WO2015137464A1 - 原版の検査方法、検査用原版の作製方法および、原版 - Google Patents

原版の検査方法、検査用原版の作製方法および、原版 Download PDF

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WO2015137464A1
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pattern
original plate
inspection
enlargement
layer
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PCT/JP2015/057363
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森田　成二
川門前　善洋
忍 杉村
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株式会社 東芝
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to an original plate inspection method, an inspection original plate preparation method, and an original plate.
  • An optical nanoimprint method is known as a technique for forming a fine pattern at a low cost. This is because the template having irregularities corresponding to the pattern to be formed on the substrate is pressed against the photocurable organic material layer applied to the substrate surface, and the organic material layer is cured by irradiating the template with the light. In this method, the pattern is transferred by releasing from the material layer.
  • this defect is also transferred to the substrate surface.
  • the defect size is small, the defect may not be detected even if the defect inspection is performed due to an optical resolution limit or the like.
  • the original plate inspection method includes a second pattern corresponding to the first pattern provided on the original plate, and an inspection in which a third pattern is provided on the second surface opposite to the surface on which the second pattern is provided.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the relationship between the master lithography master T1, the inspection lithography master T2a, and the enlarged inspection lithography master T2b.
  • FIG. 2 is a diagram showing the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the inspection lithography original plate T2b after enlargement shown in FIG.
  • FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a configuration of the lithography original inspection apparatus 100 according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the lithography original plate inspection method according to the embodiment.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of an inspection lithography original plate T2a before enlargement and an inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the relationship between the master lithography master T1, the inspection lithography master T2a, and the enlarged inspection lithography master T2b.
  • FIG. 2 is a diagram showing the inspection lith
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of the enlargement ratio measurement pattern Ma of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the enlargement ratio measurement pattern Mb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by swelling.
  • FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by swelling.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • FIG. 12 is a plan view of the inspection lithography original plate T2a shown in FIG.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • FIG. 1 is a diagram for explaining the concept of the relationship between the master lithography master T1, the inspection lithography master T2a, and the enlarged inspection lithography master T2b.
  • the inspection lithography original plate T2 of this embodiment is for acquiring defect information of the first pattern P provided on the master lithography original plate T1.
  • the master lithography master T1 is, for example, a template used for imprint processing or a photomask used for lithography processing.
  • FIG. 2 is a diagram showing the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the inspection lithography original plate T2b after enlargement shown in FIG. 2A shows a cross-sectional view, FIG. 2B shows a top view, and FIG. 2B shows a bottom view.
  • the inspection lithography original plate T2a includes a first layer 1 containing a photocurable resin and a second layer containing a thermoplastic resin or a thermosetting resin under the first layer 1.
  • the first layer 1 is provided with a second pattern Pa corresponding to the first pattern P of the master lithography master T1 to be inspected.
  • the 1st layer 1 contains photocurable resin, for example. Specifically, a mixture of three kinds of materials as the main component is used.
  • the liquid photocurable resin before photocuring shall contain a polymerization initiator.
  • a monomer having an acryloyl group is selected as a component for forming the base portion of the resin material.
  • a monomer having a vinyl group is selected as a component that softens the resin and facilitates expansion.
  • a polymerization initiator is selected for initiating a chemical reaction by light such as ultraviolet rays to polymerize monomers to form a polymer.
  • a small amount of a mold release additive or a surface tension adjuster may be added to the polymerization initiator.
  • a monomer having an acryloyl group (30 to 79% by weight
  • a monomer having a vinyl group (20 to 69% by weight
  • a polymerization initiator (1 to 5% by weight).
  • an acrylate monomer is used as the monomer having an acryloyl group.
  • a bifunctional acrylate is selected as the acrylate monomer.
  • the bifunctional acrylate for example, at least one of diethylene glycol diacrylate or tricyclodecane dimethanol diacrylate is selected.
  • the monomer having a vinyl group for example, a monofunctional vinyl monomer or a bifunctional vinyl monomer is selected.
  • vinyl monomer vinyl ether type and vinyl amide type are selected.
  • vinyl ether type at least one of alkyl monovinyl ether, ethylene glycol vinyl ether, ethylhexyl vinyl ether, normal butyl vinyl ether, ethyl vinyl ether and the like is selected.
  • vinylamide system for example, at least one of N-vinylformamide and N-vinylacetamide is selected.
  • radical polymerization type initiators are Irgacure 369, Irgacure 184, Darocur 1173, etc.
  • cationic polymerization type initiators are onium salts and the like.
  • the photocurable resin material examples include 26.0% by weight of VFA (N-vinylformamide: C3H5NO, CA registration number: 13162-05-5) and 44.0% by weight of FA-222A (diethylene glycol diacrylate: C10H14O5, CAS Registry Number: 4074-88-8), 25.0 wt% A-DCP (Tricyclodecane dimethanol diacrylate: C18H24O4, CAS Registry Number: 42594-17-2), 3.0 wt% Irgacure 369 And a mixed liquid.
  • VFA N-vinylformamide: C3H5NO, CA registration number: 13162-05-5)
  • FA-222A diethylene glycol diacrylate: C10H14O5, CAS Registry Number: 4074-88-8
  • A-DCP Tricyclodecane dimethanol diacrylate: C18H24O4, CAS Registry Number: 42594-17-2
  • Irgacure 369 a mixed liquid.
  • the photocurable resin is used.
  • a liquid silicon resin such as silicon polymer or silsesquioxane may be used.
  • the above-mentioned liquid photocurable resin has a low viscosity, and has a lower viscosity than at least a liquid thermoplastic resin and a thermosetting resin described later. For this reason, the master pattern can be easily transferred by using the photo-curing resin.
  • the second layer 2 is provided with an enlargement factor measurement pattern Ma (third pattern).
  • the enlargement factor measurement pattern Ma is provided on the surface opposite to the surface on which the first pattern is formed, and is provided corresponding to the region on which the second pattern P2 is formed.
  • the enlargement ratio measurement pattern Ma is for calculating the enlargement ratio of the inspection lithography original plate T2b after enlargement, and compares the dimensions of the enlargement ratio measurement pattern Ma with the dimensions of the enlargement ratio measurement pattern Mb after enlargement. Thus, the enlargement ratio can be obtained. A method for calculating the detailed enlargement ratio will be described later.
  • the enlargement factor measurement pattern Ma is arranged in a matrix, for example, but is not limited thereto.
  • the enlargement factor measurement pattern Ma may be a regular shape, for example, a line pattern or a concentric pattern. As a result, it becomes easy to determine which region the enlargement factor measurement pattern Ma is locally enlarged.
  • the thickness of the second layer 2 is thicker than that of the first layer 1, for example. Since the elastic modulus of the second layer 2 is smaller than that of the first layer 1, the shape of the second layer 2 is likely to change. For this reason, it is necessary to have a thickness that can maintain the shape of the second layer 2.
  • the second layer 2 includes a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • the elastic modulus of the thermoplastic resin and the thermosetting resin is lower than that of at least the photocurable resin described above.
  • Specific examples of the thermoplastic resin or thermosetting resin include PFA (ethylene tetrafluoride / hexafluoropropylene copolymer), ETFE (ethylene / tetrafluoroethylene copolymer), and FEP (tetrafluoride).
