JP2022175065A - 評価方法、基板処理装置、基板処理装置の製造方法及び物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を短時間で評価するのに有利な技術を提供する。
【解決手段】基板を処理する基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する評価方法であって、前記内部に帯電させた状態のプレートを配置して、前記基板を処理する動作とは異なるダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を取得する第1工程と、帯電させていない状態の前記プレートで前記ダミー動作を行って前記プレートに付着するパーティクルの数と、帯電させた状態の前記プレートに付着するパーティクルの数との比を示す係数と、前記第1工程で取得したパーティクルの数とに基づいて、前記装置内の状態を評価する第2工程と、を有することを特徴とする評価方法を提供する。
【選択図】図3
【解決手段】基板を処理する基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する評価方法であって、前記内部に帯電させた状態のプレートを配置して、前記基板を処理する動作とは異なるダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を取得する第1工程と、帯電させていない状態の前記プレートで前記ダミー動作を行って前記プレートに付着するパーティクルの数と、帯電させた状態の前記プレートに付着するパーティクルの数との比を示す係数と、前記第1工程で取得したパーティクルの数とに基づいて、前記装置内の状態を評価する第2工程と、を有することを特徴とする評価方法を提供する。
【選択図】図3
Description
本発明は、評価方法、基板処理装置、基板処理装置の製造方法及び物品の製造方法に関する。
半導体デバイスやMEMS(Micro Electro Mechanical System)などの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加えて、インプリント技術が注目されている。インプリント技術は、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である。インプリント技術によれば、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。
インプリント技術には、インプリント材の硬化法の1つとして光硬化法がある。光硬化法とは、基板上に供給(配置)されたインプリント材と型とを接触させた状態で紫外線などの光を照射してインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型を引き離すことでインプリント材のパターンを基板上に形成する方法である。
また、インプリント技術を、半導体プロセスにおける基板の平坦化に適用する技術の開発も進められている。例えば、型のインプリント材に接触させる面をフラットな平坦面とし、基板上のインプリント材を型の平坦面と基板との間に充填させることで平坦化を行う。
このようなインプリント技術が適用されたインプリント装置では、パターン形成や平坦化を行うために、基板上のインプリント材と型とを直接接触させて引き離す動作が必要となるが、かかる動作は、型の寿命に大きな影響を与える。例えば、型の寿命を左右する要因の1として、基板、或いは、原版に付着するパーティクル(異物)が挙げられる。基板、或いは、原版にパーティクルが付着した状態でパターン形成や平坦化を行うと、型のパターン(微細構造)が破損したり、型の平坦面に凹凸が生じたりするため、物品として製造される半導体デバイスの不良につながる。
インプリント装置では、装置動作、即ち、ステージ、搬送ロボット、各種アクチュエータなどの動作(摺動、摩擦)に起因して、パーティクルが発生することが想定される。基板上にインプリント材を供給する方式がインクジェット方式である場合には、インプリント材の液滴が吐出された際に、インプリント材がミストとして漂い、乾燥、固化してパーティクルに変化することがある。また、インプリント装置を組み立てる際に各部材やユニットの表面に付着したパーティクルが、装置稼働後の僅かな状態の変化によって表面から離脱することも考えられる。インプリント装置をメンテナンスする際には、メンテナンス作業員(人体)からのパーティクルの発生やクリーンルームの雰囲気からのパーティクルの流入がある。これらのパーティクルは、インプリント装置内において、気流が淀む箇所に浮遊して付着する。
インプリント装置においては、装置を稼動するにあたって、装置内に存在するパーティクルを一定のレベル(清浄度)以下にする必要がある。そのため、インプリント装置を、長時間、ダミー動作させて、装置内のパーティクルが一定のレベル以下、例えば、一定の個数密度以下であることを保証しているが、ダウンタイムが長くなり、装置を稼動可能にするまでに長い時間を要する。そこで、装置内に存在するパーティクルをより能動的に除去(クリーニング)する技術、例えば、装置内に帯電させた基板を搬入し、静電気力による引力でパーティクルを基板に吸着させる技術が提案されている(特許文献1及び2参照)。
特許文献1に開示された技術では、コロナ放電方式の帯電ユニットを用いて、絶縁膜が表面に形成されたダスト(パーティクル)吸着用ウエハを帯電させ、かかるウエハを半導体製造装置内で搬送して、装置内に存在するダストをウエハで吸着する。また、特許文献2に開示された技術では、コロナ放電方式の帯電ユニットを用いて、絶縁材料で構成されたクリーニング用基板を基板処理装置に搬送する前に帯電させ、かかる基板を装置内に搬送して、装置内に存在するダストを基板で吸着する。このように、特許文献1及び2には、帯電させた基板を装置内で用いることによって、静電気力による引力でパーティクルを基板に吸着させる(吸い寄せる)クリーニング技術が開示されている。
しかしながら、特許文献1及び2には、装置内をクリーニングした後に、装置内に存在するパーティクルが一定のレベル以下になっていることを確認(保証)するという概念及び手法が開示されていない。
一般的に、装置内に存在するパーティクル(発生状態)をモニタする手法は、2つの手法に大別される。1つ目の手法は、パーティクルカウンタを用いて、装置内に浮遊するパーティクルを吸引してカウントする手法である。かかる手法は、装置内に存在するパーティクルを簡便にリアルタイムでモニタすることができるが、パーティクルをカウントするためには、装置内の一部の箇所を吸引することが必要となる。このため、吸引箇所の近傍にパーティクルが存在(発生)している場合には、かかるパーティクルをカウントすることができるが、吸引箇所から離れた箇所に存在するパーティクルをカウントすることはできない。従って、パーティクルカウンタを用いる手法は、パーティクルが存在する箇所(パーティクルの発生箇所)が予測可能な場合には有効に機能するが、パーティクルが存在する箇所が予測不可能な場合には有効に機能しない。
また、2つ目の手法は、装置内にベアウエハを搬入し、かかるベアウエハに付着するパーティクル(の数)をカウントする手法である。かかる手法は、装置内に搬入されたベアウエハに直接付着したパーティクルをカウントすることが可能であり、実際の装置動作に近い状態で装置内に存在するパーティクルをモニタすることができる。但し、装置内に存在するパーティクルが一定のレベル程度に保たれている装置では、装置内に存在するパーティクルは極僅かであり、且つ、ベアウエハの近傍のエアは層流を維持するように設計されている。従って、装置内に存在するパーティクルがベアウエハに付着する可能性は非常に低く、例えば、本発明者の実験によれば、発生させたパーティクルの約1%程度しかベアウエハに付着しない。
このように、従来技術においては、装置内に存在するパーティクルを正確にモニタすることは非常に困難である。
