JP6197283B2 - ナノインプリントリソグラフィ用マスクおよびその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、欠陥部を感度良く検出できるナノインプリントリソグラフィ用マスクに関する。

ナノインプリントリソグラフィは、表面に予め所望のパターンを有するナノインプリントテンプレートを、被転写体の硬化性樹脂と密着させ、熱や光等の外部刺激を与えることによって、被転写体の表面にパターンを転写する方法である。ナノインプリントリソグラフィは、単純な方法によってパターンを形成することができ、近年、数十ｎｍ〜数ｎｍの超微細なパターンを転写することが可能であることが示されている。そのため、ナノインプリントリソグラフィは、次世代リソグラフィ技術の候補として期待されている。

ナノインプリントリソグラフィの中でも、光ナノインプリントリソグラフィは、熱ナノインプリントリソグラフィに比べて、スループットが高い、温度による寸法変化が生じない、ナノインプリントテンプレートの位置合わせが容易である等の利点を有する。そのため、近年、光ナノインプリントリソグラフィ用のテンプレート（ナノインプリントリソグラフィ用マスク、以下、ＮＩＬ用マスクと称する場合がある。）の開発が進められている。

なお、特許文献１においては、ＮＩＬ用マスクではなく、フォトマスク（レチクル）に関するものであるが、基本パターン領域と欠陥パターン領域とを備える欠陥検出感度検査用マスクが開示されている。この技術は、欠陥パターンを意図的に作製し、そのマスクを検査し、どの程度まで検出したかを判定することで、検出感度を算出する方法である。また、特許文献２には、欠陥の被転写物への転写性を評価する評価パターンを有するレチクルが開示されている。

特許文献３には、白欠陥を含む第１のテンプレートを用いて、第２のテンプレートを作成する工程と、第２のテンプレートの黒欠陥を修正する工程とを有するテンプレートの欠陥修正方法が開示されている。

特開２００５−１２１７７８号公報 特開２００５−１５６８６５号公報 特開２０１２−２３１０９号公報

高度に微細化したＮＩＬ用マスクの外観検査において、所望の感度を得るためには、検査機単体での感度調整機能だけでは不十分である。その結果、欠陥部を感度良く検出することが困難であるという問題がある。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、欠陥部を感度良く検出できるＮＩＬ用マスクを提供することを主目的とする。

上記課題を解決するために、本発明においては、意図的に形成された設計欠陥部を有することを特徴とするナノインプリントリソグラフィ用マスクを提供する。

本発明によれば、検査機単体の感度調整機能だけでは不十分な場合であっても、設計欠陥部という基準を設けることで、感度調整の精度が向上し、欠陥部を感度良く検出できる。

上記発明においては、上記設計欠陥部が、隣り合うライン部の間に形成されたショート欠陥部であることが好ましい。

上記発明においては、上記隣り合うライン部のハーフピッチが、５０ｎｍ以下であることが好ましい。

また、本発明においては、意図的に形成された設計欠陥部を有する検査前マスクを形成する検査前マスク形成工程と、上記設計欠陥部を基準として電子ビーム検査機の感度を調整し、上記検査前マスクの欠陥検査を行う検査工程と、を有することを特徴とするナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法を提供する。

本発明によれば、上記検査工程を有することから、欠陥部のないＮＩＬ用マスクを歩留まり良く得ることができる。

上記発明においては、上記検査前マスク形成工程において、上記設計欠陥部の設計データとして、レジストの解像力限界または描画機のビームの広がりを考慮した、凸部、凹部または島状部を有するデータを用いることが好ましい。

上記発明においては、上記検査前マスク形成工程が、基本パターンを有する基本マスクを準備し、上記基本パターンの凸部を、修正装置を用いてエッチングすることで、白欠陥部を有する第一マスクを形成する第一マスク形成工程と、上記第一マスクを用いたインプリントによる転写によって、上記白欠陥部が転写された黒欠陥部を有する第二マスクを形成する第二マスク形成工程と、を有し、上記黒欠陥部が上記設計欠陥部であることが好ましい。忠実かつ安定的に微細な設計欠陥部を作製することができるからである。

本発明のＮＩＬ用マスクは、欠陥部を感度良く検出できるという効果を奏する。

本発明のＮＩＬ用マスクの一例を示す概略平面図である。 本発明におけるパターンを説明する概略平面図である。 本発明における設計欠陥部を説明する概略平面図である。 本発明における設計欠陥部を説明する概略平面図である。 本発明の設計欠陥マスクの一例を示す概略平面図である。 本発明における設計欠陥パターン領域を説明する説明図である。 本発明のＮＩＬ用マスクの製造方法の一例を示すフローチャートである。 本発明における検査前マスク形成工程の一例を示す概略断面図である。 本発明における設計欠陥部を説明する概略平面図である。 本発明における設計欠陥部を説明する概略平面図である。 本発明における検査前マスクの製造方法の一例を示す概略平面図である。 本発明における検査前マスクの製造方法の他の例を示す概略平面図である。