  • Ethylene / hexafluoropropylene copolymer PCTFE (polychlorotrifluoroethylene), PEN (polyethylene naphthalate), PET (polyethylene terephthalate), PC (polycarbonate), PS (polystyrene), PMMA (polymethyl methacrylate), At least one of COP (cyclic olefin polymer) or the like is selected.
  • PFA cyclic olefin polymer
  • the second layer 2 having a smaller elastic modulus than that of the first layer 1 is bonded onto the bottom surface of the first layer 1.
  • the first layer 1 is stretched by receiving the stress received by the second layer 2 on the surface in contact with the second layer 2.
  • the first layer 1 can be stretched without breaking.
  • the 2nd pattern Pa provided in the 1st layer 1 can be expanded, and the presence or absence of a defect of the 2nd pattern Pa, and the position of a defect can be detected.
  • a resin film, a quartz substrate, or the like may be provided on the lower surface of the second layer 2 of the enlarged inspection lithography original plate T2b via an adhesive.
  • a resin film, a quartz substrate, or the like may be provided on the lower surface of the second layer 2 of the enlarged inspection lithography original plate T2b via an adhesive.
  • Method for preparing inspection lithography master A method for producing the inspection lithography original plate T2a will be described. For example, a liquid photocurable resin (not shown) is applied.
  • the applied liquid photocurable resin is filled in the first pattern P by capillary action.
  • the first pattern P of the master lithography master T1 is transferred to the inspection lithography master T2a, and a second pattern Pa corresponding to the first pattern P is formed on the inspection lithography master T2a.
  • a resin substrate is mounted on the surface of the liquid resin.
  • the liquid resin is irradiated with light or heated. This cures the liquid resin.
  • light irradiation for example, ultraviolet light is irradiated.
  • the second layer 2 having the third pattern is produced.
  • the second layer 2 is produced by injection molding, compression molding, transfer molding or the like using the above thermoplastic resin or thermosetting resin.
  • the second layer 2 is manufactured after the first layer 1 is manufactured.
  • the second layer 2 may be before the first layer 1 is manufactured.
  • the order in which the second layer 2 is produced is not limited.
  • the first layer 1 and the second layer 2 are bonded.
  • the surface opposite to the surface on which the pattern of the second layer 2 is formed is surface-treated, and the first layer 1 is bonded.
  • the surface treatment is, for example, corona discharge, plasma discharge, primer treatment, or the like.
  • the carbon atom C and the hydrogen atom H on the surface of the first layer 1 are combined with the oxygen atom O to form a hydroxyl group and a carbonyl group.
  • the surface treatment is not limited to the first layer 1 but may be performed on the first layer 1.
  • a liquid resin containing a mixed component of the liquid resin as the component of the first layer 1 and the second layer 2 is cured between the first layer 1 and the second layer 2.
  • the first layer 1 and the second layer 2 may be bonded together.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the lithography original plate inspection apparatus 100 according to the embodiment.
  • the lithography original inspection apparatus 100 includes a light source 11, a condenser lens 12, an XY stage 13 on which the enlarged inspection lithography originals T2a and T2b are placed, an objective lens 14, and an image sensor 15. Unit, a sensor circuit 16, an A / D converter 17, a stage control circuit 18, a calculator 19, and a defect detection circuit 22.
  • the imaging unit captures the inspection lithography original plates T2a and T2b provided with the second patterns Pa and Pb corresponding to the first pattern P of the master lithography original plate T1, and generates a captured image.
  • the light source 11 is a mercury lamp, an argon laser, or the like.
  • the XY stage 13 is configured to be able to move the inspection lithography masters T2a and T2b in the horizontal biaxial direction (XY direction). The operation of the XY stage 13 is controlled by the stage control circuit 18.
  • the image sensor 15 is, for example, a CCD sensor in which CCDs (Charge Coupled Devices) are arranged one-dimensionally or two-dimensionally.
  • CCDs Charge Coupled Devices
  • the inspection lithography masters T2a and T2b are moved relative to the image sensor 15 in the X direction and the Y direction, so that a pattern image of the entire inspection lithography masters T2a and T2b is obtained. Can be imaged.
  • the image sensor 15 outputs the pattern images of the inspection lithography masters T2a and T2b to the sensor circuit 16.
  • FIG. 3 shows an example using transmitted light
  • reflected light may be used or a mixture of transmitted light and reflected light may be used according to the characteristics of the inspection lithography masters T2a and T2b. It may be used.
  • the sensor circuit 16 outputs an optical image (sensor image) corresponding to the pattern image output from the image sensor 15.
  • the A / D converter 17 converts the sensor image from analog to digital and outputs it to the defect detection circuit 22.
  • the defect detection circuit 22 compares the image (sensor image output from the A / D converter 17) obtained by imaging the inspection lithography original plate T2b after enlargement with the reference image, and inspects the inconsistent portion of the shape after enlargement. It is obtained as position information (coordinates) of the defect of the second pattern Pb of the lithography original plate T2b. Further, the defect detection circuit 22 calculates and outputs a predicted position of the defect in the master lithography master T1.
  • the defect detection circuit 22 may further detect the dimension of the defect Db of the second pattern Pb of the enlarged inspection lithography original plate T2b.
  • the above-described reference image is generated from, for example, design data of the master lithography master T1.
  • FIG. 4 is a flowchart showing an example of the lithography original plate inspection method according to the embodiment.
  • the master lithography master T1 having the first pattern P is duplicated, and the inspection lithography master T2a having the second pattern Pa corresponding to the first pattern P on the upper surface and having the enlargement factor measurement pattern Ma is produced.
  • the inspection lithography master T2a before enlargement is placed on the XY stage 13 of the lithography master inspection apparatus 100, and the dimension Ma of the enlargement ratio measurement pattern of the inspection lithography master T2a before enlargement is measured (step of FIG. 4). S101).
  • the inspection lithography original plate T2a is enlarged so that the second pattern Pa and the enlargement factor measurement pattern Ma are enlarged (step S102 in FIG. 4).
  • the inspection lithography original plate T2a is enlarged by, for example, stretching or swelling.
  • the enlarged inspection lithography original plate T2b is placed on the XY stage 13 of the original lithography inspection apparatus 100, and the dimension of the enlargement factor measurement pattern Mb of the enlarged inspection lithography original plate T2b is measured (step in FIG. 4). S103).
  • the size of the inspection lithography original plate T2a is compared with the size of the enlargement rate measurement pattern Ma of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the size of the enlargement rate measurement pattern Mb of the inspection lithography original plate T2b after enlargement.
  • the rate is calculated (step S104 in FIG. 4).
  • step S105 in FIG. 4 the position of the defect Db of the second pattern Pb of the enlarged inspection lithography original plate T2b is detected.
  • the dimension of the defect Db of the second pattern Pb of the enlarged inspection lithography original plate T2b may be further detected.
  • position information of the defect of the first pattern P in the master lithography original plate T1 is acquired (step S106 in FIG. 4).
  • the predicted dimension information of the defect of the first pattern P in the master lithography master T1 may be obtained.
  • the defect detection circuit 22 of the original lithography inspection apparatus 100 outputs the position and size of the detected defect.
  • the position of the defect includes the coordinate of the enlarged defect in the inspection lithography original plate T2b after the enlargement and the predicted coordinate of the defect in the master lithography original plate T1.
  • the inspection lithography original plate T2b is an enlargement of the inspection lithography original plate T2a.
  • the inspection lithography original plate T2a is enlarged by, for example, stretching or swelling.
