既存のフォトマスク用欠陥検査装置（光外観検査装置（レーザーテック社製、製品名：Ｍａｔｒｉｃｓ）等）を用いて行われ得る。かかる欠陥検査において、ハードマスクパターン２１に少なくとも白欠陥２１Ｗが存在するか否かを検査する。

［白欠陥修正工程］
欠陥検査の結果、ハードマスクパターン２１が、修正すべき白欠陥２１Ｗを有する場合（Ｓ０３，Ｙｅｓ）、当該ハードマスクパターン２１の白欠陥２１Ｗを修正する（Ｓ０４，図３（Ａ）参照）。なお、白欠陥２１Ｗが修正すべきものであるか否かは、例えば、白欠陥２１Ｗの周辺に存在する均一な（実質的に設計寸法通りに形成されている）ハードマスクパターン２１の寸法に対する比率を指標として判断され得る。具体的には、第１の実施形態により製造されるインプリントモールド１が半導体等の電子デバイス等を製造するために使用されるものである場合、ハードマスクパターン２１の白欠陥２１Ｗが当該ハードマスクパターン２１を完全に分断してしまうようなものであれば、製造される電子デバイス等において回路として機能しなくなるため、修正すべき白欠陥２１Ｗであると判断することができる。一方、ハードマスクパターン２１の幅が部分的に細くなっている等、ハードマスクパターン２１を完全には分断しない白欠陥２１Ｗであっても、後工程（第１の実施形態により製造されるインプリントモールド１を用いたインプリント工程、エッチング、側壁加工等）に依存して、電子デバイス等の回路として機能するためのパターンが分断してしまう可能性がある。そのため、例えば、ハードマスクパターン２１の寸法（幅）に対する白欠陥２１Ｗの寸法（幅）が６６％以上程度である場合、当該白欠陥２１Ｗが修正すべきものであると判断され得る。

上述したインプリント処理により形成されるレジストパターン３１において、離型時に異物が付着する場合やモールド４０の凸部が部分的に欠損している場合、黒欠陥３１Ｂが発生する。また、モールド４０にインプリント樹脂が付着することによるレジストパターン３１（凸パターン）の欠損、モールド４０の凹凸パターン４１の凹部へのインプリント樹脂の未充填等により白欠陥３１Ｗが発生することがある（図２（Ｂ）参照）。なお、レジストパターン３１が電子線リソグラフィーにより形成される場合、現像処理後に余剰のレジストが残存することで黒欠陥３１Ｂが発生することがある。

そして、黒欠陥３１Ｂ及び白欠陥３１Ｗを有するレジストパターン３１をマスクとしたドライエッチング処理により形成されるハードマスクパターン２１には、レジストパターン３１の黒欠陥３１Ｂ及び白欠陥３１Ｗのそれぞれが転写された黒欠陥２１Ｂ及び白欠陥２１Ｗが発生し得る（図２（Ｃ）参照）。また、ハードマスク層２０に元々存在するピンホール等が白欠陥２１Ｗの原因ともなり得る。さらに、インプリント樹脂膜３０中にエッチングされ難い不純物が存在すると、当該不純物が黒欠陥２１Ｂの原因ともなり得る。

黒欠陥２１Ｂ及び白欠陥２１Ｗを有するハードマスクパターン２１をマスクとしてインプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ側にエッチング処理を施すと、当該第１面１０Ａ側に形成される凹凸パターン１１に、ハードマスクパターン２１の黒欠陥２１Ｂ及び白欠陥２１Ｗが転写されてしまう（図５参照）。インプリントモールド１の凹凸パターン１１における黒欠陥１１Ｂを修正するのは可能であるが、凹凸パターン１１の寸法が極めて微細である場合に、白欠陥１１Ｗを修正するのは極めて困難である。また、インプリントモールド１の凹凸パターン１１における白欠陥１１Ｗに修正材を堆積させて白欠陥１１Ｗを修正したとしても、修正材の堆積部分とその他の部分との屈折率の違い等により、パターン形成不良を生じさせるおそれがある。

そこで、第１の実施形態においては、インプリントモールド用基板１０にエッチング処理を施す前に、ハードマスクパターン２１に存在する白欠陥２１Ｗを修正する（図３（Ｂ）参照）。これにより、凹凸パターン１１に白欠陥１１Ｗを生じさせることがないため、上記問題を解決することができる。