以下、本発明のナノインプリントリソグラフィ用マスク、およびナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法について詳細に説明する。

Ａ．ナノインプリントリソグラフィ用マスク
本発明のＮＩＬ用マスクは、意図的に形成された設計欠陥部を有することを特徴とするものである。

図１は、本発明のＮＩＬ用マスクの一例を示す概略平面図である。図１に示すＮＩＬ用マスク１０は、メインパターンを有するメインパターン領域１と、メインパターン領域１とは別に形成され、意図的に形成された設計欠陥部を有する設計欠陥パターン領域２と、を有する。なお、メインパターンとは、ＮＩＬ用マスクにより転写される主たるパターンをいい、目的とする最も重要なパターンである。一方、設計欠陥部とは、設計データに基づいて意図的に形成された欠陥部をいう。

図２は、本発明におけるパターンを説明する概略平面図である。図２（ａ）は、メインパターン領域１におけるパターンの例示であり、図２（ｂ）、（ｃ）は、設計欠陥パターン領域２におけるパターンの例示である。図２（ａ）に示すように、メインパターン領域１におけるパターン１１は、ライン部Ｌおよびスペース部Ｓを有する。同様に、図２（ｂ）、（ｃ）でも、ライン部Ｌおよびスペース部Ｓを有するパターン１２が形成されている。図２（ｂ）では、ショート欠陥部である設計欠陥部Ｘが形成され、図２（ｃ）では、オープン欠陥部である設計欠陥部Ｘが形成されている。なお、欠陥部には、不要な余剰パターンや異物が存在しているもの（黒欠陥部）と、本来必要なパターンが欠損もしくは欠落しているもの（白欠陥部）とがある。図２（ｂ）におけるショート欠陥部は、隣り合うライン部の間に形成された黒欠陥部に該当し、図２（ｃ）におけるオープン欠陥部は、ライン部に形成された白欠陥部に該当する。

本発明によれば、検査機単体の感度調整機能だけでは不十分な場合であっても、設計欠陥部という基準を設けることで、感度調整の精度が向上し、欠陥部を感度良く検出できる。例えば、ＮＩＬ用マスクの外観検査には、光に比べて格段に高感度である電子ビーム（ＥＢ）を利用した検査機を用いることができる。しかしながら、電子ビーム検査機を用いた場合であっても、ＮＩＬ用マスクのパターンが微細化すると、電子ビーム検査機単体での感度調整機能の限界を超え、鮮明な欠陥画像を得ることが困難になる。電子ビーム検査機は、通常、二次電子信号を検知することで画像を得るが、パターンが微細化すると、特に、隣り合うライン部の間に形成されたショート欠陥部の画像品質が低下し、欠陥としての判断が困難になる。

電子ビーム検査機の感度調整では、通常、メインパターンに対して、フォーカス調整およびスティグマ調整を行う。これに対して、本発明においては、メインパターンによるフォーカス調整およびスティグマ調整の後に、設計欠陥部を基準として、設計欠陥部の欠陥が強調され、かつ、メインパターンのコントラストが低下しないように、フォーカスおよびスティグマのファイン調整を行うことで、感度調整の精度を飛躍的に向上させることができる。その結果、例えば、隣り合うライン部の間に形成されたショート欠陥部であっても、感度良く検出できる。なお、パターンが微細化すると、設計欠陥部の作製自体が困難になるが、後述するように、設計欠陥部の設計データを工夫することで、忠実かつ安定的に微細な設計欠陥部を作製することができる。

また、ナノインプリントリソグラフィでは、ＮＩＬ用マスクのパターンを被転写体に押し付けて転写するため、ＮＩＬ用マスクが欠陥部を有すると、その欠陥部がそのまま転写される。フォトマスクやＥＵＶマスクでは、例えばパターンを１／４倍で縮小露光するため、欠陥部の影響が軽減されるのに対し、ＮＩＬ用マスクでは、原理上、パターンを原寸で転写するため、欠陥部の影響が直接的に現れるという特有の課題がある。そのため、欠陥部の検査が特に重要になるが、本発明のＮＩＬ用マスクでは、欠陥部を感度良く検出できるという利点がある。

また、上述した特許文献１のように、通常のフォトマスクでは、透過部および遮光部のコントラストが大きいことから、感度調整が容易であるのに対し、ＮＩＬ用マスクでは、透過部の凹凸でパターンが表現されていることから、感度調整が特に困難であるという特有の課題がある。これに対して、本発明のＮＩＬ用マスクは、設計欠陥部を有することから、上述したように欠陥部を感度良く検出できるという利点がある。
以下、本発明のＮＩＬ用マスクについて詳細に説明する。

本発明のＮＩＬ用マスクは、通常、透明基板から構成されるものである。透明基板としては、例えば合成石英、ソーダガラス、蛍石、フッ化カルシウム等が挙げられる。また、ＮＩＬ用マスクの厚さは、目的とするＮＩＬ用マスクの材料や用途に応じて異なるものであるが、例えば０．５ｍｍ〜１０ｍｍの範囲内である。