  • the swelling means, for example, that the inspection lithography original plate T2a is immersed in an organic solvent, absorbed, and expanded.
  • the enlarged inspection lithography original plate T2b is, for example, an enlargement of the inspection lithography original plate T2a by 1.5 times or more.
  • the inspection lithography original plate T2a may be extended in one direction, may be extended in two orthogonal directions, or may be extended in three or more directions.
  • extending in a plurality of directions it may be extended in a plurality of directions at the same time, or may be sequentially extended one by one.
  • the inspection lithography original plate T2a may be rotated in a heated state to be stretched in all directions.
  • a defect D as shown in FIG. 1 exists in the first pattern P of the master lithography master T1.
  • the defect D is a defect that does not have a desired line and space pattern.
  • the defect D is transferred as the defect Da to the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a.
  • the inspection lithography original plate T2a is stretched and enlarged to obtain an enlarged inspection lithography original plate T2b.
  • a defect Db in which the defect Da is enlarged exists in the second pattern Pb of the lithography original plate T2b for enlargement inspection.
  • the defect Db is larger in size than the defect D of the master lithography original plate T1, optical detection is possible.
  • a second pattern Pa corresponding to the pattern of the master lithography master is formed on the inspection lithography master T2a by casting, LIM (Liquid Injection Molding), film transfer, or the like.
  • Exmn Xbmn / Xamn (1)
  • Eymn Ybmn / Yamn (2)
  • the dimensions X and Y of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement are expressed by the following equations (3) and (4).
  • D1x and D1y are dimensions of the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b after the enlargement (FIG. 2B).
  • the dimensions X and Y of the calculated defect Da of the second pattern Pa correspond to the predicted dimensions of the defect D of the first pattern P of the master lithography master T1.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an inspection lithography original plate T2a before enlargement and an inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • the film is stretched in the horizontal direction (X direction) and contracted in the vertical direction (Y direction).
  • the position (dimension from the reference point to the defect) Xd and Yd of the defect Da of the inspection lithography master T2a before enlargement is expressed as in the following equations (5) and (6), for example. Is done.
  • Xde and Yde are the positions (dimensions from the reference point to the defect) of the defect Db of the inspection lithography original plate T2b after enlargement (FIG. 5).
  • the enlargement rate is the average of the enlargement rates (shrinkage rates) of the enlargement rate measurement patterns Mb that are close to each other from the coordinates of the reference point to the position of the defect. ing.
  • the calculated positions Xd and Yd of the defect Da of the second pattern Pa correspond to the predicted position of the defect D of the first pattern P of the master lithography master T1.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • the film is stretched in the horizontal direction (X direction) and contracted in the vertical direction (Y direction).
  • the dimension Xa of the defect Da of the inspection lithography master T2a before enlargement is expressed by, for example, the following equation (7).
  • the enlargement ratio is an average of the enlargement ratios Ex41 and Ex42 of each enlargement ratio measurement pattern Mb close to the defect.
  • FIG. 7 is a diagram showing an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by stretching.
  • the film is stretched in the vertical direction (Y direction) and contracted in the horizontal direction (X direction).
  • the dimension Ya of the defect Da of the inspection lithography master T2a before enlargement is expressed, for example, by the following equation (8).
  • the enlargement ratio is an average of the enlargement ratios Ey41 and Ey42 of each enlargement ratio measurement pattern Mb close to the defect.
  • FIG. 8 is a diagram showing an example of an enlargement ratio measurement pattern Ma of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and an enlargement ratio measurement pattern Mb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by swelling. In addition, in FIG. 8, it is swollen in the vertical and horizontal directions (X and Y directions).
  • the positions (dimensions from the reference point to the defect) Xd and Yd of the defect Da on the inspection lithography original plate T2a before enlargement are expressed as in the following equations (9) and (10), for example. Is done.
  • Xde and Yde are the positions (dimensions from the reference point to the defect) of the defect Db of the inspection lithography original plate T2b after the enlargement (FIG. 8).
  • the enlargement ratio is the average of the enlargement ratios of the enlargement ratio measurement patterns Mb that are close to each other from the coordinates of the reference point to the position of the defect.
  • FIG. 9 is a diagram showing an example of the defect Da of the second pattern Pa of the inspection lithography original plate T2a before enlargement and the defect Db of the second pattern Pb of the inspection lithography original plate T2b enlarged by swelling. In addition, in FIG. 9, it swells in the vertical and horizontal directions (X and Y directions).
  • the dimensions Xa and Ya of the defect Da of the inspection lithography master T2a before enlargement are expressed, for example, by the following equations (11) and (12).
  • the enlargement ratio is an average of the enlargement ratios Ex41 and Ex42 (Ey41 and Ey42) of each enlargement ratio measurement pattern Mb close to the defect.
  • defect review by SEM can be performed, or the defect of the master lithography master T1 can be corrected using the electron beam correction apparatus. .
  • the predicted coordinates of the defect in the master lithography master T1 may be calculated not by the defect detection circuit 22 but by an external device.
  • the defect size in the pattern of the master lithography master T1 is a fine defect of 20 nm or less, it is extremely difficult to image the defect.
  • an enlarged defect that appears by enlarging the inspection lithography original plate T2a can be captured and represented in a sensor image, it can be detected by comparing it with a reference image.
  • the inspection lithography master T2a obtained by duplicating the pattern of the master lithography master T1 is enlarged, and the inspection lithography master T2b is inspected, so that there is a defect on the master lithography master T1. And the position of the defect can be detected.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • the inspection lithography original plate T2a is provided with the second pattern Pa on the upper surface, so that the first layer 1 made of photo-curing resin and the upper surface are fixed to the lower surface of the first layer 1.
  • the magnification ratio measurement pattern Ma is provided on the upper surface (the boundary between the first layer 1 and the second layer 2), and the second layer 2 having a thermoplastic resin or a thermosetting resin is provided. You may do it.
  • the 1st layer 1 and the 2nd layer 2 are fixed by adhesion
  • FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • FIG. 12 is a plan view of the inspection lithography original plate T2a shown in FIG.
  • the inspection lithography original plate T2a is provided with the second pattern Pa and the magnification measurement pattern Ma on the upper surface, the first layer 1 containing a photo-curing resin, and the upper surface being the first.
  • the second layer 2 may be provided so as to be fixed to the lower surface of the layer 1 and containing a thermoplastic resin or a thermosetting resin.
  • the enlargement factor measurement pattern Ma is arranged on the outer periphery of the upper surface of the first layer 1.
  • first layer 1 and the second layer 2 are fixed by, for example, adhesion.
  • FIG. 13 is a sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • the inspection lithography original plate T2a may be provided with a first layer 1 including a second pattern Pa and an enlargement factor measurement pattern Ma on the upper surface and containing a photocurable resin.
  • FIG. 14 is a sectional view showing an example of the configuration of the inspection lithography original plate T2a.
  • the inspection lithography original plate T2a is provided with the second pattern Pa on the upper surface, the enlargement factor measurement pattern Ma on the lower surface, and the first layer 1 containing a photo-curing resin. Also good.
  • fine defects can be detected.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

