JP2006007382A - Method for removing fine particles - Google Patents
Method for removing fine particles Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006007382A JP2006007382A JP2004189675A JP2004189675A JP2006007382A JP 2006007382 A JP2006007382 A JP 2006007382A JP 2004189675 A JP2004189675 A JP 2004189675A JP 2004189675 A JP2004189675 A JP 2004189675A JP 2006007382 A JP2006007382 A JP 2006007382A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fine particles
- probe
- detecting
- cantilever
- photomask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
Abstract
Description
本発明は、微細加工プロセスに用いる部材に付着したナノサイズの微粒子の除去方法に関する。 The present invention relates to a method for removing nano-sized fine particles adhering to a member used in a microfabrication process.
リソグラフィー技術の進化・多様化が進み、新たな可能性を探るエマージングリソグラフィー技術として、特許文献1に記載のNanoimprint lithography(以下、ナノインプリントリソグラフィーと記載)、特許文献2に記載のStep and flush imprint lithography(以下、光ナノインプリントリソグラフィーと記載)、あるいは特許文献3に記載の近接場光リソグラフィー等、新規なリソグラフィー方式が提案されている。
これらの新規なリソグラフィー方式は、主として100nm以下のサイズのパターンが形成可能な方式であり、いずれもモールドやフォトマスクを被加工基板や被露光基板に対して500nm以下(典型的には200nm以下)まで近接させて、モールドやマスクの情報を基板側に転写するものである。
Evolution and diversification of lithography technology has progressed, and as emerging lithography technology for exploring new possibilities, Nanoimprint lithography described in Patent Document 1 (hereinafter referred to as nanoimprint lithography), Step and flash imprint lithography described in Patent Document 2 (hereinafter referred to as nanoimprint lithography) Hereinafter, a novel lithography method such as optical nanoimprint lithography) or near-field optical lithography described in Patent Document 3 has been proposed.
These new lithography methods are mainly methods capable of forming a pattern having a size of 100 nm or less, and in any case, a mold or a photomask is 500 nm or less (typically 200 nm or less) with respect to a substrate to be processed or a substrate to be exposed. The information on the mold and mask is transferred to the substrate side.
また、ナノサイズの微粒子を観察するため、原子間力顕微鏡(以下、AFMと略す)が開発され、これを用いて、半導体産業からバイオ産業まで幅広く、さまざまな観察対象がナノスケールの分解能で観察されている。
AFMは尖鋭な探針を弾性体として機能するカンチレバーで支持し、観察対象と探針との間に作用する力によるカンチレバーの弾性変形を検出し、この変形量を基に、観察対象の形状を観察するものである。
ここで、弾性変形の検出方式としては、
(1)探針を観察対象に斥力が生じるまで接触させながら、観察対象上を2次元に走査する接触モード、
(2)カンチレバーを周期的に振動させ、探針と観察対象との間に作用する微弱な力による周期的振動状態の変化を検出しながら2次元に走査する周期的接触モード、等がある。
The AFM supports a sharp tip with a cantilever that functions as an elastic body, detects elastic deformation of the cantilever due to the force acting between the observation target and the probe, and based on the amount of deformation, determines the shape of the observation target. To observe.
Here, as an elastic deformation detection method,
(1) A contact mode in which the observation object is scanned in two dimensions while contacting the observation object until repulsion occurs.
(2) There is a periodic contact mode in which the cantilever is periodically vibrated and two-dimensional scanning is performed while detecting a change in the periodic vibration state due to a weak force acting between the probe and the observation target.
しかしながら、上記のような(光)ナノインプリントリソグラフィーや近接場光リソグラフィーに用いられるモールドやフォトマスクは、被加工基板に近接させて使用されるため、加工プロセスを繰り返すにつれて、モールドやフォトマスクにナノサイズの微粒子が付着してしまう場合が生じる。このような場合、付着部分の影響が被加工基板側に転写され、加工欠陥を生じさせる可能性がある。 However, since molds and photomasks used in (optical) nanoimprint lithography and near-field photolithography as described above are used in close proximity to the substrate to be processed, the nanosize is added to the mold and photomask as the processing process is repeated. Of fine particles may adhere. In such a case, the influence of the adhering portion is transferred to the substrate to be processed, which may cause a processing defect.
