JP2017147343A - リソグラフィ装置および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】パーティクルに起因するパターンの転写不良を低減するために有利な技術を提供する。【解決手段】原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置は、前記基板および前記原版の一方の側面を取り囲むように配置された電極構造と、前記電極構造に交流電圧を供給する電源とを備える。前記電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含み、各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含み、前記電源は、前記複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給する。【選択図】図１

Description

本発明は、リソグラフィ装置および物品製造方法に関する。

原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置として、露光装置およびインプリント装置等を挙げることができる。露光装置は、基板の上に塗布あるいは配置されたフォトレジスト（被転写材）に原版のパターンを潜像として転写する装置である。潜像が形成されたフォトレジストを現像することによってレジストパターンが形成される。インプリント装置は、基板の上に塗布あるいは配置されたインプリント材（被転写材）に原版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インプリント材に原版のパターンを転写する装置である。

露光装置およびインプリント装置などのリソグラフィ装置において、基板、原版および／または被転写材などにパーティクルが付着すると、形成されるパターンに不良が発生しうる。リソグラフィ装置のチャンバの中のパーティクルは、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原版との摩擦などによって発生する場合もある。あるいは、被転写材からパーティクルが発生する場合もあるかもしれない。

部材、基板および原版などの部材の表面と気流との間には境界層が存在する。気流にのって移動するパーティクルが気流の流線から外れると、パーティクルは境界層に入り込む。境界層の内部では、パーティクルに対する重力、ブラウン拡散、静電気等の影響が相対的に大きくなり、それらの要因によりパーティクルは部材の表面に付着しうる。部材の表面に対するパーティクルの付着力は非常に弱いので、パーティクルは、外的刺激（静電気、気流、振動）によって容易に部材の表面から離脱しうる。基板または原版の近くに配置された部材の表面から離脱したパーティクルは、基板、原版および／または被転写材に付着しうる。

特許文献１は、インプリント装置に関するものであり、同文献には、モールド（原版）に主凸構造部および副凸構造部を備え、副凸構造部を帯電させることによって異物（パーティクル）を副凸構造部に捕捉させることが記載されている。

特開２０１４−１７５３４０号公報

Ｍａｓｕｄａ，Ｓ． Ｆｕｊｉｂａｙａｓｈｉ，Ｋ．， Ｉｓｈｉｄａ，Ｋ．， ａｎｄ Ｉｎａｂａ，Ｈ．， Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｉｎ Ｊａｐａｎ， ９２， ９（１９７２）． Ｃ．Ｉ．Ｃａｌｌｅ， Ｊ．Ｌ．ＭｃＦａｌｌ， Ｃ．Ｒ．Ｂｕｈｌｅｒ， ｅｔ ａｌ．， Ｐｒｏｃ． ＥＳＡ Ａｎｕｕａｌ Ｍｅｅｔｉｎｇ ｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃｓ ２００９， Ｐａｐｅｒ Ｏ１.

特許文献１に記載された発明のように原版の一部分などを捕捉部とし、該捕捉部を帯電させることによってパーティクルを捕捉するアプローチでは、多量のパーティクルを捕捉した捕捉部は、パーティクル源ともなりうる。例えば、何らかの原因で帯電状態が解除された場合は当然として、帯電状態が解除されていない場合であっても、静電気力、気流、振動等の刺激が加わることによって、捕捉部からパーティクルが離脱し自由になりうる。また、特許文献１のように、原版の一部分を捕捉部とした場合、原版を操作する際に捕捉部からパーティクルが離脱しうる。捕捉部から離脱したパーティクルは、基板または原版に直接に付着したり、それらの周辺の部材に一旦は付着した後に再離脱して結局は基板または原版に付着したりしうる。

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、パーティクルに起因するパターンの転写不良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、原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置に係り、前記リソグラフィ装置は、前記基板および前記原版の一方の側面を取り囲むように配置された電極構造と、前記電極構造に交流電圧を供給する電源と、を備え、前記電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含み、各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含み、前記電源は、前記複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給する。

