JP2019117845A - リソグラフィ装置及び物品の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の周囲の空間に供給するガスに含まれるパーティクルを低減するのに有利な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、前記基板の周囲の空間にガスを供給するノズルと、前記ガスに含まれるパーティクルを除去するためのフィルタと、前記ノズル及び前記フィルタに接続して前記フィルタから前記ノズルに前記ガスを移送するための経路を形成するチューブと、前記チューブに設けられた電極と、前記電極に電圧を印加する印加部と、を有し、前記チューブは、少なくとも一部に絶縁性の部分を含み、前記電極は、前記絶縁性の部分の外側に設けられていることを特徴とするリソグラフィ装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置及び物品の製造方法に関する。

インプリント技術は、ナノスケールの微細パターンの転写を可能にする技術であり、半導体デバイスや磁気記憶媒体の量産用ナノリソグラフィ技術の１つとして注目されている。インプリント技術を用いたインプリント装置では、微細な凹凸パターンが形成されたモールド（原版）を基板上のインプリント材に接触させる（押し付ける）。そして、モールドと基板上のインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させてからモールドを引き離すことで、基板上にパターンを形成する。

インプリント装置では、パターンを形成するために、モールドをインプリント材に接触させたり、モールドをインプリント材から引き離したりすることが必要となるため、モールドの寿命が大きな課題となっている。モールドの寿命を左右する大きな要因の１つは、インプリント装置内で発生するパーティクルである。インプリント装置内で発生するパーティクルとしては、ステージや搬送ロボットなどの各種アクチュエータの動作による摺動や摩擦に起因するパーティクルや局所パージに用いるガスに含まれるパーティクルが考えられる。このようなパーティクルは基板の表面やモールドのパターン面に付着するため、その状態でモールドを基板上のインプリント材に接触させると、モールドのパターンが破損したり、基板上に形成されるパターンに不良が発生したりする。

モールドへのパーティクルの付着のメカニズムの１つとして、基板上のインプリント材からモールドを引き離すことによってモールドの表面が帯電（剥離帯電）し、モールドの近傍の部材の表面に付着しているパーティクルを引き付けるという現象がある。例えば、基板を保持する基板ステージには、各種センサや各種マークが配置され、更に、気流を制御するための平板部材が基板の周囲を取り囲むように配置されている。インプリント装置内で発生するパーティクルは、これらの表面に付着して蓄積されていく。モールドと基板ステージとは常に近接しており、帯電したモールドは、基板ステージとの間に強い電界を発生させるため、かかる電界によって、基板ステージに弱く付着しているパーティクルがモールドに引き付けられて付着してしまう。

そこで、モールドへのパーティクルの付着を低減するための技術が提案されている（特許文献１参照）。特許文献１では、モールドの周囲を取り囲むように、ガスを供給するノズルを３列で配置している。そして、最外周のノズルから供給するガスで周囲環境からのパーティクルの進入を防止しながら、最内周のノズルから供給するガスでモールドと基板との間の空間を充填（パージ）する。なお、最外周のノズルと最内周のノズルとの間のノズルから供給されるガスは、それらの機能を補助する機能を有する。

特開２０１４−５６８５４号公報

しかしながら、周囲環境からのパーティクルの進入を防止するためのガスやモールドと基板との間の空間を充填するためのガスにもパーティクルが含まれている。特許文献１では、ガスに含まれているパーティクルを除去するためにフィルタを用いているが、かかるフィルタからも僅かにパーティクルが発生する。また、ガス供給源とノズルとを繋ぐ配管もパーティクルの発生源となる。従って、ノズルから供給されるガスとともに、パーティクルがモールドと基板との間の空間に進入して、モールドや平板部材に付着してしまう可能性がある。

本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板の周囲の空間に供給するガスに含まれるパーティクルを低減するのに有利なリソグラフィ装置を提供することを例示的目的とする。

