WO2017149992A1

WO2017149992A1 - インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法

Info

Publication number: WO2017149992A1
Application number: PCT/JP2017/002097
Authority: WO
Inventors: 雅見米川
Original assignee: キヤノン株式会社
Priority date: 2016-02-29
Filing date: 2017-01-23
Publication date: 2017-09-08

Abstract

インプリント装置（ＩＭＰ）は、基板（１０１）の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板（１０１）の上にパターンを形成する。インプリント装置（ＩＭＰ）は、基板（１０１）を保持する基板チャック（１０２）と、前記基板チャック（１０２）の周辺に配置された基板周辺部材（１１３）と、型（１００）を保持する型チャック（１１０）と、前記型チャック（１１０）の周辺に配置された型周辺部材（１６１）と、前記基板周辺部材（１１３）と前記型周辺部材（１６１）との間に交流成分を含む電圧を供給する電源（ＰＳ）と、を備える。

Description

インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法

本発明は、インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法に関する。

　基板の上に配置されたインプリント材に型（モールド）を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板の上にパターンを形成するインプリント技術が注目されている。型には、凹部からなるパターンが形成されていて、基板の上のインプリント材に型を接触させると、毛細管現象によって凹部にインプリント材が充填される。凹部に対して十分にインプリント材が充填された時点で、インプリント材に光または熱などのエネルギーが与えられる。これによりインプリント材が硬化し、型に形成された凹部からなるパターンが基板の上のインプリント材に転写される。インプリント材が硬化した後にインプリント材から型が引き離される。

　基板の上の硬化したインプリント材から型を引き離す際に型が帯電しうる。この帯電によって形成される電界によってパーティクルに対して静電気力（クーロン力）が作用し、これによりパーティクルが型に引き付けられて型に付着しうる。パーティクルは、インプリント装置のチャンバの外部から侵入する場合もあるし、チャンバの中において、機械要素の相互の摩擦、機械要素と基板または型との摩擦などによって発生する場合もある。あるいは、基板の上に未硬化のインプリント材を配置するために吐出口からインプリント材が吐出された際にインプリント材のミストが発生し、このインプリント材が固化することによってパーティクルが発生する場合もありうる。特許文献１には、モールドに異物捕捉領域を設け、その異物捕捉領域を帯電させることによって、転写位置への基板の搬送時に、雰囲気中および／または基板上に存在する異物を除去することが記載されている。

　型または基板にパーティクルが付着した状態で、型を基板の上のインプリント材に接触させてパターンの形成を行うと、欠陥を有するパターンが形成されたり、基板および／または型が破損したりしうる。ここで、基板の周辺に配置されている部材の表面に強固に付着しているパーティクルは、型との間に働く静電気力によっては該表面から離脱しにくいが、該表面に弱く付着しているパーティクルは、静電気力によって該表面から容易に離脱しうる。離脱したパーティクルは、型また基板に付着しうる。また、型の周辺に配置されている部材の表面に強固に付着しているパーティクルは、基板の上のインプリント材との間に働く静電気力によっては該表面から離脱しにくい。一方、該表面に弱く付着しているパーティクルは、静電気力によって該表面から容易に離脱しうる。離脱したパーティクルは、基板または型に付着しうる。

特開２０１４－１７５３４０号公報

　本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、基板および／または基板の周辺の部材から離脱しやすいパーティクルに起因して発生しうるパターン欠陥や基板および／または型の破損を低減するために有利な技術を提供することを目的とする。

　本発明の１つの側面は、基板の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、基板を保持する基板チャックと、前記基板チャックの周辺に配置された基板周辺部材と、型を保持する型チャックと、前記型チャックの周辺に配置された型周辺部材と、前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に交流成分を含む電圧を供給する電源と、を備える。

　本発明によれば、基板および／または基板の周辺の部材から離脱しやすいパーティクルに起因して発生しうるパターン欠陥や基板および／または型の破損を低減するために有利な技術が提供される。

本発明の１つの実施形態のインプリント装置の一部の構成を模式的に示す図。本発明の１つの実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。変形例を示す図。電源によって基板周辺部材と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。電源によって基板周辺部材と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。電源によって基板周辺部材と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。電源によって基板周辺部材と型周辺部材との間に供給される電圧を例示する図。本発明の１つの実施形態のインプリント装置の動作方法を例示する図。本発明の１つの実施形態のインプリント装置の動作方法あるいは運用方法を例示する図。実験方法を説明する図。実験条件Ａを説明する図。実験条件Ｂを説明する図。実験条件Ａのために準備されたサンプルを説明する図。実験条件Ａの下での結果を示す図。実験条件Ａの下での結果を示す図。実験条件Ａの下での結果を示す図。実験条件Ｂのために準備されたサンプルを説明する図。実験条件Ｂの下での結果を示す図。実験条件Ｂの下での結果を示す図。実験条件Ｂの下での結果を示す図。型周辺部材の構成例を示す図。型周辺部材の他の構成例としての分割された型周辺部材を示す図。分割された型周辺部材の利用例を説明する図。分割された型周辺部材の利用例を説明する図。分割された型周辺部材の利用例を説明する図。