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を短時間で評価するのに有利な技術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評価方法は、基板を処理する基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する評価方法であって、前記内部に帯電させた状態のプレートを配置して、前記基板を処理する動作とは異なるダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を取得する第1工程と、帯電させていない状態の前記プレートで前記ダミー動作を行って前記プレートに付着するパーティクルの数と、帯電させた状態の前記プレートに付着するパーティクルの数との比を示す係数と、前記第1工程で取得したパーティクルの数とに基づいて、前記装置内の状態を評価する第2工程と、を有す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、基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を短時間で評価するのに有利な技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
<第1実施形態>
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、基板を処理する基板処理装置である。インプリント装置1は、例えば、物品としての半導体素子、液晶表示素子、磁気記憶媒体などのデバイス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として具現化される。インプリント装置1は、基板上に供給(配置)された未硬化のインプリント材と型とを接触させ、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、型のパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
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、基板を処理する基板処理装置である。インプリント装置1は、例えば、物品としての半導体素子、液晶表示素子、磁気記憶媒体などのデバイス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として具現化される。インプリント装置1は、基板上に供給(配置)された未硬化のインプリント材と型とを接触させ、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、型のパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
インプリント材としては、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する材料(硬化性組成物)が使用される。硬化用のエネルギーとしては、電磁波や熱などが用いられる。電磁波は、例えば、その波長が10nm以上1mm以下の範囲から選択される光、具体的には、赤外線、可視光線、紫外線などを含む。
硬化性組成物は、光の照射、或いは、加熱により硬化する組成物である。光の照射により硬化する光硬化性組成物は、少なくとも重合性化合物と光重合開始剤とを含有し、必要に応じて、非重合性化合物又は溶剤を更に含有してもよい。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、本実施形態では、インプリント材の硬化法として、光(紫外線)の照射によってインプリント材を硬化させる光硬化法を採用する。なお、各図において、型に対する光の照射軸と平行な方向を、XYZ座標系におけるZ方向とし、Z軸に垂直な平面内で互いに直交する2つの方向をX方向及びY方向とする。
図1を参照して、インプリント装置1の各部について説明する。インプリント装置1は、照射部115と、型駆動部116と、型保持部117と、基板チャック118と、基板ステージ119と、供給部122と、アライメントスコープ(不図示)と、気体供給部(不図示)とを有する。また、インプリント装置1は、基板搬送容器106に収容されている基板101やテスト基板としてのプレート102を搬送するための基板搬送ロボット112a及び112bと、イオナイザ113a及び113bと、処理ステーション114とを有する。更に、インプリント装置1は、型搬送容器105に収容されている型100を搬送するための型搬送ロボット109a及び109bと、イオナイザ110と、ストッカ111と、帯電部108と、制御部CUとを有する。
型100は、矩形の外周形状を有し、基板101に対向する面に、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)を含むパターン領域を含む。型100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。
型保持部117は、真空吸着力や静電気力によって型100を引き付けて保持する型チャックを含む。型駆動部116は、型保持部117を保持して駆動することで、型保持部117に保持された型100を移動させる。型駆動部116は、基板上のインプリント材への型100の押し付け(押印)と基板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、型保持部117(型100)をZ方向に駆動する。型駆動部116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。型駆動部116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よい。また、型駆動部116は、Z方向だけではなく、X方向やY方向に型100を移動可能に構成されていてもよい。更に、型駆動部116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よい。
照射部115は、インプリント処理において、型100を介して、基板上のインプリント材に、例えば、紫外線などの光を照射する。照射部115は、光源と、光源からの光の状態(強度分布、照射領域など)をインプリント処理に適切な状態に調整するための光学部材(レンズ、ミラー、遮光板など)とを含む。本実施形態では、光硬化法を採用しているため、インプリント装置1は、照射部115を有している。但し、熱硬化法を採用する場合には、照射部115に代えて、熱硬化型のインプリント材を硬化させるための熱源部を有する。
アライメントスコープは、型100に設けられたアライメントマークと、基板101に設けられたアライメントマークとを検出し、これらのマライメントマーク間のX方向及びY方向の各方向の位置ずれを計測する。
供給部122は、予め設定されているドロップレシピに基づいて、基板101に向けてインプリント材の液滴を吐出し、基板上にインプリント材を供給(配置)する。供給部122から吐出されるインプリント材の液滴の基板上の供給位置や供給量は、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(残膜厚)やインプリント材のパターンの密度などに応じて、ドロップレシピとして設定される。
気体供給部は、インプリント装置1の内部(装置内)で発生したパーティクルが型100及び基板101の周辺に進入することを防止するために、気体を供給する。
基板チャック118は、真空吸着力や静電気力によって基板101やプレート102を引き付けて保持する。このように、基板チャック118は、基板101とプレート102とを保持可能に構成されている。基板チャック118には、後述するように、プレート102の裏面からプレート102に電圧を印加してプレート102を帯電させることが可能な帯電部108が設けられている。基板チャック118は、基板ステージ119に支持され、基板ステージ119を介して、XY面内で駆動される。型100と基板上のインプリント材とを接触させる際に、基板ステージ119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(アライメントする)。基板ステージ119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、基板ステージ119は、X方向やY方向だけではなく、Z方向に基板101を移動可能に構成されていてもよい。
