JP2015115461A

JP2015115461A - 微細構造体の欠陥修正方法および製造方法

Info

Publication number: JP2015115461A
Application number: JP2013256370A
Authority: JP
Inventors: 佑介河野; Yusuke Kono
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2013-12-11
Filing date: 2013-12-11
Publication date: 2015-06-22

Abstract

【課題】本発明は、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンやフォトマスクのマスクパターンのような微細構造体の欠損欠陥部を、より容易に修正することが可能な微細構造体の欠陥修正方法を提供すること、および、該欠損欠陥部が修正された微細構造体を得ることが可能な微細構造体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】原子層堆積法により、微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を形成する工程と、等方性エッチングにより、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を除去する工程と、を順に用いることにより、上記課題を解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、微細構造体の欠陥修正方法および製造方法に関するものであり、特に、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンの欠陥修正方法および製造方法、および、フォトマスクの欠陥修正方法および製造方法に関するものである。

半導体デバイス製造においては、従来から、フォトマスクを使って縮小（例えば１／４縮小）露光するフォトリソグラフィの技術が用いられており、近年では、より解像度を向上させる技術として、位相シフトマスクを用いたフォトリソグラフィによって、超ＬＳＩ等の微細なパターンを製造している。
また、さらなる微細化に対応するために、次世代のリソグラフィ技術として、テンプレート（モールド、スタンパ、金型とも呼ばれる）を使うナノインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ：ＮａｎｏｉｍｐｒｉｎｔＬｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ）が提案されている（例えば、特許文献１、２）。

ここで、従来、フォトマスクの製造においては、必要なマスクパターンの一部が失われた欠損欠陥（白欠陥とも呼ばれる）を生じることがあり、この欠損欠陥部に対して、例えば、電子線とデポジション用ガスを用いて修正材を堆積する工程を、欠損欠陥（白欠陥）の修正工程と呼んでいる（例えば、特許文献３）。
そして、上記のような欠損欠陥は、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンにおいても生じるものである。

特表２００４−５０４７１８号公報特開２００２−９３７４８号公報特開２００４−２９４６１３号公報特許第４５２３６６１号公報

従来のフォトマスクの欠損欠陥の修正においては、まず、欠陥検査機等を用いてマスクパターンの欠損欠陥部を検出し、その位置やサイズを特定して、欠損欠陥部ごとに修正材を堆積するという方法によって欠損欠陥部を修正していた。

しかしながら、この従来の方法では、欠損欠陥部の数が多くなるに伴って欠陥修正にかかる時間も膨大となり、製造コストを増大させる要因になるという問題があった。

また、マスクパターンの微細化に伴って、マスクパターンの欠損欠陥部も微細なサイズとなり、従来のフォトマスク用の欠陥検査機では、欠損欠陥部を精度良く検出することが困難になってきているという問題もある。

さらに、ナノインプリント用テンプレートに形成される転写パターンのサイズ（幅寸法）は、一般に、フォトマスクに形成されるマスクパターンの１／４以下のサイズになることから、これに伴って転写パターンの欠損欠陥も微細なサイズとなり、従来のように、欠損欠陥の位置やサイズを特定し、特定した欠損欠陥ごとに修正材を堆積するという方法によって欠損欠陥を修正することは困難であるという問題もある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンやフォトマスクのマスクパターンのような微細構造体の欠損欠陥部を、より容易に修正することが可能な微細構造体の欠陥修正方法を提供すること、および、該欠損欠陥部が修正された微細構造体を得ることが可能な微細構造体の製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、種々研究した結果、原子層堆積法により微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を形成する工程と、等方性エッチングにより、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を除去する工程と、を順に用いることにより、上記課題を解決できることを見出して本発明を完成したものである。

すなわち、本発明の請求項１に係る発明は、凸形状の微細構造体の欠陥修正方法であって、原子層堆積法により、前記微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を形成する工程と、等方性エッチングにより、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を除去する工程と、を順に備えることを特徴とする微細構造体の欠陥修正方法である。

また、本発明の請求項２に係る発明は、前記欠損欠陥部が、互いに対向する側面を有しており、前記互いに対向する側面間の距離が、前記欠陥補修膜の膜厚の２倍未満であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造体の欠陥修正方法である。

また、本発明の請求項３に係る発明は、前記微細構造体が同一平面上に複数個存在し、前記欠陥補修膜の膜厚が、一の前記微細構造体と他の前記微細構造体との間の最短距離の１／２未満の大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細構造体の欠陥修正方法である。

また、本発明の請求項４に係る発明は、請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の微細構造体の欠陥修正方法を用いた欠陥修正工程を含むことを特徴とする微細構造体の製造方法である。

また、本発明の請求項５に係る発明は、第１の微細構造体を用いて前記第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した第２の微細構造体を製造する微細構造体の製造方法であって、原子層堆積法により、前記第１の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第１の欠陥補修膜を形成する工程と、等方性エッチングにより、前記第１の微細構造体の欠損欠陥部に充填された前記第１の欠陥補修膜以外の前記第１の欠陥補修膜を除去する工程と、を順に備える微細構造体の製造方法により、前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を製造し、前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を用いて前記第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した第２の微細構造体を形成する工程と、原子層堆積法により、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第２の欠陥補修膜を形成する工程と、等方性エッチングにより、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部に前記第２の欠陥補修膜を充填した状態で、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部に充填された前記第２の欠陥補修膜以外の前記第２の欠陥補修膜を除去する工程と、を順に備える微細構造体の製造方法により、前記欠損欠陥部が修正された第２の微細構造体を製造することを特徴とする微細構造体の製造方法である。