　実施形態の原版の検査方法は、原版に設けられた第１パターンに対応する第２パターンと、前記第２パターンが設けられた面の反対面の第２面に第３パターンが設けられた検査用原版を用意する工程と、前記検査用リソグラフィ原版を拡大させる工程と、前記検査用原版を拡大後、拡大前の第３パターンと拡大後の前記第３パターンの寸法を比較して前記第３パターンの拡大率を算出する工程と、前記検査用リソグラフィ原版を拡大後、前記第２パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、拡大後の前記第２パターンの欠陥の位置情報と、拡大後の前記第３パターンの拡大率とに基づいて、前記原版の前記第１パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、を有する。

Description

原版の検査方法、検査用原版の作製方法および、原版
　本発明の実施形態は、原版の検査方法、検査用原版の作製方法および、原版に関する。
　微細パターンを低コストに形成するための技術として、光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光硬化型有機材料層に押しつけ、これに光照射を行って有機材料層を硬化させ、テンプレートを有機材料層から離型することで、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。しかし、欠陥サイズが小さい場合、光学解像限界等により、欠陥検査を行っても欠陥を検出できない場合がある。
　実施形態の原版の検査方法は、原版に設けられた第１パターンに対応する第２パターンと、前記第２パターンが設けられた面の反対面の第２面に第３パターンが設けられた検査用原版を用意する工程と、前記検査用リソグラフィ原版を拡大させる工程と、前記検査用原版を拡大後、拡大前の第３パターンと拡大後の前記第３パターンの寸法を比較して前記第３パターンの拡大率を算出する工程と、前記検査用リソグラフィ原版を拡大後、前記第２パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、拡大後の前記第２パターンの欠陥の位置情報と、拡大後の前記第３パターンの拡大率とに基づいて、前記原版の前記第１パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、を有する。
図１は、マスタリソグラフィ原版Ｔ１、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、および、拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの関係の概念を説明するための図である。 図２は、図１に示す拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａと、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂとを示す図である。 図３は、実施形態に係るリソグラフィ原版検査装置１００の構成の一例を示す図である。 図４は、実施形態に係るリソグラフィ原版検査方法の一例を示すフロー図である。 図５は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの一例を示す図である。 図６は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。 図７は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。 図８は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率計測パターンＭａと、膨潤により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率計測パターンＭｂの一例を示す図である。 図９は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、膨潤により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。 図１０は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。 図１１は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。 図１２は、図１１に示す検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの平面図である。 図１３は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。 図１４は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。
　以下、各実施例について図面に基づいて説明する。
第１の実施形態
（検査用リソグラフィ原版の構成）
　図１は、マスタリソグラフィ原版Ｔ１、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、および、拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの関係の概念を説明するための図である。
　本実施形態の検査用リソグラフィ原版Ｔ２は、マスタリソグラフィ原版Ｔ１に設けられた第１パターンＰの欠陥情報を取得するためのものである。マスタリソグラフィ原版Ｔ１は、例えば、インプリント処理に用いられるテンプレートや、リソグラフィ処理に用いられるフォトマスクなどである。
　図２は、図１に示す拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａと、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂとを示す図である。なお、図２（ａ）は、断面図を示し、図２（ｂ）は、上面図を示し、図２（ｂ）は、下面図を示す。
　図１及び図２に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、光硬化型樹脂を含む第１の層１と、第１の層１の下に熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂を含む第２の層２とを有する２層構造を有する。図１では、第２の層２は省略されているものとする。
　第１の層１には、検査対象であるマスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰに対応する第２パターンＰａが設けられる。また第１の層１は、例えば光硬化型樹脂を含む。具体的には、主成分として３種類の材料を配合したものが用いられる。また、光硬化前の液状の光硬化型樹脂は、重合開始剤を含むものとする。
　光硬化型樹脂に用いられる１種類の樹脂としては、樹脂材料のベース部分を形成するための成分としてアクリロイル基を有するモノマーが選択される。２種類目は、樹脂を柔らかくして拡大しやすくする成分としてビニル基を有するモノマーが選択される。３種類目は、紫外線などの光によって化学反応を開始しモノマーを重合しポリマーとするための重合開始剤が選択される。なお、この重合開始剤に離型添加剤や表面張力調整剤などが微量に添加される場合がある。
　特に、アクリロイル基を有するモノマー（３０～７９重量％）と、ビニル基を有するモノマー（２０～６９重量％)と、重合開始剤（１～５重量％）と、を含む混合物を用いることが好ましい。これにより、拡大率３００％を達成し、かつ、ハーフピッチが５ｎｍのライン/スペースパターンや５ｎｍのサイズの欠陥を転写することができる。
　アクリロイル基を有するモノマーとしては、例えば、アクリレートモノマーが用いられる。アクリレートモノマーとしては、例えば、２官能アクリレートが選択される。２官能アクリレートとしては、例えば、ジエチレングリコールジアクリレート又はトリシクロデカンジメタノールジアクリレート等の少なくともいずれかが選択される。
　また、ビニル基を有するモノマーとしては、例えば、単官能ビニルモノマー又は二官能ビニルモノマーが選択される。ビニルモノマーとしてはビニルエーテル系とビニルアミド系などが選択され、ビニルエーテル系としてはアルキルモノビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、ノルマルブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等の少なくともいずれかが選択される。また、ビニルアミド系としては、例えば、N-ビニルホルムアミド又はN-ビニルアセトアミド等の少なくともいずれかが選択される。
　重合開始剤としては、一般的なラジカル重合型の開始剤やカチオン重合型の開始剤が選択される。たとえば、ラジカル重合型の開始剤は、イルガキュア３６９、イルガキュア１８４、ダロキュア１１７３等であり、カチオン重合型の開始剤は、オニウム塩などである。
