JP2019041005A - リソグラフィ装置、および物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板チャックに付着したパーティクルを効率よく除去することができるリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、基板を保持する保持部１０２と、保持部と接触させて保持部をクリーニングするクリーニング部材と、クリーニング部材が保持部に接触した状態で形成される、クリーニング部材と保持部の間の空間に気体を供給する供給部１０９ａと、空間から気体を吸引する吸引部１０９ｂと、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置、および物品の製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板上のインプリント材を型で成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成することができる。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を塗布する。次に、型（原版）のパターン部とショット領域の位置合せを行いながら、型のパターン部とインプリント材とを接触（押印）させ、インプリント材をパターン部に充填させる。そして、光を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで型のパターン部とインプリント材とを引き離すことにより、インプリント材のパターンが基板上のショット領域に形成される。

このようなインプリント装置では、基板上に微細な構造物を形成するために基板の平坦度を高くすることが求められている。しかし、基板を保持する基板チャックの保持面の平坦度が低下すると、基板チャックに保持される基板の平坦度が低下し得る。基板チャックの保持面の平坦度が低下する原因として、例えば、基板チャックの保持面上に異物が付着することがある。

そこで、特許文献１では、基板チャックの保持面をクリーニングする技術が開示されている。高硬度研磨材、有機材料研磨材をウエハチャックに所定圧で接触させた状態で、これらの研磨材を遊星歯車方式でウエハチャックと摩擦、摺動させる。また、特許文献２では、格子状の溝を切ったクリーニングプレートをウエハチャックに適正な与圧状態で接触させ、ウエハチャックと相対移動させる。

特開平８−１１５８６８号公報 特開平９−２８３４１８号公報

図１６は、基板チャックとクリーニング部材の断面図である。クリーニング部材の下面に配置されている研磨パッド１６１と基板チャック１０２を接触させた状態で、研磨パッド１６１又は基板チャック１０２を移動させることで、基板チャック１０２において基板を保持する面（以下、保持面とする。）に付着した異物３６０を除去することができる。ここで、基板チャック１０２の保持面には、基板との接触面積を可能な限り小さくして、基板と保持面の間に異物を挟み込まないことを目的として、複数の突起が形成されている。このため、保持面をクリーニングした際に発生するパーティクル３５０が、複数の突起の間に付着し得る。また、複数の突起の間に付着したパーティクル３５０は、例えば基板チャック１０２が移動することにより、インプリント装置内の空間を漂い、基板上、又は型のパターン部に付着し得る。基板上、又は型のパターン部に付着したパーティクルは、パターン不良や型のパターン部の破損などの原因となり得る。

特許文献１では、クリーニングのためのユニットは遮蔽カバーで覆われており、遮蔽カバーに排気ダクトを設けエアを吸引することで、クリーニングで発生したパーティクルを吸引している。しかし、パーティクルが基板チャックに再度、付着した場合、付着したパーティクルを遮蔽カバーに設けた排気ダクトで吸引することは困難になり得る。また、特許文献２では、クリーニング部材に、負圧吸引用の孔が１箇所、設けられており、この孔から吸引することでパーティクルを除去している。しかし、１箇所の負圧吸引用の孔から負圧によって吸引しても、クリーニング部材と基板チャックの間の狭い空間に気体の流れを効率よく生成できず、負圧吸引用の孔から離れた位置にあるパーティクルを吸引することが困難になり得る。

そこで本発明は、基板チャックのクリーニングにより発生したパーティクルを効率よく除去することができるリソグラフィ装置、および物品の製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の一側面としてのリソグラフィ装置は、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、基板を保持する保持部と、前記保持部と接触させて前記保持部をクリーニングするクリーニング部材と、前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記クリーニング部材と前記保持部の間の空間に気体を供給する供給部と、前記空間から気体を吸引する吸引部と、を有する。

本発明によれば、基板チャックのクリーニングにより発生したパーティクルを効率よく除去することができるリソグラフィ装置、および物品の製造方法を提供することができる。

実施例１に係るインプリント装置を示した図である。 実施例１に係るクリーニング部を示した図である。 実施例１に係るクリーニング部材の上面図である。 実施例１に係るクリーニング部材の断面図である。 実施例１に係るクリーニング部材の下面図を示した図である。 実施例１に係るインプリント処理とクリーニング処理のフローチャートである。 実施例１に係るクリーニング処理のフローチャートである。 実施例２に係るクリーニング部材の断面図を示した図である。 実施例２に係るクリーニング部材の平面図を示した図である。 実施例３に係る第２クリーニング部材の断面図である。 実施例３に係る第３クリーニング部材の断面図である。 実施例３に係る第２クリーニング処理のフローチャートである。 実施例３に係る第４クリーニング部材の断面図である。 基板チャックに搬送した第４クリーニング部材を示す図である。 物品の製造方法を説明するための図である。 基板チャックとクリーニング部材の断面図である。