本発明に係る微細構造体の修正方法によれば、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンやフォトマスクのマスクパターンのような微細構造体に生じた欠損欠陥部を、例え多数の欠損欠陥部が生じていても修正にかかる時間を増大させることなく、より容易に修正することができる。
また、本発明に係る微細構造体の製造方法によれば、一定のサイズ以下の欠損欠陥部が修正された微細構造体を製造することができる。

本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の一例を示すフローチャートである。本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の第１の実施形態の一例の工程を説明するための概略平面図である。図２に示す本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の第１の実施形態の一例の工程を説明するための概略断面図である。本発明に係る欠陥補修膜が欠損欠陥部を充填する様子を説明する図である。欠損欠陥の形態例を示す説明図である。本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の第２の実施形態の一例の工程を説明するための概略平面図である。図６に示す本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の第２の実施形態の一例の工程を説明するための概略断面図である。本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の一例を示すフローチャートである。本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の一例を示す概略工程図である。図９に続く本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の一例を示す概略工程図である。本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の他の例を示す概略工程図である。図１１に続く本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の他の例を示す概略工程図である。本発明に係る微細構造体の製造方法の第２の実施形態の一例を示すフローチャートである。本発明に係る微細構造体の製造方法の第２の実施形態における、第２の微細構造体形成のための樹脂パターンの形成方法の一例を示す概略工程図である。

以下、本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法および製造方法について、図面を用いて詳細に説明する。

＜微細構造体の欠陥修正方法＞
まず、本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法について説明する。
図１は、本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法の一例を示すフローチャートである。
図１に示すように、本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法は、凸形状の微細構造体の欠陥修正方法であって、原子層堆積法により微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を形成する工程（Ｓ１）と、等方性エッチングにより前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を除去する工程（Ｓ２）と、を順に備えるものである。

（第１の実施形態）
まず、欠陥修正しようとする微細構造体が、孤立したラインパターンやホールパターンの形態を有する場合について説明する。
図２は、本実施形態に係る欠陥修正方法の一例を説明するための概略平面図である。また、図３は、図２に示す本実施形態に係る欠陥修正方法の一例を説明するための概略断面図である。
ここで、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が、それぞれ、図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）におけるＡ−Ａ断面図に相当する。

例えば、図２（ａ）および図３（ａ）に示すように、部材１０の基部２１上に、本来、一の孤立したラインパターンとして設計された凸形状の微細構造体があり、該ラインパターンが、欠損欠陥部４１ａによってラインパターン部３１ａとラインパターン部３１ｂに分断されている場合、本発明においては、まず、図２（ｂ）および図３（ｂ）に示すように、欠損欠陥部４１ａを充填する欠陥補修膜５１を原子層堆積法により形成し、次いで、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、欠損欠陥部４１ａに充填された欠陥補修膜５１ａ以外の欠陥補修膜５１を等方性エッチングにより除去する。
この一連の欠陥修正工程により、欠損欠陥部４１ａが欠陥補修膜５１ａによって修正された微細構造体を有する部材１を得ることができる。

ここで、部材１０および部材１がフォトマスクの場合には、上記の微細構造体がマスクパターンに相当し、部材１０および部材１がナノインプリント用テンプレートの場合には、上記の微細構造体が転写パターンに相当する。
なお、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンは、通常、ナノインプリント用テンプレートの基部と同じ材料から構成されるが、図２および図３においては、微細構造体の部分を判別容易とするために、斜線で示している。

上記の原子層堆積法（ＡＬＤ法：ＡｔｏｍｉｃＬａｙｅｒＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ法）は、金属あるいはシリコンを含む原料ガスと酸素やフッ素等を含む反応ガスの２種類のガスを交互に用いて、基板上に原子層単位で薄膜を形成する技術であり、金属あるいはシリコンを含むガスの供給、余剰ガスの排除、酸素等を含むガスの供給、余剰ガスの排除、の４工程を１サイクルとして、これを複数回繰り返して所望の厚さの膜を形成する成膜技術である（例えば、特許文献４）。

例えば、原子層堆積法を用いて酸化シリコン（ＳｉＯｘ）膜を形成する場合には、シリコン（Ｓｉ）を含む原料ガスと、酸素（Ｏ）を含む反応ガスを用いることで形成することができる。
反応ガスには複数種の元素を含むガスを用いても良い。例えば、シリコン（Ｓｉ）を含む原料ガスと、酸素（Ｏ）および窒素（Ｎ）を含む反応ガスを用いて、シリコン酸窒化（ＳｉＯＮ）膜を形成することや、シリコン（Ｓｉ）を含む原料ガスと、酸素（Ｏ）およびフッ素（Ｆ）を含む反応ガスを用いて、フッ素含有シリコン酸化膜（ＳｉＯＦ）膜を形成することもできる。
また、水（Ｈ₂Ｏ）やオゾン（Ｏ₃）、Ｏ₂プラズマも反応種として用いることができる。

原子層堆積法により形成する原子層堆積膜は、高い膜厚均一性、緻密性に加えて高い形状追従性（段差被覆性、ステップカバレッジとも言う）を有するため、原子層堆積法を用いて欠陥補修膜５１を形成する場合は、図３（ｂ）に示すように、その膜厚Ｔ₁の大きさを欠損欠陥部４１ａのサイズＬ₁の１／２以上の大きさにすることによって、欠陥補修膜５１で欠損欠陥部４１ａを確実に充填することができる。