上記目的を達成するために、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、前記基板の周囲の空間にガスを供給するノズルと、前記ガスに含まれるパーティクルを除去するためのフィルタと、前記ノズル及び前記フィルタに接続して前記フィルタから前記ノズルに前記ガスを移送するための経路を形成するチューブと、前記チューブに設けられた電極と、前記電極に電圧を印加する印加部と、を有し、前記チューブは、少なくとも一部に絶縁性の部分を含み、前記電極は、前記絶縁性の部分の外側に設けられていることを特徴とする。

本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。

本発明によれば、例えば、基板の周囲の空間に供給するガスに含まれるパーティクルを低減するのに有利なリソグラフィ装置を提供することができる。

本発明の一側面としてのインプリント装置の構成を示す概略図である。 モールドの構成を示す概略図である。 第１実施形態における電極の構成を説明するための図である。 電極に印加する電圧の一例を示す図である。 パーティクルがチューブの内壁に付着する様子を説明するための図である。 導電性を有する金属管を用いた場合におけるパーティクルの様子を説明するための図である。 第２実施形態における電極の構成を説明するための図である。 電極に印加する電圧の一例を示す図である。 第３実施形態における電極の構成を説明するための図である。 第４実施形態における電極の構成を説明するための図である。 チューブの内壁に付着したパーティクルの除去方法を説明するための図である。 物品の製造方法を説明するための図である。 従来のインプリント装置におけるモールドへのパーティクルの付着のメカニズムを説明するための図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、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、本発明の一側面としてのインプリント装置１の構成を示す概略図である。インプリント装置１は、半導体デバイスや液晶表示素子の製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。インプリント装置１は、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する。本実施形態では、インプリント装置１は、基板上に供給されたインプリント材とモールドとを接触させ、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、モールド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。

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って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、熱などが用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光を用いる。

硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって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、非重合性化合物又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って基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で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。

基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、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。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。

インプリント装置１は、モールドチャック１０１と、基板チャック１０６と、同面板１０７と、主制御部１０８と、硬化制御部１０９と、硬化部１１０と、電荷制御部１１１と、電荷供給部１１２と、位置制御部１１４と、基板ステージ１１５とを有する。また、インプリント装置１は、ノズル３００と、チューブ３０４と、電極３０５と、フィルタ３０６とを有する。なお、図１では、互いに直交する３軸方向に、Ｘ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定義している。

図１に示すように、モールド１０２と基板１０５とは、インプリント材１０４を挟んで対向するように配置される。モールド１０２は、モールドチャック１０１に保持（固定）され、基板１０５は、基板チャック１０６に保持（固定）される。

モールド１０２には、基板上のインプリント材１０４に転写するためのパターンが設けられている。モールド１０２の材質としては、金属、Ｓｉ、各種樹脂、各種セラミックなどを用いることができる。特に、インプリント材１０４が光硬化性のインプリト材である場合には、モールド１０２の材質として、石英、サファイア、透明樹脂などの光透過性の材質が用いられる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）は、モールド１０２の構成を示す概略図であって、図２（ａ）は、モールド１０２をＹ軸の負から正の方向に見た図であり、図２（ｂ）は、モールド１０２をＺ軸の正から負の方向に見た図である。図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照するに、モールド１０２の基板１０５と対向する面（表面）のうち、基板上のインプリント材１０４と接する部分であるメサ（インプリント領域）１０３は、周辺部分に対して凸となる構造を有する。メサ１０３は、表面張力によって、基板上の硬化前のインプリント材１０４がメサ１０３からはみ出すことを防止するため、硬化後のインプリント材１０４の形状を高精度に規定することが可能となる。

インプリント材１０４は、モールド１０２への充填時には流動性を有し、モールド１０２の離型時には固体である（形状を維持する）ことが求められる。従って、インプリント材１０４には、上述したように、光硬化性のインプリント材、熱硬化性のインプリント材、熱可塑性のインプリント材が用いられる。特に、光硬化性のインプリント材は、半導体製造及びその関連分野において好適に用いられる。これは、硬化プロセスにおいて温度変化を必要とせず、インプリント装置１の各部材の熱膨張や収縮によるパターンの位置及び形状の変化を防止するとともに、硬化プロセスの制御が容易であるからである。

