JP2020004917A - 基板処理装置、および物品製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基板チャック上に付着したパーティクルの除去効率の点で有利な基板処理装置を提供する。
【解決手段】基板処理装置は、基板を保持する保持面を有する基板保持部と、保持面の上をクリーニング部材が摺動するように基板保持部とクリーニング部材とを相対的に移動させることにより保持面のクリーニングを行うクリーニングユニットとを有する。クリーニングユニットは、パーティクルの吸引に使用される複数の流路を有する。クリーニング部材には、複数の流路にそれぞれ連通する複数の開口が形成されている。基板処理装置は、複数の流路それぞれの開閉を制御する制御部を更に有し、制御部は、複数の開口のうち、少なくとも、クリーニング部材の基板保持部に対する相対的な移動の方向に関して後側にある１つ以上の開口に連通する流路を開状態にし、その他の流路を閉状態にする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、基板処理装置、および物品製造方法に関する。

半導体デバイスやＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）等の微細化の要求に伴い、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が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、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。例えば、インプリント技術の１つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を配置または塗布する。次に、型（原版）のパターン部とショット領域の位置合わせを行いながら、型のパターン部とインプリント材とを接触させ（押印）、インプリント材をパターン部に充填させる。次に、光を照射してインプリント材を硬化させた後、型のパターン部とインプリント材とを引き離すこと（離型）により、インプリント材のパターンが基板上のショット領域に形成される。

インプリント装置では、基板上に微細な構造物を形成するために基板の平坦度を高くすることが求められる。しかし、基板を保持する基板チャックの保持面の平坦度が低下すると、基板チャックによって保持される基板の平坦度も低下しうる。基板チャックの保持面の平坦度が低下する原因としては、基板チャックの保持面上へのパーティクルの付着が挙げられる。従来、研磨材を基板チャック上で摺動させることにより基板チャック上に付着したパーティクルを除去するクリーニングが行われる。しかし、従来の基板チャックのクリーニングでは、基板チャック上に付着したパーティクルは除去できても、除去したパーティクルが保持面以外の部分に残留する問題があった。また、クリーニング時の研磨によって新たなパーティクルも発生しうる。この新たなパーティクルが基板チャックの保持面上または基板上に付着した場合には、基板上のショット領域に形成されるインプリント材のパターンの精度が低下しうる。特許文献１では、クリーニングの際に生じたパーティクルを排気ダクトを介して外部に排出することが行われている。

特開平０８−１１５８６８号公報

特許文献１では、クリーニングプレートを遮蔽カバーで覆い、遮蔽カバーに吸引ダクトを設けて基板チャック近傍の気体を吸引することで、クリーニングによって除去したパーティクルを回収している。クリーニング時に生じたパーティクルの多くは基板チャック上に付着する。付着した場合はファンデルワールス力、静電力などによって強固にチャックに付着しているため、パーティクル除去を実施する際には付着力以上の外力を加える必要がある。しかし、粒径が大きなパーティクルほど気流などによる外力を加えやすく除去しやすいが、逆に粒径が小さくなるほど外力が加えにくくなり、除去しにくくなっていく。とりわけインプリント装置では従来の露光装置等半導体製造装置に比べ更なるパーティクル量の低減が求められるため、従来の吸引方法では能力が不足する事態が発生する。

パーティクル回収能力を上昇させるための手近な手法は、吸引能力（例えば圧力、流量、流速）を上げることである。しかし、半導体製造装置で使用できる吸引量には工場施設の電力供給能力等による制約があり、パーティクルを確実に回収できるまで吸引能力を上げることは困難な場合が多々ある。

本発明は、例えば、基板チャック上に付着したパーティクルの除去効率の点で有利な基板処理装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によれば、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面を有する基板保持部と、前記保持面の上をクリーニング部材が摺動するように前記基板保持部と前記クリーニング部材とを相対的に移動させることにより前記保持面のクリーニングを行うクリーニングユニットとを有し、前記クリーニングユニットは、パーティクルの吸引に使用される複数の流路を有し、前記クリーニング部材には、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の開口が形成されており、前記基板処理装置は、前記複数の流路それぞれの開閉を制御する制御部を更に有し、前記制御部は、前記複数の開口のうち、少なくとも、前記クリーニング部材の前記基板保持部に対する相対的な移動の方向に関して後側にある１つ以上の開口に連通する流路を開状態にし、その他の流路を閉状態にすることを特徴とする基板処理装置が提供される。