本発明によれば、パーティクルに起因するパターンの転写不良を低減するために有利な技術が提供される。

第１、第２実施形態のインプリント装置の一部の構成を示す図。 第１実施形態のインプリント装置におけるパーティクルの付着の防止ないし低減の原理を説明する図。 第１、第２実施形態のインプリント装置の構成を示す図。 第１実施形態の基板チャックおよび周辺部材の構成例を示す図。 第１実施形態における電極構造の複数の電極群と電源との接続例を示す図。 第１実施形態における電極構造の複数の電極群に対して電源から供給される交流電圧を例示する図。 第２実施形態における電極構造の複数の電極群と電源との接続例を示す図。 第２実施形態における電極構造の複数の電極群に対して電源から供給される交流電圧を例示する図。 第３実施形態のインプリント装置の一部の構成を示す図。 第４実施形態のインプリント装置の一部の構成を示す図。 電極の配置例を示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

本発明は、大気圧環境、減圧環境または真空環境などの環境の下で原版のパターンを基板に転写する種々のリソグラフィ装置に適用可能である。そのようなリソグラフィ装置としては、例えば、インプリント装置および露光装置を挙げることができる。インプリント装置は、基板の上のインプリント材（被転写材）に原版を接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって基板の上のインプリント材に原版のパターンを転写する。露光装置は、基板の上のフォトレジスト（被転写材）に原版のパターンを潜像として転写する。露光装置は、例えば、紫外光、ＥＵＶ光などの光を使って基板の上のフォトレジストを露光する露光装置、および、電子線などの荷電粒子線を使って基板の上のフォトレジストを露光する露光装置を挙げることができる。露光装置は、例えば、投影露光装置でもよいし、プロキシミティ露光装置でもよい。原版は、基板または基板の上の被転写体に転写すべきパターンを有する部材である。インプリント装置において使用される原版は、モールド、型またはテンプレートなどとも呼ばれうる。露光装置において使用される原版は、レチクル、マスクまたはフォトマスクとも呼ばれうる。以下では、本発明をインプリント装置に適用した例を説明する。

図３には、リソグラフィ装置の一例としてのインプリント装置ＩＭＰの構成が例示されている。図１には、図３の一部が拡大して示されている。インプリント装置ＩＭＰは、原版１００のパターンを基板１０１に転写する。別の表現をすると、インプリント装置ＩＭＰは、原版１００のパターンを基板１０１の上のインプリント材（被転写材）に転写する。原版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（未硬化樹脂）に原版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。これによって原版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。

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、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を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）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。周辺部材１１３は、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。周辺部材１１３は、電極構造１４０を含み、電極構造１４０は、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。電極構造１４０は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含みうる。各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含みうる。周辺部材１１３は、絶縁部材を含み、電極構造１４０は、絶縁部材に埋め込まれうる。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、原版１００を位置決めする原版動機構ＭＤＭを備え、原版駆動機構ＭＤＭは、原版チャック（構造体）１１０および駆動機構１０９を含みうる。原版駆動機構ＭＤＭは、支持構造体１０８によって支持されうる。原版チャック１１０は、原版１００を吸着（例えば、真空吸着、静電吸着）によって保持しうる。駆動機構１０９は、原版チャック１１０を駆動することによって原版１００を駆動する。原版駆動機構ＭＤＭは、例えば、原版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および原版駆動機構ＭＤＭは、基板１０１と原版１００との相対的な位置き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と原版１００との相対位置を調整するほか、Ｚ軸に関しても基板１０１と原版１００との相対位置を調整する。Ｚ軸に関する基板１０１と原版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原版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Ｖ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、原版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、原版１００およびミラー１０５を介してインプリントの様子、例えば、インプリント材と原版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のマークと原版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又は複数の吹き出し部１１８ａ、１１８ｂを備えうる。吹き出し部１１８ａ、１１８ｂは、原版チャック１１０を取り囲むように原版チャック１１０の周囲に配置されうる。吹き出し部１１８ａ、１１８ｂは、エアー等の気体を吹き出すことによってエアーカーテン等の気流カーテンを形成しうる。吹き出し部１１８ａ、１１８ｂは、例えば、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と原版１００との間の空間に基板１０１に沿った気体の流れが形成されるように、該空間に向けて気体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、その他、主制御部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を制御する。インプリント制御部１２０は、原版駆動機構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、吹き出し部１１８ａ、１１８ｂを制御する。基板制御部１２５は、基板駆動機構ＳＤＭを制御する。

