(57)【要約】  周期的に繰り返されるナノボイドの検出は、基板汚染のレベルの指標となり、基板上の汚染物を減らす役に立つ。ナノボイドを検出するためのシステム及び方法、並びに、基板をクリーニングし、及び／又は基板の清浄度を維持するためのシステム及び方法を説明する。【選択図】      図１１
2013539204.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントリソグラフィに用いられる基板の表面汚染のレベルを検出する方法であって、
基板を準備するステップと、
前記基板の上に周期的液滴パターンで重合性材料を堆積させるステップと、
前記重合性材料を平坦なインプリントテンプレートに接触させるステップと、
前記重合性材料を重合させて前記基板の上にインプリント層を形成するステップと、
前記インプリント層上の欠陥の存在を検出するステップと、
前記検出された欠陥を分析して、前記検出された欠陥のうちの周期的ナノボイド欠陥を識別するステップと、
前記基板の単位面積当たりの前記周期的ナノボイド欠陥の数を判定するステップと、
を含み、
前記単位面積当たりの前記周期的ナノボイド欠陥の数が、前記基板の前記表面汚染のレベルと相関する、
ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記検出するステップは、光散乱技術を用いるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基板の散乱マップを作成するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記検出された欠陥の総数は、前記散乱マップから判定されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記分析するステップは、前記散乱マップのフーリエ変換（ＦＦＴ）分析を実施するステップをさらに含むことを特徴とする、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記検出された欠陥の総数に対する前記周期的ナノボイド欠陥の比を判定するステップをさらに含み、前記比は、前記フーリエ変換（ＦＦＴ）分析から得られる１次ピーク体積とゼロ次ピーク体積の比に基づくことを特徴とする、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記周期的ナノボイド欠陥の数を前記判定するステップは、前記検出された欠陥の総数に対する前記周期的ナノボイド欠陥の前記比に、前記検出された欠陥の総数を掛けるステップをさらに含むことを特徴とする、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
インプリントリソグラフィに用いる基板の表面汚染を減らす方法であって、
基板を準備するステップと、
前記基板をクリーニングして既存の表面汚染を前記基板から除去するステップと、
前記クリーニングされた基板を、化学フィルタによってろ過された密閉環境内に保管するステップと、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項９】
前記化学フィルタは、炭素フィルタであることを特徴とする、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記密閉環境は、高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタによってさらにろ過されることを特徴とする、請求項８〜請求項９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板を接着性コーティングでコーティングするステップをさらに含むことを特徴とする、請求項８〜請求項１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
インプリントリソグラフィに用いられる基板の表面汚染を減らすためのシステムであって、
基板をクリーニングするためのクリーニングツール、前記基板をコーティングするためのコーティングツール、前記基板を保管するための保管容器、及び前記基板にインプリントするためのインプリントリソグラフィシステムを収容するエンクロージャと、
前記エンクロージャに空気流を供給するための、前記エンクロージャへの１つ又はそれ以上の吸気開口部と、
前記エンクロージャに供給される前記空気流をろ過するように配置された化学フィルタと、
を備えることを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記化学フィルタは、炭素フィルタであることを特徴とする、請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記化学フィルタと順に並んだ高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項１１〜請求項１２のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１５】
インプリントリソグラフィに用いられる基板の表面汚染を減らすためのシステムであって、