本実施形態において、型100の押し付け及び引き離しの各動作は、上述したように、型100を保持している型保持部117をZ方向に駆動することで実現する。但し、型100の押し付け及び引き離しの各動作は、基板101を保持している基板チャック118をZ方向に駆動することで実現してもよいし、型保持部117及び基板チャック118の双方を相対的にZ方向に駆動することで実現してもよい。
基板搬送容器106は、ミニエンバイロメント方式で、基板101やプレート102などの基板を搬送及び管理するFOUP(Front Opening Unified Pod)である。プレート102は、後述するように、表面を帯電させることが可能で、且つ、かかる表面にパーティクルを付着させることが可能な基板である。基板搬送容器106には、基板101やプレート102などの基板が収容されている。
基板搬送ロボット112a及び112bは、基板101やプレート102を搬送するロボットである。基板搬送ロボット112aは、基板搬送容器106に収容された基板を取り出し、かかる基板を処理ステーション114に搬送する。処理ステーション114は、基板搬送容器106から搬送された基板のラフな位置合わせ(プリアライメント)及び温調を行う。基板搬送ロボット112bは、処理ステーション114から基板を取り出し、かかる基板を基板チャック118に搬送する。
基板搬送容器106と基板チャック118との間で搬送される基板は、各種部材に吸着されたり、各種部材から取り外されたりするため、各種部材との摩擦で帯電しやすい。従って、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路には、イオナイザ113a及び113bが配置されている。イオナイザ113a及び113bで生成されたイオンを、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路に供給することで、基板が必要以上に帯電することを防止することができる。
型搬送容器105は、ミニエンバイロメント方式で、型100を搬送及び保管するSMIF(Standard Mechanical Interface)ポッドである。型搬送容器105には、型100が収容されている。
型搬送ロボット109a及び109bは、型100を搬送するロボットである。型搬送ロボット109aは、型搬送容器105に収容された型100を取り出し、かかる型100を、型を一時的に保管して型交換を可能にするストッカ111に搬送する。型搬送ロボット109bは、ストッカ111から型100を取り出し、かかる型100を型保持部117に搬送する。
型搬送容器105と型保持部117との間で搬送される型100は、各種部材に吸着されたり、各種部材から取り外されたりするため、各種部材との摩擦で帯電しやすい。従って、型搬送容器105と型保持部117との間の搬送経路には、イオナイザ110が配置されている。イオナイザ110で生成されたイオンを、型搬送容器105と型保持部117との間の搬送経路に供給することで、型100が必要以上に帯電することを防止することができる。
制御部CUは、例えば、CPUやメモリなどを含むコンピュータ(情報処理装置)で構成され、記憶部などに記憶されたプログラムに従ってインプリント装置1の各部を統括的に制御する。制御部CU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ことで、型100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インプリント処理を制御する。また、制御部CUは、インプリント装置1の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態、具体的には、清浄度を評価(モニタ)する評価処理も制御する。制御部CU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)構成してもよいし、インプリント装置1の他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成してもよい。
本実施形態では、インプリント装置1の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態(清浄度)を短時間で評価するために、プレート102へのパーティクルの付着の頻度(以下、「パーティクル付着頻度」と称する)を向上させる。本発明者は、パーティクル付着頻度を以下に示すように定義する。
[パーティクル付着頻度]=[発塵頻度]×[輸送効率]×[付着確率]
ここで、「発塵頻度」は、装置内の発塵部(パーティクルの発生箇所)からの発塵頻度を意味する。通常、装置内の発塵部を特定(把握)することは困難であるため、「発塵頻度」をコントロールすることは現実的ではない。また、「輸送効率」は、パーティクルが装置内の発塵部からプレート102まで輸送(移動)する際の効率(輸送されやすさ)を意味する。通常、「輸送効率」は、装置の設計及び構造によって決まるため、装置を組み立てた後にコントロールすることは難しい。従って、「パーティクル付着頻度」を向上させるためには、「付着確率」を向上させることが必要となる。
ここで、「発塵頻度」は、装置内の発塵部(パーティクルの発生箇所)からの発塵頻度を意味する。通常、装置内の発塵部を特定(把握)することは困難であるため、「発塵頻度」をコントロールすることは現実的ではない。また、「輸送効率」は、パーティクルが装置内の発塵部からプレート102まで輸送(移動)する際の効率(輸送されやすさ)を意味する。通常、「輸送効率」は、装置の設計及び構造によって決まるため、装置を組み立てた後にコントロールすることは難しい。従って、「パーティクル付着頻度」を向上させるためには、「付着確率」を向上させることが必要となる。
そこで、本実施形態では、「付着確率」を向上させるために、プレート102を帯電させることでプレート102に生じる静電気力を用いて、プレート102へのパーティクルの付着を加速させる。例えば、通常のインプリント処理に関するインプリント動作を模擬した装置動作、所謂、基板を処理する動作とは異なるダミー動作を繰り返す際に、プレート102に電荷を与えてその表面を帯電させる。これにより、装置内に存在するパーティクルのプレート102への付着確率を向上させる。そして、表面を帯電させたプレート102に付着したパーティクルを検査する、例えば、パーティクルの数を計測することで、パーティクルに関する装置内の状態(清浄度)を短時間で評価することが可能となる。
具体的には、本実施形態では、パーティクルに関する装置内の状態を評価する前に、以下の3つの工程を実施して加速係数を取得する。ここで、加速係数とは、後述するように、装置内においてダミー動作を行うことにより、帯電させていない状態のプレート102に付着するパーティクルの数と、帯電させた状態のプレート102に付着するパーティクルの数との比を示す係数である。
図2を参照して、加速係数を取得する処理(第3工程)について説明する。なお、かかる処理は、本実施形態では、制御部CUがインプリント装置1の各部を統括的に制御することで行われる。