　以下、添付図面を参照しながら本発明のインプリント装置およびその動作方法をその例示的な実施形態を通して説明する。

　図２には、本発明の１つの実施形態のインプリント装置ＩＭＰの構成が例示されている。インプリント装置ＩＭＰは、型１００のパターンをインプリントによって基板１０１に転写する。別の表現をすると、インプリント装置ＩＭＰは、型１００のパターンを基板１０１の上のインプリント材（被転写材）にインプリントによって転写する。この明細書では、インプリントとは、インプリント材と型とを接触させ、該インプリント材を硬化させ、その後、該インプリント材と型とを引き離すことを意味する。型１００は、凹部で構成されたパターンを有する。基板１０１の上のインプリント材（未硬化状態の樹脂）に型１００を接触させることによってパターンの凹部にインプリント材が充填される。この状態で、インプリント材に対してそれを硬化させるエネルギーを与えることによって、インプリント材が硬化する。これによって型１００のパターンがインプリント材に転写され、硬化したインプリント材からなるパターンが基板１０１の上に形成される。

　インプリント材は、それを硬化させる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である。インプリント材は、硬化した状態を意味する場合もあるし、未硬化の状態を意味する場合もある。硬化用のエネルギーとしては、例えば、電磁波、熱等が用いられうる。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（例えば、赤外線、可視光線、紫外線）でありうる。

　硬化性組成物は、典型的には、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。これらのうち光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および光重合開始剤を含有しうる。また、光硬化性組成物は、付加的に非重合性化合物または溶剤を含有しうる。非重合性化合物は、例えば、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りうる。

　本明細書および添付図面では、基板１０１の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に対する相対的な回転で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。なお、本明細書において、「Ａおよび／またはＢ」のような表現は、「ＡおよびＢの少なくとも一方」を意味する。

　インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１を位置決めする基板駆動機構ＳＤＭを備え、基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板チャック１０２、基板周辺部材１１３、微動機構１１４、粗動機構１１５およびベース構造体１１６を含みうる。基板チャック１０２は、基板１０１を保持する基板保持領域を有し、基板１０１を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）あるいは機械的手段によって保持しうる。微動機構１１４は、基板チャック１０２および基板周辺部材１１３を支持する微動ステージおよび該微動ステージを駆動する駆動機構を含みうる。基板周辺部材１１３は、基板チャック１０２の周辺に配置される。基板周辺部材１１３は、例えば、図１に示すように、基板１０１の側面を取り囲むように基板１０１が配置される領域の周辺に配置されている。基板周辺部材１１３は、基板１０１の上面とほぼ等しい高さの上面を有しうる。例えば、基板周辺部材１１３は、基板１０１の上面と等しいか、基板１０１の上面よりやや低い上面（例えば、基板１０１の上面との高低差が１ｍｍ以下の上面）を有しうる。なお、基板周辺部材１１３は一体でなく、分割されて構成されていてもよい。

　微動機構１１４は、基板チャック１０２を微駆動することによって基板１０１を微駆動する機構である。粗動機構１１５は、微動機構１１４を粗駆動することによって基板１０１を粗駆動する機構である。ベース構造体１１６は、粗動機構１１５、微動機構１１４、基板チャック１０２および基板周辺部材１１３を支持する。基板駆動機構ＳＤＭは、例えば、基板１０１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について駆動するように構成されうる。微動機構１１４における基板チャック１０２と一体化された部分（微動ステージ）の位置は、干渉計などの計測器１１７によってモニタされる。

　インプリント装置ＩＭＰは、型１００を位置決めする型動機構ＭＤＭを備え、型駆動機構ＭＤＭは、型チャック１１０、駆動機構１０９および型周辺部材１６１を含みうる。型周辺部材１６１は、型１００の側面を取り囲むように、型１００が配置される領域の周辺に配置されている。型駆動機構ＭＤＭおよび型周辺部材１６１は、支持構造体１０８によって支持されうる。型チャック１１０は、型１００を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）あるいは機械的手段によって保持しうる。駆動機構１０９は、型チャック１１０を駆動することによって型１００を駆動する。原版駆動機構ＭＤＭは、例えば、型１００を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。

　基板駆動機構ＳＤＭおよび型駆動機構ＭＤＭは、基板１０１と型１００との相対的な位置決めを行う駆動部を構成する。駆動部は、Ｘ軸、Ｙ軸、θＸ軸、θＹ軸およびθＺ軸に関して基板１０１と型１００との相対位置を調整するほか、Ｚ軸に関しても基板１０１と型１００との相対位置を調整する。Ｚ軸に関する基板１０１と型１００との相対位置の調整は、基板１０１の上のインプリント材と型１００との接触および分離の動作を含む。

　インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上に未硬化のインプリント材を塗布、配置あるいは供給するディスペンサ（供給部）１１１を備えうる。ディスペンサ１１１は、例えば、基板１０１の上にインプリント材を複数のドロップレットの形態で配置するように構成されうる。ディスペンサ１１１は、支持構造体１０８によって支持されうる。

　インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の上のインプリント材にＵＶ光などの光を照射することによって該インプリント材を硬化させる硬化部１０４を備えうる。インプリント装置ＩＭＰはまた、インプリントの様子を観察するためのカメラ１０３を備えうる。硬化部１０４から射出された光は、ミラー１０５で反射され、型１００を透過してインプリント材に照射されうる。カメラ１０３は、型１００およびミラー１０５を介してインプリントの様子、例えば、インプリント材と型１００との接触状態などを観察するように構成されうる。

　インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１のマークと型１００のマークとの相対位置を検出するためのアライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂを備えうる。アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂは、支持構造体１０８によって支持された上部構造体１０６に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１の複数のマークの位置を検出するためのオフアクシススコープ１１２を備えうる。オフアクシススコープ１１２は、支持構造体１０８によって支持されうる。

　インプリント装置ＩＭＰは、１又は複数の気体供給部１１８を備えうる。気体供給部１１８は、型チャック１１０を取り囲むように型チャック１１０の周囲に配置されうる。気体供給部１１８は、基板１０１と型１００との間の空間に気体を供給することによってカーテン状の気流１１８ａを形成する。気体供給部１１８は、気流１１８ａによって、基板１０１と型１００との間の空間に対するパーティクルの侵入を抑制する。気体供給部１１８は、例えば、支持構造体１０８によって支持されうる。気体供給部１１８が供給する気体は、例えばクリーンドライエアでありうるが、窒素又はヘリウム等の他の気体であってもよい。気体供給部１１８からの気体の吹き出し口（不図示）は環状であることが好ましいが、形成される気流１１８ａが基板１０１と型１００との間の空間を取り囲むようであれば、吹き出し口自体は環状でなくてもよい。インプリント装置ＩＭＰは、基板１０１と型１００との間の空間に基板１０１に沿った気体１３１の流れが形成されるように、該空間に向けて気体１３１を供給する気体供給部１３０を備えうる。

　インプリント装置ＩＭＰは、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に、交流成分を含む電圧Ｖを供給する電源ＰＳを備えている。図２に示された例では、基板周辺部材１１３が接地され、型周辺部材１６１に対して電源ＰＳから交流成分を含む電圧Ｖが供給される。電圧Ｖは、負の電圧または正の電圧でありうる。基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電源ＰＳによって交流成分を含む電圧Ｖが供給されることによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電界が形成される。この電界が基板周辺部材１１３の上のパーティクルに対して静電力を作用させることによって基板周辺部材１１３の上のパーティクルの少なくとも一部が除去される。

　インプリント装置ＩＭＰは、チャンバ１９０を備え、上記の各構成要素はチャンバ１９０の中に配置されうる。インプリント装置ＩＭＰは、その他、主制御部（制御部）１２６、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、カーテン制御部１２４、基板制御部１２５を備えうる。主制御部１２６は、インプリント制御部１２０、照射制御部１２１、スコープ制御部１２２、ディスペンサ制御部１２３、カーテン制御部１２４、基板制御部１２５および電源ＰＳを制御する。インプリント制御部１２０は、型駆動機構ＭＤＭを制御する。照射制御部１２１は、硬化部１０４を制御する。スコープ制御部１２２、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂおよびオフアクシススコープ１１２を制御する。ディスペンサ制御部１２３は、ディスペンサ１１１を制御する。カーテン制御部１２４は、気体供給部１１８を制御する。基板制御部１２５は、基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

　図１には、図２のインプリント装置ＩＭＰの一部が模式的に示されている。基板周辺部材１１３は、基板１０１の上面と等しい高さの上面を有しうる。型周辺部材１６１は、型１００の下面と等しい高さの下面を有しうる。基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１は、気体供給部１３０から供給される気体１３１の流れの乱れを抑えるように機能しうる。基板周辺部材１１３は、平坦な上面を有しうる。型周辺部材１６１は、平坦な下面を有しうる。

　チャンバ１９０の内部空間には、パーティクル１５０が侵入しうる。また、チャンバ１９０の中では、機械要素の相互の摩擦、機械要素と基板１０１または型１００との摩擦などによってパーティクル１５０が発生しうる。あるいは、ディスペンサ１１１が基板１０１の上に未硬化のインプリント材を配置するために吐出口からインプリント材を吐出した際にインプリント材のミストが発生し、このインプリント材が固化することによってパーティクル１５０が発生しうる。

　パーティクル１５０は、基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１などの部材の表面に付着しうる。基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１のうち、特に、下方に位置する基板周辺部材１１３に対して、パーティクル１５０が落下し、付着する可能性が高い。パーティクル１５０は、粒径、形状、材質などが様々である。したがって、基板周辺部材１１３の上面に対するパーティクル１５０の付着力も様々である。基板周辺部材１１３の上面に対する付着力が弱いパーティクル１５０は、外的刺激（振動、気流、静電気）などによって容易に基板周辺部材１１３の上面から離脱しうる。型１００は、インプリントを通して帯電するので、基板周辺部材１１３と型１００との間に強い電界が形成されうる。この電界によって、基板周辺部材１１３の上のパーティクル１５０に対して静電気力が作用する。よって、基板周辺部材１１３の上面に弱い付着力で付着しているパーティクル１５０は、基板周辺部材１１３の上面から容易に離脱しうる。基板周辺部材１１３の上面から離脱したパーティクル１５０は、型１００に引き寄せられて型１００に付着したり、基板１０１に付着したりしうる。よって、型１００と基板１０１との間にパーティクル１５０が挟み込まれることが有りうる。このために、欠陥を有するパターンが形成されたり、基板および／または型が破損したりしうる。