各々が別々のエンクロージャ内に収容された、基板をクリーニングするためのクリーニングツールと、前記基板をコーティングするためのコーティングツールと、前記基板を保管するための保管容器と、前記基板にインプリントするためのインプリントリソグラフィシステムと、
前記各々のエンクロージャに空気流を供給するための、前記各々のエンクロージャへの１つ又はそれ以上の吸気開口部と、
前記各々のエンクロージャに供給される前記空気流をろ過するように配置された化学フィルタと、
を備えることを特徴とするシステム
【請求項１６】
前記化学フィルタは、炭素フィルタであることを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記化学フィルタと順に並んだ高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタをさらに備えることを特徴とする、請求項１５〜請求項１６のいずれか１項に記載のシステム。
【請求項１８】
前記エンクロージャ間で基板を移動させるための１つ又はそれ以上の気密密閉可能な携帯型基板移動モジュールをさらに備え、前記１つ又はそれ以上のモジュールは有機汚染物を有さず清浄であることを特徴とする、請求項１５〜請求項１７のいずれか１項に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２０１０年７月８日出願の米国特許仮出願第６１／３６２，３７７号、及び２０１１年７月７日出願の米国特許仮出願第１３／１７８，２６８号の優先権を主張するものであり、これら両方の米国出願の発明全体が本明細書の内容となるものである。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工は、１００ナノメートルのオーダー又はそれより小さい構造部を有する非常に小さい構造体の加工を含む。ナノ加工が大きな影響を与えた１つの用途は、集積回路の加工である。半導体加工産業は、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増やしながらより大きな製品歩留まりを得るための努力を続けており、それゆえにナノ加工はますます重要となっている。ナノ加工は、形成される構造体の最小構造部の寸法を小さくし続けることを可能にすると同時に、より優れたプロセス制御をもたらす。ナノ加工が用いられている他の発展分野には、バイオテクノロジー、光技術、機械システムなどが含まれる。
【０００３】
現在使用されている例示的なナノ加工技術は、通常、インプリントリソグラフィと呼ばれている。例示的なインプリントリソグラフィプロセスは、全て引用により本明細書に組み入れられる特許文献１、特許文献２、及び特許文献３など、多くの文献に詳しく説明されている。
【０００４】
上記の特許文献の各々に開示されているインプリントリソグラフィ技術は、成形可能な（重合性の）層内にレリーフパターンを形成すること、及びレリーフパターンに対応するパターンを下層の基板内に転写することを含む。基板を移動ステージに連結して、パターン付けプロセスを容易にするための所望の位置調整を行うことができる。パターン付けプロセスは、基板から離間したテンプレート、及びテンプレートと基板との間に塗布される成形可能液体を用いる。成形可能液体を固化させて、成形可能液体に接触するテンプレートの表面の形状に適合するパターンを有する剛体層を形成する。固化後、テンプレートと基板とが離間するように、テンプレートを剛体層から分離する。次に、基板及び固化層に付加処理を施して、固化層内のパターンに対応するレリーフイメージを基板内に転写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号
【特許文献５】米国特許第７，１５７，０３６号
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号
【特許文献７】米国特許第６，９３２，９３４号
【特許文献８】米国特許第７，０７７，９９２号
【特許文献９】米国特許第７，１７９，３９６号
【特許文献１０】米国特許第７，３９６，４７５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インプリントリソグラフィに用いられる基板の清浄度のレベルは、高品質の結果のために重要である。基板表面の汚染は、形成される層内の欠陥及び／又は層間剥離、ボイド、粒状物などを生じさせることがある。例えば、ＧＣ-ＭＳ及びＴＯＦ−ＳＩＭＳ技術などを用いる基板表面汚染の直接分析は、費用及び時間がかかり、そして多くの場合、結果が不確かであり得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の態様は、基板上に形成されるインプリント層内に周期的に生じるナノボイドのレベルの検出に有利に基づく、インプリントリソグラフィ基板の表面汚染のレベルを検出するための方法を含む。一態様において、この方法は、基板を準備するステップと、基板上に周期的液滴パターンで重合性材料を堆積させるステップと、重合性材料を平坦なインプリントテンプレートに接触させるステップと、重合性材料を重合させて基板上にインプリント層を形成するステップと、インプリント層上の欠陥の存在を検出するステップとを含む。検出された欠陥を分析して、検出された欠陥のうちの周期的に生じたナノボイド欠陥を識別する。基板の単位面積あたりの周期的ナノボイド欠陥の数は、基板の表面汚染のレベルと相関する。