以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、リソグラフィ装置としてインプリント装置を用いた例について説明する。各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。

図１は実施例１に係るインプリント装置を示した図である。まず、図１を用いて、実施例１に係るインプリント装置の代表的な装置構成について説明する。インプリント装置１は、基板１０１上に供給されたインプリント材と型１００（原版）とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギーを与えることにより、型１００の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。

ここで、インプリント材には、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１５０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。

硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。

インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。

基板は、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。

型は、矩形の外周形状を有し、基板に対向する面（パターン面）に３次元状に形成されたパターン（回路パターンなどの基板１０１に転写すべき凹凸パターン）を備えたパターン部を有する。型は、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。

本実施例では、インプリント装置１は、光の照射によりインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、以下では、基板上のインプリント材に対して光を照射する、後述の照射光学系の光軸に平行な方向をＺ軸方向とし、Ｚ軸方向に垂直な平面内で互いに直交する２方向をＸ軸方向及びＹ軸方向とする。

図１を用いて、インプリント装置１の各部について説明する。型保持装置１１０は、真空吸着力や静電力によって型１００を引き付けて保持する型チャック（不図示）と、型チャックを保持して型１００（型チャック）を移動させる型移動機構（不図示）とを含む。型チャック及び型移動機構は、照射部１０４からの光が基板１０１の上のインプリント材に照射されるように、中心部（内側）に開口を有する。型移動機構は、基板１０１の上のインプリント材への型１００の押し付け（押印）、又は、基板１０１の上のインプリント材からの型１００の引き離し（離型）を選択的に行うように、型１００をＺ軸方向に移動させる。型移動機構に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。型移動機構は、型１００を高精度に位置決めするために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていても良い。また、型移動機構は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型１００を移動可能に構成されていても良い。更に、型移動機構は、型１００のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型１００の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。型保持装置１１０は、第１制御部１２０により制御される。

照射部１０４は、光源（不図示）と照射光学系（不図示）を有し、照射光学系は後述の光学素子を組み合わせたものを備える。照射部１０４は、インプリント処理において、型１００を介して、基板１０１の上のインプリント材に光（例えば、紫外線）を照射する。照射部１０４は、光源と、光源からの光をインプリント処理に適切な光の状態（光の強度分布、照明領域など）に調整するための光学素子（レンズ、ミラー、遮光板など）とを含む。本実施例では、光硬化法を採用しているため、インプリント装置１が照射部１０４を有している。但し、熱硬化法を採用する場合には、インプリント装置１は、照射部１０４に代えて、インプリント材（熱硬化性インプリント材）を硬化させるための熱源を有することになる。照射部１０４は、第２制御部１２１により制御される。

アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、基板１０１に形成されたアライメントマークと、型１００に形成されたアライメントマークとのＸ軸及びＹ軸の各方向への位置ずれを計測する。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、インプリントヘッド部１０６に構成されている。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは第３制御部１２２により制御される。また、第３制御部１２２は、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂによって計測された位置ずれを取得する。また、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、型１００のパターン部の形状や基板１０１に形成されたショット領域の形状を計測することも可能である。従って、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、インプリント処理の対象となる基板１０１の領域と型１００のパターン部との間の整合状態を計測する計測部としても機能する。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、本実施形態では、型１００のパターン部と基板１０１に形成されたショット領域との形状差を計測する。また、第２アライメントスコープ１１２は、オフアクシスのアライメントスコープであり、必要に応じてグル―バルなアライメントを行う。第２アライメントスコープ１１２も第３制御部１２２により制御される。

液体吐出装置１１１は、予め設定されている供給量情報に基づいて、基板１０１の上にインプリント材を供給する。また、液体吐出装置１１１から供給されるインプリント材の供給量（即ち、供給量情報）は、例えば、基板１０１に形成されるインプリント材のパターンの厚さ（残膜の厚さ）やインプリント材のパターンの密度などに応じて設定される。液体吐出装置１１１は、第４制御部１２３により制御されている。