本発明によれば、例えば、基板チャック上に付着したパーティクルの除去効率の点で有利な基板処理装置を提供することができる。

実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図。 実施形態におけるクリーニングユニットの構成を示す図。 実施形態におけるクリーニングプレートの構造を説明する図。 実施形態におけるクリーニング動作時の軌跡の例を示す図。 実施形態におけるクリーニングユニットのパーティクル吸引機構を説明する図。 クリーニング進行方向に応じた、複数の開口からの吸引の制御の具体例を説明する図。 クリーニング進行方向に応じた、複数の開口からの吸引の制御の具体例を説明する図。 クリーニング進行方向に応じた、複数の開口からの吸引の制御の具体例を説明する図。 実施形態におけるクリーニングユニットの構成を示す図。 実施形態における物品製造方法を説明する図。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の実施形態は本発明の実施の具体例を示すにすぎないものであり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。

＜第１実施形態＞
本発明は、基板を処理する基板処理装置に適用されうる。基板処理装置としては、典型的には、原版のパターンを基板に転写または形成するリソグラフィ装置（インプリント装置、露光装置、荷電粒子線描画装置等）がある。また、基板処理装置としては、加工装置、検査装置、顕微鏡などの他の装置もありうる。なお、インプリント装置は、基板の上に供給された樹脂などのインプリント材に型（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にパターンを形成する。露光装置は、基板の上に供給されたフォトレジストを原版を介して露光することによって該フォトレジストに原版のパターンに対応する潜像を形成する。荷電粒子線描画装置は、基板の上に供給されたフォトレジストに荷電粒子線によってパターンを描画することによって該フォトレジストに潜像を形成する。以下では、本発明がリソグラフィ装置の一つであるインプリント装置に適用される例を説明する。

図１は、本実施形態におけるインプリント装置の構成を示す図である。インプリント装置は、基板１０１上に供給されたインプリント材と型１０６（原版）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１０６の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。なお、以下では、後述の基板チャック１００の上に置かれた基板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。

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硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、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、紫外線などでありうる。硬化性組成物は、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。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。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、インプリント材供給装置（後述のディスペンサ１１６）により、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に配置されうる。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。基板の材料としては、例えば、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等が用いられうる。必要に応じて、基板の表面に、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。基板は、例えば、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラス基板などである。

型１０６は、例えば矩形の外周形状を有し、基板１０１に対向する面（パターン面）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）を備えたパターン部１０６ａを有する。型１０６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。

インプリントヘッド１１１は、真空吸着力や静電力によって型１０６を引き付けて保持する型チャック１０９と、型チャック１０９を保持する型保持部１０７と、型チャック１０９（すなわち、型１０６）を移動させる不図示の型移動機構とを含む。型チャック１０９及び型移動機構には、照射部１１２からの光が基板１０１の上のインプリント材に照射されるように、中心部（内側）に開口が形成されている。型移動機構は、基板１０１の上のインプリント材への型１０６の接触（押印）、又は、基板１０１の上のインプリント材からの型１０６の引き離し（離型）を選択的に行うように、型１０６をＺ軸方向に移動させる。型移動機構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みうる。型移動機構は、型１０６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、型移動機構は、Ｚ軸方向だけではなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向に型１０６を移動可能に構成されていてもよい。更に、型移動機構は、型１０６のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や型１０６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。型保持部１０７は、第１制御部１２０により制御される。

本実施形態において、インプリント装置は、インプリント材の硬化法として、光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ものとする。そのため、インプリント装置は、インプリント材を硬化させるための光を照射する照射部１１２を有している。照射部１１２は、光源（不図示）と照射光学系（不図示）を有し、照射光学系は後述の光学素子を組み合わせたものを備える。照射部１１２は、インプリント処理において、型１０６を介して、基板１０１の上のインプリント材に光（例えば、紫外線）を照射する。照射部１１２は、光源と、光源からの光をインプリント処理に適切な光の状態（光の強度分布、照明領域など）に調整するための光学素子（レンズ、ミラー、遮光板など）とを含みうる。なお、インプリント装置が、熱の印加によってインプリント材を硬化させる熱硬化法を採用する場合には、インプリント装置は、照射部１１２に代えて、インプリント材（熱硬化性インプリント材）を硬化させるための熱源を有することになる。照射部１１２は、第２制御部１２１により制御される。