白欠陥２１Ｗを修正する方法としては、欠陥修正装置にインプリントモールド用基板１０を配置し、デポジション用ガスを供給しながら電子線等の荷電粒子線を白欠陥２１Ｗ部分に局所的に照射することで、当該白欠陥２１Ｗ部分に修正材５０を堆積させる方法等が採用され得る。

白欠陥２１Ｗ部分に堆積される修正材５０が、ハードマスクパターン２１とともに、インプリントモールド用基板１０をエッチングする際のマスクの一部（マスクパターン）として用いられることから、デポジション用ガスとしては、インプリントモールド用基板１０をエッチングする際に十分なエッチング耐性を有する修正材５０を堆積可能であるものが好適に用いられる。例えば、クロムヘキサカルボニル（Ｃｒ(ＣＯ)₆）等のクロム（Ｃｒ）を含むガスが、デポジション用ガスとして好適に用いられる。

白欠陥２１Ｗ部分に修正材５０を堆積させる際、修正材５０により白欠陥２１Ｗが物理的に包含されるように、平面視における修正材５０の大きさが、白欠陥２１Ｗの大きさよりも大きくなるようにする。ハードマスクパターン２１の寸法が微細になると、白欠陥２１Ｗ部分のみを埋めるように修正材５０を堆積させるのは極めて困難であるが、第１の実施形態においては、白欠陥２１Ｗの大きさよりも大きく修正材５０を堆積させるため、白欠陥修正工程を容易に行うことができる。

なお、平面視における修正材５０の大きさが白欠陥２１Ｗの大きさよりも大きくなるように、白欠陥２１Ｗ部分に修正材５０を堆積させると、修正材５０のうち、白欠陥２１Ｗ部分からはみ出す部分５１（図３（Ａ）及び（Ｂ）参照）が、凹凸パターン１１における黒欠陥１１Ｂを生じさせる（図３（Ｃ）参照）。後述するように、この黒欠陥１１Ｂは、エッチングにより修正されるが（図３（Ｄ）参照）、かかるエッチングにより黒欠陥１１Ｂの周囲（凹パターンの底部）に損傷が生じるおそれがある。そのため、修正材５０は、白欠陥２１Ｗ部分よりも僅かにはみ出すように堆積されるのが好ましい。これにより、黒欠陥１１Ｂの周辺に損傷の生じ得る範囲を低減することができる。

［基板エッチング工程］
ハードマスクパターン２１における白欠陥２１Ｗを修正した後（Ｓ０４）、又はハードマスクパターン２１に修正すべき白欠陥２１Ｗが存在しないと判断された後（Ｓ０３，Ｎｏ）、インプリントモールド用基板１０にドライエッチング処理を施し、第１面１０Ａ側に凹凸パターン１１を形成し、ハードマスクパターン２１及び修正材５０を除去する（Ｓ０５，図３（Ｂ）及び（Ｃ）参照）。

［凹凸パターン欠陥検査工程］
そして、上述のようにして形成された凹凸パターン１１の欠陥検査を行う（Ｓ０６）。凹凸パターン１１の欠陥検査は、例えば、光外観検査装置（例えば、レーザーテック社製，製品名：Ｍａｔｒｉｃｓ等）等により行われ得る。かかる欠陥検査において、凹凸パターン１１に少なくとも黒欠陥１１Ｂが存在するか否かを検査する。なお、Ｓ０６において凹凸パターン１１の欠陥検査を行う装置と、Ｓ０２においてハードマスクパターン２１の欠陥検査を行う装置とは同じ装置であってもよいし、異なる装置であってもよい。