気体供給機構１１８ａ、１１８ｂは、インプリント装置１の内部で発生したパーティクルを型１００、及び基板１０１の周辺に進入させないために、気体を供給する機能を有する。気体供給機構１１８ａ、１１８ｂは、第５制御部１２４により制御されている。

基板チャック１０２（保持部）は、真空吸着力や静電力によって基板１０１を引き付けて保持する。板部材１１３ａ、１１３ｂは、基板１０１を取り囲むようにして、基板１０１と同じ高さになるように基板チャック１０２の周囲に配置されている。基板チャック１０２は微動ステージ１１４上に搭載され、微動ステージ１１４は、粗動ステージ１１５上に搭載される。微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５は、ＸＹ面内で移動可能である。型１００を基板１０１の上のインプリント材に押し付ける際に微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５の位置を調整することで型１００の位置と基板１０１の位置とを互いに整合させる。微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５に適用可能なアクチュエータは、例えば、リニアモータやエアシリンダを含む。また、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１０１を移動可能に構成されていても良い。なお、インプリント装置１における型１００の押印及び離型は、型１００をＺ軸方向に移動させることで実現する。ただし、基板１０１をＺ軸方向に移動させることで実現させても良い。また、型１００と基板１０１の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、型１００の押印及び離型を実現しても良い。更に、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５は、基板１０１のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１０１の傾きを調整するためのチルト機能を有するように構成されていても良い。また、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５の位置はステージ干渉計１１７でモニタされている。微動ステージ１１４、粗動ステージ１１５、及びステージ干渉計１１７は、第６制御部１２５により制御されている。

クリーニング部１０９は、例えば基板チャック１０２の基板保持面に異物が付着することにより、基板チャック１０２の平坦度が低下した際に、基板チャック１０２の表面をクリーニングする。クリーニング部１０９は、基板チャック１０２と接触して基板チャックの基板保持面をクリーニングするクリーニング部材１５０と、クリーニング部材１５０をＺ軸方向に移動させるＺ駆動機構（不図示）とを有している。また、クリーニング部１０９は、気体を供給する供給部１０９ａに気体を供給する管を介して接続している。また、クリーニング部１０９は、気体を吸引する吸引部１０９ｂに気体を吸引する管を介して接続している。クリーニング部１０９、供給部１０９ａ、及び吸引部１０９ｂは、第７制御部１２６により制御される。

主制御部１２７は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成され、メモリに格納されたプログラムに従って、第１制御部１２０、第２制御部１２１、第３制御部１２２、第４制御部１２３、第５制御部１２４、第６制御部１２５等の制御部を制御する。つまり、主制御部１２７は、インプリント装置１の各部の動作及び調整などを制御する。また、主制御部１２７は、第１制御部１２０等の制御部が構成されたコンピュータと別のコンピュータからなる構成としても良いし、第１制御部１２０等の制御部のうちの少なくとも１つの制御部と共通のコンピュータからなる構成としても良い。また、主制御部１２７は、インプリント装置１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成しても良いし、インプリント装置１の他の部分とは別対で（別の筐体内に）構成しても良い。

インプリント装置１は、粗動ステージ１１５等を載置するベース定盤１１６と、型保持装置１１０等を固定するブリッジ定盤１０８と、を有する。

図２は、実施例１に係るクリーニング部を示した図である。クリーニング部１０９が基板チャック１０２をクリーニングする場合、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５が移動することにより、基板チャック１０２がクリーニング部１０９下に位置する。そして、クリーニング部１０９のＺ駆動機構が、クリーニング部材１５０を下方向（Ｚ軸のマイナス方向）に移動させて、クリーニング部材１５０と基板チャック１０２を接触させる。この時、クリーニング部１０９のＺ駆動機構は所定の力でクリーニング部材１５０を基板チャック１０２に押し付ける。また、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５の少なくとも一方が基板チャック１０２を上方向（Ｚ軸のプラス方向）に移動させて、所定の力でクリーニング部材１５０を基板チャック１０２に押し付けても良い。

図３は、実施例１に係るクリーニング部材１５０の上面図である。基板チャック１０２をクリーニングするとき、クリーニング部材１５０の研磨パッド１６１（研磨部）と基板チャック１０２の保持面とを接触させる。この状態を維持して、基板チャック１０２及びクリーニング部材１５０の少なくとも一方をＸＹ平面内に沿って、研磨パッド１６１が基板チャック１０２の全面に接触するように移動させる。これにより、基板チャック１０２の保持面に付着した異物が削ぎ落とされ、異物が基板チャック１０２から除去される。