　光硬化型樹脂材料の具体的な例としては、26.0重量%のVFA（N-ビニルホルムアミド：C3H5NO、CA登録番号: 13162-05-5）と、44.0重量%のFA-222A（ジエチレングリコールジアクリレート：C10H14O5、CAS登録番号: 4074-88-8）と、25.0重量%のA-DCP（トリシクロデカンジメタノールジアクリレート：C18H24O4、CAS登録番号: 42594-17-2）と、3.0重量%のイルガキュア369と、を含む混合液体である。
　本実施形態では、上記光硬化型樹脂を用いるが、これに限らず、シリコンポリマーやシルセスキオキサン等の液状シリコン樹脂であってもよい。上記の液状の光硬化型樹脂は粘性が低く、少なくとも後述する液状の熱可塑性樹脂及び熱硬化型樹脂と比較して粘性が低い。このため、上記の光硬化型樹脂を用いることにより、マスタのパターンの転写が容易となる。
　図２（ａ）及び図２（ｃ）に示すように、第２の層２には、拡大率計測パターンＭａ（第３パターン）が設けられる。拡大率計測パターンＭａは、第１のパターンが形成された面の反対面に設けられ、第２のパターンＰ２が形成された領域に対応して設けられる。拡大率計測パターンＭａは、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率を算出するためのものであり、拡大率計測パターンＭａの寸法と、拡大後の拡大率計測パターンＭｂの寸法とを比較することで拡大率を得ることができる。詳細な拡大率を算出する方法については後述する。
　拡大率計測パターンＭａは、例えばマトリクス状に配置されるが、これに限らない。拡大率計測パターンＭａは、規則的な形状であればよく、例えば、ラインパターン又は同心円状のパターンであってもよい。これにより、どの領域の拡大率計測パターンＭａが局所的に拡大されかを判別することが容易となる。
　第２の層２の厚さは、例えば、第１の層１の厚さよりも厚い。第２の層２の弾性率は、第１の層１の弾性率よりも小さいため、第２の層２の形状は変化しやすい。このため、第２の層２の形状を保つことが可能な程度の厚さを有する必要がある。
　第２の層２は、熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂等を含む。熱可塑性樹脂及び熱硬化型樹脂の弾性率は、少なくとも先述した光硬化型樹脂と比較して弾性率が小さい。熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂は、具体的には、例えばPFA（四フッ化エチレン/六フッ化プロピレン共重合体）、ETFE（エチレン/四フッ化エチレン共重合体）、FEP（四フッ化エチレン/六フッ化プロピレン共重合体）、PCTFE（ポリクロロトリフルオロエチレン）、PEN（ポリエチレンナフタレート）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）、PMMA（ポリメチルメタクリレート）、COP（環状オレフィンポリマー）等の少なくともいずれかが選択される。特に、200nm近傍の波長の遠紫外光を透過しやすい、つまり遠紫外光を吸収しにくいPFA、ETFE、FEP、PCTFE、PENを用いることが好ましい。第１の層１の欠陥を検査する際、第１の層１側から遠紫外光を照射し、第１の層１の表面及び第１の層１と第２の層２の界面で反射した遠紫外光を観測する。この時、熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂は遠紫外光を吸収して変質した場合、第１の層１と第２の層２の界面での遠紫外光の反射率が低下してしまい、第１の層１の欠陥検査の精度が低下する。
　本実施形態の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａによれば、第１の層１の底面上に第１の層１よりも弾性率の小さい第２の層２が接着される。第２の層２を引き延ばした時、第１の層１は、第２の層２が受けた応力を第２の層２と接触する面で受けて引き延ばされるので、検査用リソグラフィ原版Ｔ２を破損することなく第１の層１を引き延ばすことができる。これにより、第１の層１に設けられた第２パターンＰａを拡大することができ、第２パターンＰａの欠陥の有無、及び欠陥の位置を検出することができる。
　なお、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２の層２の下面に対して、接着剤を介して、樹脂フイルム及び石英基板などを設けてもよい。これにより、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの平坦性を確保することが可能となる。また、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂが縮小することを防ぎ、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの大きさを固定することも可能となる。
(検査用リソグラフィ原版の作製方法）
　検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの作製方法について説明する。例えば、液状の光硬化型樹脂（図示せず）を塗布する。
　塗布された液状の光硬化型樹脂は、毛細管現象により、第１パターンＰ内に充填される。マスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰが検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａに転写し、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａに第１パターンＰに対応する第２パターンＰａを形成する。
　次に、液状樹脂がマスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰに充填された後、液状樹脂の表面に樹脂基板を搭載する。その後、液状樹脂に対して光照射又は加熱を行う。これにより液状樹脂を硬化させる。光照射の場合は例えば紫外線を照射する。
　次に、硬化した液状樹脂と樹脂基板をマスタリソグラフィ原版Ｔ１から離型する。
　次に、第３パターンを有する第２の層２を作製する。第２の層２は、上記の熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂を用いて射出成型、圧縮成型、移送成型等により作製する。本実施形態では、第１の層１を作製後、第２の層２を作製するが、第２の層２は、第１の層１の作製前であってもよく、第１の層１と第２の層２の作製する順序は問わない。
　次に、第１層１と第２層２を接着する。接着する方法としては、第２層２のパターンが形成された面の反対面を表面処理し、第１層１を接着する。表面処理は、例えば、コロナ放電、プラズマ放電及びプライマー処理等である。コロナ放電、プラズマ放電等の場合、第１の層１の表面の炭素原子Ｃおよび水素原子Ｈは、酸素原子Ｏと結合してヒドロキシル基、カルボニル基を形成する。これにより表面の親水性が向上させることができ、第１の層１と第２の層２の密着性を向上することができる。なお、表面処理は、第１の層１に限らず、第１の層１に行ってもよい。また、上記表面処理に限らず、第１の層１及び第２の層２の間に、第１の層１と第２の層２の成分の液体樹脂の混合成分を含む液状樹脂を硬化させて、第１の層１と第２の層２を接着させてもよい。
（検査装置の構成）
　ここで、図３は、実施形態に係るリソグラフィ原版検査装置１００の構成の一例を示す図である。
　図３に示すように、リソグラフィ原版検査装置１００は、光源１１、集光レンズ１２、拡大検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂが載置されるＸＹステージ１３、対物レンズ１４、及び画像センサ１５を有する撮像部と、センサ回路１６と、Ａ／Ｄ変換器１７と、ステージ制御回路１８と、計算機１９と、欠陥検出回路２２とを備える。
　撮像部は、マスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰに対応する第２パターンＰａ、Ｐｂが設けられた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを撮像して撮像画像を生成する。
　光源１１は、水銀ランプやアルゴンレーザ等である。
　ＸＹステージ１３は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを水平２軸方向（ＸＹ方向）に移動可能に構成されている。ＸＹステージ１３の動作は、ステージ制御回路１８により制御される。
　画像センサ１５は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）を１次元又は２次元に配列したＣＣＤセンサである。この画像センサ１５には、拡大コピーテンプレート１３０のパターン像が、集光レンズ１２、対物レンズ１４等の光学系により、例えば数百倍に拡大されて結像される。