S102では、Particle Adder Test(PAT)を実施する。具体的には、まず、基板搬送容器106に収容されているプレート102を、基板搬送ロボット112a及び112bを介して、基板チャック118及び基板ステージ119からなる基板保持部に搬送して、基板チャック118に保持させる。次いで、基板チャック118に保持されたプレート102に対して、所定回数、ダミー動作を繰り返す。ダミー動作とは、上述したように、通常のインプリント処理に関するインプリント動作を模擬した装置動作である。本実施形態では、インプリント材の供給、型100の押し付け及び引き離しは行わず、それ以外の動作は通常のインプリント処理時(デバイス製造時)と同様に行う装置動作をダミー動作とする。そして、ダミー動作を行うことでプレート102に付着したパーティクルの数を計測(検査)して、一動作当たりのパーティクルの付着数N0[個数/動作]を求める。なお、プレート102に付着したパーティクルの数の計測には、パーティクルの数を計測可能な外部の計測装置(検査装置)を用いればよい。このように、S102では、インプリント装置1の内部に帯電させてない状態のプレート102を配置して、ダミー動作を行ってプレート102に付着したパーティクルの数(第1数)を取得する。
S104では、加速Particle Adder Test(加速PAT)を実施する。具体的には、まず、基板搬送容器106に収容されているプレート102を、基板搬送ロボット112a及び112bを介して、基板チャック118及び基板ステージ119からなる基板保持部に搬送して、基板チャック118に保持させる。なお、加速PATで用いるプレート102は、PAT(S102)で用いたプレート102であってもよい。但し、この場合には、PATを実施することでプレート102に付着したパーティクルを除去(クリーニング)する必要がある。次いで、基板チャック118に保持されたプレート102を帯電させ、帯電させた状態のプレート102に対して、所定回数、ダミー動作を繰り返す。そして、ダミー動作を行うことでプレート102に付着したパーティクルの数を計測して、一動作当たりのパーティクルの付着数N1[個数/動作]を求める。加速PATでは、プレート102に対するパーティクルの付着確率が向上するため、付着数N1>付着数N0の関係となる。このように、S104では、インプリント装置1の内部に帯電させた状態のプレート102を配置して、ダミー動作を行ってプレート102に付着したパーティクルの数(第2数)を取得する。なお、基板チャック118に保持されたプレート102を帯電させるには、例えば、基板チャック118に設けられた帯電部108を用いればよい。また、本実施形態では、基板チャック118に保持された、帯電させていない状態のプレート102を帯電させる場合を例に説明したが、帯電させた状態のプレート102を搬入して基板チャック118に保持させてもよい。
S106では、S102で求められた付着数N0(第1数)、及び、S104で求められた付着数N1(第2数)から加速係数Kを算出する。具体的には、加速係数Kは、K=N1/N0で算出される。加速係数Kは、PATに対して、加速PATにより、プレート102へのパーティクルの付着がどれだけ加速されるかを示す指標でもある。なお、S106で算出された加速係数Kは、例えば、インプリント装置1が有する記憶部に記憶される。
このようにして加速係数Kを取得することで、パーティクルに関する装置内の状態を評価する際に、加速PATを実施しても、加速係数Kを考慮してパーティクルに関する装置内の状態を推定することができる。従って、パーティクルに関する装置内の状態を短時間で評価することが可能となる。
なお、加速係数Kを取得する処理は、インプリント装置1を出荷して、ユーザの工場などでインプリント装置1を構成する各部材を組み立てる際、所謂、インプリント装置1の組み立て時に行われる。また、加速係数Kが経時変化するような場合には、定期的に、或いは、インプリント装置1のメンテナンス時に、加速係数Kを取得する処理を行うようにするとよい。
図3を参照して、パーティクルに関する装置内の状態を評価する評価処理について説明する。評価処理は、例えば、インプリント装置1の組み立て後やメンテナンス後に行われる。これは、インプリント装置1を組み立てる作業やメンテナンスする作業が完了すると、インプリント装置1の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を確認する必要があるからである。
S302では、加速PATを実施する。加速PATは、図2を参照して説明したS104と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。加速PATを実施することで、一動作当たりのパーティクルの付着数M1[個数/動作]が得られる。このように、S302(第1工程)では、インプリント装置1の内部に帯電させた状態のプレート102を配置して、ダミー動作を行ってプレート102に付着したパーティクルの数を取得する。
S304では、加速係数Kと、S302で求められた付着数M1とに基づいて、パーティクルに関する装置内の状態が良好であるかどうかを判定する。例えば、PATの仕様値として、一動作当たりのパーティクルの付着数がM0[個/動作]と規定されているとする。なお、M0は、装置内に存在するパーティクルの数が仕様値を満たしているときに、ダミー動作を行うことにより、帯電させていない状態のプレート102に付着するパーティクルの数であるともいえる。この場合、M1/K≦M0を満たしていなければ、パーティクルに関する装置内の状態が良好ではない(不良である)と判定(評価)し、S306に移行する。一方、M1/K≦M0を満たしていれば、パーティクルに関する装置内の状態が良好であると判定し、S308に移行する。このように、S304(第2工程)では、加速係数Kと、S302で求められた付着数M1とに基づいて、パーティクルに関する装置内の状態を評価する。
S306では、装置内をクリーニングして(即ち、装置内に存在するパーティクルを除去して)、S302に移行する。装置内のクリーニングには、当業界で周知の如何なる技術をも適用可能である。
S308では、パーティクルに関する装置内の状態が良好であることが確認(保証)されたことをうけて、インプリント装置1をリリースする。ここで、インプリント装置1のリリースとは、例えば、インプリント装置1が稼動可能であることをユーザに通知することやインプリント装置1の動作モードをデバイス製造の動作モードに切り替えることなどを含む。
このように、本実施形態では、加速係数Kを用いることで、パーティクルに関する装置内の状態を評価する際に、加速PATを実施することが可能となる。従って、インプリント装置1の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を短時間で評価することができる。また、加速PATを十分に実施する時間が確保できる場合には、プレート102へのパーティクルの付着が加速されるため、装置内のクリーニング(パーティクルの除去)にも役立てることができる。
なお、加速係数Kは、各インプリント装置に対して取得することが好ましい。但し、複数のインプリント装置間での機差が少ない場合には、あるインプリント装置から得られた加速係数Kを、複数のインプリント装置で共通して用いることも可能である。
次に、加速PATを実施するための具体的な構成を説明する。図4は、加速PATで用いられるプレート102の構成を示す図である。プレート102は、表面を帯電させることが可能で、且つ、かかる表面にパーティクルを付着させることが可能なように構成される。例えば、プレート102は、図4に示すように、シリコン基板102aと、シリコン基板102aに形成された絶縁層102bとで構成される。
プレート102の表面は、一般的に、半導体製造で一般的に用いられている検査装置で検査可能な清浄度及び平滑度を有している。具体的には、プレート102の表面は、ベアシリコン表面又は金属表面からなり、その最表面は、ナノメートルオーダーの厚さの自然酸化膜が形成されている。
プレート102の裏面には、絶縁層102bが形成されている。絶縁層102bは、本実施形態では、プレート102の裏面、即ち、基板チャック118に保持される側の面の一部分(シリコン基板102a)が露出するように、プレート102の裏面に形成されている。絶縁層102bは、電気的な絶縁が十分に確保されている膜、例えば、1μm以上の厚さを有するシリコン熱酸化膜、半導体材料で汎用的に用いられるポリイミド樹脂、或いは、アクリル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリアミド樹脂などからなる。