　そこで、基板周辺部材１１３に弱い付着力で付着しているパーティクル１５０が意図しないタイミングで基板周辺部材１１３から離脱しないように、パーティクル１５０を基板周辺部材１１３から予め強制的に除去することが望まれる。これを実現するために、インプリント装置ＩＭＰは、電源ＰＳを備えている。電源ＰＳは、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に交流成分を含む電圧Ｖを供給する。基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に供給された電圧Ｖによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電界が発生し、この電界によってパーティクル１５０に静電気力が作用する。基板周辺部材１１３の上面に付着しているパーティクル１５０のうち弱い付着力で付着しているパーティクル１５０は、この静電気力によって基板周辺部材１１３の上面から離脱する。電源ＰＳは、少なくとも、基板周辺部材１１３が気流１１８ａと基板１０１で囲まれる空間内に進入する前に、交流成分を含む電圧Ｖを基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に供給することが好ましい。基板周辺部材１１３の上面から離脱したパーティクル１５０を気流１１８ａにのって流され、さらには気体１３１の流れにのって型１００から遠ざかる方向に排出されうる。基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１は、電源ＰＳによって電圧が印加される導電体を含む。これにより、意図しないタイミング、特に気流１１８ａで囲まれた空間内で基板周辺部材１１３の上面から離脱したパーティクル１５０が型１００に付着することを抑制することができる。

　ここで、一例として、基板１０１の上の硬化したインプリント材から型１００を引き離すことによって、型１００が－３ｋＶに帯電する場合を考える。基板周辺部材１１３は、接地されていて、その電位が接地電位であるものとする。基板周辺部材１１３と型１００との間隙は、１ｍｍであるものとする。この場合の電界の方向は上向き（Ｚ軸の正の方向）で、電界の強度（絶対値）は３ｋＶ／ｍｍである。この例では、型周辺部材１６１の電圧Ｖの平均値が－３ｋＶより低い電位（Ｖ＜－３ｋＶ）になるように、電源ＰＳによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖを供給することが望ましい。これにより、基板周辺部材１１３の上面に対して弱い力で付着していたパーティクル１５０は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間の電界による静電気力によって基板周辺部材１１３の上面から離脱しうる。基板周辺部材１１３から離脱したパーティクル１５０は、パーティクル１５０は、気体１３１の流れにのって排出されうる。

　基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に供給される電圧Ｖは、本発明者による実験の結果、交流成分を含む電圧である場合の方が、一定電圧である場合よりも、パーティクル１５０を基板周辺部材１１３から離脱させる効果が高いことが分かった。

　以下、図８Ａ～図１２Ｃを参照しながら上記の実験について説明する。図８Ａには、実験系が示されている。この実験系では、２枚のウエハ３０１、３０２が離間させて互いに平行に配置されている。ウエハ３０１は、クリーンルーム中に浮遊しているパーティクル３００が付着したウエハであり、電気的に接地されている。ウエハ３０２は、評価用のウエハであり、電源３０３によって電圧が印加されている。

　実験条件Ａでは、図８Ｂに示されているように、－１ｋＶの一定の電圧がウエハ３０２に印加される。実験条件Ｂでは、図８Ｃに示されているように、ウエハ３０２に印加される電圧が１０ｓｅｃごとにＯＮ／ＯＦＦされる。実験条件Ｂは、交流成分を含む電圧をウエハ３０１、３０２間に供給する例として理解される。実験条件Ａ、Ｂの双方において、ウエハ３０１に付着していたパーティクル３００がウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着することが確認された。実験条件Ａ、Ｂの結果の評価は、ウエハ３０２に付着するパーティクル３００の個数をカウントすることによって行われた。

　図９には、実験条件Ａによる実験のために準備されたウエハ３０１に付着していたパーティクルの位置および直径が示されている。ウエハ３０１に付着していたパーティクルの数は、７３６個であった。１枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ａに従ってウエハ３０１、３０２間に一定電圧を印加した。次いで、１枚目のウエハ３０２に代えて２枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ａに従ってウエハ３０１、３０２間に一定電圧を印加した。次いで、２枚目のウエハ３０２に代えて３枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ａに従ってウエハ３０１、３０２間に一定電圧を印加した。

　その後、１枚目、２枚目、３枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの個数をカウントした。図１０Ａは、１枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は９個であった。図１０Ｂは、２枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は１個であった。図１０Ｃは、３枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は０個であった。

　つまり、１枚目のウエハ３０２を使った１回目の実験において、ウエハ３０１に対する付着力が弱い９個のパーティクルがウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着した。２枚目のウエハ３０２を使った２回目の実験において、ウエハ３０１に対する付着力が弱い１個のパーティクルがウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着した。３枚目のウエハ３０２を使った３回目の実験においては、ウエハ３０２に付着したパーティクルが０個であった。ウエハ３０２に付着したパーティクルの数が１回目の実験に対して２回目の実験で減っているのは、１回目の実験によって、弱い付着力でウエハ３０１に付着しているパーティクルが減ったためであると理解される。３回目の実験においてウエハ３０２に付着したパーティクルが０個であったことは、２回目までの実験において、弱い吸着力でウエハ３０１に付着しているパーティクルが全て除去されたためであると理解される。１回目、２回目および３回目の実験を通して、７３６個のパーティクルのうちの１０個（７３６個に対して１．４％）がウエハ３０１から除去された。