【０００８】
特定の態様において、基板欠陥の検出は、光散乱技術を用いることができ、基板の散乱マップを作成するステップをさらに含むことができる。検出された欠陥の総数は、散乱マップから得ることができる。さらなる態様において、検出された欠陥の分析は、散乱マップのフーリエ変換（ＦＦＴ）分析を実施するステップを含むことができる。検出された全欠陥に対する周期的ナノボイド欠陥の比を、フーリエ変換（ＦＦＴ）分析から、１次及びゼロ次のフーリエピーク体積から得られる比に基づいて得ることができる。この比に検出された欠陥の総数を掛けると、周期的ナノボイド欠陥の数が得られる。
【０００９】
本発明の他の態様は、インプリントリソグラフィに用いる基板の表面汚染を減らす方法を含む。この方法は、基板を準備することと、基板をクリーニングして既存の表面汚染を基板から除去することと、クリーニングされた基板を、空気から有機汚染物質を除去するのに適した化学フィルタによってろ過された密閉環境内に保管することとを含むことができる。例示的な化学フィルタは、炭素フィルタを含む。さらに別の態様に置いて、密閉環境は、粒子汚染から保護するために高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタによってろ過することもできる。保管される基板は、コーティングされなくてもよく、又は、例えば、接着性コーティングによってコーティングすることもできる。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は、そのような基板を取扱い、保管し及び加工するためのシステム内にそのような化学フィルタを組み込むことを含む。一態様において、基板をクリーニングするためのクリーニングツール、基板をコーティングするためのコーティングツール、基板を保管するための保管容器、及び基板をインプリントするためのインプリントリソグラフィシステムを収容するエンクロージャと、エンクロージャに空気流を供給するための、エンクロージャに対する１つ又はそれ以上の吸気開口部と、エンクロージャに供給される空気流をろ過するように配置される化学フィルタとを有するシステムが提供される。
【００１１】
他の態様において、クリーニングツール、コーティングツール、保管容器及びインプリントリソグラフィシステムの各々は、それぞれが別個の専用吸気開口部及び各エンクロージャへの空気流を別々にろ過するように配置された化学フィルタを有する別々のエンクロージャ内に収容することができる。ここでもやはり、化学フィルタは、炭素フィルタとすることができ、さらに高性能微粒子空気（ＨＥＰＡ）フィルタを順に並べて設けることができる。さらに別の態様において、システムは、基板を別々のエンクロージャ間で移動させるための、１つ又はそれ以上の気密密閉可能な携帯型基板移動モジュールをさらに含むことができる。
【００１２】
本明細書で説明する主題の１つ又はそれ以上の実施形態を、添付の図面及び以下の説明において説明する。本主題の他の特徴、態様、及び利点は、説明、図面、及び特許請求の範囲から明らかとなるであろう。
【００１３】
本発明の特徴及び利点を詳細に理解することができるように、添付の図面に示す実施形態を参照することにより、本発明の実施形態のより具体的な説明を行うことができる。しかし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示すためだけのものであり、本発明は他の均等に有効な実施形態を認めるので、本発明の範囲を限定するものと考えるべきではないことに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】リソグラフィックシステムの略側面図を示す。
【図２】上にパターン付け層を有する、図１に示す基板の略側面図を示す。
【図３】内部に形成されたナノボイドを有するパターン付け層の略側面図を示す。
【図４】内部に形成されたナノボイドを有するインプリント層を与える、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）によって得られたイメージの上面図を示す。
【図５】インプリント層内の光散乱欠陥を示す散乱図を示す。散乱欠陥は暗領域によって示される。
【図６】例示的なブラヴェ２Ｄ格子（又は２Ｄ空間格子）を示す。
【図７】図５に示す散乱欠陥の高速２Ｄフーリエ変換（ＦＦＴ）を示す。
【図８】図５に示す散乱欠陥のＦＦＴグラフのゼロ次ピーク及び１次ピークを概略的に示す。
【図９】図５に示す散乱欠陥のＦＦＴを、散乱体の総数に対する規則的散乱体の割合を計算するための１次及びゼロ次のインデックス付きピークと共に示す。
【図１０】基板をクリーニングし、及び／又は基板の清浄度を維持するための例示的なクラスタツール解決策のブロック図を示す。