本発明のＮＩＬ用マスクは、意図的に形成された設計欠陥部を少なくとも有する。設計欠陥部は、上述した図１に示すように、メインパターン領域１とは別に設けられた領域（設計欠陥パターン領域２）に形成されていても良く、メインパターン領域１内に形成されていても良い。後者の場合、設計欠陥部はメインパターンを阻害しない位置（例えばメインパターンの周縁部）に形成されていることが好ましい。なお、本発明のＮＩＬ用マスクは、設計欠陥部を有していれば、メインパターンを有しなくても良い。そのようなマスクは、厳密な意味でのＮＩＬ用マスクには該当しないが、感度調整用マスクまたは感度検査用マスクとして有用であり、本発明のＮＩＬ用マスクに包含される。

一方、本発明におけるパターンの形状は、特に限定されるものではないが、例えばライン・アンド・スペース（Ｌ＆Ｓ）、ドット、ホール、アイソレート−スペース、アイソレート−ライン、ピラー、レンズ、段差等を挙げることができる。中でも、Ｌ＆Ｓが好ましい。有用性の高いパターンだからである。また、設計欠陥部は、メインパターンと同一のパターン、または、メインパターンよりも微細なパターンに形成されていることが好ましい。高精度で感度調整を行うことができるからである。

ここで、図２（ａ）に示すように、隣り合うライン部ＬのハーフピッチをＷ_１とし、ライン部Ｌの幅をＷ_２とし、スペース部Ｓの幅をＷ_３とする。なお、Ｗ_１〜Ｗ_３は、通常、ベースパターン寸法と定義される。Ｗ_１の値は、例えば５０ｎｍ以下であることが好ましい。上記の値以下になると、電子ビーム検査機を用いた場合であっても、鮮明な欠陥画像を得ることが困難になるからである。特にショート欠陥部を発見することが困難になる。なお、この点は、Ｌ＆Ｓにおける欠陥部に限らず、他のパターンにおける欠陥部についても同様である。中でも、Ｗ_１の値は、３０ｎｍ以下であることがより好ましく、２０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。一方、Ｗ_２およびＷ_３の値は、互いに同じであっても良く、異なっていても良いが、それぞれ、例えば３０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下であることがより好ましい。微細なパターンを得ることができるからである。

また、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、ライン部Ｌの長手方向における設計欠陥部Ｘ（ショート欠陥部）の長さをＹとする。なお、Ｙは、通常、欠陥サイズと規定される。Ｙの値は特に限定されるものではないが、例えば図２（ｂ）のように、設計欠陥部Ｘがショート欠陥部である場合には、Ｙの値が、ライン部Ｌの幅Ｗ_２の値と同一か、それよりも小さいことが好ましい。また、図２（ｃ）のように、設計欠陥部Ｘがオープン欠陥部である場合には、Ｙの値が、スペース部Ｓの幅Ｗ_３の値と同一か、それよりも小さいことが好ましい。高精度で感度調整を行うことができるからである。Ｙの値は、例えば３０ｎｍ以下であることが好ましく、１５ｎｍ以下であることがより好ましい。

また、本発明のＮＩＬ用マスクに形成される設計欠陥部は、一つであっても良く、複数（好ましくは３以上）であっても良い。さらに、複数の設計欠陥部は規則的に形成されていることが好ましい。このような設計欠陥部としては、例えば図３（ａ）に示すように、隣り合うライン部Ｌの間に形成された複数の設計欠陥部Ｘを挙げることができる。また、図３（ｂ）に示すように、複数の設計欠陥部Ｘは、ライン部Ｌの長手方向における長さＹが互いに異なっていても良い（Ｙ_１＞Ｙ_２＞Ｙ_３）。特に、長さＹが連続的に変化するように、複数の設計欠陥部Ｘが設けられていることが好ましい。なお、図３では、隣り合うライン部の間に形成された複数の設計欠陥部を例示したが、隣り合うライン部の間に形成された少なくとも一つの設計欠陥部が、規則的に複数形成されていても良い。同様に、図３では、いずれも黒欠陥部を例示したが、複数の設計欠陥部は、上記パターンの逆パターンに相当する白欠陥部であっても良い。