　図１１には、実験条件Ｂによる実験のために準備されたウエハ３０１に付着していたパーティクルの位置および直径が示されている。ウエハ３０１に付着していたパーティクルの数は、６５０個であった。１枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ｂに従ってウエハ３０１、３０２間に交流成分を含む電圧を印加した。次いで、１枚目のウエハ３０２に代えて２枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ｂに従ってウエハ３０１、３０２間に交流成分を含む電圧を印加した。次いで、３枚目のウエハ３０２に代えて３枚目のウエハ３０２を図８Ａに示されるようにウエハ３０１に対向させて配置し、実験条件Ｂに従ってウエハ３０１、３０２間に交流成分を含む電圧を印加した。

　その後、１枚目、２枚目、３枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの個数をカウントした。図１２Ａは、１枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は２７個であった。図１２Ｂは、２枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は９個であった。図１２Ｃは、３枚目のウエハ３０２に付着したパーティクルの位置および個数を示していて、個数は１２個であった。

　つまり、１枚目のウエハ３０２を使った１回目の実験において、ウエハ３０１に対する付着力が弱い２７個のパーティクルがウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着した。２枚目のウエハ３０２を使った２回目の実験において、ウエハ３０１に対する付着力が弱い９個のパーティクルがウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着した。３枚目のウエハ３０２を使った２回目の実験において、ウエハ３０１に対する付着力が弱い１２個のパーティクルがウエハ３０１から離脱してウエハ３０２に付着した。

　実験条件Ｂでは、１回目、２回目および３回目の実験を通して、６５０個のパーティクルのうちの４８個（６５０個に対して７．４％）がウエハ３０１から除去された。実験条件Ｂでは、実験条件Ａよりも、多くのパーティクルをウエハ３０１から除去することができている。また、実験条件Ｂでは、２回目、３回目の実験でも、多くのパーティクルをウエハ３０１から除去することができている。このように、実験Ａのように一定の力をパーティクルに作用させるよりも、実験Ｂのように変動する力をパーティクルに作用させる方が、部材の表面へのパーティクルの付着を弱めるための効果が高い結果が得られた。

　図４Ａには、電源ＰＳによって型周辺部材１６１に供給される電圧Ｖが例示的に示されている。電圧Ｖは、交流成分を含む電圧（例えば、交流成分と一定値との和で表現される電圧）である。電圧Ｖは、複数のパルスで構成されるパルス波（パルス電圧）でありうる。あるいは、電圧Ｖの波形は、矩形波（方形波）、三角波、台形波、階段波（階段状に電圧が変化する波形）および正弦波の少なくとも１つを含みうる。図５Ａには、電圧Ｖの波形の一例としての６周期分の正弦波が示されている。このように、交流成分を含む電圧Ｖは、複数の周期にわたって大きさが変動する電圧でありうる。

　電圧Ｖは、典型的には極性が変化しない電圧でありうるが、極性が変化してもよい。電圧Ｖが、極性が変化しない電圧である場合、電圧Ｖの極性は、基板１０１と型１００との間に型１００の帯電によって形成される電界の方向と同一の方向の電界が基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に形成される極性とされうる。この場合、交流成分を含む電圧Ｖが基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に与えられている期間では、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に形成される電界の向きが変わらない状態のまま当該電界の大きさだけが変動する。電圧Ｖが、極性が変化する電圧である場合、例えば、基板周辺部材１１３に付着しているパーティクル１５０に作用する力の平均が基板周辺部材１１３からパーティクル１５０を離脱させる方向に作用するように型周辺部材１６１に供給される電圧Ｖの極性の変化が決定されうる。

　基板１０１の上の硬化したインプリント材から型１００を引き離すことによって、型１００が－Ｖ０～０Ｖ（Ｖ０は正の値）の範囲の電圧に帯電する場合、電圧Ｖのピーク値－Ｖ１（Ｖ１は正の値）は、－Ｖ０より低い電圧であることが望ましい。これにより、型１００の帯電によってパーティクル１５０に作用する静電気力よりも強い静電気力を発生する電界を基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に発生させることができる。そのため、基板周辺部材１１３に付着しているパーティクルを予め除去することができる。電圧Ｖが最大値から最小値へ遷移する時間、および／または最小値から最大値へ遷移する時間は、１秒以下であることが望ましい。

　電圧Ｖの絶対値の最大値は、型１００の帯電によって形成される電界の最大強度よりも強い電界が基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に形成されるように決定されることが有利である。しかしながら、これは必須条件ではなく、型１００の帯電によって形成される電界の最大強度よりも弱い電界が基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に形成されてもよい。この場合においても、基板周辺部材１１３から少なくとも一部のパーティクルを除去しうるし、単位時間当たりの電圧Ｖの変化率を高くすることによって基板周辺部材１１３からのパーティクルの除去効果を高めることができる。