【図１１】基板をクルーニングし、及び／又は基板の清浄度を維持するための例示的な清浄移動システムのブロック図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図面、特に図１を参照すると、基板１２の上にレリーフパターンを形成するために使用されるリソグラフィックシステム１０が示されている。基板１２は、基板チャック１４に連結することができる。図示するように、基板チャック１４は真空チャックである。しかし、基板チャック１４は、真空式、ピン式、溝式、静電式、電磁気式及び／又はそれらに類するものを含むがそれらに限定されない任意のチャックとすることができる。例示的なチャックは、引用により本明細書に組み入れられる特許文献４に説明されている。
【００１６】
基板１２及び基板チャック１４は、さらにステージ１６によって支持することができる。ステージ１６は、ｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った並進及び／又は回転移動を与えることができる。ステージ１６、基板１２、及び基板チャック１４は、基部（図示せず）の上に配置することもできる。
【００１７】
基板１２から離間してテンプレート１８が配置される。テンプレート１８は、第１の面と第２の面とを有する本体を含むことができ、一方の面は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０を有する。メサ２０はその上にパターン付け表面２２を有する。さらに、メサ２０は鋳型２０と呼ぶことができる。代替的に、メサ２０無しでテンプレート１８を形成することができる。
【００１８】
テンプレート１８及び／又は鋳型２０は、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイア及び／又はそれに類するものを含むが、それらに限定されない材料から形成することができる。図示するように、パターン付け表面２２は、離間した複数の凹部２４及び／又は凸部２６によって定められる構造部を含むが、本発明の実施形態はそのような構成に限定されない（例えば、平坦面）。パターン付け表面２２は、基板１２の上に形成されることになるパターンの基礎を形成する任意の原型パターンを定めることができる。
【００１９】
テンプレート１８は、チャック２８に連結することができる。チャック２８は、それらに限定されないが、真空式、ピン式、溝式、静電式、電磁気式及び／又は他の同様のチャック型式として構成することができる。例示的なチャックは、引用により本明細書に組み入れられる特許文献４にさらに説明されている。さらに、チャック２８は、インプリントヘッド３０に連結することができ、その結果、チャック２８及び／又はインプリントヘッド３０は、テンプレート１８の移動を容易にするように構成することができる。
【００２０】
システム１０は、流体分注システム３２をさらに含むことができる。流体分注システム３２を用いて、成形可能材料３４（例えば、重合性材料）を基板１２の上に堆積させることができる。成形可能材料３４は、例えば、液滴分注、スピンコーティング、浸漬コーティング、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積及び／又はそれらに類する技術を用いて基板１２の上に配置することができる。成形可能材料３４は、設計検討事項に応じて、鋳型２２と基板１２との間に所望の体積を定める前に、及び／又は後で、基板１２の上に配置することができる。成形可能材料３４は、バイオ分野、太陽電池産業、バッテリ産業、及び／又は機能性ナノ粒子を必要とする他の産業における用途を有する機能性ナノ粒子とすることができる。例えば、成形可能材料３４は、両方ともに引用により本明細書に組み入れられる特許文献５及び特許文献６に説明されている、モノマー混合物を含むことができる。あるいは、成形可能材料３４は、それらに限定されないが、生体材料（例えば、ＰＥＧ）、太陽電池材料（例えば、Ｎ型、Ｐ型材料）、及び／又はそれらに類するものを含むことができる。
【００２１】
図１及び図２を参照すると、システム１０は、エネルギー４０を経路４２に沿って方向付けるように結合されたエネルギー源３８をさらに含むことができる。インプリントヘッド３０及びステージ１６は、テンプレート１８及び基板１２を経路４２に重なるように配置するよう構成することができる。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体分注システム３２、及び／又はエネルギー源３８と通信する、プロセッサ５４によって調整することができ、メモリ５６内に格納されたコンピュータ可読プログラム上で動作することができる。
【００２２】
インプリントヘッド３０、ステージ１６、又はその両方が鋳型２０と基板１２との間の距離を変化させて、成形可能材料３４で充填される所望の体積をそれらの間に定める。例えば、インプリントヘッド３０は、鋳型２０が成形可能材料３４に接触するようにテンプレート１８に力を加えることができる。所望の体積が成形可能材料３４で充填された後、エネルギー源３８は、エネルギー４０、例えば紫外線を生成して、基板１２の表面４４及びパターン付け表面２２の形状に適合するように成形可能材料３４を固化及び／又は架橋させ、パターン付けされた層４６を基板１２上に定める。パターン付けされた層４６は、残留層４８、並びに、凸部５０及び凹部５２として示される複数の構造部を含むことができ、凸部５０は厚さｔ1を有し、残留層は厚さｔ2を有する。