　画像センサ１５の受光面積が小さい場合でも、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂを画像センサ１５に対してＸ方向及びＹ方向に相対的に移動させることにより、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂ全体のパターン像を撮像することができる。画像センサ１５は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂのパターン像をセンサ回路１６へ出力する。
　なお、図３は、透過光を用いた例を示しているが、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａ、Ｔ２ｂの特性に応じて、反射光を用いてもよいし、透過光と反射光を混合したものを用いてもよい。
　センサ回路１６は、画像センサ１５から出力されたパターン像に応じた光学像（センサ画像）を出力する。
　Ａ／Ｄ変換器１７は、センサ画像をアナログデジタル変換し、欠陥検出回路２２へ出力する。
　欠陥検出回路２２は、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂを撮像した画像（Ａ／Ｄ変換器１７から出力されるセンサ画像）と、参照画像とを比較し、形状の不一致箇所を拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥の位置情報（座標）として得る。また、欠陥検出回路２２は、マスタリソグラフィ原版Ｔ１における欠陥の予測位置を算出して出力する。
　このとき、欠陥検出回路２２は、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの寸法をさらに検出するようにしてもよい。
　なお、上述の参照画像は、例えば、マスタリソグラフィ原版Ｔ１の設計データから生成される。
（検査用リソグラフィ原版を用いた欠陥検査方法）
　上記検査用リソグラフィ原版及び検査装置を用いて欠陥の位置情報を得る方法について説明する。図４は、実施形態に係るリソグラフィ原版検査方法の一例を示すフロー図である。
　先ず、第１パターンＰを有するマスタリソグラフィ原版Ｔ１を複製して、上面に第１パターンＰに対応した第２パターンＰａを有するとともに、拡大率計測パターンＭａを有する検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを作製する。
　次に、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａをリソグラフィ原版検査装置１００のＸＹステージ１３に載置し、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率計測パターンの寸法Ｍａを計測する（図４のステップＳ１０１）。
　次に、第２パターンＰａおよび拡大率計測パターンＭａが拡大するように検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを拡大させる（図４のステップＳ１０２）。なお、後述のように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを、例えば、延伸あるいは膨潤により、拡大させる。
　次に、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂをリソグラフィ原版検査装置１００のＸＹステージ１３に載置し、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率計測パターンＭｂの寸法を計測する（図４のステップＳ１０３）。
　次に、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率計測パターンＭａの寸法と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率計測パターンＭｂの寸法とを比較することにより、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率を算出する（図４のステップＳ１０４）。
　次に、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの位置を検出する（図４のステップＳ１０５）。このとき、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの寸法をさらに検出するようにしてもよい。そして、検出した第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの位置と、算出した拡大率とに基づいて、マスタリソグラフィ原版Ｔ１における第１パターンＰの欠陥の位置情報を取得する（図４のステップＳ１０６）。
　さらに加えて、検出した第２パターンＰｂの欠陥Ｄ２の寸法と、算出した拡大率とに基づいて、マスタリソグラフィ原版Ｔ１における第１パターンＰの欠陥の予測寸法情報を得るようにしてもよい。
　そして、リソグラフィ原版検査装置１００の欠陥検出回路２２は、検出された欠陥の位置および寸法を出力する。なお、欠陥の位置は、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂにおける拡大欠陥の座標、及びマスタリソグラフィ原版Ｔ１における欠陥の予測座標を含む。
　ここで、例えば、既述の図１に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂは、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを拡大させたものである。検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、例えば、延伸あるいは膨潤等により拡大させる。ここで膨潤とは、例えば検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを有機溶媒に浸し、吸収させ、膨張させることをいう。拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂは、例えば、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを１．５倍以上拡大したものである。
　なお、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを一方向に引き延ばしてもよいし、直交する２方向に引き延ばしてもよいし、３以上の方向に引き延ばしてもよい。
　複数方向に引き延ばす場合は、同時に複数方向に引き延ばしてもよいし、一方向ずつ順に引き延ばしてもよい。
　また、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを加熱した状態で回転させることで、全方向に引き延ばしてもよい。
　マスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰに、図１に示すような欠陥Ｄが存在する場合を考える。ここで、欠陥Ｄは、所望のラインアンドスペースパターンになっていないという欠陥である。この欠陥Ｄは、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２のパターンＰａに欠陥Ｄａとして転写される。そして、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを引き延ばして拡大することで拡大検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂを得る。拡大検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２のパターンＰｂには欠陥Ｄａが拡大された欠陥Ｄｂが存在する。
　この欠陥Ｄｂは、マスタリソグラフィ原版Ｔ１の欠陥Ｄよりもサイズが大きいため、光学的な検出が可能となる。
　検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａには、注型、ＬＩＭ（Ｌｉｑｕｉｄ　Ｉｎｊｅｃｔｉｉｏｎ　Ｍｏｌｄｉｎｇ）、フィルム転写等によりマスタリソグラフィ原版のパターンに対応する第２パターンＰａを形成する。
　この拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率計測パターンＭａは、横方向にXamnの寸法を有し、縦方向にYamnの寸法を有する(m, n=1,2,・・・) （図２）。
　また、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率計測パターンＭｂは、縦方向にXｂmnの寸法を有し、横方向にYｂmnの寸法を有する(m, n=1,2,・・・)。
　上記各寸法を計測することにより、以下の式（１）、（２）から、拡大率計測パターンの各領域における拡大率Exmn, Eymn(m, n=1,2,・・・)を算出することができる。