［黒欠陥修正工程］
欠陥検査の結果、凹凸パターン１１が、修正すべき黒欠陥１１Ｂを有する場合（Ｓ０７，Ｙｅｓ）、当該凹凸パターン１１の黒欠陥１１Ｂを修正する（Ｓ０８，図３（Ｄ）参照）。なお、黒欠陥１１Ｂが修正すべきものであるか否かは、例えば、周辺に存在する均一な（実質的に設計寸法通りに形成されている）凹凸パターン１１の寸法に対する比率を指標として判断され得る。具体的には、第１の実施形態により製造されるインプリントモールド１が半導体等の電子デバイスを製造するために用いられるものである場合、隣接する凹凸パターン１１（凸パターン）同士が完全に結合されるような黒欠陥１１Ｂを有すると、作製される電子デバイス等において回路として機能しなくなるため、修正すべき黒欠陥１１Ｂと判断され得る。一方、隣接する凹凸パターン１１（凸パターン）同士を結合しないような黒欠陥１１Ｂであっても、電子デバイスの製造工程（第１の実施形態により製造されるインプリントモールド１を用いたインプリント工程、エッチング、側壁加工等）に依存して電子デバイスにおける転写パターンが結合してしまう可能性がある。そのため、例えば、凹凸パターン１１（凸パターン）の寸法（幅）に対し、黒欠陥１１Ｂを有する凹凸パターン１１部分の寸法（幅）が１６６％以上程度である場合、当該黒欠陥１１Ｂが修正すべきものであると判断され得る。

黒欠陥１１Ｂを修正する方法としては、例えば、アシストガスを供給しながら黒欠陥１１Ｂに電子線、イオンビーム等の荷電粒子線を照射し、当該黒欠陥１１Ｂをエッチングする方法等を挙げることができる。

アシストガスとしては、黒欠陥１１Ｂをエッチング可能なガスであれば特に限定されるものではなく、単一成分のガスであってもよいし、複数種のガスを含む混合ガスであってもよい。例えば、荷電粒子線として電子線を用いる場合、アシストガスとして、フッ化キセノン（ＸｅＦ₂）等を用いることができ、荷電粒子線としてイオンビームを用いる場合、アシストガスとして、フッ化キセノン（ＸｅＦ₂）、ヨウ素（Ｉ₂）等を用いることができる。

アシストガスを供給する方法としては、例えば、黒欠陥１１Ｂにアシストガスを局所的に吹き付ける方法、凹凸パターン１１が形成されたインプリントモールド用基板１０をアシストガスの雰囲気中に配置する方法等が挙げられる。

上述したように、ハードマスクパターン２１における白欠陥２１Ｗを修正する際、白欠陥２１Ｗを物理的に包含する修正材５０を堆積させる。そのため、堆積された修正材５０のうち、白欠陥２１Ｗからはみ出す部分５１によって、凹凸パターン１１に黒欠陥１１Ｂを生じさせ得る。また、ハードマスクパターン２１に黒欠陥２１Ｂが存在する場合、当該黒欠陥２１Ｂによって、凹凸パターン１１に黒欠陥１１Ｂを生じさせ得る。

このようにして生じる黒欠陥１１Ｂは、ビーム径を数ｎｍにまで細く絞ることのできる電子線等を照射したエッチングにより、極めて高い精度で修正され得る。そのため、黒欠陥１１Ｂを有しない（無欠陥の）インプリントモールド１を製造することができる。また、第１の実施形態においては、インプリントモールド１の製造過程にて生じ得るハードマスクパターン２１の白欠陥２１Ｗを、修正材５０の堆積により修正するため、製造されるインプリントモールド１において白欠陥１１Ｗが存在しない。そして、堆積された修正材５０により生じるインプリントモールド１の凹凸パターン１１の黒欠陥１１Ｂは、極めて高い精度で修正され得る。よって、第１の実施形態によれば、凹凸パターン１１が微細であっても、インプリントモールド１の製造過程において発生し得る欠陥（特に黒欠陥１１Ｂ）を確実に修正することができ、無欠陥のインプリントモールド１を製造することができる。

〔第２の実施形態〕
第２の実施形態に係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６〜８は、第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法の各工程を平面図（図中左側）及びそのII−II線切断端面図（図中右側）にて示す工程フロー図である。なお、第２の実施形態に係るインプリントモールドの製造方法は、ハードマスクパターンを形成する工程以外、第１の実施形態と同様の工程を有するため、第１の実施形態と同様の構成要素及び工程の詳細な説明を省略するものとする。

［ハードマスクパターン形成工程］
第１の実施形態と同様に、第１面１０Ａ及びそれに対向する第２面１０Ｂを有するインプリントモールド用基板１０を準備し、当該インプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ上にハードマスクパターン２１を形成する（図１（Ｓ０１），図６〜７参照）。

ハードマスクパターン２１を形成するにあたり、まず、インプリントモールド用基板１０の第１面１０Ａ側に設けられているハードマスク層２０上に、インプリント樹脂膜３０を形成する（図６（Ａ）参照）。