【００２３】
上記のシステム及びプロセスは、その全てが引用によりその全体が本明細書に組み入れられる特許文献７、特許文献８、特許文献９、及び特許文献１０において言及されているインプリントリソグラフィのプロセス及びシステムにおいてさらに用いることができる。
【００２４】
ナノボイドの検出
前記のように、インプリントリソグラフィにおける基板の汚染は、形成されるインプリント層における層間剥離及び／又はボイド、粒状物などの存在を含めて、形成される層内の欠陥をもたらすことがある。特に、ナノボイドは、基板の表面汚染、特に、揮発性溶媒、シロキサン、揮発性有機物質などのような有機汚染物の存在に起因する汚染の結果、生じることがある。これらの種類の有機汚染物の制御は、インプリントリソグラフィの品質及び再現性にとって重要である。本明細書で用いる場合、「ナノボイド」という用語は、基板上に形成されたインプリント層の表面上の開いたボイドを指し、このボイドは、ボイドの厚さ又は深さより大きな直径、典型的には厚さ又は深さよりも３倍又はそれ以上のオーダーで大きく、典型的には１０ｎｍから５０μｍまでの範囲の直径を有する、受け皿状の幾何学的形状を有する。ナノボイドの底面の曲率半径もまた、典型的には、ナノボイドの直径よりも遥かに大きい。ナノボイドの直径及び厚さ又は深さは、形成される層の厚さ又は深さに依存し得るが、通常、その層の厚さよりも小さいか又はそれに等しい。図３は、形成されたインプリント層４６の表面上のナノボイド６０を示し、ナノボイド６０は、その厚さｔ3よりも大きく、且つ、層４６の厚さｔ4よりも小さい、直径ｄ1を有する。
【００２５】
本明細書において提供するのは、ナノボイドの検出に依拠した、基板汚染レベルを検出する迅速、簡単及び効果的な方法である。具体的には、本発明者らは、基板上に液体重合性材料を周期的液滴パターンで堆積させ、ブランクの（又は構造部無しの）インプリントテンプレートを用いて平坦なインプリント層を形成することにより、周期的ナノボイドを層上に形成することができることを見出した。即ち、周期的な液体ポリマー液滴パターンを用いて層を形成した場合に、ナノボイド６０が周期的配列を有することを見出した。理論によって拘束されるものではないが、液滴が広がるとき、局所の汚染物が液滴と共に移動し、液滴が合体する領域内で凝集し、繰返しパターンを形成し、これがナノボイドの繰返しパターンを生じさせると考えられる。この性質を利用して、ナノボイドを、基板自体、付加的コーティング層などの不完全さから区別する。そのようなその他の不完全さは、基板がそのような不完全さを有するように意図的に作られ及び／又は製造されていない限り、周期的に配列することはない、即ち、それらはランダムである。このようにして、本発明者らは、基板汚染の全体としてのレベルを基板の単位面積当たりに検出される周期的に生じるナノボイドの数と相関させることができることを見出した。
【００２６】
ナノボイドは、走査電子顕微鏡法（ＳＥＭ）（例えば、図４に示すイメージ）、原子間力顕微鏡法（ＡＦＭ）などを用いて検出及び／又は分析することができる。これらの技術を用いてナノボイドを直接視覚化することができるが、しかし、これらの技術は、時間がかかり、コストが高く、かならずしもナノボイドを確実に検出するとは限らない。本明細書で説明するのは、欠陥分析用の光散乱システム及び技術であり、ＳＥＭ及びＡＦＭと比較すると精度がより高く、より迅速である。図３−図５を参照すると、一般に、光散乱欠陥検査ツールを用いて、ナノボイド６０を含んだ基板１２の表面の散乱マップ６２を提供することができる。光散乱欠陥検査ツールは、業界内で知られており、インプリントリソグラフィにおいて普通に用いられる。
【００２７】
周期的液体ポリマー液滴パターンを用いて、形成された層４６を基板１２上に生成することができる。液体ポリマー液滴パターンは、基板１２上の所定の位置に配置された個々の液体ポリマー液滴から構成される。液滴の位置は、図６に示す５つのブラヴェ２Ｄ格子（又は２Ｄ空間格子）のうちのいずれかを形成することができる。周期的液滴パターンの一例は、１７０ミクロンの周期を有し、｜ａ1｜＝｜ａ2｜且つφ＝９０°である、６ｐＬ液滴の正方配列である。層４６内の散乱欠陥は、散乱マップ６２内の暗点として示される。これらの欠陥のうちの幾つかがボイド６０であり、一方、その他は、基板１２、付加的コーティング層などの不完全さであり得る。
【００２８】
図７を参照すると、図５に示す基板１２の表面の散乱マップから、フーリエ変換（ＦＦＴ）分析６４を得ることができる。ゼロ次のフーリエ成分（即ち、ピーク）は中心に位置する。フーリエピークの数及び対称性は、図５のナノボイド６０のパターンの対称性及び周期性に依存し得る。図５の散乱欠陥のＦＦＴ分析は、ナノボイド６０の百分率（例えば、８９％）及びナノボイドの周期性（例えば、４直線単位）を与えることができる。単位の値は、用途に応じて様々であり得る。
【００２９】