上記について、図４を用いて、より詳しく説明する。図４は、本発明に係る欠陥補修膜が欠損欠陥部を充填する様子を説明する図である。
例えば、図４（ａ）に示すように、原子層堆積法を用いて形成した欠陥補修膜５１の膜厚Ｔ₁が、ラインパターン部３１ａとラインパターン部３１ｂの間の欠損欠陥部のサイズＬ₁の１／２未満の大きさである場合（すなわち、Ｔ₁＜１／２×Ｌ₁である場合）には、原子層堆積法により形成される原子層堆積膜は高い形状追従性を有するため、前記欠損欠陥部の側面および底面も、同一膜厚（Ｔ₁）の欠陥補修膜５１で被覆されることになる。
それゆえ、この場合には、前記欠損欠陥部の内部を欠陥補修膜５１で完全に充填する状態には至らず、（Ｌ₁−２×Ｔ₁）のサイズの開口を有する凹部が形成されるに留まってしまう。

一方、図４（ｂ）に示すように、原子層堆積法を用いて形成した欠陥補修膜５１の膜厚Ｔ₁が、ラインパターン部３１ａとラインパターン部３１ｂの間の欠損欠陥部のサイズＬ₁の１／２以上の大きさである場合（すなわち、Ｔ₁≧１／２×Ｌ₁である場合）には、前記欠損欠陥部において互いに対向する側面に形成される欠陥補修膜５１は、成膜の進行に伴って膜厚が増大し、やがて互いに接触することになる。
それゆえ、この場合には、前記欠損欠陥部内を、欠陥補修膜５１によって完全に充填することができる。

そして、上記のように、原子層堆積法により形成される原子層堆積膜は高い形状追従性を有するため、図３（ｂ）に示すように、欠損欠陥部４１ａに充填された欠陥補修膜５１ａ以外の欠陥補修膜５１の膜厚は、全て同一膜厚（Ｔ₁）になる。
それゆえ、等方性エッチングにより、欠損欠陥部４１ａに充填された欠陥補修膜５１ａ以外の欠陥補修膜５１を除去することにより、図２（ｃ）および図３（ｃ）に示すように、欠損欠陥部４１ａが欠陥補修膜５１ａによって修正された微細構造体を得ることができる。

本発明においては、例えば、欠陥補修膜５１を、金属の酸化物や窒化物を含む材料から構成することができ、上記の金属の酸化物や窒化物を等方的にエッチング可能な液体や気体を用いたエッチングにより、欠陥補修膜５１を等方性エッチングすることができる。
例えば、欠陥補修膜５１として、チタン（Ｔｉ）、ランタン（Ｌａ）、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、ニッケル（Ｎｉ）、ニオブ（Ｎｂ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、ルテニウム（Ｒｕ）の酸化物や窒化物を含む材料を挙げることができる。そして、例えば、ウェットエッチング液に、硫酸と過酸化水素水の混合溶液を用いることで、等方性エッチングを施すことができる。
本発明に係る欠陥修正方法をフォトマスクのマスクパターンに適用する場合、上述した金属の酸化物や窒化物を含む材料を欠陥補修膜５１に用いることで、金属等から構成されるマスクパターンの欠損欠陥を修正することができる。

また、本発明においては、例えば、欠陥補修膜５１を、酸化シリコンを含む材料から構成することができ、フッ酸を含む水溶液を用いたウェットエッチングにより、欠陥補修膜５１を等方性エッチングすることができる。
本発明に係る欠陥修正方法をナノインプリント用テンプレートの転写パターンに適用する場合、ナノインプリント用テンプレートの材料には、石英ガラスが用いられることが多いため、欠損欠陥部を、酸化シリコンを含む材料、特に、組成比が酸素：シリコン＝２：１となる材料で充填することが、好ましい。
石英ガラスと同様に紫外線を透過することができるため、インプリント工程において、他の転写パターンの部分と同様に、紫外線硬化性樹脂を硬化させることができるからである。また、紫外線硬化性樹脂との接触や離型においても、石英ガラスから構成された他の転写パターンの部分と同等の性質となることが期待されるからである。さらに、石英ガラスから構成された他の転写パターンの部分と同様の酸洗浄等を施すこともできるからである。

なお、通常、石英ガラスは、真空成膜された酸化シリコン膜よりも緻密な構造を有しており、真空成膜された酸化シリコン膜よりもウェットエッチング耐性が強い。それゆえ、このエッチング速度の違いを利用して、本発明において、テンプレートの材料に石英ガラスを用い、欠陥補修膜を酸化シリコン膜とした場合であっても、フッ酸を含む水溶液を用いたウェットエッチングにより、石英ガラスの部分には損傷を与えずに欠陥補修膜のみを除去することが可能である。
また、欠陥補修膜の組成比や成膜条件を調整することによっても、フッ酸を含む水溶液を用いたウェットエッチングにより、石英ガラスの部分には損傷を与えずに欠陥補修膜のみを除去することが可能である。

本発明においては、図２（ａ）に示す形態の欠損欠陥（一般に「断線」と呼ばれる）以外にも、互いに対向する側面を有している形態の欠損欠陥部であれば修正することができる。
上述のように、欠損欠陥部において互いに対向する側面に形成される欠陥補修膜は、成膜の進行に伴ってその膜厚が増大し、やがて互いに接触して、欠損欠陥部内を充填することになるからである。なお、上記の互いに対向する側面は、必ずしも平行の関係を有していなくても良い。