アライメントスコープ１１０は、基板１０１に形成されているアライメントマークと、型１０６に形成されているアライメントマークとのＸ軸及びＹ軸の各方向への位置ずれを計測する。アライメントスコープ１１０は、インプリントヘッド１１１に設置されうる。アライメントスコープ１１０は第３制御部１２２により制御される。第３制御部１２２は、アライメントスコープ１１０によって計測された位置ずれを取得する。また、アライメントスコープ１１０は、型１０６のパターン部の形状や基板１０１に形成されたショット領域の形状を計測することも可能である。従って、アライメントスコープ１１０は、インプリント処理の対象となる基板１０１の領域と型１０６のパターン部との間の整合状態を計測する計測部としても機能する。アライメントスコープ１１０は、本実施形態では、型１０６のパターン部と基板１０１に形成されたショット領域との形状差を計測する。また、第２アライメントスコープ１１７は、オフアクシスのアライメントスコープであり、必要に応じてグローバルなアライメントを行う。第２アライメントスコープ１１７も第３制御部１２２により制御される。

ディスペンサ１１６は、予め設定されている供給量情報に基づいて、基板１０１の上にインプリント材を供給する。また、ディスペンサ１１６から供給されるインプリント材の供給量は、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（残膜の厚さ）やインプリント材のパターンの密度などに応じて設定される。ディスペンサ１１６は、第４制御部１２３により制御されている。

気体供給部１０８は、インプリント装置の内部で発生したパーティクルを型１０６及び基板１０１の周辺に進入させないように気体を供給する。気体供給部１０８は、第５制御部１２４により制御されている。

基板チャック１００は、真空吸着力や静電力によって基板１０１を引き付けて保持する基板保持部である。板部材１０２は、基板１０１を取り囲むようにして、基板１０１と同じ高さになるように基板チャック１００の周囲に配置されている。基板チャック１００はステージ１０３上に搭載される。ステージ１０３は、ＸＹ面内で移動可能である。型１０６を基板１０１の上のインプリント材に接触させる際にステージ１０３の位置を調整することで型１０６の位置と基板１０１の位置とを互いに整合させる。ステージ１０３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みうる。また、ステージ１０３は、Ｘ軸方向やＹ軸方向だけではなく、Ｚ軸方向に基板１０１を移動可能に構成されていてもよい。なお、インプリント装置における型１０６の押印及び離型は、インプリントヘッド１１１によって型１０６をＺ軸方向に移動させることで実現する。ただし、ステージ１０３により基板１０１をＺ軸方向に移動させることで実現させてもよい。また、型１０６と基板１０１の双方を相対的にＺ軸方向に移動させることで、押印及び離型を実現してもよい。更に、ステージ１０３は、基板１０１のθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置や基板１０１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。また、ステージ１０３の位置は干渉計１０５でモニタされている。ステージ１０３及び干渉計１０５は、第６制御部１２５により制御されている。

クリーニングユニット１５は、基板チャック１００における基板を保持する保持面のクリーニングを行う。クリーニングは、例えば、保持面にパーティクルが付着することにより基板チャック１００の平坦度が低下した際に行われる。クリーニングユニット１５は、保持面の上をクリーニング部材であるクリーニングプレート１５０が摺動するように基板チャック１００とクリーニング部材とを相対的に移動させることにより保持面のクリーニングを行う。クリーニングプレート１５０は本体部１１５によって保持されている。クリーニングユニット１５の詳細な構成については図２を参照して後述する。また、クリーニングユニット１５には、気体を吸引する吸引装置１５１が接続されている。クリーニングユニット１５及び吸引装置１５１は、第７制御部１２６により制御される。

主制御部１２７は、ＣＰＵやメモリなどを含むコンピュータで構成されうる。主制御部１２７は、メモリに格納されたプログラムに従って、第１〜第７の各制御部等を制御する。つまり、主制御部１２７は、インプリント装置の各部の動作を統括的に制御する。また、主制御部１２７は、第１制御部１２０等の制御部が構成されるコンピュータとは別のコンピュータとして構成されてもよいし、第１制御部１２０等の制御部のうちの少なくとも１つの制御部と共通のコンピュータとして構成されてもよい。また、主制御部１２７は、インプリント装置の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成されてもよいし、インプリント装置の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成されてもよい。