図８を参照すると、ＦＦＴピーク下の体積は、ピークに寄与する散乱の数に比例し得る。図８は、ゼロ次ピーク６６及び１次ピーク６８のそれぞれの下の体積Ｖ0及びＶ1を略図で示す。散乱体ＮOは、規則的なものも不規則的なものも両方が、ゼロ次ピーク６６に寄与することができるが、一方、規則的散乱体のみが１次ピーク６８に寄与する。比ｒ＝Ｖ1／Ｖ0は、規則的散乱体の部分を、全体から区別する。規則的散乱体は、ナノボイド６０を含む。従って、比ｒを計測し、値ＮNV＝ｒ＊Ｎ0を計算することによってナノボイド６０の量が与えられることになる。
【００３０】
図９を参照すると、２次元パターン及び２次元ＦＦＴ分析６９に対して、１つのピークの代りにより多くのピークを用いることができる。例えば、正方パターン（格子）の２次元ＦＦＴ分析６９は、第１の方向ｘに２つの１次ピーク７０及び７２を含み、第２の方向ｙに２つの１次ピーク７４及び７６を含むことができる。第２の方向ｙは、第１の方向ｘに直交するものとすることができる。ゼロ次ピーク７５は中心に位置する。第１の方向ｘにおける周期は、第２の方向における周期と異なることがある。一例において、正方パターンの場合、両方向の周期は実質的に同じであり得る。別の例において、異なる量の１次ピークが存在してもよい（例えば、六方パターンは３つの軸を有することができる）。
【００３１】
分析領域が有限サイズであること及び／又は空間解像度に関連する２次元ＦＦＴ分析の誤差を最小にするために、ＦＦＴ変換に用いられる複数の点について平均することができる。例えば、ピーク７０及び７２の下の体積を平均することができ、及び／又は、ピーク７４及び７６の下の体積を平均することができる。従って、各方向における比は次式で表すことができる。
【数１】
2013539204.tif 000003
ナノボイド６０の計算には、次式のようにｒx又はｒyの大きい方の値を用いることができる。
ＮNV＝Ｎ0・ｍａｘ（ｒx，ｒy）                    （式３）
式中、ｍａｘ（ｒ1，ｒ2．．．ｒN）は、ｒ1，ｒ2．．．ｒNの最大値に実質的に等しい値を与える関数とすることができる。ナノボイドの数は次式で与えることができる。
ＮNV＝Ｎ0・ｍａｘ（ｒ1，ｒ2，．．．ｒi）        （式４）
式中、ｉは、パターンに関する対称軸の数である。例えば、六方格子（パターン）においては３つの軸が存在する（ｉ＝３）。
【００３２】
図３−図４に関連して前述したように、ナノボイド６０は基板１２の表面汚染によって生じることがある。ガスクロマトグラフィー質量分析法（ＧＣ−ＭＳ）及び飛行時間型２次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）のような直接表面分析技術の代わりに又はそれに加えて、ナノボイド６０の計測を用いることができる。ＧＣ−ＭＳ及びＴＯＦ−ＳＩＭＳは費用が高く、且つ、結果を得るのに時間がかかる。表面汚染のレベルを推定するために本明細書で説明するようにＦＦＴ分析の使用することは、入手が容易な光散乱欠陥ツールを用いて、図１のシステム１０上で局所的に行うことができる。ＦＦＴ分析は、試料の表面汚染のレベルについての結果を与える、簡単、迅速且つ有効な方法である。
【００３３】
本明細書で説明する表面汚染検出方法を使用することで、インプリントリソグラフィに用いる基板の清浄度を改善するための手段をさらに提供することができる。例えば、そのような方法は、ナノ・インプリントリソグラフィにおいて、クリーニング及びコーティング、保管条件、試料の取扱い、クリーンルーム環境などに関する推奨規格を開発する一助となり得る。
【００３４】
汚染のレベルは、基板１２の前履歴、クリーニング方法、コーティング、保管条件などに依存し得る。汚染、特に有機汚染物の性質は、環境（例えば、クリーンルーム内の環境）の清浄度、保管容器の清浄度などに応じて異なり得る。前述のように、汚染には、それらに限定されないが、揮発性溶媒、シロキサン、揮発性有機物質などの有機汚染物が含まれ得る。
【００３５】
基板のクリーニング及び保管
初めに、インプリントリソグラフィに使用するための納入基板は、典型的には、業界で知られた、特定の基板に適用できる技術（例えば、ＳＣ１、ＵＶ、ピラニアクリーニングなど）を用いてクリーニングされる。クリーニングは、一般に、これまで蓄積された汚染を除去するための重要なステップである。基板の前履歴が清浄度に影響を及ぼす可能性がある（例えば、試料が調製された場所、製造場所の環境、保管条件、輸送など）。販売者に特定レベルの清浄度を要求するのは難しいことがあるので、納入基板の様々なバッチに対して定期的な管理を実施することができる。例えば、納入基板の汚染のレベルは、本明細書で説明するナノボイド検出方法を用いて計測することができる。
【００３６】
ひとたびクリーニングすると、保管及び取扱い条件によっては、さらなる調製、処理及び保管を通じて、特に有機汚染物による、許容できない汚染のレベルになることがある。ナノボイドを、従って対応する汚染のレベルを本明細書で説明するように検出することにより、最適な調製ステップ及び保管条件を設定することができる。例示的な基板を異なる調製ステップ及び保管条件に供し、結果として生じる周期的ナノボイドを検出し、基板汚染のレベルに相関させた。調製ステップ及び／又は保管条件の変動の結果、満足又は不満足な格付け（即ち、許容できる又は許容できない汚染レベル）のいずれかをもたらすナノボイドが検出された。