ここで、基板チャック１０２には複数の突起が形成されている。これは、基板１０１と基板チャック１０２とが接触する面積を減らして、異物を挟み込まないことを目的としている。その複数の突起の上端が基板１０１と接触した状態で基板チャック１０２は基板１０１を保持する。例えば、その突起の径は１ｍｍ前後、チャック底部からの高さは０．５ｍｍ前後、突起の配置ピッチは５ｍｍ前後とする。通常、クリーニングで発生するパーティクルの大きさは数μｍ以下である。このようなパーティクルは、研摩パッド１６１と基板チャック１０２の底部との間の空間に浮遊し得る。また、基板チャック１０２に形成された複数の突起の側面や複数の突起の間の底面に付着し得る。

そこで、本実施例に係るクリーニング部１０９は、基板チャック１０２とクリーニング部材１５０の間の空間に気体を供給して、基板チャック１０２とクリーニング部材１５０の間の空間から気体を吸引する。これにより、研摩パッド１６１と基板チャック１０２の底部との間の空間に浮遊したパーティクル、及び基板チャック１０２に付着したパーティクルを吸引することができる。図４は実施例１に係るクリーニング部材１５０の断面図を示した図である。

クリーニング部材１５０の下面に配置されている研磨パッド１６１は、基板チャック１０２と接触して、基板チャック１０２に付着した異物を削ぎ落とす。そのため、研磨パッド１６１には溝が形成されている。

また、クリーニング部材１５０には、基板チャック１０２との間の空間に気体を供給するための供給口１６０と、基板チャック１０２との間の空間から気体を吸引する吸引口１６２が形成されている。クリーニング部材１５０が基板チャック１０２と接触している状態で、気体を供給する供給部１０９ａは、供給口１６０を介してクリーニング部材１５０と基板チャック１０２との間の空間に気体を供給する。また、気体を吸引する吸引部１０９ｂは、吸引口１６２を介してクリーニング部材１５０と基板チャック１０２との間の空間から気体を吸引する。

また、吸引口１６２の周囲には平坦部１６３が形成されている。平坦部１６３は、研磨パッド１６１が基板チャック１０２に接触している状態で、基板チャック１０２とは接触しないように構成されている。具体的には、図４に示すように、研磨パッド１６１が基板チャック１０２に接触している状態で、基板チャック１０２の底面から突起の上端までの距離ｄ１よりも、基板チャック１０２の底面から平坦部１６３の下面までの距離ｄ２の方が長い。

図５は、実施例１に係るクリーニング部材の下面図である。図３で示すように、供給口１６０はクリーニング部材１５０の中央に形成され、吸引口１６２は供給口１６０の周囲に形成されている。また、吸引口１６２は供給口１６０を取り囲むように環状の形状で形成されているが、吸引口１６２は供給口１６０の周囲に形成された、複数の吸引口から構成されていても良い。また、図５に示すクリーニング部材１５０の外形は円形であるが、矩形や楕円形など他の形状でも良い。

ここで、供給口１６０から供給された気体が吸引口１６２に吸引されることで、基板チャック１０２とクリーニング部材１５０との間の空間に気体の流れが発生する。この気体の流れにより、研摩パッド１６１と基板チャック１０２の底部との間の空間に浮遊したパーティクル、及び基板チャック１０２に付着したパーティクルが基板チャック１０２から脱離して吸引口１６２を介して吸引部１０９ｂに吸引される。また、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体が吸引口１６２に吸引されると、供給口１６０から吸引口１６２へ気体が吸引されることが阻害される。したがって、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体が吸引口１６２に吸引されることが抑制されることが望ましい。そこで、供給口１６０から吸引口１６２までの距離ｗ１、クリーニング部材１５０の外周から吸引口１６２までの距離ｗ２、距離ｄ１、及び距離ｄ２を調整する。

ここで、研摩パッド１６１と基板チャック１０２の間の空間の気体が吸引口１６２へ吸引されやすさを示すコンダクタンスＣ１とする。また、供給口１６０と吸引口１６２での気圧の差をΔＰ１とする。また、クリーニング部材１５０と基板チャック１０２の間の空間から吸引口１６２へ吸引される気体の流量Ｑ１とする。Ｃ１、ΔＰ１、及びＱ１は、以下の式（１）の関係になる。
Ｑ１＝Ｃ１ΔＰ１・・・・（１）