インプリント装置は、ステージ１０３等を載置するベース定盤１０４と、インプリントヘッド１１１やクリーニングユニット１５等を固定するブリッジ定盤１１４とを有する。

図２は、クリーニングユニット１５の構成を示す図である。基板チャック１００の保持面をクリーニングする際、クリーニングを実施可能な位置までステージ１０３とクリーニングユニット１５とを相対的に移動させる必要がある。基板チャック１００は、ステージ１０３によって所定のクリーニング位置まで移動する。クリーニングユニット１５は、ブリッジ定盤１１４に固定されて例えばＹ方向に延びるガイド１３０を有し、本体部１１５は、このガイド１３０に沿ってＹ方向に移動可能である。本体部１１５のガイド１３０に沿った待機位置と所定位置との間の駆動は、第１駆動モータ１３１によって行われる。

また、クリーニングユニット１５は、昇降機構１３３を有し、本体部１１５は、この昇降機構１３３によってＺ方向に移動可能である。本体部１１５の昇降機構１３３によるＺ方向への駆動は、第２駆動モータ１３２によって行われる。クリーニングプレート１５０は、保持部１３４を介して本体部１１５と接続されている。クリーニングを行う際には、第２駆動モータ１３２により、本体部１１５を、Ｚ方向における待機位置からクリーニングプレート１５０が基板チャック１００と接触する所定の位置まで下降させる。この動作により、基板チャック１００にクリーニングプレート１５０を所定の力で接触させることができる。また、ステージ１０３あるいは本体部１１５のどちらか一方の移動のみでクリーニング実施可能な状態にすることが可能であれば、互いに相対移動させる必要はない。また、ステージ１０３により基板チャック１００を上方向（Ｚ軸のプラス方向）に移動させることで、基板チャック１００を所定の力でクリーニングプレート１５０に押し付けるようにしてもよい。

また、クリーニングプレート１５０の上には、クリーニング時のクリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対するＸＹ方向の相対的な移動の方向を検知するためのセンサ１６１が配置されている。センサ１６１は、例えば角速度センサでありうる。センサ１６１で検知された情報は第７制御部１２６に送られる。第７制御部１２６は、センサ１６１による検知の結果に基づいてクリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対するＸＹ方向の相対的な移動の方向を算出することができる。

図３（ａ）は、クリーニングプレート１５０の下面図である。図３（ｂ）は、図３（ａ）のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。図３（ａ）に示されるように、クリーニングプレート１５０の下面１７１には、基板チャック１００に付着したパーティクルをそぎ落とすための複数の研磨部材１７０が配置されており、これにより図３（ｂ）に示されるような凸凹形状が構成されている。なお、図３（ａ）にはクリーニングプレート１５０を下面からみた形状は円形で示されているが、矩形や楕円形等その他の形状でもよい。また、研磨部材１７０の下面からみた形状は正方形で示されているが、円形や矩形、六角形等その他の形状でもよい。

本実施形態では、図３（ａ）に示されるように、クリーニングプレート１５０の周縁部１５３には、例えば外周に沿って等間隔に配置された複数の開口１５２が形成されている。下面からみた開口１５２の形状は円形であってもよいし、矩形、多角形等であってもよい。また、開口１５２が形成される周縁部１５３は、クリーニングプレート１５０と一体で構成されていてもよいし、別体で構成されていてもよい。

図４は、基板チャック１００に対するクリーニングプレート１５０によるクリーニング動作の例を示す図である。基板チャック１００およびクリーニングプレート１５０の少なくとも一方がＸＹ平面内で駆動して基板チャック１００と研磨部材１７０とが接触した状態で摺動することにより、クリーニングが行われる。クリーニング時の走査軌道は、図４（ａ）に示されるような円軌道であってもよいし、図４（ｂ）に示されるような直線軌道であってもよい。あるいは、多角形やランダム軌道等のその他の走査軌道であってもよい。また、クリーニングプレート１５０は基板チャック１００上の全面を走査するように移動することが可能であるが、部分クリーニングとして、基板チャック１００の一部分のみを走査するように移動することも可能である。なお、クリーニングプレート１５０の直径Ｄ２はパーティクルを確実に回収するために基板チャック１００の直径Ｄ１の半径以下であるとよい。例えば、基板チャック１００の直径Ｄ１が３３０ｍｍ程度である場合、クリーニングプレート１５０の直径Ｄ２は４０〜６０ｍｍ程度であるとよい。