ナノサイズの加工を行うためのモールドやフォトマスクはその構造がナノサイズであるため、高価であり、表面に付着したナノサイズの微粒子を取り除く技術の開発が望まれる。しかしながら、ナノサイズの微粒子は付着位置を検出することが難しく、取り除くことはさらに難しい問題であり、これらを解決した装置等の早期の実現が求められる。 Molds and photomasks for performing nano-size processing are expensive because of their nano-sized structure, and it is desired to develop a technique for removing nano-sized fine particles adhering to the surface. However, it is difficult to detect the attachment position of nano-sized fine particles and it is a more difficult problem to remove, and early realization of an apparatus that solves these problems is required.
本発明は、上記課題に鑑みて、微細加工プロセスに用いる部材に付着したナノサイズの微粒子を検出し、除去することが可能となる微粒子の除去方法を提供することを目的とするものである。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a fine particle removal method capable of detecting and removing nano-sized fine particles attached to a member used in a microfabrication process.
本発明は、以下のように構成した微粒子の除去方法を提供するものである。
すなわち、本発明の微粒子の除去方法は、微細加工プロセスに用いる部材に付着した微粒子の除去方法であって、弾性体に支持された探針を、該弾性体を周期的に弾性変形させながら、該周期的弾性変形の変化から該部材と該探針との間の距離を制御し、前記部材に近接させる工程と、前記探針の距離の制御量から、前記部材に付着した微粒子の位置を検出する工程と、前記位置を検出した結果に基づいて、前記探針を前記部材に付着した微粒子に近接させ、該探針により部材に付着した微粒子を除去する工程と、を少なくとも有することを特徴としている。
また、本発明においては、前記部材に付着した微粒子の位置を検出する工程を、前記部材に探針を近接させた後、該探針を部材の面内方向に2次元走査し、該2次元走査中の前記探針の制御量から、前記部材に付着した微粒子の位置を検出する工程とすることができる。
また、本発明においては、前記微粒子を除去する工程が、前記位置を検出した後、前記弾性体の周期的な弾性変形を停止させ、探針の該微粒子に作用させる斥力を増大させて、部材に対し探針を相対移動させ、部材に付着した微粒子を除去する工程とすることができる。
また、本発明においては、前記部材として、近接場光リソグラフィーで用いられるフォトマスク、またはナノインプリントリソグラフィー、または光ナノインプリントリソグラフィーで用いられるモールドに適用することができる。
The present invention provides a fine particle removal method configured as follows.
That is, the method for removing fine particles of the present invention is a method for removing fine particles adhering to a member used in a microfabrication process, wherein a probe supported by an elastic body is elastically deformed while periodically elastically deforming the elastic body. The step of controlling the distance between the member and the probe from the change in the cyclic elastic deformation and bringing it close to the member, and the position of the fine particles attached to the member from the control amount of the distance of the probe And a step of detecting, and based on a result of detecting the position, the probe is brought close to the fine particles attached to the member and the fine particles attached to the member are removed by the probe. It is said.
In the present invention, the step of detecting the position of the fine particles attached to the member is performed by two-dimensionally scanning the probe in the in-plane direction of the member after bringing the probe close to the member. It can be a step of detecting the position of the fine particles adhering to the member from the control amount of the probe during scanning.
Further, in the present invention, the step of removing the fine particles, after detecting the position, stops the periodic elastic deformation of the elastic body, and increases the repulsive force acting on the fine particles of the probe. On the other hand, the step of moving the probe relative to each other to remove the fine particles adhering to the member can be adopted.
In the present invention, the member can be applied to a photomask used in near-field photolithography, a mold used in nanoimprint lithography, or optical nanoimprint lithography.
本発明によれば、微細加工プロセスに用いる部材に付着したナノサイズの微粒子を検出し、除去することが可能となる微粒子の除去方法を実現することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the removal method of the microparticles | fine-particles which can detect and remove the nanosize microparticles adhering to the member used for a microfabrication process is realizable.