　図６には、インプリント装置ＩＭＰの動作方法が例示的に示されている。この動作方法は、主制御部（制御部）２１６によって制御される。工程Ｓ２０１では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域がディスペンサ１１１の下に移動するように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。工程Ｓ２０２では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域にインプリント材が配置されるように基板駆動機構ＳＤＭおよびディスペンサ１１１を制御する。ここで、ショット領域へのインプリント材の配置は、例えば、基板駆動機構ＳＤＭによって基板１０１を移動させながらディスペンサ１１１からインプリント材を吐出することによってなされうる。ショット領域へのインプリント材の配置の形式は、任意であるが、例えば、複数のドロップレットの配列の形式でショット領域にインプリント材が配置されうる。

　工程Ｓ２０３では、主制御部１２６は、基板１０１上のインプリント対象のショット領域が型１００の下に移動するように、より詳しくは、該ショット領域と型１００とが位置合わせされるように基板駆動機構ＳＤＭおよび型駆動機構ＭＤＭの制御を開始する。工程Ｓ２０４では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３が型周辺部材１６１と対向する前に基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への交流成分を含む電圧Ｖの供給が開始されるように電源ＰＳを制御する。基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に交流成分を含む電圧Ｖが供給されることによって、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に大きさが変動する電界が形成される。この電界によって基板周辺部材１１３の上面に弱い付着力で付着しているパーティクルが離脱し、気流１１８ａによって基板周辺部材１１３の付近から遠ざかる方向に排出される。このような機能および処理をそれぞれクリーニング機能およびクリーニング処理と呼ぶことができる。クリーニング機能が有効（ＯＮ）にされることによって、例えば、工程Ｓ２０１～Ｓ２０３において基板周辺部材１１３に付着したパーティクル（通常は、付着力がまだ弱いと考えられる）が直ちに離脱されうる。ここで、工程Ｓ２０４（電圧Ｖの供給の開始）は、工程Ｓ２０３が終了する前に実行されてもよい。ただし、ディスペンサ（供給部）１１１が基板１０１（のショット領域）にインプリント材を供給している間は、電源ＰＳによる基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への電圧Ｖの供給がなされないことが望ましい。これは、電圧Ｖによって形成される電界がディスペンサ１１１による基板１０１上の適正位置へのインプリント材の供給を妨げうるからである。

　工程Ｓ２０５では、主制御部１２６は、インプリント対象のショット領域にインプリントがなされるように、関連する構成要素、例えば、基板駆動機構ＳＤＭ、型駆動機構ＭＤＭ、硬化部１０４、アライメントスコープ１０７ａ、１０７ｂなどを制御する。具体的には、工程Ｓ２０５では、基板１０１上のインプリント対象のショット領域の上のインプリント材に型１００を接触させ、該インプリント材を硬化させ、その後、該インプリント材から型１００を引き離すインプリント処理がなされる。図６に示された例では、工程Ｓ２０５は、クリーニング機能がＯＮした状態でなされる。つまり、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖが供給された状態で、基板１０１の上のインプリント材に型１００を接触させ、該インプリント材を硬化させ、該インプリント材から型１００を引き離す動作がなされる。

　工程Ｓ２０６では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への電圧Ｖの供給が停止されるように電源ＰＳを制御する。つまり、主制御部１２６は、工程Ｓ２０６において、クリーニング機能を停止（ＯＦＦ）させる。

　工程Ｓ２０７では、主制御部１２６は、基板１０１の全てのショット領域に対するインプリントが終了したかどうかを判断し、未処理のショット領域が残っている場合には、当該未処理のショット領域に対するインプリントがなされように工程Ｓ２０１に戻る。一方、全てのショット領域に対するインプリントが終了した場合は、工程Ｓ２０８に進む。工程Ｓ２０８では、主制御部１２６は、処理すべき全ての基板１０１に対するインプリントが終了したかどうかを判断し、未処理の基板１０１が残っている場合には、当該未処理の基板１０１に対するインプリントがなされように工程Ｓ２０１に戻る。一方、全ての基板１０１に対するインプリントが終了した場合は、図６に示された一連の処理が終了する。

　上記の処理において、工程Ｓ２０１の途中からＳ２０３の途中までにおいて、型１００に対して基板周辺部材１１３の一部の領域が対向しうる。しかしながら、基板周辺部材１１３は、工程Ｓ２０５におけるインプリントと並行してクリーニング処理を受けているので、弱い付着力で基板周辺部材１１３の当該領域に付着しているパーティクルは基板周辺部材１１３から離脱し、気流１１８ａや気流１１３により排出されている可能性が高い。

　図３には、図１、図２に示された構成の変形例が記載されている。図３に示された例では、型周辺部材１６１が接地され、基板周辺部材１１３に対して電源ＰＳから交流成分を含む電圧Ｖが供給される。電圧Ｖは、負の電圧または正の電圧でありうる。基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電源ＰＳによって交流成分を含む電圧Ｖが供給されることによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電界が形成される。この電界が基板周辺部材１１３の上のパーティクルに対して静電力を作用させることによって基板周辺部材１１３からパーティクルが除去される。