【実施例】
【００３７】
実施例１
第１の実施例において、ガラス製の６５ｍｍハードディスクドライブを、ＳＣ１プロセスを用いてクリーニングし、約１５ｎｍのタンタル層でコーティングし、ＨＥＰＡフィルタ下の周囲実験室環境内で開放して２週間保管し、次いで、２５０ミクロンの周期を有する６ｐＬ液滴の正方配列の周期的液滴パターンを用いてインプリントした。カンデラ（Ｃａｎｄｅｌａ）散乱ツールを用いて散乱欠陥を判定し、散乱マップを生成した。フーリエ変換（ＦＦＴ）及び比分析を用いて、前述したように周期的ナノボイドの総数を判定した。これらの特定の調製ステップ及び保管条件の結果、３０ｃｍ2のディスク面積にわたって４７，３４５個の周期的ナノボイド、即ち、約１，５７８ナノボイド／ｃｍ2が検出されたが、これは、この用途には許容できないレベルの汚染である。許容できるレベルは、２３ナノボイド／ｃｍ2に等しいか又はそれ以下である。
【００３８】
実施例２
第２の実施例においては、基板を上記の実施例１と同様に調製して分析したが、但し、基板をコーティングした後、基板を清浄な密閉保管容器内に保管し、インプリントする直前に取出した。これらの条件下では、全部で５８個のナノボイド、即ち、２ナノボイド／ｃｍ2しか存在せず、これは許容できるレベルの汚染であった。これらの結果を実施例１と比較すると、基板の汚染は、コーティングとインプリントとの間の保管期間中に生じ得ることを示す。実施例１及び２の両方において、コーティングプロセス自体は、コーティング中に表面汚染を導入しないことが検証された。
【００３９】
実施例３
第３の実施例においては、基板を上記の実施例１と同様にクリーニングしたがコーティングしなかった。実施例１と同様に、基板をＨＥＰＡフィルタ下の周囲実験室環境内で開放して２週間保管した。次に基板を取り出し、コーティングし、インプリントし、次いで分析した。８，６１９個のナノボイド、即ち、約２８７個／ｃｍ2が検出されたが、これは許容できないレベルの汚染である。
【００４０】
実施例４
第４の実施例においては、基板を上記の実施例１と同様にクリーニングしたが、やはり実施例３と同様にコーティングしなかった。基板を、炭素フィルタを通して定常空気流が供給される清浄な保管容器内で５日間保管した。次いで、基板を取り出し、コーティングし、インプリントした。これらの条件下では、６１１個のナノボイド、即ち、約２０ナノボイド／ｃｍ2しか存在せず、これは許容できるレベルの汚染であった。
【００４１】
上記の結果は、望ましくない基板汚染はコーティングとインプリントとの間の保管中に起こる可能性があることを示す。さらに、汚染は、クリーニングとコーティングとの間の基板を保管している間、及び／又はコーティングとインプリントとの間の保管中にも起こり得る。従って、保管中の汚染を防ぐために、化学フィルタを用いて保管環境中の有機汚染物のレベルを下げることができる。適切な化学フィルタは、空気から有機汚染物を除去することができるフィルタ、例えば、炭素フィルタ、液体窒素トラップなどである。さらに、化学フィルタ（例えば、炭素フィルタ）の下での保管は、ＨＥＰＡフィルタのみの下での保管に比べて著しいナノボイドの減少を示す。
【００４２】
クリーニング解決策は、基板表面汚染を減らすように構成することができる。本明細書で説明するのは、そのような３つの解決策、即ち、クラスタツール解決策、清浄移動システム、及び全室（ｗｈｏｌｅ  ｒｏｏｍ）手法である。
【００４３】
図１０を参照すると、クラスタツール解決策は、同じ気密密閉された清浄環境内にクリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び保管容器１０６を有するクラスタツール１００を含むことができる。クラスタツール１００内での試料の取扱いは、基板１２並びにクリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び保管容器１０６が、ナノボイドを生じさせる汚染物を実質的に有さない実質的に清浄な空気環境内にある限り、多様であり得る。空気フィルタ１０７を用いて、清浄空気環境を作り出すことができる。一実施例において、空気フィルタは、化学フィルタとＨＥＰＡフィルタとを順に含むことができる。ＨＥＰＡフィルタを含めることは、これもまたインプリント層欠陥を生じさせることがある粒子状物質を除去するのに有利である。他のフィルタ及び組合せも、それらがナノボイドを生じさせる有機汚染物を実質的に除去する限りは、用いることができる。一般に、クラスタツール解決策の操作において、汚染された試料キャリア及び／又は試料ホルダがクラスタツール１００内に入ることは許されない。
【００４４】
クラスタツール１００は、要素１０、１０２、１０４及び／又は１０６の保守／修理のための定期的クリーニング及び／又は日常保守を必要とすることがある。ナノボイドの特性決定により、試料取扱いカセット、ボックスなどに加えて各要素１０、１０２、１０４及び／又は１０６の決定された清浄度閾値を提供することができる。
【００４５】