また、本発明における設計欠陥部の他の例を、図４を用いて説明する。図４（ａ）〜図４（ｃ）は、いずれもショート欠陥部である。図４（ａ）における設計欠陥部Ｘは、ライン部Ｌの長手方向に対して直交する方向に形成されたショート欠陥部であり、図４（ｂ）における設計欠陥部Ｘは、ライン部Ｌの長手方向に対して所定の角度で傾斜する方向に形成されたショート欠陥部である。また、図４（ｃ）に示すように、設計欠陥部Ｘは、隣り合うライン部Ｌの中央部において長さＹが小さくなるようなショート欠陥部であっても良い。一方、図４（ｄ）〜図４（ｆ）は、いずれもエッジ欠陥部である。なお、エッジ欠陥部の場合、ライン部Ｌの短手方向における設計欠陥部Ｘの長さをＹ（欠陥サイズ）とする。エッジ欠陥部におけるＹの値は特に限定されるものではないが、Ｙの値は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。エッジ欠陥部は、通常、ライン部Ｌから突起した形状を有し、例えば、半円状（図４（ｄ））、三角形状（図４（ｅ））、矩形状（図４（ｆ））等を挙げることができる。

また、上述したように、本発明のＮＩＬ用マスクは、設計欠陥部を有していれば、メインパターンを有しなくても良い。そのようなマスク（設計欠陥マスク）は、厳密な意味でのＮＩＬ用マスクには該当しないが、感度調整用マスクまたは感度検査用マスクとして有用である。ここで、ＮＩＬ用マスクの外観検査装置の感度調整または感度検査には、ＮＩＬ用マスクの製造時に実際に発生する欠陥（リアル欠陥部）と同様の欠陥を有する設計欠陥マスクを用いる必要がある。しかしながら、ＮＩＬ用マスクのパターンが高度に微細化すると、リアル欠陥部を意図的に模した欠陥（設計欠陥部）の作製自体が困難になるという課題もあるが、このような課題を設計欠陥マスクは解決することが可能である。すなわち、本発明においては、ナノインプリントリソグラフィ用マスクの外観検査装置に用いられ、意図的に形成された設計欠陥部を有する設計欠陥マスクを提供することもできる。設計欠陥マスクの具体例としては、図５に示すように、設計欠陥パターン領域２Ａ〜２Ｄを有するマスクを挙げることができる。設計欠陥パターン領域２Ａ〜２Ｄは、それぞれ基本ブロックに該当する。

基本ブロック（設計欠陥パターン領域）は、通常、複数の設計欠陥部を有する。設計欠陥部の組み合わせは、特に限定されるものではないが、例えば、ベースパターン寸法が同一である組み合わせが好ましい。比較が容易になるからである。さらに、基本ブロックは、欠陥タイプが異なる複数の設計欠陥部を有することが好ましく、同様に、欠陥サイズが異なる複数の設計欠陥部を有することが好ましい。図６においては、ベースパターン寸法が同一（１０ｎｍ）であり、欠陥タイプが９種類、欠陥サイズが５種類存在する。本発明のＮＩＬ用マスク（設計欠陥マスクを含む）は、設計欠陥パターン領域として、このような基本ブロックを有することが好ましい。

このような基本ブロックの組み合わせは、特に限定されるものではなく、ベースパターン寸法が異なる組み合わせであっても良く、黒欠陥部および白欠陥部の組み合わせであっても良い。例えば、上述した図５において、設計欠陥パターン領域２Ａが、ベースパターン寸法が１０ｎｍであり、設計欠陥部として黒欠陥部を有する基本ブロックであり、設計欠陥パターン領域２Ｂが、ベースパターン寸法が２０ｎｍであり、設計欠陥部として黒欠陥部を有する基本ブロックであり、設計欠陥パターン領域２Ｃが、ベースパターン寸法が１０ｎｍであり、設計欠陥部として白欠陥部を有する基本ブロックであり、設計欠陥パターン領域２Ｄが、ベースパターン寸法が２０ｎｍであり、設計欠陥部として白欠陥部を有する基本ブロックである組み合わせ等を挙げることができる。なお、各基本ブロックの構成は、例えば、図６と同様にすることができる。また、上記組み合わせにおいて、設計欠陥パターン領域２Ａおよび２Ｂに含まれる黒欠陥部は、後述する第一マスク形成工程の際に白欠陥部を形成し、第二マスク形成工程の際に白欠陥部を転写することにより、形成することができる。一方、設計欠陥パターン領域２Ｃおよび２Ｄに含まれる白欠陥部は、後述する第二マスク形成工程により得られたパターンの凸部をエッチングすることにより、形成することができる。

また、本発明のＮＩＬ用マスクには、ブランクを加工して得られたマスク（マスターマスク）、マスターマスクのパターンを転写して得られたマスク（コピーマスク）、およびコピーマスクをさらに任意の回数コピーしたマスクが含まれる。また、本発明のＮＩＬ用マスクは、通常、メインパターンに形成された欠陥部が修正された後のマスクであるが、欠陥部が修正される前のマスク（後述する検査前マスク）であっても良い。

Ｂ．ナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法
本発明のＮＩＬ用マスクの製造方法は、意図的に形成された設計欠陥部を有する検査前マスクを形成する検査前マスク形成工程と、上記設計欠陥部を基準として電子ビーム検査機の感度を調整し、上記検査前マスクの欠陥検査を行う検査工程と、を有することを特徴とするものである。