インプリント材１０４は、インプリント装置１の外部において、上述したように、スピンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法などを用いて、基板上に予め供給（塗布）されてもよい。また、インプリント材１０４は、インプリント装置１の内部において、空圧式、機械式、インクジェット式などのディスペンサを用いて、基板上に供給されてもよい。ディスペンサを用いる場合には、モールド１０２のパターンの粗密に応じてインプリント材１０４の供給量を局所的に調整することができるため、基板上のインプリント材１０４の膜厚を高精度に制御することが可能となる。また、ディスペンサを用いる場合には、揮発性の高い低粘度のインプリント材１０４を選択することができるため、モールド１０２への充填時間を短縮することが可能となる。従って、高精度、且つ、高スループットが要求される半導体製造及びその関連分野においては、ディスペンサが好適に用いられる。

基板１０５には、上述したように、加工後の用途（利用法）に合致する材質が選択される。具体的には、半導体回路としての用途であれば、シリコンウエハが選択され、光学素子としての用途であれば、石英、光学ガラス、透明樹脂などが選択され、発光素子としての用途であれば、ＧａＮやＳｉＣが選択される。

硬化部１１０は、インプリント材１０４の材質に応じて、インプリント材１０４を硬化可能に構成される。具体的には、インプリント材１０４が光硬化性のインプリト材であれば、硬化部１１０には、光照射機構が用いられ、特に、紫外線領域の波長を有する光（ＵＶ光）を照射する光照射機構が一般的に用いられる。また、インプリント材１０４が熱硬化性のインプリント材であれば、硬化部１１０には、加熱機構が用いられる。更に、インプリント材１０４が熱可塑性のインプリント材であれば、硬化部１１０には、冷却機構、及び、モールド１０２への充填時にインプリント材を軟化させるための加熱機構が用いられる。チラーやペルチェ素子などの能動的な冷却機構は、インプリント処理に要する時間を短縮するために好適であるが、自然放熱などの受動的な冷却機構であってもよい。

硬化制御部１０９は、主制御部１０８の制御下において、硬化部１１０を制御する。硬化制御部１０９は、硬化部１１０を介して、所定のタイミングにおいて、モールド１０２と基板上のインプリント材１０４とを接触させた状態でインプリント材１０４を硬化させる。

基板ステージ１１５は、基板チャック１０６を介して基板１０５を保持して移動する。基板チャック１０６の周囲には、同面板１０７が設けられている。同面板１０７は、その表面と、基板チャック１０６に保持された基板１０５の表面（モールド１０２に対向する面）とがほぼ同一面になるように構成されている。このような構成は、例えば、半導体露光装置などのように基板１０５を高速で移動させる装置において、基板１０５の周囲の空間の気流を安定させるために広く用いられている。

位置制御部１１４は、主制御部１０８の制御下において、基板ステージ１１５を制御する。位置制御部１１４は、基板ステージ１１５を介して、モールド１０２と基板１０５との相対位置を制御（調整）する。

ノズル３００は、基板１０５の周囲の空間にガス３０３を供給する。例えば、ノズル３００は、モールド１０２と基板１０５との間の空間ＳＰ１に、空間ＳＰ１をパージするためのガス３０３を供給する。また、ノズル３００は、モールドと基板１０５との間の空間ＳＰ１に隣接する空間ＳＰ２に、空間ＳＰ１と空間ＳＰ２とを分離するためのガス（エアカーテンを形成するためのガス）３０３を供給してもよい。

フィルタ３０６は、ノズル３００から供給されるガス３０３の流れの上流側に、ノズル３００から離間して配置される。フィルタ３０６は、ノズル３００から供給するガス３０３に含まれるパーティクルを除去する（捕集する）ガスフィルタである。