また、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体が吸引口１６２へ吸引されやすさを示すコンダクタンスＣ２とする。また、クリーニング部材１５０の周囲の気圧と吸引口１６２での気圧の差をΔＰ２とする。また、及び基板チャック１０２の間の空間から吸引口１６２へ吸引される気体の流量Ｑ２とする。Ｃ２、ΔＰ２、及びＱ２は、以下の式（２）の関係になる。
Ｑ２＝Ｃ２ΔＰ２・・・・（２）

また、コンダクタンスＣ１は距離ｗ１と距離ｄ１により定まり、コンダクタンスＣ２は距離ｗ２と距離ｄ２により定まる。よって、距離ｗ１、及び距離ｄ１を定数とすると、距離ｗ２、及び距離ｄ２を調整することにより、流量Ｑ１が流量Ｑ２より大きくなるようにすることができる。流量Ｑ１が流量Ｑ２より大きくなるようにするための距離ｗ２、及び距離ｄ２は、シミュレーションや実験等から求めることができる。よって、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体が吸引口１６２に吸引されることが抑制される。

また、平坦部１６３を設けることで、研磨パッド１６１で研磨されることにより発生するパーティクルが、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間を通って、クリーニング部材１５１の周囲に飛散することを抑制することができる。

次に、インプリント処理とクリーニング処理について説明する。図６は、インプリント処理とクリーニング処理についてのフローチャートである。インプリント処理が開始されると、ステップ２０１において、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５が移動することにより基板１０１が液体吐出装置１１１の下に位置し、液体吐出装置１１１が基板１０１上にインプリント材を供給する。次にステップ２０２において、型保持装置１１０、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５が移動することにより、型１００と基板１０１上のインプリント材とを接触（押印）させる。そして、照射部１０４がインプリント材に光を照射してインプリント材を硬化させる。そして、型１００と基板１０１上のインプリント材を引き離す（離型）。ステップ２０３において、主制御部１２７は予め定められた枚数の基板１０１についてインプリント処理が完了したか否かを判定する。完了していない場合はステップ２０１に戻る。完了した場合は、ステップ２０４に進む。

ステップ２０４において、主制御部１２７は基板チャック１０２に保持された状態での基板１０１の平坦度を示す値が規定値（予め定められた値）以上であるか否かを判定する。平坦度を示す値は、例えば、Ｐ−Ｖ値などがある。ここで、基板１０１の平坦度は、任意のタイミングで定期的に計測して主制御部１２７の記憶部に格納しておく。基板１０１の平坦度が規定値以上でない場合、インプリント処理を終了する。基板１０１の平坦度が規定値以上である場合、ステップ２０５に進み、クリーニング処理を行う。

ここで、クリーニング処理について詳細に説明する。図７はクリーニング処理のフローチャートである。クリーニング処理が開始されると、ステップ３０１において、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５が移動することにより基板チャック１０２がクリーニング部１０９の下に位置する。そして、クリーニング部材１５０が下に移動して、基板チャック１０２の保持面とクリーニング部材１５０の研磨パッド１６１とが接触する。ステップ３０２において、供給部１０９ａにより供給口１６０を介してクリーニング部材１５０と基板チャック１０２の間の空間に気体が供給される。また、吸引部１０９ｂにより吸引口１６２を介してクリーニング部材１５０と基板チャック１０２の間の空間から気体が吸引される。ステップ３０３において、微動ステージ１１４、及び粗動ステージ１１５がＸＹ平面内で移動することにより研磨パッド１６１で基板チャック１０２を研磨してクリーニングする。ステップ３０４において、クリーニング部材１５０が上に移動することにより研磨パッド１６１と基板チャック１０２を引き離し、クリーニング処理を終了する。

以上により、本実施例に係るインプリント装置によれば、基板チャックとクリーニング部材の間の空間に気体を供給して、基板チャックとクリーニング部材の間の空間から気体を吸引しながら、基板チャックをクリーニングする。これにより、基板チャックのクリーニングにより発生したパーティクルを効率よく除去することができる。

次に実施例２に係るインプリント装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１に従い得る。

図８は実施例２に係るクリーニング部材と基板チャックの断面図である。また、図９は実施例２に係るクリーニング部材の平面図である。本実施例に係るクリーニング部材１５１と、実施例１に係るクリーニング部材１５０との違いは、平坦部１６３の周囲に第２吸引口１６４、及び第２吸引口１６４の周囲に第２平坦部１６５を配置した点である。