ハードマスク層２０の厚さは、特に限定されるものではないが、３〜３０ｎｍ程度であるのが好ましい。第２の実施形態において、ハードマスク層２０は、後述する側壁パターン６１をマスクとしてエッチングされるが（図７（Ｂ）参照）、側壁パターン６１を構成する材料（シリコン酸化物等のシリコン系材料）に対するエッチング選択比を高くすることができるため、比較的厚めに形成され得る。よって、後述する欠陥検査工程（Ｓ０２）にてコントラストが高くなり、欠陥（白欠陥２１Ｗ）を容易に検出することができる。

そして、ハードマスク層２０上にレジストパターン３１を形成する（図６（Ｂ）参照）。レジストパターン３１は、例えば、モールド４０を用いたインプリントリソグラフィー（図４参照）、電子線描画装置を用いた電子線リソグラフィー、所定の開口部及び遮光部を有するフォトマスクを用いたフォトリソグラフィー等により形成され得る。

レジストパターン３１は、後述する側壁パターン形成工程（図６（Ｃ）参照）により側壁パターン６１を形成するための芯材としての役割を果たすものであり、側壁パターン６１は芯材（レジストパターン３１）の側壁に形成されることから、側壁パターン形成工程（図６（Ｃ）参照）後の芯材及び側壁パターン６１の高さ（厚さ）は略同一となる。

この側壁パターン６１は、後述する工程（図７（Ｂ）参照）においてハードマスク層２０をエッチングするためのエッチングマスクとしての役割を果たす。そのため、側壁パターン６１の高さ（厚さ）は、側壁パターン６１及びハードマスク層２０のそれぞれを構成する材料のエッチング選択比やハードマスク層２０の厚さにもよるが、ハードマスク層２０のエッチング処理中に側壁パターン６１が消失しない程度の高さ（厚さ）であることが要求される。

一方で、後述する芯材形成工程において、レジストパターン３１をエッチング処理に付することでスリミングして芯材を形成するため、芯材の高さ（厚さ）は、レジストパターン３１の高さ（厚さ）よりも低く（薄く）なる。したがって、レジストパターン３１の高さ（厚さ）は、後述する芯材形成工程におけるスリミング量等を考慮して、側壁パターン６１に要求される高さ（厚さ）よりも高く（厚く）しておく必要がある。

次に、ハードマスク層２０上に形成したレジストパターン３１に対しスリミング処理を施して、当該レジストパターン３１を細らせた芯材を形成する（芯材形成工程）。レジストパターン３１のスリミング処理は、例えば、ウェットエッチング法、ドライエッチング法、それらの組み合わせ等により実施することができる。

レジストパターン３１のスリミング量は、特に限定されるものではないが、インプリントモールド１の凹凸パターン１１におけるスペース寸法がレジストパターン３１のスリミング処理により形成される芯材の寸法に依存するため、当該凹凸パターン１１におけるスペース寸法に応じてレジストパターン３１のスリミング量を設定すればよい。通常、芯材の寸法がレジストパターン３１の約半分となるように、スリミング量が設定される。

続いて、芯材を含むハードマスク層２０の全面に、側壁パターン６１を構成する側壁材料膜を形成し（側壁材料膜形成工程）、ＲＩＥ（Reactive Ion Etching）等の異方性エッチングによりエッチバックして、芯材（レジストパターン３１）の側壁に側壁パターン６１を形成する（側壁パターン形成工程，図６（Ｃ）参照）。

側壁材料膜は、シリコン系材料（シリコン酸化物等）の側壁材料をＡＬＤ法（Atomic layer deposition）、ＣＶＤ法、スパッタリング法等の従来公知の成膜法により堆積させることで形成され得る。第２の実施形態においては、芯材の構成材料としてレジスト材料（インプリント樹脂、電子線レジスト、フォトレジスト等）を用いるため、より低温で成膜可能であり、かつ原子層レベルで膜厚コントロールが可能なＡＬＤ法により側壁材料膜を形成するのが望ましい。

エッチバックにより形成される側壁パターン６１は、ハードマスク層２０のエッチングマスクとして用いられるものであるため、側壁パターン６１の高さは、ハードマスク層２０に対応したエッチング選択比等を考慮して適宜設定される。例えば、側壁パターン６１を構成する材料としてシリコン系材料を用い、ハードマスク層２０を構成する材料としてクロム系材料（金属クロム等）を用いた場合、側壁パターン６１の高さは、５〜６０ｎｍ程度である。