図5は、プレート102を帯電させる帯電部108の構成を示す図である。本実施形態では、帯電部108は、基板ステージ119の基板チャック118に設けられている。基板チャック118は、図5に示すように、真空チャックで構成され、基板101やプレート102などを含む基板との接触面積を少なくするために、基板との接触部をピン形状としている。
帯電部108は、プレート102に接触するプローブ200と、プローブ200を介してプレート102に電圧を印加する電源部201と、プレート102を帯電させる極性を切り替える切替部210とを含む。
プローブ200は、基板チャック118を貫通する貫通孔THに挿入され、基板チャック118に保持されたプレート102の裏面、詳細には、プレート102の裏面の絶縁層102bが設けられていない露出部分に直接接触する接触子である。従って、プローブ200は、導電性を確保し、且つ、発塵を極力低減させるために、例えば、先端を球形状とし、摩耗が少なく酸化しにくい金属材料によって構成されている。
電源部201は、プレート102を帯電させる極性を変更可能に構成され、例えば、複数種類の電源を含む。具体的には、電源部201は、負極が接地され、正極が切替部210を介してプローブ200に接続された電源201aと、正極が接地され、負極が切替部210を介してプローブ200に接続された電源201bとを含む。
切替部210は、プレート102を第1極性又は第2極性に選択的に帯電させるため、プローブ200に電気的に接続させる電源を、電源201a又は電源201bに切り替えるスイッチとして構成される。なお、第1極性と第2極性とは、互いに反対の極性であって、一方が正極であり、他方が負極である。例えば、切替部210は、プレート102を正極に帯電させる場合には、電源201aをプローブ200に接続し、プレート102を負極に帯電させる場合には、電源201bをプローブ200に接続する。なお、切替部210は、プローブ200への電圧の印加のON/OFFを切り替えるスイッチとしても機能する。
本実施形態では、プレート102が基板チャック118に保持(真空吸着)されると、プレート102の裏面にプローブ200が自動的に接触して導通が形成される。この際、プローブ200は、上述したように、プレート102の裏面の絶縁層102bが設けられていない露出部分に接触するため、良好な導通が確保される。なお、プレート102の裏面の全体に絶縁層102bが設けられている場合には、プローブ200が絶縁層102bを貫通してプレート102の裏面(シリコン基板102a)に接触するように構成して、電気的な導通を可能にしてもよい。また、プレート102の表面に設けられる金属層を裏面にまで回り込ませることで、電気的な導通を容易にすることも可能である。また、プレート102の側面にプローブ200が接触するようにしてもよい。
このように構成された帯電部108では、プローブ200をプレート102の裏面に接触させ、電源部201(電源201a又は201b)からプローブ200を介してプレート102に電圧を印加し、プレート102に電荷を供給する。そして、所定量の電荷がプレート102に蓄積されたら、プローブ200と電源部201とを接続した状態でプローブ200をプレート102から離す。これにより、プレート102を帯電させるとともに、プレート102が帯電した状態を維持することができる。図6は、基板チャック118に保持されたプレート102がプラスに帯電している状態を示す図である。プレート102は導電性を有しているため、プレート102に供給された電荷は均一に分布する。また、プレート102と基板チャック118とは、絶縁層102bを介して接触しているため、プレート102に電圧が印加されても電流が流れることはない。
本実施形態では、真空チャックで構成された基板チャック118に帯電部108を設ける場合を例に説明した。但し、基板チャック118は、静電チャックで構成されていてもよい。この場合、静電チャックの内部の電極に印加する電圧を制御して、プレート102を帯電させることが可能である。換言すれば、基板チャック118が静電チャックである場合には、静電チャックの内部の電極に電圧を印加する電圧印加部を、プレート102を帯電させる帯電部108として用いてもよい。このように、基板チャック118の種類にかかわらず、基板チャック118及び基板ステージ119からなる基板保持部において、プレート102を帯電させることができればよい。
インプリント装置1には、上述したように、イオナイザ113a及び113bが設けられている。従って、イオナイザ113a及び113bが動作していると、イオナイザ113a及び113bで生成されたイオンが基板チャック118の方に流れ、帯電部108で帯電させたプレート102を除電してしまう可能性がある。そこで、加速PATを実施する際には、イオナイザ113a及び113bの動作を停止する必要がある。これにより、加速PATを実施する間、プレート102は、帯電部108から電圧が印加されることで、常に一定の帯電状態を維持することが可能となる。
図7及び図8を参照して、デバイス製造における通常のインプリント処理に関するインプリント動作と、パーティクルに関する装置内の状態を評価するための加速PATに関する加速PAT動作との違いを説明する。図7は、インプリント動作を説明するためのフローチャートであり、図8は、加速PAT動作を説明するためのフローチャートである。
図7に示すインプリント動作について説明する。S702では、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路に配置されたイオナイザ113a及び113bを動作させる。これにより、基板搬送容器106から基板チャック118に搬送される基板101の帯電を除去することが可能となる。
S704では、基板搬送ロボット112aを介して、インプリント処理の対象とする基板101を、基板搬送容器106から処理ステーション114に搬送(搬入)する。
S706では、処理ステーション114に搬送された基板101に対して、プリアライメント及び温調を行う。例えば、基板101に設けられたノッチを検出して基板101を粗い精度で位置合わせするとともに、基板101の温度を装置内の温度に調整する。
S708では、基板搬送ロボット112bを介して、プリアライメント及び温調が行われた基板101を、処理ステーション114から基板チャック118に搬送して、かかる基板101を基板チャック118で保持する。この際、基板チャック118で保持する基板101には、通常のインプリント処理が行われる。従って、基板チャック118に設けられた帯電部108は、基板101の裏面にプローブ200を接触させるだけで、基板101には電圧を印加せず、グランドの電位(0V)となっている。
S710では、各種のキャリブレーションを行う。各種のキャリブレーションには、例えば、基板ステージ119のキャリブレーションや型駆動部116のキャリブレーションなどに加えて、各種の事前計測も含まれる。
S712では、基板上の対象ショット領域にインプリント材を供給する。具体的には、基板チャック118に保持された基板101の対象ショット領域が供給部122の下に位置するように基板ステージ119を駆動し、供給部122から基板101に向けてインプリント材の液滴を吐出する。これにより、基板上の対象ショット領域にインプリント材が供給される。
S714では、基板上の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する。具体的には、インプリント材を供給された基板上の対象ショット領域が型100の下に位置するように基板ステージ119を駆動し、型駆動部116を介して、型100と基板上のインプリント材とを接触させる。次いで、型100と基板上のインプリント材とを接触させた状態で、照射部115から光を照射してインプリント材を硬化させる。そして、型駆動部116を介して、基板上の硬化したインプリント材から型100を引き離す。これにより、基板上の対象ショット領域にインプリント材のパターンが形成される。