第２吸引口１６４が、クリーニング部材１５１の周囲の気体、及び平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体を吸引する。これにより、研磨パッド１６１で研磨されることにより発生するパーティクルが、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間を通って、クリーニング部材１５１の周囲に飛散することを抑制することができる。

さらに、第２吸引口１６４の周辺に第２平坦部１６５を配置する。これによって、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間から第２吸引口１６４へ吸引される気体の流量よりも、第２平坦部１６５と基板チャック１０２の間の空間から第２吸引口１６４へ吸引される気体の流量を大きくすることができる。これにより、研磨パッド１６１で研磨されることにより発生するパーティクルが、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間を通って、クリーニング部材１５１の周囲に飛散することを抑制することができる。

ここで、基板チャック１０２の底面から第２平坦部１６５の下面までの距離ｄ３とする。また、基板チャック１０２の底面から平坦部１６３の下面までの距離ｄ２とする。また、吸引口１６２から第２吸引口１６４までの距離ｗ２とする。また、クリーニング部材１５１の外周から第２吸引口１６２までの距離ｗ３とする。また、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間の気体が第２吸引口１６４へ吸引されやすさを示すコンダクタンスＣ３とする。また、吸引口１６２と第２吸引口１６４での気圧の差をΔＰ３とする。また、平坦部１６３と基板チャック１０２の間の空間から第２吸引口１６４へ吸引される気体の流量Ｑ３とする。Ｃ３、ΔＰ３、及びＱ３は、以下の式（３）の関係になる。
Ｑ３＝Ｃ３ΔＰ３・・・・（３）

また、第２平坦部１６５と基板チャック１０２の間の空間の気体が第２吸引口１６４へ吸引されやすさを示すコンダクタンスＣ４とする。また、クリーニング部材１５１の周囲の気圧と第２吸引口１６４での気圧の差をΔＰ４とする。また、及び第２平坦部１６５と基板チャック１０２の間の空間から第２吸引口１６４へ吸引される気体の流量Ｑ４とする。Ｃ４、ΔＰ４、及びＱ４は、以下の式（４）の関係になる。
Ｑ４＝Ｃ４ΔＰ４・・・・（４）

また、コンダクタンスＣ３は距離ｗ２と距離ｄ２により定まり、コンダクタンスＣ４は距離ｗ３と距離ｄ３により定まる。よって、距離ｗ２、及び距離ｄ２を定数とすると、距離ｗ３、及び距離ｄ３を調整することにより、流量Ｑ４が流量Ｑ３より大きくなるようにすることができる。流量Ｑ４が流量Ｑ３より大きくなるようにするための距離ｗ３、及び距離ｄ３は、シミュレーションや実験等から求めることができる。

なお、クリーニング部材１５１の供給口１６０を大気解放した状態で、吸引口１６２と第２吸引口１６４から気体を吸引する構成としても良い。吸引口１６２と第２吸引口１６４から気体を吸引することにより、基板チャック１０２と研磨パッド１６１との間の空間にある気体が吸引口１６２、または第２吸引口１６４へ吸引される。そして、研摩パッド１６１と基板チャック１０２の底部との間の空間に浮遊したパーティクル、及び基板チャック１０２に付着したパーティクルを除去することができる。

以上により、本実施例に係るインプリント装置によれば、基板チャックとクリーニング部材の間の空間に気体を供給して、基板チャックとクリーニング部材の間の空間から気体を吸引しながら、基板チャックをクリーニングする。これにより、基板チャックのクリーニングにより発生したパーティクルを効率よく除去することができる。

また、平坦部の周囲に第２吸引口、及び第２吸引口の周囲に第２平坦部を配置することにより、パーティクルが、平坦部と基板チャックの間の空間を通って、クリーニング部材の周囲に飛散することを抑制することができる。

次に実施例３に係るインプリント装置について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例１に従い得る。

研磨パッド１６１で研磨されることにより発生するパーティクルの大部分は、基板チャック１０２とクリーニング部材１５０の間の空間に気体を供給して、基板チャック１０２とクリーニング部材１５０の間の空間から気体を吸引することにより除去される。しかし、パーティクルの一部は、基板チャック１０２に再度、付着して、気体の供給及び吸引により除去されずに基板チャック１０２に形成された複数の突起の側面や複数の突起の間の底面に付着し得る。また、研磨パッド１６１にもパーティクルが付着し得る。研磨パッド１６１に付着したパーティクルは、クリーニング処理が終了して、基板チャック１０２から離れた後に、インプリント装置１内の空間を漂い、基板上、又は型のパターン部に付着し得る。