図７は本発明のＮＩＬ用マスクの製造方法の一例を示すフローチャートであり、図８は本発明における検査前マスク形成工程の一例を示す概略断面図である。まず、図７に示すように、検査前マスクを準備する（検査前マスク形成工程Ｓ１）。具体的には、図８（ａ）に示すように、石英基板等の透明基板２１上にＣｒ膜等のハードマスク２２が形成されたブランクを準備する。次に、図８（ｂ）に示すように、ハードマスク２２上に電子線レジスト膜２３ａを形成して、電子線描画および現像を行う。これにより、図８（ｃ）に示すようにレジストパターン２３ｂを形成する。次いで、図８（ｄ）に示すように、レジストパターン２３ｂから露出するハードマスク２２および透明基板２１をドライエッチングする（正確には、ハードマスク２２をエッチングし、レジストパターン２３ｂを剥離し、透明基板２１をエッチングする）。これにより、図８（ｅ）に示すように凹凸パターンを有する検査前マスク３０が得られる。なお、図８には図示していないが、検査前マスク３０は、意図的に形成された設計欠陥部を有する。

次に、図７に示すように、設計欠陥部を基準として、電子ビーム検査機の感度を、フォーカス調整およびスティグマ調整により調整し、検査前マスクの欠陥検査を行う（検査工程Ｓ２）。これにより、欠陥部の種類、大きさ、位置等を測定し、検査データとして保存する。なお、検査工程Ｓ２において不良と判断された不良マスクは廃棄することも可能であるが、歩留まり向上の観点から、欠陥部を修正する修正工程Ｓ３を行うことが好ましい。例えば、欠陥部がショート欠陥部である場合、検査データに基づき、ショート欠陥部にアシストガスを供給しながら荷電ビームを照射し、黒欠陥部をエッチングする。これにより、ＮＩＬ用マスクが得られる。

本発明によれば、上記検査工程を有することから、欠陥部のないＮＩＬ用マスクを歩留まり良く得ることができる。
以下、本発明のＮＩＬ用マスクの製造方法について、工程ごとに説明する。

１．検査前マスク形成工程
本発明における検査前マスク形成工程は、意図的に形成された設計欠陥部を有する検査前マスクを形成する工程である。なお、検査前マスクの形成方法は特に限定されるものではなく、一般的な方法を用いることができる。

本発明においては、上記設計欠陥部の設計データとして、レジストの解像力限界または描画機のビームの広がりを考慮した、凸部、凹部または島状部を有するデータを用いることが好ましい。忠実かつ安定的に設計欠陥部を作製できるからである。パターンが微細化すると、設計欠陥部の作製自体が困難になるが、その原因は、設計欠陥部の作製時に使用するレジストの解像力限界、および、パターンを描画する描画機のビームの広がりにあると推測される。そのため、設計欠陥部の設計データが、上記原因によって忠実に再現されず、意図しない設計欠陥部が形成される場合がある。具体的には、図９（ａ）に示すように、設計欠陥部Ｘがショート欠陥部である設計データ１３を用いても、上記原因によって忠実に再現されず、実際には、図９（ｂ）に示すようなエッジ欠陥部Ｘ_１を有するパターン１２が形成される場合がある。

これに対して、図９（ｃ）に示すように、設計データ１３において、目的とする設計欠陥部Ｘに、ライン部Ｌの長手方向に突出する凸部Ａを設けたり、目的とする設計欠陥部Ｘの根元に位置するライン部Ｌに、凹部Ｂを設けたりすることで、図９（ｄ）に示すように、目的とする設計欠陥部Ｘが作製できる。特に、隣り合うライン部のハーフピッチが３０ｎｍ以下である場合に、意図しない設計欠陥部が形成される可能性が、無視できない程度に高くなる。

図１０（ａ）に示すように、設計データ１３において、目的とする設計欠陥部Ｘに、ライン部Ｌの長手方向に突出する凸部Ａを設けることが好ましい。ここで、設計データ１３において、ライン部Ｌの長手方向における設計欠陥部Ｘの長さをＺ_１とし、ライン部Ｌの長手方向における凸部Ａの長さをＺ_２とする。Ｚ_２／Ｚ_１の値は、例えば０．３以上であることが好ましい。

また、図１０（ｂ）に示すように、設計データ１３において、目的とする設計欠陥部Ｘの根元に位置するライン部Ｌに、凹部Ｂを設けることが好ましい。ここで、設計データ１３において、ライン部Ｌの長手方向における凹部Ｂの長さをＺ_３とし、ライン部Ｌの短手方向における凹部Ｂの長さをＺ_４とし、ライン部Ｌの短手方向の幅をＺ_５とする。Ｚ_３／Ｚ_１の値は、例えば１以上であることが好ましい。Ｚ_４／Ｚ_５の値は、例えば０．２以上であることが好ましい。