　　　　　　　　　　　Exmn=Xbmn/Xamn　　（１）

　　　　　　　　　　　Eymn=Ybmn/Yamn　　（２）

　そして、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａの寸法Ｘ、Ｙは、以下の式（３）、（４）のように表される。なお、この式（３）、（４）において、Ｄ１ｘ、Ｄ１ｙは、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの寸法である（図２（ｂ））。

　　　　　　　　　　　 X＝D1x/Exmn　　（３）

　　　　　　　　　　　 Y＝D1y/Eymn　　（４）

　このように、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの寸法Ｄ１ｘ、Ｄ１ｙを計測し、拡大率Exmn, Eymnを算出することにより、第２パターンＰａの欠陥Ｄａの寸法Ｘ、Ｙを算出することができる。
　この算出された第２パターンＰａの欠陥Ｄａの寸法Ｘ、Ｙは、マスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰの欠陥Ｄの予測寸法に対応する。
　また、図５は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの一例を示す図である。なお、図５では、横方向（Ｘ方向）に延伸させており、縦方向（Ｙ方向）には収縮している。
　この図５の例において、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの位置（基準点から欠陥までの寸法）Ｘｄ、Ｙｄは、例えば、以下の式（５）、（６）のように表される。なお、式（５）、（６）において、Ｘｄｅ、Ｙｄｅは、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの位置（基準点から欠陥までの寸法）である（図５）。なお、式（５）、（６）において、拡大率（収縮率）は、基準点の座標から欠陥の位置まで間に近接する各拡大率計測パターンＭｂの拡大率（収縮率）の平均になっている。

　　　　　　 Xd＝Xde/(Ex13+Ex23+Ex33+Ex43)×4　　（５）

　　　　　　 Yd＝Yde/(Ey13+Ey23+Ey33+Ey43)×4　　（６）

　式（５）、（６）に示すように、拡大率計測パターンの拡大率（縮小率）と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの位置（座標）を測定することにより、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの位置（座標）を算出することができる。
　この算出された第２パターンＰａの欠陥Ｄａの位置Ｘｄ、Ｙｄは、マスタリソグラフィ原版Ｔ１の第１パターンＰの欠陥Ｄの予測位置に対応する。
　また、図６は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。なお、図６では、横方向（Ｘ方向）に延伸させており、縦方向（Ｙ方向）には収縮している。
　この図６の例において、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法Ｘａは、例えば、以下の式（７）のように表される。なお、式（７）において、拡大率は、欠陥に近接する各拡大率計測パターンＭｂの拡大率Ｅｘ４１、Ｅｘ４２の平均になっている。

　　　　　　　　　Xa＝Xb/(Ex41+Ex42)×2　　（７）

　式（７）に示すように、拡大率計測パターンＭｂの拡大率と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの寸法Ｘｂを測定することにより、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法を算出することができる。
　また、図７は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、延伸により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。なお、図７では、縦方向（Ｙ方向）に延伸させており、横方向（Ｘ方向）には収縮している。
　この図７の例において、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法Ｙａは、例えば、以下の式（８）のように表される。なお、式（８）において、拡大率は、欠陥に近接する各拡大率計測パターンＭｂの拡大率Ｅｙ４１、Ｅｙ４２の平均になっている。

　　　　　　　　　Ya＝Yb/(Ey41+Ey42)×2　　（８）

　式（８）に示すように、拡大率計測パターンＭｂの拡大率と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの寸法を測定することにより、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法Ｙｂを算出することができる。
　また、図８は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの拡大率計測パターンＭａと、膨潤により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの拡大率計測パターンＭｂの一例を示す図である。なお、図８では、縦横方向（Ｘ、Ｙ方向）に膨潤させている。
　この図８の例において、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの位置（基準点から欠陥までの寸法）Ｘｄ、Ｙｄは、例えば、以下の式（９）、（１０）のように表される。なお、式（９）、（１０）において、Ｘｄｅ、Ｙｄｅは、拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの位置（基準点から欠陥までの寸法）である（図８）。なお、式（９）、（１０）において、拡大率は、基準点の座標から欠陥の位置まで間に近接する各拡大率計測パターンＭｂの拡大率の平均になっている。

　　　　　　 Xd＝Xde/(Ex13+Ex23+Ex33+Ex43)×4　　（９）

　　　　　　Yd＝Yde/(Ey13+Ey23+Ey33+Ey43)×4　　（１０）

　式（９）、（１０）に示すように、拡大率計測パターンの拡大率と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの位置（座標）を測定することにより、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの位置（座標）を算出することができる。
　また、図９は、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの第２パターンＰａの欠陥Ｄａと、膨潤により拡大させた検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの第２パターンＰｂの欠陥Ｄｂの一例を示す図である。なお、図９では、縦横方向（Ｘ、Ｙ方向）に膨潤している。
　この図９の例において、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法Ｘａ、Ｙａは、例えば、以下の式（１１）、（１２）のように表される。なお、式（１１）、（１２）において、拡大率は、欠陥に近接する各拡大率計測パターンＭｂの拡大率Ｅｘ４１、Ｅｘ４２（Ｅｙ４１、Ｅｙ４２）の平均になっている。