ここで、図１３（ａ）乃至図１３（ｃ）を参照して、従来のインプリント装置におけるモールド１０２へのパーティクルの付着のメカニズムを説明する。具体的には、基板上のインプリント材１０４からモールド１０２を引き離すことによってモールド１０２の表面が帯電（剥離帯電）し、モールド１０２の近傍の部材の表面に付着しているパーティクルを引き付けるという現象について説明する。

図１３（ａ）は、基板上の硬化したインプリント材１０４からモールド１０２を引き離した状態を示している。図１３（ａ）に示すように、モールド１０２、詳細には、基板上のインプリント材１０４と接触していたメサ１０３は、剥離帯電に起因して電荷を帯びている（帯電している）。ここでは、メサ１０３に帯電する電荷の極性を負とし、図中では−（マイナス）の記号で示す。

メサ１０３が帯電した状態で、図１３（ｂ）に示すように、モールド１０２が同面板１０７と対向すると、同面板１０７に蓄積されたパーティクルＰＴがメサ１０３の電荷に静電気力で引き付けられてメサ１０３に付着する。パーティクルＰＴは、ノズル３００から供給されるガス３０３にも含まれているし、周囲環境にも浮遊している。

パーティクルＰＴがメサ１０３に付着した状態で、図１３（ｃ）に示すように、次のインプリント処理を行うと、パーティクルＰＴがメサ１０３（モールド１０２）と基板上のインプリント材１０４との間に挟まってパターンの不良となる。また、モールド１０２が破損する場合もあり、このような場合には、モールド１０２を交換しない限り、以降のインプリント処理でパターンの不良が繰り返し発生することになる。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、ノズル３００から、チューブ３０４、電極３０５及び電荷供給部１１２からなる帯電フィルタ機構を通過した清浄なガス３０３を供給する。チューブ３０４は、ノズル３００及びフィルタ３０６に接続してフィルタ３０６からノズル３００にガス３０３を移送するための経路を形成する。チューブ３０４は、少なくとも一部に絶縁性の部分を含み、かかる絶縁性の部分は、例えば、樹脂（樹脂チューブ）からなる。なお、チューブ３０４は、フィルタ３０６からノズル３００までの全ての経路を絶縁性としてもよい。電極３０５は、チューブ３０４に設けられ、具体的には、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側に設けられている。電荷供給部１１２は、チューブ３０４に設けられた電極３０５に電圧を印加する印加部として機能する。

電荷制御部１１１は、主制御部１０８の制御下において、電荷供給部１１２を制御する。電荷制御部１１１は、電荷供給部１１２を介して、チューブ３０４に設けられた電極３０５に供給する電荷の量を制御（調整）する。電荷供給部１１２は、本実施形態では、電極３０５に電圧を印加する電圧源を含むが、電極３０５に電荷を供給可能な方式を適宜選択可能である。

主制御部１０８は、硬化制御部１０９、電荷制御部１１１、位置制御部１１４などを介して、インプリント装置１の全体（動作）を制御する。主制御部１０８は、インプリント装置１の各部を制御して、インプリント処理を行う。

インプリント装置１の構成は、上述した機能を満たせば、図１、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す構成に限定されるものではない。例えば、基板１０５を移動させるのではなく、モールド１０２を移動させる構成としてもよいし、基板１０５及びモールド１０２の両方を移動させる構成としてもよい。また、硬化部１１０は、モールド１０２の側ではなく、基板１０５の側に配置してもよい。インプリント材１０４が光硬化性のインプリント材料である場合、モールド１０２の材料をＳｉなどの不透明な材料とし、基板１０５の材料を石英などの透明な材料とすると、硬化部１１０を基板１０５の側に配置しなければならない。