S716では、所定数のショット領域にインプリント材のパターンを形成しているかどうかを判定する。所定数のショット領域にインプリント材のパターンを形成していない場合には、インプリント材のパターンを形成していないショット領域を対象ショット領域として、S712に移行する。一方、所定数のショット領域にインプリント材のパターンを形成している場合には、S718に移行する。
S718では、基板搬送ロボット112a及び112bを介して、インプリント材のパターンが形成された基板101を、基板チャック118から基板搬送容器106に搬送(搬出)する。
S720では、所定数の基板に対するインプリント処理が完了しているかどうかを判定する。所定数の基板に対するインプリント処理が完了していない場合には、新たな基板に対するインプリント処理を行うために、S704に移行する。一方、所定数の基板に対するインプリント処理が完了している場合には、インプリント動作を終了する。
図8に示す加速PAT動作について説明する。S802では、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路に配置されたイオナイザ113a及び113bの動作を停止する。これは、基板チャック118に設けられた帯電部108によって、基板チャック118に保持されたプレート102を帯電させるためである。
S804では、基板搬送ロボット112aを介して、プレート102を、基板搬送容器106から処理ステーション114に搬送(搬入)する。
S806では、処理ステーション114に搬送されたプレート102に対して、プリアライメント及び温調を行う。例えば、プレート102に設けられたノッチを検出してプレート102を粗い精度で位置合わせするとともに、プレート102の温度を装置内の温度に調整する。
S808では、基板搬送ロボット112bを介して、プリアライメント及び温調が行われたプレート102を、処理ステーション114から基板チャック118に搬送して、かかるプレート102を基板チャック118で保持する。この際、基板チャック118に設けられた帯電部108は、基板チャック118に保持されたプレート102の裏面にプローブ200を接触させ、プローブ200を介して、電源部201からプレート102に電圧を印加する。これにより、プレート102は一様に帯電し、所定の電位を維持する。
S810では、各種のキャリブレーションを行う。各種のキャリブレーションには、例えば、基板ステージ119のキャリブレーションや型駆動部116のキャリブレーションなどに加えて、各種の事前計測も含まれる。
S812では、基板上の対象ショット領域にインプリント材を供給する動作を模擬したダミー供給動作を行う。具体的には、基板チャック118に保持されたプレート102の対象領域が供給部122の下に位置するように基板ステージ119を駆動する。但し、供給部122からプレート102に向けてインプリント材の液滴を吐出せず、基板上の対象領域にはインプリント材を供給しない。なお、プレート102の対象領域とは、基板上の対象ショット領域に相当するものである。
S814では、基板上の対象ショット領域にインプリント材のパターンを形成する動作を模擬したダミー形成動作を行う。具体的には、プレート上の対象領域が型100の下に位置するように基板ステージ119を駆動し、型駆動部116を介して、型100とプレート102とが接触しない範囲で、型100とプレート102とを近接させる。そして、型駆動部116を介して、型駆動部116を介して、型100とプレート102とを遠ざける。
S816では、所定数の領域に対するダミー形成動作が完了しているかどうかを判定する。所定数の領域に対するダミー形成動作が完了していない場合には、S812に移行する。所定数の領域に対するダミー形成動作が完了している場合には、S818に移行する。
S818では、基板搬送ロボット112a及び112bを介して、基板チャック118に保持されているプレート102を、基板チャック118から基板搬送容器106に搬送(搬出)する。
S820では、プレート102に対して、所定ループ数のダミー形成動作が完了しているかどうかを判定する。所定ループ数のダミー形成動作が完了していない場合には、S804に移行する。一方、所定ループ数のダミー形成動作が完了している場合、加速PAT動作を終了する。
なお、加速PAT動作が行われたプレート102(即ち、S818で基板搬送容器106に搬送されたプレート102)は、外部の計測装置(検査装置)に搬送される。そして、外部の計測装置において、プレート102に付着したパーティクルの数が計測され、一動作当たりのパーティクルの付着数N1[個数/動作]が得られる。
PATに関するPAT動作については、S808において、プレート102を帯電させず、0Vに維持することのみが異なるだけで、他の動作は、加速PAT動作と同様である。また、PAT動作が行われたプレート102は、外部の計測装置(検査装置)に搬送される。そして、外部の計測装置において、プレート102に付着したパーティクルの数が計測され、一動作当たりのパーティクルの付着数N0[個数/動作]が得られる。
このように、本実施形態では、PATから得られる付着数N0、及び、加速PATから得られる付着数N1から加速係数Kを求める。そして、加速係数Kを求めたら、パーティクルに関する装置内の状態を評価する際に、加速PATを実施し、加速係数Kを考慮してパーティクルに関する装置内の状態(装置内の存在するパーティクルの数)を推定する。これにより、パーティクルに関する装置内の状態を短時間で、具体的には、PATを実施する場合と比較して1/Kの時間で評価することが可能となる。
また、本実施形態では、基板101とプレート102とを異なる基板として説明したが、基板101に絶縁層が設けられている場合には、かかる基板101をプレート102として用いることも可能である。
<第2実施形態>
第1実施形態では、基板チャック118及び基板ステージ119(基板保持部)に帯電部108を設けて、基板チャック118に保持されたプレート102を帯電させる場合について説明した。本実施形態では、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路において、プレート102を帯電させる場合について説明する。
第1実施形態では、基板チャック118及び基板ステージ119(基板保持部)に帯電部108を設けて、基板チャック118に保持されたプレート102を帯電させる場合について説明した。本実施形態では、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路において、プレート102を帯電させる場合について説明する。
本実施形態では、帯電部108Aは、図9に示すように、基板搬送容器106に設けられ、基板搬送容器106の内部でプレート102を帯電させる。基板搬送容器106は、上述したように、基板の搬送及び管理に標準的に用いられるFOUPで構成されているが、FOUPに簡単な改造を加えることで、帯電部108Aを設けることが可能である。図9は、基板搬送容器106の構成を示す概略図である。
FOUPを用いることで、以下に説明する利点が得られる。インプリント装置1のEFEM(Equipment Front End Module)のロードポートにFOUPを載置することができる。また、パーティクルが付着したプレート102をFOUPに収容した状態で、かかるFOUPをインプリント装置1から外部の検査装置に搬送して、プレート102に付着したパーティクルを検査することが可能となる。更に、インプリント装置1の本体部(インプリント処理を行う処理部)の外でプレート102を帯電させるため、上述したように、FOUPに簡単な改造を加えるだけでよく、インプリント装置1の本体部に改造を加える必要がない。
基板搬送容器106に設けられた帯電部108Aは、プレート102に接触するプローブ200Aと、プローブ200Aを介してプレート102に電圧を印加する電源部201Aと、プレート102を帯電させる極性を切り替える切替部210Aとを含む。