基板１０１と原版１００との間の空間およびその周辺の空間には、吹き出し部１１８ａ、１１８ｂから吹き出される気体による気流２０１、および、気体供給部１３０から供給される気体による気流２０３が存在しうる。ここで、部材の表面へのパーティクルの付着について考える。コントロールされた気流の主流にパーティクルが存在している時は、パーティクルはその主流にのって移動する。そのため、パーティクルは、部材の表面に対して容易に近づくことはできず、該表面への付着は起こらない。しかし、インプリント装置ＩＭＰは、様々な部品によって構成されている。気体供給部１３０の出口（吹き出し部）の近傍は、層流が形成されうるが、出口から離れるに従って、様々な部品が障害物となって、気流が乱され、淀みが生じうる。したがって、インプリント装置ＩＭＰの中にパーティクルが侵入し又はインプリント装置ＩＭＰの中でパーティクルが発生すると、パーティクルは、気流から外れ、部品、基板１０１および原版１００などの物体の表面と気流との間に存在する境界層に入り込む。境界層は、主流よりも流速が遅く、流速分布が急激に変化する層であり、特に物体の表面近傍は空気の粘性により流速が０に近い。その場合、パーティクルには重力、ブラウン拡散、静電気力の影響が大きく作用することになり、物体の表面に非常に付着しやすくなる。物体の表面に付着したパーティクルは、付着力が弱く、外的刺激（静電気力、気流、振動）によって容易に物体の表面から離脱しうる。

そこで、第１実施形態では、基板１０１の側面を取り囲むように配置された周辺部材１１３の絶縁部材に電極構造１４０を埋め込み、電極構造１４０の複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給する。これによって周辺部材１１３の表面に交流電界を形成し、周辺部材１１３の表面の上の境界層に入り込んだパーティクル２００を弾き飛ばす。これによって、パーティクル２００は、主流に戻され、主流にのって移動する。よって、パーティクル２００が基板１０１の周辺に存在する部材の表面に付着した後に離脱し、これが基板１０１、原版１００またはインプリント材に付着する現象が防止ないし低減される。

周辺部材１１３は、その一部または全体が絶縁部材で構成され、該絶縁部材に電極構造１４０が埋め込まれうる。周辺部材１１３（絶縁部材）は、平坦な表面Ｓを有するように構成されうる。表面Ｓは、基板１０１の表面と同一の高さを有することが好ましい。埋め込みの形式は、電極構造１４０が完全に絶縁部材の表面の下に埋没する形式でもよいし、電極構造１４０の表面が露出した形式でもよい。電極構造１４０は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含みうる。電極構造１４０は、互いに電気的に接続された電極１０ａ、１１ａ、１２ａ、１３ａ、１４ａ、１５ａ…で構成される電極群（ａ群）と、互いに電気的に接続された電極１０ｂ、１１ｂ、１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ、１５ｂ…で構成される電極群（ｂ群）とを含みうる。

図２において、Ｕｘは、周辺部材１１３の表面の近傍に形成される気流の流速分布を示している。また、Ｅは、電極構造１４０に交流電圧を供給することによって形成される電界を示している。また、Ｄは、周辺部材１１３の表面と気流の主流との間の境界層の厚さを示している。また、Ｐは、電極構造１４０の複数の電極群における電極の配列ピッチを示している。また、Ｖ（Ｖｘ、Ｖｚ）は、パーティクル２００の境界層内における移動速度を示し、ＶｘはＸ方向の速度、ＶｚはＺ方向の速度である。