　ここで、前述の例と同様に、基板１０１の上の硬化したインプリント材から型１００を引き離すことによって、型１００が－３ｋＶに帯電する場合を考える。型周辺部材１６１は、接地されていて、その電位が接地電位であるものとする。基板周辺部材１１３と型１００との間隙は、１ｍｍであるものとする。この場合の電界の方向は上向き（Ｚ軸の正の方向）で、電界の強度（絶対値）は３ｋＶ／ｍｍである。この例では、基板周辺部材１１３の電圧Ｖが＋３ｋＶより高い電位（Ｖ＞＋３ｋＶ）になるように、電源ＰＳによって基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖを供給することが望ましい。これにより、基板周辺部材１１３の上面に弱い力で付着していたパーティクル１５０は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間の電界による静電気力によって基板周辺部材１１３の上面から離脱しうる。基板周辺部材１１３から離脱しうる。基板周辺部材１１３から離脱したパーティクル１５０は、パーティクル１５０は、気体１３１の流れにのって排出されうる。

　以上の説明から明らかなように、基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１の一方に接地電位が供給され、基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１の他方に電圧Ｖが供給されうる。あるいは、他の形式においては、電源ＰＳは、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖが供給されるように、基板周辺部材１１３および型周辺部材１６１の双方に対して接地電位とは異なる電位を供給してもよい。

　ここまでの説明は、基板周辺部材１１３に付着しているパーティクルの除去に注目してなされているが、型周辺部材１６１に付着しているパーティクルに対しても静電気力が作用し、型周辺部材１６１から除去されうる。これにより、型周辺部材１６１に弱い付着力で付着しているパーティクルが基板１０１の上に落下することが抑制されうる。

　図４Ｂには、電源ＰＳによって基板周辺部材１１３に供給される電圧Ｖが例示的に示されている。電圧Ｖは、交流成分を含む電圧（例えば、交流成分と一定値との和で表現される電圧）である。電圧Ｖは、複数のパルスで構成されるパルス波でありうる。あるいは、電圧Ｖは、矩形波（方形波）、三角波、台形波、階段波でありうる。あるいは、電圧Ｖは、図５Ｂに示されるような正弦波でありうる。電源ＰＳによって基板周辺部材１１３に供給される電圧Ｖは、複数の周期にわたって大きさが変動する電圧でありうる。また、交流成分を含む電圧Ｖは、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に該電圧Ｖが与えられている間に、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に形成される電界の向きが変わらない状態で当該電界の大きさだけを変動させる電圧を含みうる。

　図７には、インプリント装置ＩＭＰの動作方法あるいは運用方法が例示的に示されている。工程Ｓ２１１では、メンテナンスがなされる。メンテナンスは、作業者によってなされる場合もあるし、インプリント装置ＩＭＰが有する機能によってなされる場合もある。メンテナンスは、例えば、ディスペンサ１１１、基板チャック１０２または型チャック１１０の、点検、修理、クリーニングまたは交換を含みうる。このメンテナンスにおいて、基板周辺部材１１３および／または型周辺部材１６１にパーティクルが付着しうる。

　そこで、メンテナンスが終了した後かつインプリント処理が再開されるまでの間に、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電源ＰＳによって交流成分を含む電圧Ｖが供給される。具体的には、工程Ｓ１１に次いで、工程Ｓ２１２、Ｓ２１３が実施されうる。工程Ｓ２１２では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３が型周辺部材１６１に対応するように基板駆動機構ＳＤＭを制御する。主制御部１２６は、メンテナンスの終了を示す信号が入力されることに応じて工程Ｓ２１２を実行しうる。工程Ｓ２１２に次いで、工程Ｓ２１３では、主制御部１２６は、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間への電圧Ｖの供給が開始されるように電源ＰＳを制御する。これにより、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に電圧Ｖが供給され、基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に、大きさが変動する電界が形成される。この電界によって基板周辺部材１１３の上面に弱い付着力で付着しているパーティクルが基板周辺部材１１３上から除去される。

　このような動作方法あるいは運用方法によれば、メンテナンスを通して基板周辺部材１１３および／または型周辺部材１６１に付着しうるパーティクル（通常は、付着力がまだ弱いと考えられる）が直ちに除去されうる。

　基板周辺部材１１３と型周辺部材１６１との間に供給する交流成分を含む電圧Ｖの正負や大小は、インプリント装置ＩＭＰ内に配置された電位計により型１００の電位を計測した結果に基づいて決定されもよい。あるいは、該電圧Ｖの正負や大小は、定期的に型１００を取り出して型１００の電位を計測した結果に基づいて決定されてもよい。

　型周辺部材１６１は、図１３に例示されるように、型１００の側面を全方位にわたって取り囲む形状を有しうる。しかし、型周辺部材１６１は、図１４に例示されるように、型１００が配置される領域の周辺に分割して配置された型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃによって構成されてもよい。このような構成を採用することにより、型１００の周辺に機構を配置するための自由度を向上させることができる。型１００の周辺に配置されうる機構としては、例えば、型１００の側面に力を加えて型１００を目標形状に変形させる機構、インプリント材と型１００との接触および引き離しのために型１００をＺ方向に移動させる駆動機構、型１００の傾きを調整する駆動機構などを挙げることができる。また、分割された型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３３ｃを採用し、型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３３ｃに対して電源ＰＳから電圧Ｖを供給することにより、基板周辺部材１１３の全体ではなく局所領域に電界を生じさせることができる。基板周辺部材１１３の上には基板１０１や微動ステージの位置のキャリブレーションに使用する基準マークや、インプリント材を硬化させるための露光光の照度を計測する照度センサ等が電界にさらされ、基準マークを用いた計測や照度センサの計測結果に影響を及ぼすことを防ぐことができる。