図５は、クリーニングユニット１５の断面図であり、この図を参照して、クリーニングユニット１５のパーティクル吸引機構を説明する。本実施形態において、基板チャック１００の保持面上には、基板またはクリーニング部材と当接する複数の突起１００ａが形成されている。クリーニングユニット１５は、複数の突起１００ａ上にクリーニングプレート１５０を所定の力で接触させた状態でクリーニングプレート１５０をＸＹ方向に摺動させ、複数の突起１００ａ上に存在するパーティクル１５９を除去する。このとき、クリーニングプレート１５０を固定したまま、ステージ１０３（すなわち、基板チャック１００）をＸＹ方向に移動させてもよいし、クリーニングプレート１５０およびステージ１０３の双方をＸＹ方向に移動させてもよい。すなわち、クリーニングは、保持面の上をクリーニングプレート１５０が摺動するように基板チャック１００とクリーニングプレート１５０とを相対的に移動させることにより行われる。

図３でも示したように、クリーニングプレート１５０の周縁部１５３には複数の開口１５２が形成されており、これらの開口１５２から、クリーニングによって基板チャック１００上に残留しているパーティクル１６０が回収されうる。そのため、クリーニングプレート１５０と基板チャック１００とが接触、摺動しているときでも周縁部１５３（すなわち複数の開口１５２）は基板チャック１００には接触せず、所定の間隔ｄを有する。この間隔ｄは、パーティクルの回収に必要な流量、圧力、流速等を考慮して決定される。なお、クリーニング時に発生するパーティクル１６０には、突起１００ａ上から削ぎ落とされて生じたパーティクル１６０ａと、基板チャック１００と研磨部材１７０との摩擦によって生じたパーティクル１６０ｂとが含まれる。

クリーニングユニット１５は、パーティクルの吸引に使用される複数の流路１５４を有し、それぞれ複数の開口１５２と連通する。複数の流路１５４はそれぞれ、接続配管１５５を介して切換機構１５６に接続される。接続配管１５５は、流路１５４と切換機構１５６とを接続できるのであれば、周縁部１５３と一体的に構成されていてもよい。また、接続配管１５５がない構成も考えられる。切換機構１５６は、流路１５４の開閉を切り換えることができる。切換機構１５６は、例えば電磁弁等の切換弁でありうるが、それに限定されない。また、切換機構１５６は第７制御部１２６に接続され、第７制御部による制御の下、流路１５４の開閉を制御することで吸引の開始および停止の切換制御を行うことができる。このとき、複数の開口１５２からの吸引の開始および停止を個別に制御できるものとする。例えば、複数の開口１５２のそれぞれに切換機構１５６を個別に接続してもよい。あるいは、１つの切換機構１５６に複数の開口１５２からの流路１５４を集約し、切換機構１５６内部で開放および停止を個別に切り換えるようにしてもよい。切換機構１５６は、チューブ１５８を通して吸引装置１５１に接続される。クリーニングプレート１５０を保持する保持部１３４は、軸受１５７を介して本体部１１５に接続されている。クリーニング中は、吸引装置１５１により複数の開口１５２から吸引を行う。これにより、基板チャック１００とクリーニングプレート１５０との摩擦によって基板チャック１００上からそぎ落とされたパーティクル、および、摩擦によって新たに発生したパーティクルを回収する。

前述したように、吸引装置１５１の吸引能力は一般に、工場施設の電力供給能力等による制約を受ける。そのような制約の下で吸引装置１５１に複数の開口１５２を接続した場合、吸引装置１５１の吸引力が各開口に分散して個々の開口からの吸引力が低くなり、パーティクルを確実に回収できない場合がありうる。

そこで本実施形態では、複数の開口１５２の全てから同時に吸引を行うのではなく、クリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対する相対的な移動の方向に応じて使用する開口を限定することができる。第７制御部１２６は、複数の流路１５４のうち、少なくとも、クリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対する相対的な移動の方向に関して後側にある１つ以上の流路を開状態にし、その他の流路を閉状態にすることができる。