電源ＰＳは、電極構造１４０のａ群およびｂ群に対して、互いに位相差がπの交流電圧を供給するように構成されうる。交流電圧のある半周期では、ａ群に＋の電圧が印加され、ｂ群に−の電圧が印加され、ａ群からｂ群に向かう湾曲した不平等な電界が発生する。次の半周期では、ｂ群からａ群に向かう湾曲した不平等な電界が発生する。つまり、電極構造１４０（周辺部材１１３）の表面上に形成される電界Ｅは、定在波となる。

このような電界Ｅが形成された表面の近傍に帯電したパーティクル２００が飛来した場合、パーティクル２００が電界Ｅに沿った力を受ける。一方、帯電していないパーティクル２００が飛来した場合、電界Ｅが不平等電界であることから、グラディエント力が発生する。その結果、パーティクル２００は、電極構造１４０から離れる方向に力を受ける。このような技術は、電界カーテンと呼ばれる（非特許文献１、２）。パーティクル２００がこのような力を受けると、部材の表面に容易には付着せず表面から遠ざかる。したがって、境界層に入ったパーティクル２００は、境界層から弾きだされ、気流の主流にのって移動する。

一般的に、境界層の厚さＤは、
Ｄ＝３√（νｘ／Ｕ_U） （１）
で示される。ここで、Ｕ_∞は主流の速度、νは気体の動粘度、ｘは周辺部材１１３の端からの距離である。電極構造１４０の複数の電極群における電極の配列ピッチＰは、境界層厚Ｄより小さいことが好ましい。配列ピッチＰは、隣り合う電極の中心間距離である。

配列ピッチＰが境界層厚Ｄより大きいと、境界層内のパーティクル２００を気流の主流に戻すために必要な強度を有する電界Ｅを形成することが困難になり、周辺部材１１３の表面に付着する可能性が高くなる。一方、配列ピッチＰが境界層厚Ｄよりも小さい場合、境界層内のパーティクル２００を気流の主流に戻すために必要な強度を有する電界Ｅを形成することが容易である。

さらに言えば、配列ピッチＰの設計については、次のように考えることができる。図２において、電界Ｅは、点線の電気力線で示されている。電極群（ａ群）１０ａ〜１５ａと電極群（ｂ群）１０ｂ〜１５ｂとの間で発生する電気力線のうち周辺部材１１３の表面で閉じている電気力線が多い構成が好ましい。例えば、基板１０１（基板チャック１０２）の移動に伴って電極に対して、それに対向する部材（以下、対向部材）が接近してきた場合、閉じている電気力線が多ければ、その対向部材の近傍の電位は略０Ｖに保たれる。しかし、閉じている電気力線が少ない場合は、対向部材に入る電気力線が多くなり、電極と対向部材との間で電界が発生する。この場合、電極と対向部材との間の空間にパーティクル２００が存在する場合、パーティクル２００が電気力線に沿って移動して対向部材に付着する可能性がある。そこで、配列ピッチＰは、周辺部材１１３の平坦な表面Ｓに対向しうる部材（例えば、吹き出し部１１８ａ、１１８ｂ、原版チャック１１０、原版１００）と表面Ｓとの距離よりも小さくされることが好ましい。

以下、他の観点での好ましいパラメータを考察する。パーティクル２００の速度を図２のようにＶ（Ｖｘ，Ｖｚ）と定義する。境界層における周辺部材１１３の表面の近傍のｚ方向のパーティクル２００の速度Ｖｚは、重力による移動速度（重力沈降速度）Ｖ_Ｇと、ブラウン拡散による移動速度Ｖ_Ｂと、電界による移動速度Ｖ_Ｅの和Ｖ_Ｇ＋Ｖ_Ｂ＋Ｖ_Ｅになる。気流を構成する気体（典型的には空気）の物性は一定であるため、このＶｚは粒径、発生させる電界Ｅに依存していると考えられ、以下のように推定することができる。