また、図１０（ｃ）に示すように、設計データ１３において、目的とする設計欠陥部Ｘに対応する島状部Ｃを、隣り合うライン部Ｌの間に設けても良い。さらに、凸部Ａ、凹部Ｂおよび島状部Ｃは、任意に組み合わせて用いても良い。

一方、微細な設計欠陥部を忠実かつ安定的に作製するために、次のような方法を採用しても良い。すなわち、後述する修正工程で用いられる手法と、コピーマスクの作製とを組み合わせることで、忠実かつ安定的に微細な設計欠陥部を作製することができる。この方法について、図１１および図１２を用いて説明する。

図１１は、本発明における検査前マスクの作製方法の一例を示す概略平面図である。まず、図１１（ａ）に示すように、従来の方法により、ライン部Ｌおよびスペース部Ｓから構成される基本パターン１４を有する基本マスク１００を準備する。次に、図１１（ｂ）に示すように、基本パターン１４の凸部を、修正装置を用いてエッチングすることで、白欠陥部Ｘ_Ｗを有する第一マスク１０１を形成する。次に、図１１（ｃ）に示すように、第一マスク１０１を用いたインプリントによる転写によって、白欠陥部Ｘ_Ｗが転写された黒欠陥部Ｘ_Ｂを有する第二マスク１０２を形成する。これにより、黒欠陥部Ｘ_Ｂを設計欠陥部として有する検査前マスクが得られる。なお、必要であれば、図１１（ｄ）に示すように、第二マスク１０２を用いたインプリントによる転写によって、白欠陥部Ｘ_Ｗを設計欠陥部として有する第三マスク１０３を形成し、検査前マスクとしても良い。修正装置によるエッチングでは、ＮＩＬ用マスクの黒欠陥部を修正するという従来の用途から明らかなように、高い精度で局所的かつ微細なエッチングが可能である。そのため、忠実かつ安定的に微細な設計欠陥部を作製することができる。なお、修正装置によるエッチングの詳細は、後述する修正工程において説明する。

このように、本発明においては、検査前マスク形成工程が、基本パターンを有する基本マスクを準備し、上記基本パターンの凸部を、修正装置を用いてエッチングすることで、白欠陥部を有する第一マスクを形成する第一マスク形成工程と、上記第一マスクを用いたインプリントによる転写によって、上記白欠陥部が転写された黒欠陥部を有する第二マスクを形成する第二マスク形成工程と、を有し、上記黒欠陥部が上記設計欠陥部であることが好ましい。

図１２は、本発明における検査前マスクの作製方法の他の例を示す概略平面図である。まず、図１２（ａ）に示すように、従来の方法により、ライン部Ｌおよびスペース部Ｓから構成される基本パターン１４を有する基本マスク１００を準備する。次に、図１２（ｂ）に示すように、基本パターン１４の凹部に、修正装置を用いて堆積膜を形成することで、黒欠陥部Ｘ_Ｂを有する第一マスク１０１を形成する。次に、図１２（ｃ）に示すように、第一マスク１０１を用いたインプリントによる転写によって、黒欠陥部Ｘ_Ｂが転写された白欠陥部Ｘ_Ｗを有する第二マスク１０２を形成する。これにより、白欠陥部Ｘ_Ｗを設計欠陥部として有する検査前マスクが得られる。なお、必要であれば、図１２（ｄ）に示すように、第二マスク１０２を用いたインプリントによる転写によって、黒欠陥部Ｘ_Ｂを設計欠陥部として有する第三マスク１０３を形成し、検査前マスクとしても良い。修正装置による堆積膜の形成では、ＮＩＬ用マスクの白欠陥部を修正するという従来の用途から明らかなように、高い精度で局所的かつ微細な堆積膜の形成が可能である。そのため、忠実かつ安定的に微細な設計欠陥部を作製することができる。なお、修正装置による堆積膜の形成の詳細は、後述する修正工程において説明する。

このように、本発明においては、検査前マスク形成工程が、基本パターンを有する基本マスクを準備し、上記基本パターンの凹部に、修正装置を用いて堆積膜を形成することで、黒欠陥部を有する第一マスクを形成する第一マスク形成工程と、上記第一マスクを用いたインプリントによる転写によって、上記黒欠陥部が転写された白欠陥部を有する第二マスクを形成する第二マスク形成工程と、を有し、上記白欠陥部が上記設計欠陥部であることが好ましい。

２．検査工程
本発明における検査工程は、上記設計欠陥部を基準として電子ビーム検査機の感度を調整し、上記検査前マスクの欠陥検査を行う工程である。

本発明においては、設計欠陥部を基準として電子ビーム検査機の感度を調整する。具体的には、メインパターンによるフォーカス調整およびスティグマ調整の後に、設計欠陥部を基準として、設計欠陥部の欠陥が強調され、かつ、メインパターンのコントラストが低下しないように、フォーカスおよびスティグマのファイン調整を行う。これにより、メインパターンを基準として電子ビーム検査機の感度を調整する場合に比べて、感度調整の精度を飛躍的に向上させることができる。その結果、例えば、隣り合うライン部の間に形成されたショート欠陥部であっても、感度良く検出できる。なお、スティグマ調整とは、非点調整ともいい、ビームの非対称性をｘ方向およびｙ方向で調整することをいう。