プローブ200Aは、本実施形態では、プレート102の表面に直接接触する接触子である。従って、プローブ200Aは、導電性を確保し、且つ、発塵を極力低減させるために、例えば、先端を球形状とし、摩耗が少なく酸化しにくい金属材料によって構成されている。なお、プレート102にプローブ200Aを接触させたときの発塵が表面に回り込むことを防ぐために、プレート102の表面ではなく、プレート102の側面にプローブ200Aを接触させてもよい。
電源部201Aは、プレート102を帯電させる極性を変更可能に構成され、例えば、複数種類の電源を含む。具体的には、電源部201Aは、負極が接地され、正極が切替部210Aを介してプローブ200Aに接続された電源201Aaと、正極が接地され、負極が切替部210Aを介してプローブ200Aに接続された電源201Abとを含む。
切替部210Aは、プレート102を第1極性又は第2極性に選択的に帯電させるため、プローブ200Aに電気的に接続させる電源を、電源201Aa又は電源201Abに切り替えるスイッチとして構成される。なお、第1極性と第2極性とは、互いに反対の極性であって、一方が正極であり、他方が負極である。例えば、切替部210Aは、プレート102を正極に帯電させる場合には、電源201Aaをプローブ200Aに接続し、プレート102を負極に帯電させる場合には、電源201Abをプローブ200Aに接続する。なお、切替部210Aは、プローブ200Aへの電圧の印加のON/OFFを切り替えるスイッチとしても機能する。
このように構成された帯電部108Aでは、プローブ200Aをプレート102に接触させ、電源部201A(電源201Aa又は201Ab)からプローブ200Aを介してプレート102に電圧を印加し、プレート102に電荷を供給する。そして、所定量の電荷がプレート102に蓄積されたら、プローブ200Aと電源部201Aとを接続した状態でプローブ200Aをプレート102から離す。これにより、プレート102を帯電させるとともに、プレート102が帯電した状態を維持することができる。プレート102は導電性を有しているため、プレート102における電荷分布を均一にすることができ、且つ、プレート102の表面電位を制御しやすく、再現性も確保することができる。
また、基板搬送容器106(FOUP)の内部においては、プレート102が接触する部材から、プレート102に蓄積した電荷が逃げないようにする必要がある。例えば、基板搬送容器106には、プレート102や基板101を載置する溝板部品121(Teeth)が設けられている。溝板部品121は、プレート102と接触する部材であるため、絶縁材料で構成される。このように、基板搬送容器106において、プレート102と接触する部材は、絶縁材料で構成される。一方、プレート102と接触しない部材、例えば、容器本体123は、導電性を有する材料で構成され、グランドと同電位となっている。
本実施形態において、加速PATを実施する際には、基板チャック118において(帯電部108によって)、プレート102を帯電させる必要はない。従って、図8に示すS808では、基板チャック118でプレート102を保持するだけでよく、プレート102に電圧を印加しなくてよい。なお、他の動作については、図8に示す加速PAT動作と同様である。また、PATを実施する際には、基板搬送容器106において(帯電部108Aによって)、プレート102を帯電させる必要はない。
本実施形態では、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路の1つである基板搬送容器106(の内部)において、プレート102を帯電させる例について説明した。但し、プレート102を帯電させる箇所は、基板搬送容器106に限定されるものではなく、基板搬送容器106と基板チャック118との間の搬送経路の任意の箇所でよい。例えば、プリアライメント及び温調を行う処理ステーション114において、プレート102を帯電させてもよい。この場合、第1実施形態と同様に、処理ステーション114に帯電部108を設けて、プレート102を帯電させればよい。
<第3実施形態>
第2実施形態では、基板搬送容器106(FOUP)に帯電部108Aを設けて、プレート102を帯電させる場合について説明した。なお、プレート102の裏面は絶縁されているため、帯電ささせた状態のプレート102を基板チャック118及び基板ステージ119(基板保持部)に搬送する際に、プレート102に蓄積した電荷が逃げることはない。但し、プレート102の帯電電圧は、プレート102の搬送経路に依存して変動する可能性がある。本実施形態では、プレート102の帯電電圧の変動を抑制するための手法について説明する。
第2実施形態では、基板搬送容器106(FOUP)に帯電部108Aを設けて、プレート102を帯電させる場合について説明した。なお、プレート102の裏面は絶縁されているため、帯電ささせた状態のプレート102を基板チャック118及び基板ステージ119(基板保持部)に搬送する際に、プレート102に蓄積した電荷が逃げることはない。但し、プレート102の帯電電圧は、プレート102の搬送経路に依存して変動する可能性がある。本実施形態では、プレート102の帯電電圧の変動を抑制するための手法について説明する。
基板搬送容器106においてプレート102に所定の電圧を印加すると、プレート102の帯電電圧は、グランドに接続されている容器本体123とプレート102との間で構成されるコンデンサの容量に依存して定まる。一般的に、平行平板のコンデンサの静電容量Cは、C=εS/dで定義される。ここで、εは、誘電率であり、Sは、表面積であり、dは、平行平板のギャップ距離である。従って、平行平板のコンデンサの静電容量Cは、平行平板のギャップ距離に反比例する。一方、平行平板に蓄積される電荷Qは、帯電電圧をVとすると、Q=CVで表される。従って、帯電電圧Vは、静電容量Cに依存する。これらを考慮すると、プレート102の帯電電圧は、装置内の搬送経路の各箇所で静電容量が異なることに起因して変動する可能性がある。
そこで、本実施形態では、プレート102の帯電電圧の変動を抑制するために、プレート102に対してコンデンサ構造を設ける。具体的には、図10に示すように、シリコン基板102eの表面に、SiO2絶縁層102dと、シリコン層102cとを順に形成する。図10は、コンデンサ構造を有するプレート102の断面を示す図である。図10に示す構成は、一般的に、SOI(Silicon on Insulator)ウエハと呼ばれる。本実施形態では、SOIウエハと同様に、プレート102にコンデンサ構造を設け、かかるコンデンサ構造に電荷を保存する。この場合、プレート102に設けられたコンデンサ構造の静電容量は変動しないため、プレート102を装置内で搬送しても、プレート102の帯電電圧の変動を抑制することができる。なお、本実施形態では、プレート102にコンデンサ構造を設けることを本質としているため、例えば、シリコン層102cを金属層に置換してもよい。
本実施形態において、加速PATを実施する際には、図8に示すS808では、第2実施形態と同様に、プレート102を基板チャック118に設けられた帯電部108で帯電させる必要はなく、プレート102を基板チャック118で保持するだけでよい。なお、他の動作については、図8に示す加速PAT動作と同様である。また、PATを実施する際には、基板搬送容器106において(帯電部108Aによって)、プレート102を帯電させる必要はない。
<第4実施形態>
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。
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11(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が基板上に付与された様子を示している。