Ｖ_Ｇ＝Ｃ_ｃρ_ｐＤ_ｐ ^２ｇ／（１８ν） ・・・（２）
ここで、Ｃ_Ｃはカニンガムの補正係数といわれる無次元数であり、パーティクル２００の径と周囲の気体の平均自由工程のオーダーがほぼ同じになる場合に考慮すべき数である。ρ_Ｐはパーティクル２００の密度、Ｄ_ｐはパーティクル２００の径、ｇは重力加速度である。

Ｖ_Ｂは、以下の式で与えられる。

Ｖ_Ｂ＝√（４Ｃ_ｃｋＴ／（３π^２νＤ_ｐ）） ・・・（３）
ここで、ｋはボルツマン係数、Ｔは気体の温度である。

Ｖ_Ｅは、以下の式で与えられる。

Ｖ_Ｅ＝Ｃ_ｃｐｅＥ_ｍａｘ／（３πνＤ_ｐ） ・・・（４）
ここで、ｐはパーティクルの荷電数である。インプリント装置ＩＭＰで発生するパーティクル２００の荷電数は不明であるものの、ここでは、パーティクル２００の径Ｄ_ｐに依存する平均の荷電数を仮定する。ｅは電気素量、Ｅ_ｍａｘは境界層内に発生させる電界強度の最大値である。

以上の（２）〜（４）式を利用してＶｚを推定できるため、パーティクル２００が周辺部材１１３の表面に到達する移動時間をｔとすると、ｔ〜Ｄ／Ｖｚと近似することができる。この移動時間ｔの間に電界の向きが変わらないと、パーティクル２００はそのまま周辺部材１１３の表面に付着してしまう。パーティクル２００を周辺部材１１３の表面に付着させないためには、移動時間ｔの間に電界の向きが変わる必要がある。したがって、電極構造１４０に供給する交流電圧の周期をＴとすると、Ｔ＜ｔが満たされるべきである。

あるいは、電極構造１４０に供給する交流電圧の好ましい周波数を次のように考えることもできる。パーティクル２００の移動速度で支配的なものは電界による移動速度Ｖ_Ｅである。周辺部材１１３（電極構造１４０）の近くにイオナイザが設置されている場合、仮に、発生したパーティクル２００が偏った電荷を持っていても、イオナイザによって電荷分布は概ねボルツマン平衡荷電分布に従うようになる。この場合、平均の荷電数を見積もることができる。（４）式でｐ／Ｄ_ｐが最も大きくなる粒径は５０ｎｍであるため、パーティクル径Ｄｐ＝５０ｎｍ、平均荷電数ｐ＝０．４１１を利用してＶ_Ｅを見積もる。電界Ｅを例えば１×１０^６Ｖ／ｍとすると、Ｖ_Ｅ＝３．８×１０^−２ｍ／ｓｅｃ．となる。

周辺部材１１３とこれに対向する対向部材との距離を２ｍｍとすると、この中間に位置するパーティクル２００が、周辺部材１１３および対向部材の双方に付着しないようにするためには、ｔ＝２．６×１０^−２ｓｅｃ．となる。すなわち、１／ｔ＝３８Ｈz程度の周波数の交流電圧を電極構造１４０に供給すればよいことになる。以上のように、電源ＰＳが電極構造１４０に供給する交流電圧の周波数に関しては、インプリント装置ＩＭＰの仕様に基づいて決定することができる。本発明者が行った実験では、電源ＰＳが電極構造１４０に供給する交流電圧の主半数を１〜１０００Ｈｚの範囲内にすることによってパーティクル２００が周辺部材１１３および対向部材に付着することを妨げる効果が確認された。

図４(ａ)、（ｂ）には、基板チャック１０２および周辺部材１１３の構成例が示されている。図４（ａ）は平面図、図４（ｂ）は断面図である。図４（ａ）には、参考として、ショット配列（ショット領域の配列）１５０が示されている。周辺部材１１３は、絶縁部材１１３１を含み、絶縁部材１１３１に電極構造１４０が埋め込まれている。周辺部材１１３は、基板チャック１０２（基板１０１）を取り囲むように基板チャック１０２の周囲に配置されている。電極構造１４０は、基板チャック１０２（基板１０１）を取り囲むように基板チャック１０２の周囲に配置されている。電極構造１４０はまた、ショット配列１５０の外側に、ショット配列１５０を取り囲むように配置されうる。電極構造１４０を構成する複数の電極群は、同心円状に配置されている。周辺部材１１３は、乱れが少ない気流が周辺部材１１３の上に形成されるように、平坦な表面を有することが好ましい。