そこで、本実施例に係るクリーニング部材は粘着部材を備え、基板チャック１０２、及び研磨パッド１６１に残留したパーティクルを粘着部材に吸着して除去する。図１０は、実施例３に係る第２クリーニング部材の断面図である。クリーニング部材２５０（第２クリーニング部材）は、基板１０１と同様の形状を有した部材２５０ａの下面に粘着性を有する粘着部材２５０ｂを設けている。クリーニング部材２５０を、基板チャック１０２の保持面に搬送し基板チャック１０２に粘着部材２５０ｂを接触させ吸着する。粘着部材２５０ｂは、弾性率が基板チャック１０２に形成された複数の突起よりも小さく柔軟性があるため、突起の形状に沿って変形する。粘着部材２５０ｂがパーティクルと接触し、粘着部材２５０ｂにパーティクルが付着することでパーティクルを基板チャック１０２から除去することができる。ここで、粘着部材２５０ｂは、ポリイミドなどの樹脂材料を用いることができる。

また、図１１は、実施例３に係る第３クリーニング部材の断面図である。クリーニング部材２５１（第３クリーニング部材）は、基板１０１と同様の形状を有した部材２５１ａの上面に粘着性を有する粘着部材２５１ｂを設けている。クリーニング部材２５１を、基板チャック１０２の保持面に搬送し吸着する。そして、研磨パッド１６１に粘着部材２５１ｂを接触させる。粘着部材２５１ｂは、弾性率が研磨パッド１６１に形成された溝よりも小さく柔軟性があるため、溝の形状に沿って変形する。粘着部材２５１ｂがパーティクルと接触し、粘着部材２５１ｂにパーティクルが付着することでパーティクルを研磨パッド１６１から除去することができる。

図１２は、実施例３に係る第２クリーニング処理のフローチャートである。実施例１に係るクリーニング処理を実行した後、本実施例に係る第２クリーニング処理を実行する。第２クリーニング処理が開始されると、ステップ４０１においてクリーニング部材２５０を基板チャック１０２に搬送する。ステップ４０２において基板チャック１０２に粘着部材２５０ｂを接触させ吸着する。ステップ４０３において、クリーニング部材２５０を基板チャック１０２から搬出する。これにより、基板チャック１０２に付着したパーティクルを粘着部材２５０ｂに吸着させて除去することができる。

次にステップ４０４においてクリーニング部材２５１を基板チャック１０２に搬送する。ステップ４０５において粘着部材２５１ｂに研磨パッド１６１を接触させて、研磨パッド１６１を粘着部材２５１ｂから離す。ステップ４０６において、クリーニング部材２５１を基板チャック１０２から搬出する。これにより、研磨パッド１６１に付着したパーティクルを粘着部材２５１ｂに吸着させて除去することができる。なお、ステップ４０４において、クリーニング部材２５０の上下を逆にしてクリーニング部材２５１として搬送するようにしても良い。

しかし、図１２に示すフローチャートではクリーニング部材２５０及びクリーニング部材２５１を搬送する必要があるので時間がかかる。そこで、クリーニング部材の下面と上面に粘着部材を配置することでクリーニング時間を短縮することができる。図１３は、実施例３に係るクリーニング部材の断面図である。また、図１４は、基板チャックに搬送したクリーニング部材を示す図である。クリーニング部材２５２は、基板１０１と同様の形状を有した部材２５２ａの下面に粘着性を有する粘着部材２５２ｂと、上面に粘着性を有する粘着部材２５２ｃを設けている。クリーニング部材２５２を、基板チャック１０２の保持面に搬送し基板チャック１０２に粘着部材２５２ｂを接触させ吸着する。そして、研磨パッド１６１に粘着部材２５２ｃを接触させる。また、粘着部材２５２ｂは、弾性率が基板チャック１０２に形成された複数の突起よりも小さく柔軟性があるため、突起の形状に沿って変形する。粘着部材２５２ｂがパーティクルと接触し、粘着部材２５２ｂにパーティクルが付着することでパーティクルを基板チャック１０２から除去することができる。また、粘着部材２５２ｃは、弾性率が研磨パッド１６１に形成された溝よりも小さく柔軟性があるため、溝の形状に沿って変形する。粘着部材２５２ｃがパーティクルと接触し、粘着部材２５２ｃにパーティクルが付着することでパーティクルを研磨パッド１６１から除去することができる。よって、クリーニング部材２５２を用いることでクリーニング処理の時間を短縮することができる。

