(57)【要約】【課題】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。【解決手段】微細加工プロセスに用いる部材１０１に付着した微粒子１０５の除去方法であって、弾性体１０３に支持された探針１０４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、有する構成とする。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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する微粒子の除去方法。
【請求項２】
前記部材に付着した微粒子の位置を検出する工程が、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であることを特徴とする請求項１に記載の微粒子の除去方法。
【請求項３】
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であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の微粒子の除去方法。
【請求項４】
前記部材が、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であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の微粒子の除去方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【特許文献１】米国特許５７７２９０５号明細書
【特許文献２】米国特許６３３４９６０号明細書
【特許文献３】米国特許６１７１７３０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】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説明する図である。
【符号の説明】
【００１４】
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
【図１】
2006007382.tif 000003