通常のフォーカス調整では、メインパターン（例えばＨＰ４０ｎｍのＬ＆Ｓパターン）を基準とし、コントラストが最も良くなるように、調整を行う。これに対して、本発明においては、メインパターンのコントラストが最も良くなるように調整し、その後、設計欠陥部の欠陥が強調され、かつ、メインパターンのコントラストが低下しないように、フォーカスのファイン調整を行う。また、通常のスティグマ調整では、上記と同様に、メインパターンを基準とし、コントラストが最も良くなるように、調整を行う。これに対して、本発明においては、メインパターンのコントラストが従来通り最も良くなるように調整し、その後、設計欠陥部の欠陥が強調され、かつ、メインパターンのコントラストが低下しないように、スティグマのファイン調整を行う。

また、電子ビームのビーム径は、例えば２０ｎｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以下であることがより好ましい。

検査工程では、上記のように電子ビーム検査機の感度調整を行い、検査前マスクの欠陥検査を行う。これにより、欠陥部の座標を特定する。

３．修正工程
本発明のＮＩＬ用マスクの製造方法は、上記検査工程において不良と判断された不良マスクを修正する修正工程を有することが好ましい。ＮＩＬ用マスクの歩留まりを向上できるからである。

例えば欠陥部が黒欠陥部である場合、修正工程では、黒欠陥部にアシストガスを供給しながら荷電ビームを照射し、黒欠陥部をエッチングすることが好ましい。

荷電ビームとしては、黒欠陥部のみを局所的にエッチングできるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、電子ビームおよびイオンビームが挙げられる。中でも、電子ビームが好ましい。電子ビームは、ビームを数ｎｍに細く絞ることができ修正精度が高く、また、イオンビームよりも荷電粒子の質量が小さいためＮＩＬ用マスクへのダメージが少ないからである。

アシストガスとしては、黒欠陥部をエッチングできるガスであれば特に限定されるものではない。例えば、電子ビームを用いる場合、アシストガスとしては、フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）等が挙げられる。一方、イオンビームを用いる場合、アシストガスとしては、フッ化キセノン（ＸｅＦ_２）、ヨウ素（Ｉ_２）等が挙げられる。また、アシストガスの供給方法としては、例えば、黒欠陥部にアシストガスを局所的に吹き付ける方法、マスク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。

一方、欠陥部が白欠陥部である場合、修正工程では、白欠陥部にデポジション用ガスを供給しながら荷電ビームを照射し、修正膜を堆積することが好ましい。なお、荷電ビームについては上述した内容と同様である。

デポジション用ガスとしては、例えば電子ビームを用いたＣＶＤ法を適用する場合に一般的に用いられるガスを使用することができる。また、デポジション用ガスには、ＮＩＬ用マスクを被転写体に押し付けても変形しない硬さを有する修正膜を堆積可能であること、被転写体と反応しないことも求められる。例えば、電子ビームを用いる場合、デポジション用ガスとしては、フェナントレン、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）_６）、フッ化タングステン（ＷＦ_６）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等が挙げられる。一方、イオンビームを用いる場合、デポジション用ガスとしては、フェナントレン、タングステンカルボニル（Ｗ（ＣＯ）_６）、テトラエトキシシラン（ＴＥＯＳ）等が挙げられる。また、デポジション用ガスの供給方法としては、例えば、白欠陥部にデポジション用ガスを局所的に吹き付ける方法、マスクをデポジション用ガスの雰囲気中に配置する方法等が挙げられる。

なお、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な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。

以下に実施例を示し、本発明をさらに詳細に説明する。

［実施例１］
まず、石英基板である透明基板２１上に、Ｃｒ酸化膜であるハードマスク２２が形成されたブランクを準備した（図８（ａ））。次に、ハードマスク２２上に電子線レジスト膜２３ａを形成して、電子線描画および現像を行った（図８（ｂ））。これにより、メインパターンを有するメインパターン領域と、意図的に形成された設計欠陥部を有する設計欠陥パターン領域とに対応するレジストパターン２３ｂを形成した（図８（ｃ））。次に、塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングして透明基板２１を露出させ、さらに、フッ素ガスでドライエッチングして透明基板２１をエッチングした（図８（ｄ））。その後、ウェットエッチングでハードマスク２２を除去することにより、検査前マスク３０を得た（図８（ｅ））。得られた検査前マスク３０のメインパターンはＬ＆Ｓであり、図２（ａ）におけるＷ_１〜Ｗ_３は、それぞれ２０ｎｍであった。また、得られた検査前マスクの設計欠陥部は、ショート欠陥部であり、図２（ｂ）におけるＹは１０ｎｍであった。また、得られた検査前マスクでは、目的とする設計欠陥部であるショート欠陥部が形成され、エッジ欠陥部は形成されなかった。