図５には、電極構造１４０の複数の電極群（ａ群、ｂ群）と電源ＰＳとの接続例が示されている。図６には、電極構造１４０の複数の電極群（ａ群、ｂ群）に対して電源ＰＳから供給される交流電圧が例示されている。図５に示される例では、電極構造１４０は、２つの電極群（ａ群、ｂ群）で構成されている。電源ＰＳは、第１電源３１と第２電極３２とを含む。第１電源３１は、ａ群を構成するように互いに電気的に接続された複数の電極１０ａ、１１ａ、１２ａに第１交流電圧Ｖ１を供給する。第２電源３２は、ｂ群を構成するように互いに電気的に接続された複数の電極１０ｂ、１１ｂ、１２ｂに第２交流電圧Ｖ２を供給する。一例において、第１交流電圧Ｖ１および第２交流電圧Ｖ２は、周波数が１００Ｈｚ、振幅が±５００Ｖであり、位相の位相差はπである。ａ群の電極およびｂ群の電極に対して互いの位相差がπの交流電圧を供給することによって湾曲した不平等な電界を有する定在波が形成される。この電界によってパーティクルが境界層の外に弾き飛ばされる。

図４（ａ）、（ｂ）に示される例では、電極構造１４０の複数の電極群を構成する電極が同心円状に等間隔で配置されているが、これは一例である。例えば、周辺部材１１３にセンサやマークなどを設ける場合には、それらを避けるように電極を配置するために、複数の電極群を構成する電極は、必ずしも同心円状に等間隔では配置されない。例えば、図１１（ａ）の電極構造１４１のように、複数の電極群を構成する電極は、同心円状ではあるが、非等間隔で配置されうる。あるいは、図１１（ｂ）の電極構造１４２のように、複数の電極群を構成する各電極は、放射状に延びていてもよい。あるいは、周辺部材１１３の領域が複数の領域に分割され、各領域に複数の電極群が配置されてもよい。

図７、図８を参照しながら本発明の第２実施形態を説明する。第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、電極構造１４０は、複数の電極群として、３つの電極群を有する。換言すると、第２実施形態の電極構造１４０は、３相構成を有する。具体的には、第２実施形態の電極構造１４０は、ａ群、ｂ群、ｃ群の電極群を含む。ａ群は、互いに電気的に接続された電極２０ａ、２１ａ…で構成される電極群である。ｂ群は、互いに電気的に接続された電極２０ｂ、２１ｂ…で構成される電極群である。ｃ群は、互いに電気的に接続された電極２０ｃ、２１ｃ…で構成される電極群（ｃ群）である。

電源ＰＳは、第１電源３３と、第２電極３４と、第３電源３５とを含む。第１電源３３は、ａ群を構成するように互いに電気的に接続された複数の電極２０ａ、２１ａ…に第１交流電圧Ｖ３を供給する。第２電源３４は、ｂ群を構成するように互いに電気的に接続された複数の電極２０ｂ、２１ｂ…に第２交流電圧Ｖ４を供給する。第３電源３５は、ｃ群を構成するように互いに電気的に接続された複数の電極２０ｂ、２１ｃ…に第３交流電圧Ｖ５を供給する。一例において、第１交流電圧Ｖ３、第２交流電圧Ｖ４および第３交流電圧Ｖ５は、周波数が１００Ｈｚ、振幅が±５００Ｖであり、互いの位相差は２π／３である。第２交流電圧Ｖ４は、第１交流電圧Ｖ３に対して位相差が２π/３進んでいる。第３交流電圧Ｖ５は、第２交流電圧Ｖ４に対して位相差が２π/３進んでいる。基板１０１の側からａ群、ｂ群、ｃ群、ａ群、ｂ群、ｃ群…のように配置されている。