その後、側壁に側壁パターン６１が形成された芯材をアッシング（酸素含有ガスを用いたプラズマアッシング等）により除去する（芯材除去工程，図７（Ａ）参照）。これにより、芯材のみが除去され、ハードマスク層２０上に側壁パターン６１を残存させることができる。

上述のようにして形成されたレジストパターン３１（芯材）に黒欠陥３１Ｂ、白欠陥３１Ｗが存在すると（図６（Ｂ）参照）、側壁パターン６１にも黒欠陥６１Ｂ及び白欠陥６１Ｗが存在し得る（図６（Ｃ）、図７（Ａ）参照）。しかし、この芯材を除去した段階では側壁パターン６１の欠陥（黒欠陥６１Ｂ及び白欠陥６１Ｗ）を修正することなく、側壁パターン６１をマスクとして用いてハードマスク層２０をドライエッチングして、ハードマスクパターン２１を形成する（図７（Ｂ）参照）。かかるハードマスクパターン２１は、閉ループ構造２１’を有するため、この段階で当該閉ループ構造２１’を除去する（図７（Ｃ）参照）。閉ループ構造２１’の除去は、当該閉ループ構造２１’を露出させるレジストマスクを形成し、閉ループ構造２１’をエッチングする方法等が挙げられる。

［白欠陥検査工程］
上記のようにしてハードマスクパターン２１を形成した後、ハードマスクパターン２１の欠陥検査を行う（図１(Ｓ０２)参照）。ハードマスクパターン２１の欠陥検査は、第１の実施形態と同様にして行われ得る。

［白欠陥修正工程］
欠陥検査の結果、ハードマスクパターン２１が、修正すべき白欠陥２１Ｗを有する場合（図１(Ｓ０３，Ｙｅｓ)参照）、当該ハードマスクパターン２１の白欠陥２１Ｗを修正する（図１(Ｓ０４)，図８（Ａ）参照）。白欠陥２１Ｗの修正は、第１の実施形態と同様にして行われ得る。

［基板エッチング工程］
ハードマスクパターン２１における白欠陥２１Ｗを修正した後（図１(Ｓ０４)参照）、又はハードマスクパターン２１に修正すべき白欠陥２１Ｗが存在しないと判断された後（図１(Ｓ０３，Ｎｏ)参照）、インプリントモールド用基板１０にドライエッチング処理を施し、第１面１０Ａ側に凹凸パターン１１を形成し、ハードマスクパターン２１及び修正材５０を除去する（図１(Ｓ０５)，図８（Ｂ）参照）。

［凹凸パターン欠陥検査工程］
上述のようにして形成された凹凸パターン１１の欠陥検査を行う（図１（Ｓ０６）参照）。欠陥検査は、第１の実施形態と同様にして行われ得る。

［黒欠陥修正工程］
欠陥検査の結果、凹凸パターン１１が、修正すべき黒欠陥１１Ｂを有する場合（図１(Ｓ０７，Ｙｅｓ)参照）、当該凹凸パターン１１の黒欠陥１１Ｂを修正する（図１（Ｓ０８），図８（Ｃ）参照）。黒欠陥１１Ｂの修正は、第１の実施形態と同様にして行われ得る。

上述したように、ハードマスクパターン２１における白欠陥２１Ｗを修正する際、白欠陥２１Ｗを物理的に包含する大きさで修正材５０を堆積させる。そのため、堆積された修正材５０のうち、白欠陥２１Ｗからはみ出す部分５１によって、凹凸パターン１１に黒欠陥１１Ｂを生じさせ得る。また、ハードマスクパターン２１に黒欠陥２１Ｂが存在する場合、当該黒欠陥２１Ｂによって、凹凸パターン１１に黒欠陥１１Ｂを生じさせ得る。

このようにして生じる黒欠陥１１Ｂは、ビーム径を数ｎｍにまで細く絞ることのできる電子線等を照射したエッチングにより、極めて高い精度で修正され得る。特に、第２の実施形態においては、側壁パターン６１をマスクとしたエッチングによりハードマスクパターン２１を形成するため、凹凸パターン１１に生じ得る黒欠陥１１Ｂも微小なものとなるが、そのような微小な黒欠陥１１Ｂであっても極めて高い精度で修正され得る。よって、第２の実施形態によれば、黒欠陥１１Ｂを有しないインプリントモールド１を製造することができる。