例えば、本発明においては、図５（ａ）に示す形態の欠損欠陥部４１ｃ（一般に「凹み」と呼ばれる）や、図５（ｂ）に示す形態の欠損欠陥部４１ｄ（一般に「白点（ピンホール）」と呼ばれる）も修正することができる。図５（ａ）に示す欠損欠陥部４１ｃは図面上下方向に互いに対向する側面を有しており、図５（ｂ）に示す欠損欠陥部４１ｄは閉じた領域ゆえ、一の側面には、必然的に対向する側面が存在するからである。
一方、本発明においては、図５（ｃ）に示す形態の欠損欠陥部４１ｅ（一般に「段差（ｊｏｇ）」と呼ばれる）を修正することは困難である。対向する側面が存在しないからである。

また、本発明においては、上記のように修正可能な形態の欠損欠陥であれば、一定サイズ以下の欠損欠陥を一括して修正することができる。
すなわち、本発明においては、原理的に、互いに対向する側面間の距離が欠陥補修膜の厚みの２倍未満である欠損欠陥を、一括して修正することが可能である。欠損欠陥部において互いに対向する側面間の距離が、欠陥補修膜の厚みの２倍未満であれば、上述のように、欠損欠陥部内は欠陥補修膜によって完全に充填されるからである。
それゆえ、本発明によれば、例え、欠損欠陥部が欠陥検査機で検出することが困難な微細なサイズであっても、この欠損欠陥部を修正することができる。
例えば、欠陥補修膜の膜厚を欠陥検査機で検出することが困難なサイズの２倍以上にすることで、該欠陥検査機で検出することが困難なサイズ以下の欠損欠陥を一括して修正することができる。

このように本発明によれば、例え、微細構造体の欠損欠陥部が、欠陥検査機で検出することが困難な微細なサイズであっても、該欠損欠陥部を一括して修正することが可能である。
さらに、本発明によれば、一定のサイズ以下の欠損欠陥を一括して修正することが可能であることから、従来のように、欠損欠陥の位置やサイズを特定し、特定した欠損欠陥ごとに修正材を堆積するという方法によって欠損欠陥を修正する方法に比べて、格段に修正時間を短縮することができる。

（第２の実施形態）
次に、欠陥修正しようとする微細構造体が同一平面上に複数個存在する場合、例えば、フォトマスクのマスクパターンやナノインプリント用テンプレートの転写パターンが、ラインパターンやホールパターンを２個以上配列した形態を有する場合について説明する。
図６は、本実施形態に係る欠陥修正方法の一例を説明するための概略平面図である。また、図７は、図６に示す本実施形態に係る欠陥修正方法の一例を説明するための概略断面図であって、（ａ）は図６（ｂ）におけるＢ−Ｂ断面図を、（ｂ）は図６（ｂ）におけるＣ−Ｃ断面図を、それぞれ示す。
なお、この図６および図７においても、上記の図２および図３と同様に、微細構造体の部分を判別容易とするために、斜線で示している。

例えば、図６（ａ）に示すように、部材１１の基部２２上に、ラインアンドスペースパターンを構成する複数個の微細構造体があって、その中の１本のラインパターンに欠損欠陥部４２ａがあり、該ラインパターンがラインパターン部３４ａとラインパターン部３４ｂに分断されている場合、本発明において用いることができる欠陥補修膜５２の膜厚は、該ラインアンドスペースパターンのスペース幅Ｌ₂の１／２未満の大きさに制限される。

すなわち、欠陥修正しようとする微細構造体が、ラインパターンやホールパターンを２個以上配列した形態を有する場合、本発明においては、欠陥補修膜の膜厚が、一の前記微細構造体と他の前記微細構造体との間の最短距離の１／２未満の大きさに制限されることになる。

なぜならば、欠陥補修膜の膜厚が前記微細構造体間の最短距離の１／２以上の大きさとなるように欠陥補修膜を形成してしまうと、前記最短距離の微細構造体間が、欠陥補修膜で完全に充填されてしまい、その後、欠陥補修膜の厚みに相当するエッチング深さの等方性エッチングを施しても、前記最短距離の微細構造体間には欠陥補修膜が残ってしまうからである。

つまり、欠陥修正しようとする微細構造体が同一平面上に複数個存在する場合、本発明において修正可能な欠損欠陥部は、互いに対向する側面間の距離が、前記微細構造体間の最短距離未満の大きさのものに制限されることになる。

それゆえ、図６（ａ）に示すように、微細構造体がラインアンドスペースパターンを構成しており、その中の１本のラインパターンに欠損欠陥部４２ａがあり、該ラインパターンがラインパターン部３４ａとラインパターン部３４ｂに分断されている場合には、欠損欠陥部４２ａの互いに対向する側面間の距離Ｌ₃が、該ラインアンドスペースパターンのスペース幅Ｌ₂よりも小さいという条件下（すなわち、Ｌ₃＜Ｌ₂という条件下）において、本発明に係る欠陥修正方法を用いることができる。

この場合、まず、図６（ｂ）に示すように、欠損欠陥部４２ａを充填する欠陥補修膜５２を原子層堆積法により形成することになるが、この欠陥補修膜５２の膜厚Ｔ₂は、
１／２×Ｌ₂＞Ｔ₂≧１／２×Ｌ₃
の関係を満たすものに制限される。
欠陥補修膜５２の膜厚Ｔ₂が上記の関係を満たす範囲であれば、図７（ａ）に示すように、ラインアンドスペースパターンのスペース（幅Ｌ₂）を完全に充填する状態にすることなく、図７（ｂ）に示すように、欠損欠陥部４２ａ（対向する側面間の距離Ｌ₃）を欠陥補修膜５２で完全に充填することができる。
そして、欠損欠陥部４２ａに充填された欠陥補修膜５２ａ以外の欠陥補修膜５２を等方性エッチングにより除去することで、図６（ｃ）に示すように、欠損欠陥部４２ａが欠陥補修膜５２ａによって修正されたラインアンドスペースパターンの転写パターンを有するテンプレート２を得ることができる。