＜第１実施形態＞
図３（ａ）及び図３（ｂ）を参照して、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側に配置する電極３０５の構成について具体的に説明する。図３（ａ）は、ガス３０３の流れ方向に平行な面におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す破線におけるチューブ３０４の断面を示す図である。チューブ３０４は、図３（ｂ）に示すように、円形の断面形状を有する。図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、電極３０５は、本実施形態では、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側の全周を取り囲むように設けられた１つの電極を含む。電極３０５は、チューブ３０４に金属を蒸着させることで形成することが可能である。また、チューブ３０４に対して、シート状の電極３０５を接着剤などで貼り付けてもよい。

電極３０５は、配線（不図示）を介して電荷供給部１１２に接続されている。電荷供給部１１２は、電極３０５に電圧を印加して、図４に示すような電圧（−Ｖ）で電極３０５を帯電させる。図４では、縦軸が電圧値を示し、横軸が時間を示している。このように電極３０５を帯電させることで発生する電界（静電気力）によって、チューブ３０４の内部に存在するガス３０３に含まれるパーティクルを引き寄せて、チューブ３０４の内壁（絶縁性の部分）に付着させることができる。なお、電極３０５に印加する電圧値は、数十ボルトから数百ボルトであるため、絶縁膜などの絶縁部材（不図示）で電極３０５の外側を覆うとよい。また、電荷供給部１１２から電極３０５に印加する電圧は、正の電圧（＋Ｖ）であってもよい。

図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、電極３０５を帯電させることで、チューブ３０４の内部に存在するガス３０３に含まれるパーティクルＰＴがチューブ３０４の内壁に付着する様子を具体的に説明する。ここでは、パーティクルＰＴが正に帯電している場合を例に説明する。図５（ａ）に示すように、ガス３０３に乗って流れる正に帯電したパーティクルＰＴは、帯電した電極３０５で発生する静電気力によって、チューブ３０４の内壁に引き寄せられる。そして、チューブ３０４の内壁に引き寄せられたパーティクルＰＴは、図５（ｂ）に示すように、電極３０５との間に働く静電気力によって、チューブ３０４の内壁に付着する。チューブ３０４の内壁は絶縁性の部分であるため、電子の移動は制限される。従って、パーティクルＰＴが絶縁性の物質であっても導電性の物質であっても、チューブ３０４の内壁に留まることになる。

一方、図６（ａ）乃至図６（ｃ）を参照して、チューブ３０４の代わりに、導電性を有する金属管３０７を用いた場合について説明する。ここでは、金属管３０７に負の電圧を印加する場合を例に説明する。図６（ａ）に示すように、ガス３０３に乗って流れる正に帯電したパーティクルＰＴは、負の電圧が印加された金属管３０７で発生する静電気力によって、金属管３０７の内壁に引き寄せられて付着する。パーティクルＰＴが導電性の物質である場合、図６（ｂ）に示すように、金属管３０７からパーティクルＰＴに電子が移動し、パーティクルＰＴは負の電圧に帯電する。負の電圧に帯電したパーティクルＰＴは、図６（ｃ）に示すように、負の電圧が印加された金属管３０７と反発し、金属管３０７の内壁から離脱してしまう。このように、パーティクルＰＴが導電性の物質である場合には、金属管３０７の内壁にパーティクルＰＴを留めることができない。パーティクルＰＴは、絶縁性の物質でも導電性の物質でもあり得るため、絶縁性の部分を含むチューブ３０４を用いることが必要であることがわかる。図６（ａ）乃至図６（ｃ）に示すように、金属管３０７を用いる場合には、その内壁に絶縁膜を形成することで、チューブ３０４と同様な効果を得ることができる。但し、内壁に絶縁膜が形成された金属管３０７を用いた場合、絶縁性の部分を含むチューブ３０４を用いた場合と比較して、パーティクルの発生が多くなるため、好適な構造ではない。