図11(b)に示すように、インプリント用の型を、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に向け、対向させる。図11(c)に示すように、インプリント材が付与された基板と型とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、型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型を介して照射すると、インプリント材は硬化する。
図11(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、型と基板を引き離すと、基板上にインプリント材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、インプリント材に型の凹凸のパターンが転写されたことになる。
図11(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11(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。
また、図3に示す評価処理を含むインプリント装置1の製造方法も本発明の一側面を構成する。かかる製造方法は、インプリント装置1を構成する各部材を組み立てる工程と、図3に示す評価処理を用いて、各部材を組み立てて構成されたインプリント装置1の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する工程と、を含む。更に、このような製造方法を用いて、インプリント装置1を製造する工程と、かかるインプリント装置1を用いて、図11(a)乃至図11(f)に示す動作を行う工程と、を含む物品の製造方法も本発明の一側面を構成する。
これまでの実施形態では、基板を処理する基板処理装置として、基板上のインプリント材を型で成形して基板上にパターンを形成するインプリント装置を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、基板処理装置は、平坦面を有する型を用いて基板上の組成物を平坦化する平坦化装置や基板上にパターンを形成するリソグラフィ装置を含む。リソグラフィ装置としては、原版を介して基板を露光して原版のパターンを基板に転写する露光装置や荷電粒子線(電子線やイオンビームなど)を用いて基板上にパターンを描画する描画装置などが挙げられる。また、基板処理装置は、感光媒体を基板上に塗布する塗布装置や潜像パターンが形成された基板を現像する現像装置などのリソグラフィ工程以外の工程に用いられる装置も含む。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
1:インプリント装置 100:型 101:基板 102:プレート 108、108A:帯電部 118:基板チャック 119:基板ステージ
Claims (13)
- 基板を処理する基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する評価方法であって、
前記内部に帯電させた状態のプレートを配置して、前記基板を処理する動作とは異なるダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を取得する第1工程と、
帯電させていない状態の前記プレートで前記ダミー動作を行って前記プレートに付着するパーティクルの数と、帯電させた状態の前記プレートに付着するパーティクルの数との比を示す係数と、前記第1工程で取得したパーティクルの数とに基づいて、前記装置内の状態を評価する第2工程と、
を有することを特徴とする評価方法。 - 前記第2工程では、前記係数、及び、前記第1工程で取得したパーティクルの数から前記内部に存在するパーティクルの数を推定することで前記装置内の状態を評価することを特徴とする請求項1に記載の評価方法。
- 前記係数をK、前記第1工程で取得したパーティクルの数をM1、前記内部に存在するパーティクルの数が仕様値を満たしているときに、前記ダミー動作を行うことにより、帯電させていない状態の前記プレートに付着するパーティクルの数をM0とすると、
前記第2工程では、M1/K≦M0を満たす場合に、前記装置内の状態は良好であると評価することを特徴とする請求項1に記載の評価方法。 - 前記第1工程の前に、前記係数を取得する第3工程を更に有し、
前記第3工程では、
前記内部に帯電させていない状態の前記プレートを配置して、前記ダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を示す第1数を取得し、
前記内部に帯電させた状態の前記プレートを配置して、前記ダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を示す第2数を取得し、
前記第1数及び前記第2数から前記係数を算出する、
ことを特徴とする請求項1乃至3のうちいずれか1項に記載の評価方法。 - 前記第3工程は、前記基板処理装置の組み立て時、又は、前記基板処理装置のメンテナンス時に行われることを特徴とする請求項4に記載の評価方法。
- 前記第1工程では、前記内部に帯電させていない状態の前記プレートを搬入して、前記内部において前記プレートを帯電させることを特徴とする請求項1乃至5のうちいずれか1項に記載の評価方法。
- 前記第1工程では、前記内部に帯電させた状態の前記プレートを搬入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項に記載の評価方法。
- 前記装置内の状態は、前記装置内の清浄度を含むことを特徴とする請求項1乃至7のうちいずれか1項に記載の評価方法。
- 基板を処理する基板処理装置であって、
前記基板を保持する保持部と、
前記保持部に設けられた帯電部と、を有し、
前記保持部は、前記基板処理装置の内部に存在するパーティクルを付着させるためのプレートも保持可能に構成され、
前記帯電部は、
前記保持部を貫通する貫通孔に挿入されて前記保持部に保持された前記プレートに接触する接触子を含み、
前記プレートに接触させた前記接触子に電圧を印加し、前記接触子に電圧を印加している状態で前記接触子を前記プレートから離すことにより前記プレートを帯電させることを特徴とする基板処理装置。 - 前記プレートは、前記保持部に保持される側の面に、前記面の一部分が露出するように設けられた絶縁層を含み、
前記接触子は、前記絶縁層が設けられていない前記面の一部分に接触することを特徴とする請求項9に記載の基板処理装置。 - 基板を処理する基板処理装置の製造方法であって、
前記基板処理装置を構成する各部材を組み立てる工程と、
前記各部材を組み立てて構成された前記基板処理装置の内部に存在するパーティクルに関する装置内の状態を評価する工程と、
を有し、
前記装置内の状態を評価する工程は、
前記内部に帯電させた状態のプレートを配置して、前記基板を処理する動作とは異なるダミー動作を行って前記プレートに付着したパーティクルの数を取得する第1工程と、
帯電させていない状態の前記プレートで前記ダミー動作を行って前記プレートに付着するパーティクルの数と、帯電させた状態の前記プレートに付着するパーティクルの数との比を示す係数と、前記第1工程で取得したパーティクルの数とに基づいて、前記装置内の状態を評価する第2工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - 請求項9又は10に記載の基板処理装置を用いて、パターンを基板に形成する工程と、
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。 - 請求項11に記載の製造方法を用いて、基板を処理する基板処理装置を製造する工程と、
前記基板処理装置を用いて、パターンを基板に形成する工程と、
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。
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