なお、本実施形態においても、上記の第１の実施形態と同様に、修正可能な形態の欠損欠陥部であれば、一定サイズ以下の欠損欠陥部を一括して修正することができる。すなわち、欠損欠陥部において互いに対向する側面間の距離が、一の前記微細構造体と他の前記微細構造体との間の最短距離未満の大きさである欠損欠陥部であれば、一括して修正することが可能である。
欠損欠陥部において互いに対向する側面間の距離が、前記微細構造体間の最短距離未満の大きさであれば、欠陥補修膜の膜厚を、前記微細構造体間の最短距離の１／２未満の大きさであって、前記欠損欠陥部において互いに対向する側面間の距離の１／２以上の大きさにすることで、該欠損欠陥部内を欠陥補修膜によって完全に充填することができるからである。

＜微細構造体の製造方法＞
次に、本発明に係る微細構造体の製造方法について説明する。

（第１の実施形態）
まず、本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態について説明する。
図８は、本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の一例を示すフローチャートである。
図８に示すように、本実施形態に係る微細構造体の製造方法は、微細構造体を形成する工程（Ｓ１１）と、前記微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を原子層堆積法により形成する工程（Ｓ１２）と、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去する工程（Ｓ１３）と、を順に備えるものである。

ここで、図８に示す工程Ｓ１２、Ｓ１３は、それぞれ、上述した図１に示す工程Ｓ１、Ｓ２に相当するものである。
すなわち、本実施形態に係る微細構造体の製造方法は、上記の本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法を用いた欠陥修正工程を含むものである。

上記の本実施形態に係る微細構造体の製造方法について、図９〜図１２を用いてより詳しく説明する。
ここで、図９および図１０は、本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の一例を示す概略工程図であって、特に、微細構造体がナノインプリント用テンプレートの転写パターンの場合を例示すものである。
また、図１１および図１２は、本発明に係る微細構造体の製造方法の第１の実施形態の他の例を示す概略工程図であって、特に、微細構造体がフォトマスクのマスクパターンの場合を例示すものである。

まず、図９および図１０を用いて、微細構造体がナノインプリント用テンプレートの転写パターンの場合について説明する。
例えば、本実施形態に係る微細構造体の製造方法を用いて、上述の図６（ｃ）に示すようなラインアンドスペースパターンの欠損欠陥部が修正された転写パターンを得るには、まず、図９（ａ）に示すように、ナノインプリント用テンプレート製造用の基材１０１を準備し、その主面の上にハードマスク層１０２を形成する。

本実施形態において、基材１０１の材料は、ナノインプリント用テンプレートの基材として使用できる材料であれば用いることができ、例えば、シリコン（Ｓｉ）や酸化シリコン（ＳｉＯｘ）から構成される材料を用いることができる。中でも、石英ガラスを好適に用いることができる。
石英ガラスであれば、紫外線を効率よく透過することができるため、インプリントの際に用いる樹脂に、紫外線硬化性の樹脂を用いることができるからである。また、石英ガラスはフォトマスクの基材としても実績があり、平坦性等の品質や洗浄耐性に優れたものを入手し易いからである。

また、ハードマスク層１０２の材料は、基材１０１のエッチングマスクとして使用できる材料であれば用いることができ、例えば、クロム（Ｃｒ）、タンタル（Ｔａ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）等の金属を含む材料、例えば、クロムやタンタル等から構成される単一成分の金属や、その酸化物、窒化物、酸窒化物等の金属化合物を用いることができる。中でも、クロム（Ｃｒ）を含む材料を好適に用いることができる。
クロム（Ｃｒ）を含む材料は、フォトマスクのマスク材（遮光材）として実績があるため、品質の良い薄膜を均一に形成する技術も、高精度でエッチングする技術も、フォトマスク分野の技術を応用することができるからである。

次に、ハードマスク層１０２の上に樹脂パターンを形成するための樹脂層１０３を形成する（図９（ｂ））。本実施形態において、この樹脂層１０３には、特に制限はなく、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンの形成に用いることができるものであれば用いることができ、例えば、電子線レジストを用いることができる。
ここで、樹脂層１０３に何らかの欠陥が生じた場合、その欠陥箇所は、最終的に転写パターンの欠損欠陥となり得る。
本例においては、図９（ｂ）に示すように、異物１０４の混入により、その箇所の樹脂パターンが正常に形成されず、最終的に転写パターンの欠損欠陥となる例を示す。
この場合、例えば、樹脂層１０３に電子線レジストを用いて電子線描画および現像処理を施すことによって、所望のラインアンドスペースパターンを構成する樹脂パターン１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｄを形成することはできるが、樹脂パターン１０３ｃは正常な形態とならず、欠損欠陥を有することになる（図９（ｃ））。

そして、上記の樹脂パターン１０３ａ〜１０３ｄから露出するハードマスク層１０２をエッチング加工してハードマスクパターンを形成する工程においても、図９（ｄ）、および図１０（ｅ）に示すように、樹脂パターン１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｄの下に位置するハードマスクパターン１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｄは正常に形成されるが、樹脂パターン１０３ｃの欠損欠陥部の下に位置するハードマスクパターン１０２ｃは正常な形態とならず、欠損欠陥を有することになる。