また、第２の実施形態においては、インプリントモールド１の製造過程にて生じ得るハードマスクパターン２１の白欠陥２１Ｗを、修正材５０の堆積により修正するため、製造されるインプリントモールド１において白欠陥１１Ｗが存在せず、黒欠陥１１Ｂは、極めて高い精度で修正され得る。

よって、第２の実施形態によれば、凹凸パターン１１が微細であっても、インプリントモールド１の製造過程において発生し得る欠陥（白欠陥１１Ｗ及び黒欠陥１１Ｂ）を確実に修正することができ、欠陥を有しない（無欠陥の）インプリントモールド１を製造することができる。

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。

上記第１及び第２の実施形態において製造されるインプリントモールド１が、凹凸パターン１１よりも寸法の大きいパターン（例えば、周辺回路パターン、ダミーパターン、アライメントマーク等）を有する場合に、白欠陥２１Ｗを修正するための修正材５０を堆積させるときに、当該パターンを形成する領域１２’にも修正材５０を堆積させて、当該パターンを形成するためのマスクパターンを形成してもよい（図９（Ａ）及び（Ｂ）参照）。

第１及び第２の実施形態において、白欠陥２１Ｗを修正する際に、当該白欠陥２１Ｗに隣接する凹パターンを埋めるように修正材５０を堆積させてもよい（図１０（Ａ）及び（Ｂ）参照）。白欠陥２１Ｗからはみ出す修正材５０部分は、凹凸パターン１１において黒欠陥１１Ｂを生じさせる。凹凸パターン１１の黒欠陥１１Ｂは、エッチングにより修正されるため、黒欠陥１１Ｂの周辺部に損傷が生じることがある。図１０に示すように、隣接する凹パターンを埋めるように修正材５０を堆積させることで、凹凸パターン１１の黒欠陥１１Ｂも凹パターンを埋めるように生じる。そのため、黒欠陥１１Ｂの修正に伴って損傷が生じる範囲を最小限にすることができる。

以下、実施例等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等に何ら制限されるものではない。

〔比較例１〕
金属クロムからなるハードマスク層２０が第１面１０Ａに設けられてなる石英ガラス基板１０（１５２ｍｍ×１５２ｍｍ，厚み：６．３５ｍｍ）を準備し、ハードマスク層２０上にインプリント樹脂膜（紫外線硬化性樹脂膜）３０をスピンコート法により形成し、ハーフピッチ３９ｎｍのラインアンドスペース状の凹凸パターン４１を有するモールド４０を用いた光インプリント処理により、レジストパターン３１を形成した。

レジストパターン３１をマスクとしてハードマスク層２０に、ドライエッチング処理（エッチングガス：Ｃｌ₂＋Ｏ₂）を施してハードマスクパターン２１を形成した後、ハードマスクパターン２１をマスクとするドライエッチング処理により、石英ガラス基板１０の第１面１０Ａに凹凸パターン１１を形成した。

上記のようにして形成されたハードマスクパターン２１及び凹凸パターン１１のそれぞれにおける黒欠陥２１Ｂ，１１Ｂ及び白欠陥２１Ｗ，１１Ｗの有無を、光外観検査装置（レーザーテック社製，製品名：Ｍａｔｒｉｃｓ）を用いて検査したところ、複数の黒欠陥２１Ｂ及び白欠陥２１Ｗ、並びにそれらに対応する黒欠陥１１Ｂ及び白欠陥１１Ｗが検出された。

〔実施例１〕
比較例１と同様にして形成したハードマスクパターン２１の欠陥を検査し、複数の白欠陥２１Ｗを検出した。クロムヘキサカルボニル（Ｃｒ(ＣＯ)₆）を含むデポジション用ガスを供給しながら電子線を白欠陥２１Ｗ部分に局所的に照射して、当該白欠陥２１Ｗ部分に、白欠陥２１Ｗを物理的に包含する大きさの修正材５０を堆積させた。

次に、ハードマスクパターン２１及び修正材５０をマスクとし、フッ素ガスをエッチングガスとして用い、石英ガラス基板１０をドライエッチングして、第１面１０Ａ側に凹凸パターン１１を形成した。