次に、得られた検査前マスクに対して、電子ビーム検査機を用いて感度調整を行った。具体的には、設計欠陥部を基準としてフォーカス調整およびスティグマ調整を行った。その上で電子線検査を行い、メインパターンに形成された欠陥部の座標を特定した。最後に、座標を特定した欠陥部に、ＸｅＦ_２を供給しながら電子ビームを照射し、欠陥部を修正した。これにより、ＮＩＬ用マスクを得た。さらに、このＮＩＬ用マスクを用いてコピーマスクを得た。

［比較例１］
設計欠陥部を設けないこと以外は、実施例１と同様にして、検査前マスク３０を得た。得られた検査前マスクに対して、電子ビーム検査機を用いて感度調整を行ったが、ＮＩＬ用マスクのパターンが微細であるため、鮮明な欠陥画像を得ることができなかった。

［比較例２］
設計欠陥部の設計データとして、凸部Ａおよび凹部Ｂを有しないデータを用いたこと以外は、実施例１と同様にして、検査前マスク３０を得た。得られた検査前マスクでは、エッジ欠陥部が主として形成され、目的とする設計欠陥部であるショート欠陥部は安定的に形成されなかった。忠実にショート欠陥部が形成された割合は２０％であった。

［実施例２］
まず、図１１（ａ）に示す基本マスクを作製した。具体的には、石英基板である透明基板２１上に、Ｃｒ酸化膜であるハードマスク２２が形成されたブランクを準備した（図８（ａ））。次に、ハードマスク２２上に電子線レジスト膜２３ａを形成して、電子線描画および現像を行った（図８（ｂ））。これにより、メインパターンを有するメインパターン領域と、意図的に形成された設計欠陥部を有する設計欠陥パターン領域とに対応するレジストパターン２３ｂを形成した（図８（ｃ））。次に、塩素と酸素の混合ガスでドライエッチングして透明基板２１を露出させ、さらに、フッ素ガスでドライエッチングして透明基板２１をエッチングした（図８（ｄ））。その後、ウェットエッチングでハードマスク２２を除去することにより、基本マスクを得た（図８（ｅ））。得られた基本マスクのメインパターンはＬ＆Ｓであり、図２（ａ）におけるＷ_１〜Ｗ_３は、それぞれ１０ｎｍであった。

次に、基本パターンの凸部（ライン部）を、ＸｅＦ_２を供給しながら電子ビームを照射し、エッチングした。これにより、ショート欠陥部およびエッジ欠陥部を有する第一マスク１０１を得た（図１１（ｂ））。得られた第一マスク１０１を用いて、白欠陥部Ｘ_Ｗが転写された黒欠陥部Ｘ_Ｂを有する第二マスクを形成した（図１１（ｃ））。なお、黒欠陥部Ｘ_Ｂの欠陥タイプおよび欠陥サイズは、図６に示した通りである。いずれの黒欠陥部（設計欠陥部）も、所望の形状を有することが確認された。

Ｘ…設計欠陥部、 Ｘ_Ｗ…白欠陥部、 Ｘ_Ｂ…黒欠陥部、Ｌ…ライン部、Ｓ…スペース部、１…メインパターン領域、２…設計欠陥パターン領域、１０…ＮＩＬ用マスク、１１…パターン、１２…パターン、１３…設計データ、１４…基本パターン、２１…透明基板、２２…ハードマスク、２３ａ…電子線レジスト膜、２３ｂ…レジストパターン、３０…検査前マスク、１００…基本マスク、 １０１…第一マスク、 １０２…第二マスク、１０３…第三マスク

Claims (3)

1. 意図的に形成された設計欠陥部を有する検査前マスクを形成する検査前マスク形成工程と、
   メインパターンによる電子ビーム検査機のフォーカス調整およびスティグマ調整の後に、前記設計欠陥部を基準として前記電子ビーム検査機のフォーカスおよびスティグマを調整し、前記検査前マスクの欠陥検査を行う検査工程と、
   を有することを特徴とするナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法。
2. 前記検査前マスク形成工程において、前記設計欠陥部の設計データとして、レジストの解像力限界または描画機のビームの広がりを考慮した、凸部、凹部または島状部を有するデータを用いることを特徴とする請求項１に記載のナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法。
3. 前記検査前マスク形成工程が、
   基本パターンを有する基本マスクを準備し、前記基本パターンの凸部を、修正装置を用いてエッチングすることで白欠陥部を形成し、当該白欠陥部を有する第一マスクを形成する第一マスク形成工程と、
   前記第一マスクを用いたインプリントによる転写によって、前記白欠陥部が転写された黒欠陥部を有する第二マスクを形成する第二マスク形成工程と、を有し、
   前記黒欠陥部が前記設計欠陥部であることを特徴とする請求項１に記載のナノインプリントリソグラフィ用マスクの製造方法。

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