同様に、上記のハードマスクパターン１０２ａ〜１０２ｄから露出する基材１０１の主面をエッチング加工して転写パターンを形成する工程（図１０（ｆ））、および、前記ハードマスクパターンを除去する工程（図１０（ｇ））においても、ハードマスクパターン１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｄの下に位置する転写パターン１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｄは正常に形成されるが、ハードマスクパターン１０２ｃの欠損欠陥部の下に位置する転写パターン１０１ｃは正常な形態とならず、欠損欠陥を有することになる。
すなわち、この段階で得られるナノインプリント用テンプレート１００Ａは、上述の図６（ａ）に示すようなラインアンドスペースパターンの一部に欠損欠陥部を有した状態である。

次に、上述の微細構造体の欠陥修正方法において説明した欠陥修正方法に従って、転写パターン１０１ｃの欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜１０５を原子層堆積法により形成し（図１０（ｈ））、その後、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去することによって、転写パターンの欠損欠陥部が欠陥補修膜１０５ｃによって修正されたナノインプリント用テンプレート１００を得ることができる（図１０（ｉ））。

次に、図１１および図１２を用いて、微細構造体がフォトマスクのマスクパターンの場合について説明する。
例えば、本実施形態に係る微細構造体の製造方法を用いて、上述の図６（ｃ）に示すようなラインアンドスペースパターンの欠損欠陥部が修正されたマスクパターンを得るには、まず、図１１（ａ）に示すように、フォトマスク製造用の基材２０１を準備し、その主面の上にマスク層２０２を形成する。

本実施形態において、基材２０１の材料は、フォトマスクの基材として使用できる材料であれば用いることができ、例えば、石英ガラスを好適に用いることができる。

また、マスク層２０２の材料は、フォトマスクのマスクパターンとして使用できる材料であれば用いることができ、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、シリコン（Ｓｉ）等の金属を含む材料、例えば、クロム等から構成される単一成分の金属や、その酸化物、窒化物、酸窒化物等の金属化合物を用いることができる。

次に、マスク層２０２の上に樹脂パターンを形成するための樹脂層２０３を形成する（図１１（ｂ））。本実施形態において、この樹脂層２０３には、特に制限はなく、フォトマスクのマスクパターンの形成に用いることができるものであれば用いることができ、例えば、電子線レジストを用いることができる。
ここで、樹脂層２０３に何らかの欠陥が生じた場合、その欠陥箇所は、最終的にマスクパターンの欠損欠陥となり得る。
本例においては、図１１（ｂ）に示すように、異物２０４の混入により、その箇所の樹脂パターンが正常に形成されず、最終的にマスクパターンの欠損欠陥となる例を示す。
この場合、例えば、樹脂層２０３に電子線レジストを用いて電子線描画および現像処理を施すことによって、所望のラインアンドスペースパターンを構成する樹脂パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｄを形成することはできるが、樹脂パターン２０３ｃは正常な形態とならず、欠損欠陥を有することになる（図１１（ｃ））。

そして、上記の樹脂パターン２０３ａ〜２０３ｄから露出するマスク層２０２をエッチング加工してマスクパターンを形成する工程においても、図１１（ｄ）、および図１２（ｅ）に示すように、樹脂パターン２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｄの下に位置するマスクパターン２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｄは正常に形成されるが、樹脂パターン２０３ｃの欠損欠陥部の下に位置するマスクパターン２０２ｃは正常な形態とならず、欠損欠陥を有することになる。
すなわち、この段階で得られるフォトマスク２００Ａは、上述の図６（ａ）に示すようなラインアンドスペースパターンの一部に欠損欠陥部を有した状態である。

次に、上述の微細構造体の欠陥修正方法において説明した欠陥修正方法に従って、マスクパターン２０２ｃの欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜２０５を原子層堆積法により形成し（図１２（ｆ））、その後、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去することによって、マスクパターンの欠損欠陥部が欠陥補修膜２０５ｃによって修正されたフォトマスク２００を得ることができる（図１０（ｇ））。

以上のように、本実施形態によれば、欠損欠陥部が修正された微細構造体を製造することができる。
ここで、上記においては、特に、微細構造体がナノインプリント用テンプレートの転写パターンである場合と、微細構造体がフォトマスクの転写パターンの場合について詳述したが、本実施形態はこれに限定されず、各種の微細構造体に対して適用可能である。
例えば、ナノインプリント用テンプレートの転写パターンのように、微細構造体が基材と同じ材料から構成される場合には、上記の図９、１０に示した製造方法と同様にして、欠損欠陥部が修正された微細構造体を製造することができる。
また、フォトマスクのマスクパターンのように、微細構造体が基材と異なる材料から構成される場合には、上記の図１１、１２に示した製造方法と同様にして、欠損欠陥部が修正された微細構造体を製造することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明に係る微細構造体の製造方法の第２の実施形態について説明する。
ここで、本実施形態に係る製造方法は、特に、微細構造体がナノインプリント用テンプレートの転写パターンの場合に、適するものである。
そして、上記の第１の実施形態によれば、転写パターンの欠損欠陥部が修正されたナノインプリント用テンプレートを製造することができたが、本実施形態によれば、最終的に得られるナノインプリント用テンプレートの転写パターンを、残渣欠陥（黒欠陥とも呼ぶ）も無いものとすることが可能になる。

上記の第１の実施形態の説明においては、微細構造体を形成するための樹脂パターンの形成について、電子線描画を用いて形成する方法を例示したが、本発明は、これに限らず、ナノインプリントの技術を応用して、微細構造体を形成するための樹脂パターンを形成することもできる。