図６、図７、図８を参照して、クリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対する相対的な移動の方向に応じた、複数の流路１５４（または複数の開口１５２）の開閉制御の具体例を説明する。図６〜８において、複数の開口１５２のうち、斜線で示されている開口は吸引ＯＮ、斜線で示されていない開口は吸引ＯＦＦを表す。センサ１６１は、例えば角速度センサであり、クリーニング動作中、検知した角速度情報を第７制御部１２６に伝える。第７制御部１２６は、センサ１６１から受信した角速度情報に基づいてクリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対する相対的な移動の方向を算出する。第７制御部１２６は、クリーニングプレート１５０の基板チャック１００に対する相対的な移動の方向（クリーニング進行方向）における後側にある１つ以上の開口に連通する流路を開状態にすることで該１つ以上の開口からの吸引をＯＮとする。またこのとき、その他の流路を閉状態にすることでそれらの流路に連通する開口からの吸引をＯＦＦとする。クリーニング進行方向が変化した場合、第７制御部１２６は、それに追従して、クリーニング進行方向における後側にある開口に連通する流路のみをＯＮとする。このような制御を行うことにより、特に吸引装置１５１の吸引能力に制限がある場合には、吸引装置１５１の吸引能力をパーティクル回収のために最大限効率的に利用することが可能となる。

なお、上述の例では、クリーニング進行方向は、センサ１６１で検知された情報に基づいて算出するものとしたが、これに限定されない。例えば、クリーニングプレート１５０の走査軌道は予めプログラムされており、そのプログラムに従いクリーニング実行中の各時刻におけるクリーニング進行方向を特定することも可能である。

＜第２実施形態＞
図９は第２実施形態に係るクリーニングユニットの断面図である。第１実施形態で使用した図面と同じ構成要素には同じ参照符号を付してそれらの説明は省略する。図９の図５との違いは、切換機構１５６および第７制御部１２６がない点である。すなわち、本実施形態では、クリーニング進行方向に追従させて吸引に使用される開口１５２を個別に切り換える機構を構成しない。

クリーニングプレート１５０の上部には、開口１５２および流路１５４を形成するように流路構成部品１８０が配置されている。流路構成部品１８０は、クリーニングプレート１５０の中央部において中空の軸１８２と接続され、流路１５４は軸１８２の中空部と連通する。軸１８２の上端は継手１８３に接続され、継手１８３は、チューブ１８４を介して吸引装置１５１と接続されている。これにより、開口１５２は、流路１５４、軸１８２の中空部、継手１８３、およびチューブ１８４を介して吸引装置１５１と連通し、吸引装置１５１による基板チャック１００上のパーティクルの吸引を行うことができる。なお、流路構成部品１８０はクリーニングプレート１５０とは別の部材で構成されてもよいし、流路を形成することができるならば一体で構成されてもよい。また、開口１５２は、第１実施形態で述べたような小円形状である必要はなく、クリーニングプレート１５０の周り囲むような環状の溝であってもよい。

なお、クリーニングプレート１５０の形状を、図４で示したように例えば円形状とした場合、クリーニングプレート１５０と流路構成部材１８０とを合わせた直径Ｄ２は、基板チャック１００の半径（Ｄ１／２）以下であることが求められる。これはクリーニングを実施した基板チャック１００上の全面のパーティクルを回収するためである。例えば、直径Ｄ２が基板チャック１００の半径より大きいと、クリーニング後の基板チャック１００上の面に開口１５２が通過できない部分が発生し、パーティクル残留のリスクが生じる。これに対し、直径Ｄ２が基板チャック１００の半径以下であれば、クリーニングの走査方法を適切に設定すれば、クリーニング後の基板チャック１００全面に開口１５２を必ず通過させることが可能である。適切な走査方法とは、例えば、基板チャック１００の中心からクリーニングプレート１５０をオフセットしながら円軌道で走査するという走査である。

クリーニングが終了すると、本体部１１５（すなわちクリーニングプレート１５０）は、昇降機構１３３および第２駆動モータ１３２によってＺ方向の待機位置まで上昇する。また、本体部１１５（すなわちクリーニングプレート１５０）は、ガイド１３０および第１駆動モータ１３１によってＹ方向における待機位置に移動する。このとき、本体部１１５を待機位置に戻したのみでは、最後に基板チャック１００とクリーニングプレート１５０が接触していた部分に開口１５２を通過させることができず、基板チャック１００上にパーティクルが残留する可能性がある。そのためクリーニング終了時には、吸引装置１５１からの吸引を実施したまま基板チャック１００からクリーニングプレート１５０をわずかに離す。そして、研磨部材が最後に接触していた基板チャック１００の面の上を開口１５２が通過するようにクリーニングプレート１５０を移動させる。これにより、基板チャック１００上に残留しているパーティクルの回収を確実に行うことができる。なお、このとき、基板チャック１００上を通過させる方向はＸＹ方向のいずれか、あるいは両方でもよく、また通過させる回数は１回でも複数回でもよい。