以上のような構成において、電源ＰＳが電極構造１４０に交流電圧Ｖ３、Ｖ４、Ｖ５を供給することにより、進行波が発生する。その進行波は、基板１０１から離れる方向に進行する。パーティクルは、境界層から弾き飛ばされる方向に力を受けるとともに、進行波に沿った方向、即ち基板１０１から離れる方向に力を受けて移動する。よって、第２実施形態によれば、第１実施形態よりも効果的に境界層からパーティクルを主流に戻すことができる。

図９を参照しながら本発明の第３実施形態を説明する。第３実施形態として言及しない事項は、第１又は第２実施形態に従いうる。第３実施形態では、原版１００の側面を取り囲むように、原版１００が配置されるように領域の周辺に配置された電極構造１７０を含み、電極構造１７０は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含み、各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含む。周辺部材１６０は、絶縁部材を含み、電極構造１７０は、絶縁部材に埋め込まれている。周辺部材１６０は、平坦な表面（下面）を有しうる。該表面は、原版１００における周辺部分と同じ高さを有することが好ましい。電極構造１７０に対して交流電圧を供給する電源ＰＳ２は、第１実施形態における電源ＰＳと同様の構成を有しうる。

インプリント装置ＩＭＰでは、ショット領域上のインプリント材へのインプリントの度にインプリント材への原版１００の接触とインプリント材からの原版１００の分離とを繰り返す。したがって、原版１００は帯電しやすいこの帯電を除去するためにイオナイザ等の除電装置を適用することも考えられる。しかし、基板１０１と原版１００との間隙が小さいことを考慮すると、イオナイザによって帯電を十分に除去することは難しいかもしれない。また、基板１０１と原版１００との間隙が狭いことによって、基板１０１と原版１００との間隙に大きな電位勾配が発生し、これによってパーティクルが原版１００に付着する可能性がある。

第２実施形態においても、第１実施形態と同様に、電極構造１７０の複数の電極群における電極の配列ｃＰは、境界層厚Ｄより小さいことが好ましい。また、配列ピッチＰは、周辺部材１６０の平坦な表面に対向しうる部材（例えば、基板１０１、周辺部材１１３）と該表面との距離よりも小さくされることが好ましい。

パーティクルの速度Ｖ（Ｖｘ，Ｖｚ）に関しては、重力による移動速度（重力沈降速度）Ｖ_Ｇは、周辺部材１６０から遠ざかる方向である。したがって、トータルの移動速度Ｖｚとしては、重力による移動速度−Ｖ_Ｇと、ブラウン拡散による移動速度Ｖ_Ｂと、電界による移動速度Ｖ_Ｅの和−Ｖ_Ｇ＋Ｖ_Ｂ＋Ｖ_Ｅになる。このＶｚは前述の（２）〜（４）式を用いてある程度の推定が可能である。

したがって、パーティクル２００が周辺部材１６０の表面に到達する移動時間をｔとすると、ｔ〜Ｄ／Ｖｚと近似することができる。この移動時間ｔの間に電界の向きが変わらないと、パーティクル２００はそのまま周辺部材１６０の表面に付着してしまう。周辺部材１６０の表面にパーティクル２００を付着させないためには、ｔの間に電界の向きが変わる必要がある。したがって、電極構造１７０に供給する交流電圧の周期をＴとすると、Ｔ＜ｔが満たされるべきである。

第３実施形態によれば、原版１００の周辺に配置された周辺部材１６０に埋め込まれた電極構造１７０が発生する電界によって周辺部材１６０に対するパーティクル２００の付着が防止ないし低減される。そして、パーティクル２００は、気流の主流にのって基板１０１および原版１００の周辺から遠ざかる。よって、基板１０１、原版１００およびインプリント材へのパーティクル２００の付着が防止ないし低減される。