例えば、第１のナノインプリント用テンプレート（マスターテンプレートとも呼ぶ）が有する転写パターン（第１の転写パターンと呼ぶ）を用いて樹脂パターンを形成することにより、第２のナノインプリントテンプレート（レプリカテンプレートとも呼ぶ）の転写パターン（第２の転写パターンと呼ぶ）を製造する方法を用いても良い。
すなわち、本発明においては、第１の微細構造体を用いて樹脂パターンを形成することにより、第２の微細構造体を製造する方法を用いても良い。
なお、この場合、第２の微細構造体は、第１の微細構造体と凹凸形状が反転したものになる。

ここで、上記の第１の実施形態に係る微細構造体の製造方法を用いて第１の微細構造体を製造し、この第１の微細構造体を用いて第２の微細構造体を製造することで、残渣欠陥が無い第２の微細構造体を得ることが可能となる。なぜならば、上記の第１の実施形態に係る微細構造体の製造方法を用いることによって、第１の微細構造体の欠損欠陥は修正されているからである。

さらに、第２の微細構造体に対して、上記の本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法を用いた欠陥修正工程を施すことで、欠損欠陥が無い第２の微細構造体を得ることが可能となる。
すなわち、最終的に得られる第２の微細構造体には、残渣欠陥が無く、かつ、欠損欠陥部については修正されたものとすることが可能になる。

図１３は、本発明に係る微細構造体の製造方法の第２の実施形態の一例を示すフローチャートである。
図１３に示すように、本実施形態に係る微細構造体の製造方法は、第１の微細構造体を形成する工程（Ｓ２１）と、第１の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第１の欠陥補修膜を原子層堆積法により形成する工程（Ｓ２２）と、前記欠損欠陥部に充填された前記第１の欠陥補修膜以外の前記第１の欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去する工程（Ｓ２３）と、を順に備える微細構造体の製造方法により、前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を製造し、前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を用いて前記第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した第２の微細構造体を形成する工程（Ｓ２４）と、
第２の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第２の欠陥補修膜を原子層堆積法により形成する工程（Ｓ２５）と、前記欠損欠陥部に充填された前記第２の欠陥補修膜以外の前記第２の欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去する工程（Ｓ２６）と、を順に備える微細構造体の製造方法により前記欠損欠陥部が修正された第２の微細構造体を製造するものである。

ここで、図１３に示す工程Ｓ２２とＳ２３、および、工程Ｓ２５とＳ２６、は、それぞれ、上述した図１に示す工程Ｓ１とＳ２に相当するものである。
すなわち、本実施形態に係る微細構造体の製造方法は、上記の本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法を用いた欠陥修正工程を含むものである。

本実施形態において、図１３に示す工程Ｓ２１〜Ｓ２３は、上記の図８に示す工程Ｓ１１〜Ｓ１３と同様に実施することができる。それゆえ、煩雑となるのを避けるため、ここでの詳述は省略する。
また同様に、図１３に示す工程Ｓ２５〜Ｓ２６も、上記の図８に示す工程Ｓ１２〜Ｓ１３と同様に実施することができため、ここでの詳述は省略する。

ここで、図１３に示す工程Ｓ２１においては、微細構造体の形成に用いることができる工程であれば、特に制限されず、例えば、第１の微細構造体を形成するための樹脂パターンを形成する工程は、電子線描画を用いて樹脂パターンを形成する工程であってもよい。

一方、図１３に示す工程Ｓ２４において、第２の微細構造体を形成するための樹脂パターンを形成する工程は、上記のナノインプリントの技術を応用した工程、すなわち、第１の微細構造体を用いて樹脂パターンを形成する工程に限定される。
この第１の微細構造体を用いて樹脂パターンを形成する工程について、以下、図１４を用いて説明する。ここで、図１４は、本実施形態における第２の微細構造体形成のための樹脂パターンの形成方法の一例を示す概略工程図であって、特に、微細構造体がナノインプリント用テンプレートの転写パターンの場合を例示すものである。

図１４（ａ）に示すように、本実施形態に係る微細構造体の製造方法により、第２の微細構造体を形成するための樹脂パターンを形成するには、まず、図１３に示す工程Ｓ２１〜Ｓ２３を施すことにより得られた第１の微細構造体を有する第１の部材１１０と、第２の微細構造体を形成するための基材３０１の主面上にハードマスク層３０２、樹脂層３０３Ａを順に形成したものを準備する。
なお、第１の部材１１０が有する第１の微細構造体は、その欠損欠陥部が欠陥補修膜１１５ｃによって修正されたものである。

また、図１４（ａ）に示す例においては、例えばスピン塗布方法を用いて、膜厚一定の樹脂層３０３Ａを形成する例を示しているが、本実施形態においてはこれに限らず、第１の部材１１０が有する第１の微細構造体のパターン密度に応じて、インクジェット方式により液滴状の樹脂をハードマスク層３０２の上に形成する方法を用いても良い。
なお、樹脂層３０３Ａには、ナノインプリント技術を用いて樹脂パターンを形成することができるものであれば用いることができるが、ここでは、好適な例として、紫外線硬化性の樹脂を用いる場合について説明する。

次に、第１の部材１１０の第１の微細構造体を樹脂層３０３Ａに接触させ、紫外線３１０を照射して硬化した樹脂パターン３０３Ｂを形成し（図１４（ｂ））、その後、第１の部材１１０を離型する（図１４（ｃ））。