図１１は、清浄移動解決策を示す。清浄移動解決策は、各々が別々の環境１０９ａ−ｄ及び専用の空気制御を有する、クリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び／又は保管容器１０６を用いる。例えば、クリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び／又は保管容器１０６は、ナノボイドを生じさせる汚染物を実質的に有さない清浄空気の別々の流入を含むことができる。クリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び／又は保管容器１０６は、それぞれ、別々のフィルタの組合せ１０７ａ−ｄ（例えば、化学フィルタ、ＨＥＰＡフィルタなど）を含むことができる。任意のフィルタ及び／又はフィルタの組合せを、それらがナノボイド６０を生じさせる汚染物を実質的に除去する限りは、用いることができる。
【００４６】
１つ又はそれ以上の携帯型基板移動モジュール（又はポッド）１１０は、クリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び／又は保管容器１０６の間での基板１２の移動をもたらすことができる。ポッド１１０は、実質的に清浄であり、気密密閉することができる。一般に、ポッド１１０は、外部環境からの試料汚染を防ぐような方式で開閉することができる。産業界において一般的に受け入れられている慣例は、個々の環境１０９ａ−ｄがクリーンルーム内の空気圧よりも僅かに高い空気圧を有すること、即ちクリーンルームに比べて正圧の空気圧を有することである。従って、個々の環境１０９ａ−ｄ内部でポッドを開放することで、正圧の空気圧差のためにクリーンルームからポッド空間内への汚染物の流入を防ぐことになる。
【００４７】
ポッド１１０は、定期的にクリーニングすることができる。そのクリーニングの効力は、特定の期間にわたってポッド内に保管された基板上に形成される、検出された周期的ナノボイドのレベルを計測することによって監視することができる。例えば、基板１２がポッド内に特定の時間量にわたって保管されていたときにクリーニングを監視することができる。ナノボイド６０の発生は、特定の時間間隔毎に判定することができる。発生に基づいて、特定の基板及びその用途に関連して保管のための最大時間を設定することができる。
【００４８】
クリーナ１０２、コータ１０４、システム１０、及び／又は保管容器１０６の全てが、他の付加的な実験室設備と共に同じ清浄なエンクロージャ内に存在する全室手法もまた提供することができる。全室手法は、製造に必要な他の設備（例えば、部屋内の他の実験室設備）の存在についての制限がないので、クラスタ手法とは異なる。例えば、エンクロージャは、製造室及び／又は指定領域とすることができる。ナノボイドを生じさせる有機汚染物を実質的に有さない清浄空気を、フィルタの組（例えば、組み合せた化学／ＨＥＰＡフィルタ）を通して室内に入れることができる。フィルタの量は部屋のサイズ及び／又は他のクリーンルーム要件／設備に応じたものとすることができる。それ以外の他の空気は室内に入ることができず、これは施設外部に比べて僅かに正圧の空気圧を確立することによって達成することができる。ここでもやはり、炭素フィルタとＨＥＰＡフィルタとの組合せを用いることができ、又は、ナノボイドを生じさせる有機汚染物を効果的に除去する限りは、他のフィルタ若しくはフィルタの組合せを用いることができる。
【００４９】
基板１２の取扱い及び移動は、実質的に清浄な設備、容器、及び筐体を用いて行うことができる。納入される取扱い設備は、室内に入れる前に、業界で既知の方法に従ってクリーニングすることができる。クリーニングの効果は、本明細書で説明した方法により、それら設備の環境に供された基板において見出されるナノボイドのレベルを検出することによって監視することができる。
【００５０】
種々の態様のさらなる修正及び代替の実施形態は、本説明を考慮すれば、当業者には明らかである。従って、本説明は例証のためだけのものと解釈されるべきである。本明細書で示し、説明した形態は、実施形態の例として考えられるべきであることを理解されたい。本説明の利益を享受した後の当業者には明らかなように、要素及び材料は、本明細書で例証し、説明したものと置き換えることができ、部分及びプロセスは、逆向きにすることができ、特定の構造部は独立に用いることができることが明白となるであろう。以下の特許請求の範囲において説明される趣旨及び範囲から逸脱することなく、本明細書で説明した要素に変更を加えることができる。
【符号の説明】
【００５１】
１０：リソグラフィックシステム
１２：基板
１４：基板チャック
１６：ステージ
１８：テンプレート
２０：メサ（鋳型）
２２：パターン付け表面
２４、５２：凹部
２６、５０：凸部
２８：チャック
３４：成形可能材料
４０：エネルギー
４２：経路
４４：基板１２の表面
４６：パターン付けされた層
４８：残留層
６０：ナノボイド
６２：散乱マップ
６４、６９：フーリエ変換（ＦＦＴ）分析
６６、７５：ゼロ次ピーク
６８、７０、７２、７４、７６：１次ピーク
１００：クラスタツール
１１０：携帯型基板移動モジュール（ポッド）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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