本実施形態においても、第１実施形態と同様にクリーニング実施中は吸引を行う。しかし本実施形態では、複数の開口１５２それぞれのオン／オフを切り換える機構を持たないため、すべての開口１５２から吸引を常に実施する。第１実施形態では吸引装置１５１によるパーティクル回収能力を最大化するため、吸引に使用する開口１５２を切り換える機構を使用した。しかし、そのような切換機構によらなくてもパーティクル回収能力が十分であると判断される場合には、第２実施形態を採用してもよい。

＜物品製造方法の実施形態＞
インプリント装置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、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。

硬化物のパターンは、上記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等が行われた後、レジストマスクは除去される。

次に、物品製造方法について説明する。図１０の工程ＳＡでは、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコン基板等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚ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３ｚが基板上に付与された様子を示している。

図１０の工程ＳＢでは、インプリント用の型４ｚ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３ｚに向け、対向させる。図１０の工程ＳＣでは、インプリント材３ｚが付与された基板１ｚと型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚ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４ｚを介して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。

図１０の工程ＳＤでは、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚ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３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。

図１０の工程ＳＥでは、硬化物のパターンを耐エッチング型としてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１０の工程ＳＦでは、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚ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、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。

１０１：基板、１０６：型、１００：基板チャック、１１０：アライメントスコープ、１１１：インプリントヘッド、１１２：照射部、１１６：ディスペンサ、１２７：主制御部

Claims (11)

1. 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面を有する基板保持部と、
   前記保持面の上をクリーニング部材が摺動するように前記基板保持部と前記クリーニング部材とを相対的に移動させることにより前記保持面のクリーニングを行うクリーニングユニットと、
   を有し、
   前記クリーニングユニットは、パーティクルの吸引に使用される複数の流路を有し、
   前記クリーニング部材には、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の開口が形成されており、
   前記基板処理装置は、前記複数の流路それぞれの開閉を制御する制御部を更に有し、
   前記制御部は、前記複数の開口のうち、少なくとも、前記クリーニング部材の前記基板保持部に対する相対的な移動の方向に関して後側にある１つ以上の開口に連通する流路を開状態にし、その他の流路を閉状態にする
   ことを特徴とする基板処理装置。
2. 前記複数の開口は、前記複数の流路を介して吸引装置と接続されることを特徴とする請求項１に記載の基板処理装置。
3. 前記複数の開口は、前記クリーニング部材の周縁部に、前記クリーニング部材を取り囲むように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の基板処理装置。
4. 前記周縁部は、前記保持面と前記クリーニング部材とが摺動しているときに前記複数の開口が前記保持面と接触しないように形成されていることを特徴とする請求項３に記載の基板処理装置。
5. 前記相対的な移動の方向を検知するセンサを更に有し、
   前記制御部は、前記センサによる検知の結果に基づいて前記複数の流路それぞれの開閉を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の基板処理装置。
6. 前記クリーニングユニットは、前記複数の流路それぞれの開閉を行う複数の切換弁を含み、
   前記制御部は、前記複数の切換弁それぞれの開閉を制御することにより前記複数の流路それぞれの開閉を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の基板処理装置。
7. 前記保持面には、前記基板または前記クリーニング部材と当接する複数の突起が形成されていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の基板処理装置。
8. 前記基板に原版のパターンを形成することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の基板処理装置。
9. 前記原版を前記基板の上のインプリント材に接触させることにより前記パターンを形成するインプリント処理を行うことを特徴とする請求項８に記載の基板処理装置。
10. 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面を有する基板保持部と、
    前記保持面の上をクリーニング部材が摺動するように前記基板保持部と前記クリーニング部材とを相対的に移動させることにより前記保持面のクリーニングを行うクリーニング部と、
    を有し、
    前記クリーニング部は、パーティクルの吸引に使用される複数の流路を有し、
    前記クリーニング部材の周縁部には、前記複数の流路にそれぞれ連通する複数の開口が形成されている
    ことを特徴とする基板処理装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の基板処理装置を用いて基板にパターンを形成する形成工程と、
    前記形成工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する処理工程と、
    を有し、前記処理工程で処理された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品製造方法。

Images