次いで、得られた樹脂パターン３０３Ｂに、例えば、酸素イオン等の反応性イオン２３０によるドライエッチングを施して（図１４（ｄ））、厚さＴ₁₀の余分な残膜部分を除去し、第１の部材１１０が有する第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した樹脂パターン３０３Ｃを得る（図１４（ｅ））。

上記のようにして樹脂パターン３０３Ｃを得た後は、上述の本発明に係る第１の実施形態の製造方法と同様にして、樹脂パターン３０３Ｃから露出するハードマスク層３０２をエッチング加工してハードマスクパターンを形成し、次に、上記のハードマスクパターンから露出する基材３０１の主面をエッチング加工し、その後、上記のハードマスクパターンを除去することで、第２の微細構造体を形成することができる（図１３の工程Ｓ２４）。
ここで、形成された第２の微細構造体には、原則、残渣欠陥が無いことになる。上述のように、第１の実施形態に係る微細構造体の製造方法を用いることによって、第１の微細構造体の欠損欠陥部は修正されているからである。

さらに、本実施形態においては、上記のようにして得られた第２の微細構造体に対して、上述の微細構造体の欠陥修正方法において説明した欠陥修正方法に従って、第２の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第２の欠陥補修膜を原子層堆積法により形成し（図１３の工程Ｓ２５）、その後、前記欠損欠陥部に充填された前記第２の欠陥補修膜以外の前記第２の欠陥補修膜を等方性エッチングにより除去する（図１３の工程Ｓ２６）。
この一連の工程を経ることによって、欠損欠陥部が第２の欠陥補修膜によって修正された第２の微細構造体を得ることができる。

すなわち、本実施形態によれば、最終的に得られる第２の微細構造体には、残渣欠陥が無く、かつ、欠損欠陥については修正されたものとすることが可能になる。

（変形例）
上記実施形態では第１の微細構造体と第２の微細構造体とは凹凸が反転した関係にあるが、これに限るものではない。第１の部材１１０によりインプリントされて形成された樹脂パターン３０３Ｂの凹部に、当該樹脂パターン３０３Ｂよりもエッチング耐性の高い材料を充填した後、樹脂パターン３０３Ｂをエッチングすることにより、第１の微細構造体と同じ凹凸の関係を有する第２の微細構造体を得ることができる。

以上、本発明に係る微細構造体の欠陥修正方法および製造方法についてそれぞれの実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と、実質的に同一の構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなる場合であっても本発明の技術的範囲に包含される。

１、２、１０、１１、１１０部材
２１基部
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄ、３１ｅラインパターン部
３２、３３、３４ａ、３４ｂ、３５ラインパターン部
４１ａ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ、４２ａ欠損欠陥部
５１、５１ａ、５２、５２ａ欠陥補修膜
１００、１００Ａナノインプリント用テンプレート
１０１、３０１基材
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ転写パターン
１０２、３０２ハードマスク層
１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ、１０２ｄハードマスクパターン
１０３、３０３Ａ樹脂層
１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃ、１０３ｄ、３０３Ｂ、３０３Ｃ樹脂パターン
１０４異物
１０５、１０５ｃ、１１５ｃ欠陥補修膜
２００、２００Ａフォトマスク
２０１基材
２０２マスク層
２０２ａ、２０２ｂ、２０２ｃ、２０２ｄマスクパターン
２０３樹脂層
２０３ａ、２０３ｂ、２０３ｃ、２０３ｄ樹脂パターン
２０４異物
２０５、２０５ｃ欠陥補修膜
３１０紫外線
３２０反応性イオン

Claims

凸形状の微細構造体の欠陥修正方法であって、
原子層堆積法により、前記微細構造体の欠損欠陥部を充填する欠陥補修膜を形成する工程と、
等方性エッチングにより、前記欠損欠陥部に充填された前記欠陥補修膜以外の前記欠陥補修膜を除去する工程と、
を順に備えることを特徴とする微細構造体の欠陥修正方法。
前記欠損欠陥部が、互いに対向する側面を有しており、
前記互いに対向する側面間の距離が、前記欠陥補修膜の膜厚の２倍未満であることを特徴とする請求項１に記載の微細構造体の欠陥修正方法。
前記微細構造体が同一平面上に複数個存在し、
前記欠陥補修膜の膜厚が、一の前記微細構造体と他の前記微細構造体との間の最短距離の１／２未満の大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微細構造体の欠陥修正方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の微細構造体の欠陥修正方法を用いた欠陥修正工程を含むことを特徴とする微細構造体の製造方法。
第１の微細構造体を用いて前記第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した第２の微細構造体を製造する微細構造体の製造方法であって、
原子層堆積法により、前記第１の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第１の欠陥補修膜を形成する工程と、
等方性エッチングにより、前記第１の微細構造体の欠損欠陥部に充填された前記第１の欠陥補修膜以外の前記第１の欠陥補修膜を除去する工程と、
を順に備える微細構造体の製造方法により、前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を製造し、
前記欠損欠陥部が修正された第１の微細構造体を用いて前記第１の微細構造体とは凹凸形状が反転した第２の微細構造体を形成する工程と、
原子層堆積法により、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部を充填する第２の欠陥補修膜を形成する工程と、
等方性エッチングにより、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部に前記第２の欠陥補修膜を充填した状態で、前記第２の微細構造体の欠損欠陥部に充填された前記第２の欠陥補修膜以外の前記第２の欠陥補修膜を除去する工程と、
を順に備える微細構造体の製造方法により、前記欠損欠陥部が修正された第２の微細構造体を製造することを特徴とする微細構造体の製造方法。