＜第２実施形態＞
図７（ａ）及び図７（ｂ）は、第２実施形態における電極３０５の構成を示す図である。図７（ａ）は、ガス３０３の流れ方向に平行な面におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す破線におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、電極３０５は、本実施形態では、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側を取り囲むように、互いに離間し、且つ、対向するように設けられた１対の電極３０５ａ及び３０５ｂを含む。１対の電極３０５ａ及び３０５ｂのそれぞれは、図７（ｂ）に示すように、半円筒状の形状を有する。

電荷供給部１１２は、図８に示すように、電極３０５ａ及び３０５ｂのそれぞれに対して正負の電圧を印加する。図８では、縦軸が電圧値を示し、横軸が時間を示している。本実施形態では、電荷供給部１１２は、電極３０５ａに負の電圧（−Ｖ）を印加し、電極３０５ｂに正の電圧（＋Ｖ）を印加するが、電極３０５ａに正の電圧（＋Ｖ）を印加し、電極３０５ｂに負の電圧（−Ｖ）を印加してもよい。これにより、パーティクルＰＴが正負のどちらに帯電していたとしても、電極３０５ａ及び電極３０５ｂのいずれか一方によって、チューブ３０４の内壁に引き寄せて付着させることができる。

＜第３実施形態＞
図９（ａ）及び図９（ｂ）は、第３実施形態における電極３０５の構成を示す図である。図９（ａ）は、ガス３０３の流れ方向に平行な面におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示す破線におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図９（ａ）及び図９（ｂ）に示すように、電極３０５は、本実施形態では、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側の全周を取り囲むように、且つ、チューブ３０４が延在する方向に離間して設けられた複数の電極３０５ｃ及び３０５ｄを含む。例えば、電極３０５ｄは、ガス３０３の流れの上流側に設けられ、電極３０５ｃは、ガス３０３の流れの下流側に設けられる。

電荷供給部１１２は、図８に示すように、電極３０５ｃ及び３０５ｄのそれぞれに対して正負の電圧を印加する。本実施形態では、電荷供給部１１２は、電極３０５ｄに負の電圧（−Ｖ）を印加し、電極３０５ｃに正の電圧（＋Ｖ）を印加するが、電極３０５ｄに正の電圧（＋Ｖ）を印加し、電極３０５ｃに負の電圧（−Ｖ）を印加してもよい。これにより、パーティクルＰＴが正負のどちらに帯電していたとしても、電極３０５ｃ及び電極３０５ｄのいずれか一方によって、チューブ３０４の内壁に引き寄せて付着させることができる。

＜第４実施形態＞
図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は、第４実施形態における電極３０５の構成を示す図である。図１０（ａ）は、ガス３０３の流れ方向に平行な面におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図１０（ｂ）は、図１０（ａ）に示す破線におけるチューブ３０４の断面を示す図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）に示すように、電極３０５は、本実施形態では、チューブ３０４の絶縁性の部分の外側を取り囲むように、互いに離間し、且つ、対向するように設けられた１対の電極３０５ａ及び３０５ｂを含む。

また、本実施形態では、電極３０５ａ及び３０５ｂを覆うように絶縁部材（絶縁膜）３０８が設けられている。更に、本実施形態では、絶縁部材３０８を覆うようにシールド部材（シールド層）３０９が設けられている。シールド部材３０９は、電荷供給部１１２の基準電圧（ＧＮＤ）に接続している（即ち、接地されている）。シールド部材３０９は、電極３０５ａ及び３０５ｂから発生する電界をチューブ３０４の内部に留め、チューブ３０４の外側に漏れることを防止する機能を有する。

シールド部材３０９を設けていない場合、電極３０５ａ及び３０５ｂから発生する電界は、チューブ３０４の外側にも働くため、周囲環境に浮遊しているパーティクルを電極３０５ａ及び３０５ｂの外側に集めてしまう（集塵してしまう）。電極３０５ａ及び３０５ｂに堆積したパーティクルが剥がれ落ちたりすると、インプリント装置１の内部汚染にもつながる。従って、シールド部材３０９を設けて、電極３０５ａ及び３０５ｂの外側に働く集塵作用を抑えることが有効である。