このようにして形成された凹凸パターン１１の欠陥を検査したところ、黒欠陥１１Ｂを検出した。一方、白欠陥１１Ｗは検出されなかった。検出された黒欠陥１１Ｂに、アシストガスとしてのフッ化キセノン（ＸｅＦ₂）を供給しながら電子線を照射し、当該黒欠陥１１Ｂをエッチングして、インプリントモールド１を製造した。

このようにして製造されたインプリントモールド１の凹凸パターン１１における欠陥の有無を、光外観検査装置（レーザーテック社製，製品名：Ｍａｔｒｉｃｓ）を用いて検査したところ、ハードマスクパターン２１において白欠陥２１Ｗが発生していた部分に対応する凹凸パターン１１に欠陥は発生しておらず、その他の黒欠陥１１Ｂもすべて修正されていることが確認された。

実施例１及び比較例１の結果から、ハードマスクパターン２１を形成する際に発生する白欠陥２１Ｗを、当該白欠陥２１Ｗを物理的に包含する大きさで修正材５０を堆積させることで修正し、その後インプリントモールド用基板１０をエッチングし、当該基板１０に形成された凹凸パターン１１における黒欠陥１１Ｂを修正することで、無欠陥のインプリントモールド１を製造可能であることが明らかとなった。

本発明は、半導体デバイスの製造過程等において用いられるインプリントモールドを製造する方法等として有用である。

１…インプリントモールド
１０…インプリントモールド用基板（基材）
１０Ａ…第１面
１０Ｂ…第２面
１１…凹凸パターン（第１凹凸パターン）
２０…ハードマスク層
２１…ハードマスクパターン
３１…レジストパターン
１１Ｗ，２１Ｗ，３１Ｗ…白欠陥
１１Ｂ，２１Ｂ，３１Ｂ…黒欠陥

Claims (5)

1. 第１面及びそれに対向する第２面を有する基材の当該第１面上にハードマスクパターンを形成するハードマスクパターン形成工程と、
   前記基材の前記第１面上に形成した前記ハードマスクパターンにおける白欠陥の有無を検査する第１の欠陥検査工程と、
   前記第１の欠陥検査工程において前記白欠陥が検出された場合に、当該白欠陥を修正する第１の欠陥修正工程と、
   前記白欠陥が修正された前記ハードマスクパターンをマスクとして前記基材をエッチングすることで、前記基材の前記第１面に第１凹凸パターンを形成する第１凹凸パターン形成工程と、
   前記基材の前記第１面に形成された第１凹凸パターンにおける黒欠陥の有無を検査する第２の欠陥検査工程と、
   前記第２の欠陥検査工程において黒欠陥が検出された場合に、当該黒欠陥を修正する第２の欠陥修正工程と
   を含み、
   前記第１の欠陥修正工程において、前記白欠陥部分に、前記白欠陥を物理的に包含し、かつ平面視における大きさが前記白欠陥の大きさよりも大きくなるように修正材を堆積させて前記白欠陥を修正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。
2. 前記基材の前記第１面上に設けられているハードマスク層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程をさらに含み、
   前記ハードマスクパターン形成工程において、前記レジストパターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることにより前記ハードマスクパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法。
3. 前記基材の前記第１面上に設けられているハードマスク材料層上にレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程と、前記レジストパターンの側壁に側壁パターンを形成する工程とをさらに含み、
   前記ハードマスクパターン形成工程において、前記側壁パターンをマスクとして前記ハードマスク層をエッチングすることにより前記ハードマスクパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のインプリントモールドの製造方法。
4. 前記レジストパターン形成工程において、前記レジストパターンに対応する凹凸パターンを有するモールドを用いたインプリント処理により前記レジストパターンを形成することを特徴とする請求項２又は３に記載のインプリントモールドの製造方法。
5. 前記インプリントモールドは、前記第１凹凸パターンよりも寸法の大きい第２凹凸パターンを有し、
   前記第１の欠陥修正工程において、前記白欠陥部分に前記修正材を堆積させるとともに、前記第２凹凸パターンの形成予定位置に前記修正材を堆積させることで前記第２凹凸パターンに対応するマスクパターンを形成し、
   前記凹凸パターン形成工程において、前記ハードマスクパターン及び前記マスクパターンをマスクとして前記基材をエッチングすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のインプリントモールドの製造方法。
   

Images