以上により、本実施例に係るインプリント装置によれば、基板チャックとクリーニング部材の間の空間に気体を供給して、基板チャックとクリーニング部材の間の空間から気体を吸引しながら、基板チャックをクリーニングする。これにより、基板チャックのクリーニングにより発生したパーティクルを効率よく除去することができる。

さらに、粘着部材を有するクリーニング部材を用いて基板チャックおよびクリーニング部材の研摩パッドをクリーニングする。これにより、気体の供給及び吸引により除去されないで基板チャックとクリーニング部材の研摩パッドに残留したパーティクルを除去することができる。

（物品の製造方法）
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図１５（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１５（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１５（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１５（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１５（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１５（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。リソグラフィ装置の一例として、基板の上のインプリント材を型により成形（成型）して、基板にパターン形成を行うインプリント装置について説明したが、インプリント装置に限定されるものではない。

リソグラフィ装置の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線（電子線やイオンビームなど）で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置などの装置であっても良い。また、リソグラフィ装置の一例として、基板を露光することでパターン形成を行う露光装置であっても良い。また、感光媒体を基板の表面上に塗布する塗布装置、パターンが転写された基板を現像する現像装置など、デバイス等の物品の製造において、前述のようなリソグラフィ装置が実施する工程以外の工程を実施する製造装置も含み得る。

また、実施例１乃至実施例３は、単独で実施するだけでなく、実施例１乃至実施例３のうち少なくとも２つの組合せで実施することができる。

Claims (14)

1. 基板にパターンを形成するリソグラフィ装置であって、
   基板を保持する保持部と、
   前記保持部と接触させて前記保持部をクリーニングするクリーニング部材と、
   前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記クリーニング部材と前記保持部の間の空間に気体を供給する供給部と、
   前記空間から気体を吸引する吸引部と、を有する、
   ことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記クリーニング部材は、前記保持部に接触する面に供給口と、前記供給口の周辺に吸引口を有し、
   前記供給部は前記供給口を介して前記空間に気体を供給し、前記吸引部は前記吸引口を介して前記空間から気体を吸引することを特徴とする、請求項１に記載のリソグラフィ装置。
3. 前記クリーニング部材は、前記保持部に接触する面の中央に、前記保持部と接触する研磨部と、前記研磨部の周辺に前記保持部に対向する面を有し、前記保持部と接触しない平坦部とを有することを特徴とする、請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記平坦部と前記保持部の間の第１空間から前記吸引部に吸引される気体の流量より、前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記研磨部と前記保持部の間の第２空間から前記吸引部に吸引される気体の流量の方が多くなることを特徴とする、請求項３に記載のリソグラフィ装置。
5. 前記クリーニング部材は、前記吸引口の周辺に第２吸引口を有し、
   前記吸引部は、前記第２吸引口を介して前記気体を吸引することを特徴とする、請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記クリーニング部材は、前記第２吸引口の周辺に前記保持部に対向する面を有し、前記保持部と接触しない第２平坦部を有することを特徴とする、請求項５に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記第２平坦部と前記保持部の間の第３空間から前記吸引部に吸引される気体の流量より、前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で形成される、前記平坦部と前記保持部の間の第１空間から前記吸引部に吸引される気体の流量の方が多くなることを特徴とする、請求項６に記載のリソグラフィ装置。
8. 前記保持部と前記クリーニング部材を接触させた状態で前記クリーニング部材または前記保持部を移動させて前記保持部をクリーニングすることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記クリーニング部材で前記保持部をクリーニングした後に、粘着部材で前記保持部をクリーニングすることを特徴とする、請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記クリーニング部材で前記保持部をクリーニングした後に、粘着部材で前記クリーニング部材をクリーニングすることを特徴とする、請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記保持部が前記クリーニング部材と接触する面には複数の突起が配置されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記クリーニング部材が前記保持部に接触した状態で、前記保持部、及び前記クリーニング部材の少なくとも一方が移動することを特徴とする、請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記クリーニング部材は、前記保持部に接触する面の中央に前記供給口を有することを特徴とする、請求項２乃至請求項１２のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
14. 請求項１乃至請求項１３のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
    前記工程で前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、を有し、
    処理した前記基板を用いて物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。

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