　　　　　　　　 Xa＝Xb/(Ex41+Ex42)×2　　（１１）

　　　　　　　　 Ya＝Yb/(Ey41+Ey42)×2　　（１２）

　式（１１）、（１２）に示すように、拡大率計測パターンＭｂの拡大率と拡大後の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂの欠陥Ｄｂの寸法Ｘｂ、Ｙｂを測定することにより、拡大前の検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの欠陥Ｄａの寸法を算出することができる。
　以上のように、マスタリソグラフィ原版Ｔ１上の欠陥の予測位置を出力することで、ＳＥＭによる欠陥レビューを行ったり、電子ビーム修正装置を用いてマスタリソグラフィ原版Ｔ１の欠陥を修正したりすることができる。
　なお、マスタリソグラフィ原版Ｔ１における欠陥の予測座標は、欠陥検出回路２２でなく、外部装置が算出してもよい。
　例えば、マスタリソグラフィ原版Ｔ１のパターンにおける欠陥のサイズが２０ｎｍ以下の微細な欠陥であった場合、この欠陥を撮像することは極めて困難である。しかし、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを拡大することで現れる拡大欠陥は、撮像してセンサ画像に表すことができるため、参照画像と比較することで検出することが可能となる。
　このように、本実施形態によれば、マスタリソグラフィ原版Ｔ１のパターンを複製した検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａを拡大し、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ｂを検査することで、マスタリソグラフィ原版Ｔ１上の欠陥の有無、及び欠陥の位置を検出することができる。
（変形例）
　ここで、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの他の構成例について説明する。
　図１０は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。
　図１０に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、上面に第２パターンＰａが設けられ、光硬化樹脂から成る第１の層１と、上面が第１の層１の下面に固定されるように配置され、上面（第１の層１と第２の層２との境界）に拡大率計測パターンＭａが設けられ、熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂を有する第２の層２と、を備えるようにしてもよい。
　なお、第１の層１と第２の層２とは、例えば、接着により固定される。
　また、図１１は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。図１２は、図１１に示す検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの平面図である。
　図１１、図１２に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、上面に第２パターンＰａおよび拡大率計測パターンＭａが設けられ、光硬化樹脂を含む第１の層１と、上面が第１の層１の下面に固定されるように配置され、熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂を含む第２の層２と、を備えるようにしてもよい。
　なお、拡大率計測パターンＭａは、第１の層１の上面の外周に配置される。
　また、第１の層１と第２の層２とは、例えば、接着により固定される。
　また、図１３は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。
　図１３に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、上面に第２パターンＰａおよび拡大率計測パターンＭａが設けられ、光硬化樹脂を含む第１の層１を備えるようにしてもよい。
　なお、図１３に示す検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの上面図は、図１２と同様である。
　また、図１４は、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａの構成の一例を示す断面図である。
　図１４に示すように、検査用リソグラフィ原版Ｔ２ａは、上面に第２パターンＰａが設けられ、下面に拡大率計測パターンＭａが設けられ、光硬化樹脂を含む第１の層１を備えるようにしてもよい。
　以上のように、本第１の実施形態に係る原版の検査方法によれば、微細な欠陥を検出することができる。
　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。

Claims (14)

  1. 　原版に設けられた第１パターンに対応する第２パターンと、第３パターンが設けられた検査用原版を用意する工程と、
    　前記検査用原版を拡大させる工程と、
    　前記検査用原版を拡大後、拡大前の第３パターンと拡大後の前記第３パターンの寸法を比較して前記第３パターンの拡大率を算出する工程と、
    　前記検査用原版を拡大後、前記第２パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、
    　拡大後の前記第２パターンの欠陥の位置情報と、拡大後の前記第３パターンの拡大率とに基づいて、前記原版の前記第１パターンの欠陥の位置情報を取得する工程と、
    を有する原版の検査方法。
  2. 　拡大後の前記第３パターンの欠陥の寸法を検出し、
    　検出した前記第３パターンの欠陥の寸法と、算出した拡大率とに基づいて、前記原版における前記第１パターンの欠陥の予測寸法情報を得る請求項１に記載の原版の検査方法。
  3. 　拡大後の前記検査原版を撮像した画像と、参照画像とを比較し、不一致箇所を拡大後の前記検査用原版の第２パターンの欠陥の位置情報とする請求項１又は２に記載の原版の検査方法。
  4. 　前記検査用原版は、
    　前記第２パターンが設けられた第１の層と、
    　前記３パターンが設けられ、前記第１の層と弾性率が異なる第２層を有する請求項１乃至項３のいずれか１項に記載の原版の検査方法。
  5. 　原版の第１パターンが形成された第１面に樹脂を塗布する工程と、
    　前記樹脂を硬化させて前記第１パターンに対応する第２パターンを形成する工程と、
    　硬化した前記樹脂を前記原版から剥離して第１層を形成する工程と、
    　第２の層に第３のパターンを形成する工程と、
    　前記第１の層と前記第２の層とを接着させる工程と、
    を有する検査用原版の作製方法。
  6. 　前記樹脂は、光硬化型樹脂である請求項５に記載の検査用原版の作製方法。
  7. 　熱可塑性樹脂又は熱硬化型樹脂を射出成型、圧縮成型又は移送成型して前記第２の層を形成する請求項５又は６記載の検査用原版の作製方法。
  8. 　第２パターンが設けられ、光硬化型樹脂の硬化物を含む第１の層と、
    　前記第１の層を固定し、熱硬化型樹脂又は熱可塑性樹脂の硬化物を含み、前記第１の層の弾性率よりも小さい原版。
  9. 　前記光硬化型樹脂は、アクリロイル基を有するモノマーとビニル基を有するモノマーとの重合体を含む請求項８に記載の原版。
  10. 　前記アクリロイル基を有するモノマーは、ジエチレングリコールジアクリレート又はトリシクロデカンジメタノールジアクリレートの少なくともいずれかが選択される請求項９に記載の原版。
  11. 　前記ビニル基を有するモノマーは、アルキルモノビニルエーテル、エチレングリコールビニルエーテル、エチルヘキシルビニルエーテル、ノルマルブチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、N-ビニルホルムアミド又はN-ビニルアセトアミドの少なくともいずれかが選択される請求項９又は１０に記載の原版。
  12. 　前記熱硬化型樹脂又は前記熱可塑性樹脂は、PFA（四フッ化エチレン/六フッ化プロピレン共重合体）、ETFE（エチレン/四フッ化エチレン共重合体）、FEP（四フッ化エチレン/六フッ化プロピレン共重合体）、PCTFE（ポリクロロトリフルオロエチレン）、PEN（ポリエチレンナフタレート）、PET（ポリエチレンテレフタレート）、PC（ポリカーボネート）、PS（ポリスチレン）、PMMA（ポリメチルメタクリレート）又はCOP（環状オレフィンポリマー）の少なくともいずれかが選択される請求項８乃至１１のいずれか一項に記載の原版。
  13. 　前記第２の層には、マトリクス状のパターン、ラインパターン、同心円状のパターンの少なくともいずれかを有する第３パターンが設けられる請求項８乃至１２のいずれか一項に記載の原版。
  14. 　前記第２の層は、前記第１の層よりも厚い請求項８乃至１３のいずれか一項に記載の原版。
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