図１０を参照しながら本発明の第４実施形態を説明する。第４実施形態は、第１又は第２実施形態と第３実施形態とを組み合わせたものである。即ち、第４実施形態のインプリント装置ＩＭＰは、基板１０１を取り囲むように配置された周辺部材１１３に配置された電極構造１４０と、原版１００を取り囲むように配置された周辺部材１６０に配置された電極構造１７０とを備えている。電極構造１４０、１７０には、電源ＰＳ、第２電源ＰＳ２から交流電圧が供給される。第４実施形態によれば、基板１０１の周辺に配置された周辺部材１１３に対するパーティクル２００の付着および原版１００の周辺に配置された周辺部材１６０に対するパーティクル２００の付着が防止ないし低減される。そして、パーティクル２００は、気流の主流にのって基板１０１および原版１００の周辺から遠ざかる。よって、基板１０１、原版１００およびインプリント材の付着が防止ないし低減される。

第１乃至第４実施形態を通して例示的に説明されたように、本発明のリソグラフィ装置は、基板および原版の一方の側面を取り囲むように配置された電極構造と、該電極構造に交流電圧を供給する電源とを備えうる。該電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含みうる。各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含みうる。該電源は、該複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給しうる。また、本発明のリソグラフィ装置は、基板および原版の他方の側面を取り囲むように配置された第２電極構造と、該第２電極構造に交流電圧を供給する第２電源とを備えうる。該第２電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の第２電極群を含みうる。各第２電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含みうる。該第２電源は、該複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給しうる。

以下、上記のインプリント装置等のリソグラフィ装置を用いて物品を製造する物品製造方法を説明する。物品の製造方法は、リソグラフィ装置を用いて基板の上にパターンを形成する工程と、該パターンが形成された基板を処理（例えば、エッチング、イオン注入、酸化）する工程とを含みうる。

ＩＭＰ：インプリント装置、１００：原版、１０１：基板、１０２：基板チャック、１１０：原版チャック、１１３：周辺部材、１４０：電極構造、１６０：周辺部材、電極構造１７０

Claims (14)

1. 原版のパターンを基板に転写するリソグラフィ装置であって、
   前記基板および前記原版の一方の側面を取り囲むように配置された電極構造と、
   前記電極構造に交流電圧を供給する電源と、を備え、
   前記電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の電極群を含み、各電極群は、互いに電気的に接続された複数の電極を含み、
   前記電源は、前記複数の電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給する、
   ことを特徴とするリソグラフィ装置。
2. 前記基板および前記原版の前記一方の側面を取り囲むように配置された周辺部材を更に備え、
   前記周辺部材は、絶縁部材を含み、前記電極構造は、前記絶縁部材に埋め込まれている、
   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. 前記周辺部材は、平坦な表面を有する、
   ことを特徴とする請求項２に記載のリソグラフィ装置。
4. 前記複数の電極群における電極の配列ピッチは、前記周辺部材の前記平坦な表面に対向しうる部材と前記表面との距離より小さい、
   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. 前記電源が各電極群に供給する交流電圧の周波数は、１〜１０００Ｈｚの範囲内である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
6. 前記基板と前記原版との間の空間に前記基板に沿った気体の流れが形成されるように、前記空間に向けて気体を供給する気体供給部を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
7. 前記原版を取り囲むように配置され、気体を吹き出す吹き出し部を更に備える、
   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. 前記基板および前記原版の他方の側面を取り囲むように配置された第２電極構造を更に備え、
   前記第２電極構造は、互いに電気的に絶縁された複数の第２電極群を含み、各第２電極群は、互いに電気的に接続された複数の第２電極を含み、
   前記電源は、前記複数の第２電極群に対して互いに異なる位相を有する交流電圧を供給する、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
9. 前記複数の電極群を構成する電極は、同心円状に配置されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
10. 前記複数の電極群を構成する各電極は、放射状に延びている、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
11. 前記複数の電極群によって電界の定在波が形成される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
12. 前記複数の電極群によって電界の進行波が形成される、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のリソグラフィ装置。
13. 前記進行波は、前記基板および前記原版の前記一方から離れる方向に進行するように形成される、
    ことを特徴とするように形成される、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のリソグラフィ装置。
14. 請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のリソグラフィ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前記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。

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