なお、本実施形態では、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示す電極３０５ａ及び３０５ｂ（第２実施形態）に対してシールド部材３０９を設ける場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す電極３０５（第１実施形態）や図９（ａ）及び図９（ｂ）に示す電極３０５ｃ及び３０５ｄ（第３実施形態）に対してシールド部材３０９を設けた場合にも同様な効果を得ることができる。

以下、図１１（ａ）乃至図１１（ｄ）を参照して、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴの除去方法について説明する。図１１（ａ）乃至図１１（ｄ）では、縦軸が電圧値を示し、横軸が時間を示している。チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴの除去は、インプリント処理を行っていない期間、即ち、基板１０５にパターンを形成していない期間（第２期間）に行われる。また、後で詳細に説明するように、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを除去する際には、電極３０５に、基板１０５にパターンを形成している期間（第１期間）において印加した電圧とは逆の電圧を印加する。

チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴは、電極３０５が発生する電界に引き寄せられているため、電極３０５に印加した電圧とは逆の電圧に帯電している。従って、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴは、ガス３０３に含まれるパーティクルＰＴを除去するために電極３０５に印加した電圧と逆の電圧を印加することで除去することができる。

図１１（ａ）は、第１実施形態で説明した電極３０５（図３（ａ）及び図３（ｂ））に対して、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴの除去するために印加する電圧を示している。第１実施形態では、ガス３０３に含まれるパーティクルＰＴを除去する際に、電極３０５に負の電圧（−Ｖ）を印加している。従って、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを除去する際には、電極３０５に、図１１（ａ）に示すような正の電圧（＋Ｖ）を印加すればよい。また、図１１（ｂ）に示すように、電圧値を変化させながら電極３０５に正の電圧を印加してもよい。電極３０５に印加する電圧の変化が急峻である場合には、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを効果的に除去することができる。従って、電圧値がのこぎり波状、矩形波状、三角波状又は正弦波状に変化するように、電極３０５に電圧を印加するとよい。また、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを除去する際には、ガス３０３に含まれるパーティクルＰＴを除去する際に電極３０５に印加した電圧の絶対値よりも大きな電圧を電極３０５に印加してもよい。

図１１（ｃ）及び図１１（ｄ）は、それぞれ、第２実施形態で説明した電極３０５ａ及び３０５ｂ（図７（ａ）及び図７（ｂ））に対して、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴの除去するために印加する電圧を示している。第２実施形態では、ガス３０３に含まれるパーティクルＰＴを除去する際に、電極３０５ａに負の電圧（−Ｖ）を印加し、電極３０５ｂに正の電圧（＋Ｖ）を印加している。従って、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを除去する際には、図１１（ｃ）や図１１（ｄ）に示すように、電極３０５ａに正の電圧（＋Ｖ）を印加し、電極３０５ｂに負の電圧（−Ｖ）を印加している。電極３０５ａ及び３０５ｂのそれぞれには、図１１（ｃ）に示すように、電圧値がのこぎり波状に変化する電圧を同時に印加してもよいし、図１１（ｄ）に示すように、のこぎり波の位相をずらして交互に電圧を印加してもよい。

チューブ３０４の内壁から除去されたパーティクルＰＴは、ガス３０３に乗って下流側に移動して、ノズル３００から排出されることになる。但し、かかるパーティクルＰＴは、ノズル３００に留まってしまう可能性もある。従って、チューブ３０４の内壁に付着したパーティクルＰＴを除去する際には、チューブ３０４を、ノズル３００に代えて、チューブ３０４からのガス３０３をインプリント装置１の外部に排気する排気部（排気ライン）に接続するとよい。これにより、チューブ３０４の内壁から除去されたパーティクルＰＴをインプリント装置１の外部に排出することができる。

インプリント装置１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、型などである。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。

硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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１２（ａ）に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板１０５を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材の表面にインプリント材１０４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１０４が基板上に付与された様子を示している。