　型周辺部材３３０ａ、３３０ｂ、３３０ｃのそれぞれの配置および役割について説明する。型周辺部材３３０ａは、型１００に対して－Ｘ方向に配置されうる。すなわち、型周辺部材３３０ａは、平面視（＋Ｚ方向から見たときの図）において、型１００からディスペンサ１１１に向かう方向とは反対方向に配置されうる。型周辺部材３３０ａの長手方向の長さは、型１００のパターンが形成されている部分１００ａの長手方向よりも長いことが好ましい。

　型周辺部材３３０ａは、図６に示されたフローチャートの処理を実行する際に用いられる。図１５に例示されるように、型周辺部材３３０ａは、インプリント処理において型１００が基板１０１および基板周辺部材１１３と対向する領域を含む領域３２０と対向する。型周辺部材３３０ａに前述のタイミングで交流電圧を含む電圧Ｖを供給することにより、基板周辺部材１１３上に弱く付着しているパーティクルを基板周辺部材１１３の上面から離脱させることができる。

　型周辺部材３３０ｂ、３３０ｃは、型１００に対して＋Ｘ方向側、かつ型周辺部材３３０ａよりも±Ｙ方向側に配置されうる。型周辺部材３３０ｂ、３３０ｃは、図７に示されたフローチャートの処理の際に用いられる。周辺部材３３０ｂを用いて図１６に示された領域３４０、型周辺部材３３０ｃを用いて図１７に示された領域３５０に弱く付着しているパーティクルを基板周辺部材１１３の上面から離脱させることができる。領域３２０、３３０、３５０を足し合わせた領域で、少なくとも基板周辺部材１１３の上面に付着しているパーティクルを定期的に離脱させることにより、意図しないタイミングで型１００にパーティクルが引き寄せられてパターン欠陥が生じることを防ぐことができる。

　以下、物品製造方法について説明する。ここでは、一例として、物品としてデバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）を製造する物品製造方法を説明する。物品製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが形成された基板を処理（例えば、エッチング）する工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも一つにおいて有利である。

　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本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、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。

　本願は、２０１６年２月２９日提出の日本国特許出願特願２０１６－０３７９９９および２０１６年１１月１６日提出の日本国特許出願特願２０１６－２２３３４８を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

ＩＭＰ：インプリント装置、１００：型、１０１：基板、１０２：基板チャック、１１３：基板周辺部材、１５０：パーティクル、１６１：型周辺部材、ＰＳ：電源

Claims

基板の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント装置であって、
基板を保持する基板チャックと、
前記基板チャックの周辺に配置された基板周辺部材と、
型を保持する型チャックと、
前記型チャックによって保持される型の周辺に配置された型周辺部材と、
前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に交流成分を含む電圧を供給する電源と、
を備えることを特徴とするインプリント装置。
前記電圧は、複数のパルス電圧を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記電圧の波形は、矩形波、三角波、台形波、階段波、階段波および正弦波の少なくとも１つを含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
前記電圧は、正および負のいずれか一方の極性を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
前記電圧の極性は、前記基板と前記型との間に前記型の帯電によって形成される電界の方向と同一の方向の電界が前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に形成される極性である、
ことを特徴とする請求項４に記載のインプリント装置。
前記電圧の絶対値の最大値は、前記型の帯電によって形成される電界の最大強度よりも強い電界が前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に形成される値である、
ことを特徴とする請求項５に記載のインプリント装置。
前記電源は、前記基板周辺部材および前記型周辺部材の一方を接地し、前記基板周辺部材および前記型周辺部材の他方に前記電圧を供給する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のインプリント装置。
　前記型の周辺に気流が形成されるように気体を供給する気体供給部を更に備え、前記電圧の供給によって前記基板周辺部材から離脱したパーティクルが前記気流によって前記型から遠ざかる方向に排出される、
　ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリント装置。
基板の上にインプリント材を供給する供給部を更に備え、
前記電源は、前記供給部によって前記基板の上にインプリント材が供給されている間は、前記電圧を前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に供給しない、
ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のインプリント装置。
前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に前記電源によって前記電圧が供給された状態で、前記基板の上のインプリント材に前記型を接触させ、該インプリント材を硬化させ、該インプリント材から前記型を引き離す動作がなされる、
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のインプリント装置。
メンテナンスが終了した後かつインプリント処理が再開されるまでの間に、前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に前記電源によって前記電圧が供給される、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のインプリント装置。
基板の上のインプリント材に型を接触させて該インプリント材を硬化させることによって該基板の上にパターンを形成するインプリント方法であって、
前記基板を保持する部分の周辺に配置された基板周辺部材と、前記型を保持する部分の周辺に配置された型周辺部材と、の間に交流成分を含む電圧を供給することを特徴とするインプリント方法。
前記交流成分を含む電圧は、前記基板上にインプリント材を供給していない間に供給することを特徴とする請求項１２に記載のインプリント方法。
メンテナンスが終了した後かつインプリント処理が再開されるまでの間に、前記基板周辺部材と前記型周辺部材との間に、前記交流成分を含む電圧を供給することを特徴とする請求項に記載のインプリント方法。
物品製造方法であって、
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置を用いて基板の上にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。