本発明の実施の形態における微粒子の除去方法の原理を図1を用いて説明する。
図1において、101はフォトマスク、102はマスクパターン、103はカンチレバー、104は探針である。
図1に示されるように、フォトマスク101上に形成されているマスクパターン102上を、弾性体であるカンチレバー103に支持された探針104で、フォトマスク101の面内方向に2次元走査する。
このとき、カンチレバー103はフォトマスク101面の法線方向に振動させておく。この状態で、探針104先端をフォトマスク101表面に対して、ファンデルワールス力が作用する距離まで近づける。この距離の接近により、このファンデルワールス力の影響を受け、カンチレバー103の振動状態(振幅や位相)が変化する。この振動状態を検出し、これが一定になるように、フォトマスク101に対する探針104を支持するカンチレバー103の支持部107のフォトマスク面法線方向の位置を調整する。2次元走査中の支持部107の位置調整量からフォトマスク101表面の凹凸の形状を検出することができる。
ここで、カンチレバーの振動状態を検出するためにこの振動の振幅を検出する方法としては、光てこ法、光干渉計、静電センサ等を用いることができる。
The principle of the method for removing fine particles in the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
In FIG. 1, 101 is a photomask, 102 is a mask pattern, 103 is a cantilever, and 104 is a probe.
As shown in FIG. 1, a
At this time, the
Here, as a method of detecting the amplitude of the vibration in order to detect the vibration state of the cantilever, an optical lever method, an optical interferometer, an electrostatic sensor, or the like can be used.
ここでは、一例として光てこ法を用いてカンチレバーの振動状態を検出し、微粒子を除去する方法について説明する。
光てこ法によりカンチレバーの振動状態を検出するには、まず、レーザによってカンチレバー103のマスクパターン102側と反対の面を照射し、このカンチレバー103により反射されたレーザ光を、不図示の2分割センサに導入する。この2分割センサは2つのフォトダイオードから構成され、2つのダイオードに上記レーザ光がほぼ均等になるように導入される。
つぎに、カンチレバー103に振動を付与させることで、カンチレバー103を周期的に弾性変形させながら、探針104先端がフォトマスク101表面に近ずくように、ステージ106を駆動する。カンチレバー103の表面がたわむとレーザ光の反射が変化し、2分割センサの2つのフォトダイオードに導入される光の割合が変化する。このたわみ量による光の反射の変化量によって振動状態を検出し、探針104とフォトマスク101表面との間の距離を制御し、カンチレバー103で支持された探針104をフォトマスク101上に形成されているマスクパターン102上まで近付けた後、カンチレバー103を2次元走査する。
上記振動状態の検出によって、この2次元走査中でのファンデルワールス力の影響によるカンチレバー103の振動状態が一定になるように位置の調整をし、この位置調整量からフォトマスク101のマスクパターン102とは異なる形状として、フォトマスク101表面に存在するゴミやコンタミ等の微粒子105を検出する。
Here, as an example, a method for detecting the vibration state of the cantilever using the optical lever method and removing the fine particles will be described.
In order to detect the vibration state of the cantilever by the optical lever method, first, a surface opposite to the
Next, by applying vibration to the
By detecting the vibration state, the position is adjusted so that the vibration state of the
つぎに、この微粒子105の検出後、ステージ106を駆動し、探針104の先端が微粒子105の位置にくるように制御した後、カンチレバー103の振動を停止させる。さらに、カンチレバー103の支持部107をフォトマスク101表面に近づける方向に駆動し、探針104と微粒子105の間に作用する斥力を増大させる。
その後、ステージ106をフォトマスク101の面内方向に駆動し、フォトマスク101に対し、探針104先端を相対移動させ、このマスク探針104によって微粒子105をフォトマスク101から剥離して移動させ、除去する。
Next, after detecting the
Thereafter, the
このとき、探針104と微粒子105との間に作用させる斥力の大きさは、フォトマスク101に対する微粒子105の付着力の大きさに依るが、概ね10-7N〜10-4Nの間である。例えば、カンチレバー103の弾性変形における弾性定数を10N/mとする場合、カンチレバー103の支持部107をフォトマスク101に対して接触させた後、さらに1μm近づけることにより、10-5Nの斥力を作用させることができる。
本実施の形態では、一つの探針を支持するカンチレバーを例に挙げて、説明を行ったが、本発明の概念はこれに限定されるものでなく、少なくとも1つ以上の探針を支持するカンチレバーが、少なくとも1つ以上あれば良い。複数の探針あるいは複数のカンチレバーによる場合には、複数の微粒子を同時に除去でき、微粒子除去のスループットを向上させることが可能となる。
At this time, the magnitude of the repulsive force acting between the
In the present embodiment, the description has been given by taking a cantilever that supports one probe as an example, but the concept of the present invention is not limited to this, and supports at least one probe. There may be at least one cantilever. In the case of using a plurality of probes or a plurality of cantilevers, a plurality of fine particles can be removed at the same time, and the fine particle removal throughput can be improved.