図１２（ｂ）に示すように、インプリント用のモールド１０２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１０４に向け、対向させる。図１２（ｃ）に示すように、インプリント材１０４が付与された基板１０５とモールド１０２とを接触させ、圧力を加える。インプリント材１０４は、モールド１０２と被加工材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モールド１０２を介して照射すると、インプリント材１０４は硬化する。

図１２（ｄ）に示すように、インプリント材１０４を硬化させた後、モールド１０２と基板１０５を引き離すと、基板上にインプリント材１０４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、モールド１０２の凹部が硬化物の凸部に、モールド１０２の凸部が硬化物の凹部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材１０４にモールド１０２の凹凸パターンが転写されたことになる。

図１２（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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図１２（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、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及び変更が可能である。例えば、本発明は、リソグラフィ装置をインプリント装置に限定するものではなく、露光装置や描画装置などのリソグラフィ装置にも適用することができる。ここで、露光装置は、マスク又はレチクル（原版）と投影光学系とを介して基板を露光することにより基板上にパターン（潜像パターン）を形成するリソグラフィ装置である。また、描画装置は、荷電粒子線（電子線）で基板に描画を行うことにより基板上にパターン（潜像パターン）を形成するリソグラフィ装置である。上述の各種物品の製造は、これらのリソグラフィ装置を用いて行ってもよい。

１：インプリント装置 １０５：基板 ３００：ノズル ３０６：フィルタ ３０４：チューブ ３０５：電極 １１２：電荷供給部

Claims (13)

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、
   前記基板の周囲の空間にガスを供給するノズルと、
   前記ガスに含まれるパーティクルを除去するためのフィルタと、
   前記ノズル及び前記フィルタに接続して前記フィルタから前記ノズルに前記ガスを移送するための経路を形成するチューブと、
   前記チューブに設けられた電極と、
   前記電極に電圧を印加する印加部と、を有し、
   前記チューブは、少なくとも一部に絶縁性の部分を含み、
   前記電極は、前記絶縁性の部分の外側に設けられていることを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記電極は、前記絶縁性の部分の外側の全周を取り囲むように設けられた１つの電極を含む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. 前記電極は、前記絶縁性の部分の外側を取り囲むように、互いに離間し、且つ、対向するように設けられた１対の電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記チューブは、円形の断面形状を有し、
   前記１対の電極のそれぞれは、半円筒状の形状を有す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. 前記電極は、前記絶縁性の部分の外側の全周を取り囲むように、且つ、前記チューブが延在する方向に離間して設けられた複数の電極を含むことを特徴とする請求項１に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記電極を覆う絶縁部材を更に有することを特徴とする請求項１乃至５のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記絶縁部材を覆うシールド部材を更に有し、
   前記シールド部材は接地されてい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. 前記リソグラフィ装置は、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成し、
   前記ノズルは、前記モールドと前記基板との間の空間に前記ガスを供給することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記リソグラフィ装置は、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成し、
   前記ノズルは、前記モールドと前記基板との間の空間に隣接する空間に前記ガスを供給することを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記印加部は、
    前記基板に前記パターンを形成している第１期間において、前記電極に電圧を印加し、
    前記基板に前記パターンを形成していない第２期間において、前記電極に前記第１期間において印加した電圧とは逆の電圧を印加することを特徴とする請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記印加部は、前記第２期間において、電圧値がのこぎり波状、矩形波状、三角波状又は正弦波状に変化するように、前記電極に前記逆の電圧を印加することを特徴とする請求項１０に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記チューブは、前記第２期間において、前記ノズルに代えて、前記チューブからの前記ガスを前記リソグラフィ装置の外部に排気する排気部に接続されることを特徴とする請求項１０又は１１に記載のリソグラフィ装置。
13. 請求項１乃至１２のうちいずれか１項に記載のリソグラフィ装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
    前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
    処理された前記基板から物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする物品の製造方法。

Images