101:フォトマスク
102:マスクパターン
103:カンチレバー
104:探針
105:微粒子
106:ステージ
107:支持部
101: Photomask 102: Mask pattern 103: Cantilever 104: Probe 105: Fine particle 106: Stage 107: Support part
Claims (4)
弾性体に支持された探針を、該弾性体を周期的に弾性変形させながら、該周期的弾性変形の変化から該部材と該探針との間の距離を制御し、前記部材に近接させる工程と、
前記探針の距離の制御量から、前記部材に付着した微粒子の位置を検出する工程と、
前記位置を検出した結果に基づいて、前記探針を前記部材に付着した微粒子に近接させ、該探針により部材に付着した微粒子を除去する工程と、
を少なくとも有することを特徴とする微粒子の除去方法。 A method for removing fine particles adhering to a member used in a microfabrication process,
The probe supported by the elastic body is controlled to be close to the member by controlling the distance between the member and the probe from the change of the periodic elastic deformation while periodically elastically deforming the elastic body. Process,
Detecting a position of fine particles attached to the member from a control amount of the probe distance;
Based on the result of detecting the position, bringing the probe close to the fine particles attached to the member, and removing the fine particles attached to the member by the probe;
A method for removing fine particles, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189675A JP2006007382A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Method for removing fine particles |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004189675A JP2006007382A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Method for removing fine particles |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006007382A true JP2006007382A (en) | 2006-01-12 |
Family
ID=35775173
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004189675A Pending JP2006007382A (en) | 2004-06-28 | 2004-06-28 | Method for removing fine particles |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006007382A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010058222A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Ricoh Co Ltd | Cantilever for processing |
-
2004
- 2004-06-28 JP JP2004189675A patent/JP2006007382A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010058222A (en) * | 2008-09-03 | 2010-03-18 | Ricoh Co Ltd | Cantilever for processing |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Engstrom et al. | Additive nanomanufacturing–A review | |
US7107826B2 (en) | Scanning probe device and processing method by scanning probe | |
Tseng | Advancements and challenges in development of atomic force microscopy for nanofabrication | |
Zhang et al. | Material-insensitive feature depth control and machining force reduction by ultrasonic vibration in AFM-based nanomachining | |
JP2009534200A (en) | Article for parallel lithography having a two-dimensional pen array | |
TW200843867A (en) | Nanolithography with use of viewports | |
JP2008194838A (en) | Method for testing nano-imprint lithography mold and method for removing resin residue | |
JP5520317B2 (en) | Method for patterning a nanoscale pattern of molecules on the surface of a material | |
US20110014378A1 (en) | Leveling devices and methods | |
Kühnel et al. | Towards alternative 3D nanofabrication in macroscopic working volumes | |
Deng et al. | High rate 3D nanofabrication by AFM-based ultrasonic vibration assisted nanomachining | |
Yan et al. | A control approach to high-speed probe-based nanofabrication | |
Zhou et al. | Vibration assisted AFM-based nanomachining under elevated temperatures using soft and stiff probes | |
JP2006007382A (en) | Method for removing fine particles | |
Liu et al. | Direct deformation study of AFM probe tips modified by hydrophobic alkylsilane self-assembled monolayers | |
Schitter et al. | Towards fast AFM-based nanometrology and nanomanufacturing | |
JP2011119447A (en) | Method for measuring release force of transfer material for nano imprint | |
JP2009198202A (en) | Foreign matter removing device and foreign matter removing method | |
JP2007322363A (en) | Probe structure and scanning probe microscope | |
US20100051056A1 (en) | Foreign object removal method and method for manufacturing semiconductor device | |
Giam et al. | Direct-write scanning probe lithography: towards a desktop fab | |
JP2016080926A (en) | Foreign matter removal method, foreign matter removal device, and probe | |
Hassani et al. | Nanolithography study using scanning probe microscope | |
JP2007251108A (en) | Method for correcting failure and defect of rough pattern transferred from original of nano imprint lithography | |
Zhu | Nanofabrication and its application in developing high aspect ratio (HAR) and edge Atomic Force Microscopy (AFM) probes |