異物除去方法及び半導体装置の製造方法
【課題】微細な凹部に付着した異物の除去が可能な異物除去方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【解決手段】カーボンナノチューブ１３の先端を、異物５が存在する凹部１１に向けて下降させ凹部（溝）１１の底面１１ａにカーボンナノチューブ１３の先端を接触させた後、さらにカーボンナノチューブ１３を下降させてカーボンナノチューブ１３をたわませてカーボンナノチューブ１３の側面１３ａを凹部１１の底面１１ａに押し付け、その側面１３ａを凹部１１の底面１１ａに押し付けた状態のままカーボンナノチューブ１３を凹部１１の底面１１ａ上で移動させることで、異物５に対して力を加える。
【解決手段】カーボンナノチューブ１３の先端を、異物５が存在する凹部１１に向けて下降させ凹部（溝）１１の底面１１ａにカーボンナノチューブ１３の先端を接触させた後、さらにカーボンナノチューブ１３を下降させてカーボンナノチューブ１３をたわませてカーボンナノチューブ１３の側面１３ａを凹部１１の底面１１ａに押し付け、その側面１３ａを凹部１１の底面１１ａに押し付けた状態のままカーボンナノチューブ１３を凹部１１の底面１１ａ上で移動させることで、異物５に対して力を加える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物除去方法及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体集積回路を形成するために用いられるパターン転写体に付着した異物を除去する異物除去方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路のパターン転写に用いるフォトマスク等の製造工程において凹部（溝）に何らかの異物が入り込み付着してしまった場合に、その付着力が強いと洗浄を行っても異物をマスクから洗い流すことは難しく、異物を一旦マスクから剥離させた（付着力を弱めた）上で洗浄を行うのが効果的である。例えば、特許文献１、２には、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）技術を利用して、探針で異物に荷重を加えてスクラッチすることが開示されている。
【０００３】
この場合、探針によって異物にある程度の力を加えて異物を移動させる（密着状態を解く）必要があり、通常のＡＦＭにおける試料表面観察用に使われるシリコン製の探針では破損したり摩耗が激しくなることが懸念される。そこで、例えば特許文献１には、ダイヤモンド製の探針を用いて異物をスクラッチすることが開示されている。
【０００４】
マスクに形成されたパターンサイズ、すなわち溝幅が小さくなればなるほど細い探針を用いなければならない。現在のハーフピッチ４５ｎｍ世代のパターンサイズでは、現状の探針をまだ利用できる余地が残っているものの、今後微細化がより進んでいけばシリコンやダイヤモンドを加工した探針では細くするのに限界がある。
【特許文献１】特開２００６−２９３０６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微細な凹部に付着した異物の除去が可能な異物除去方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、凹凸パターンが形成されたパターン転写体の画像を取得し、この画像に基づいて前記凹凸パターンの凹部に付着した異物の位置を特定する工程と、カーボンナノチューブの先端を、前記異物が存在する前記凹部に向けて相対的に移動させ前記凹部の底面に前記カーボンナノチューブの先端を接触させた後、さらに前記カーボンナノチューブを相対移動させて前記カーボンナノチューブをたわませて前記カーボンナノチューブの側面を前記凹部の前記底面に押し付ける工程と、前記側面を前記凹部の前記底面に押し付けた状態のまま前記カーボンナノチューブを前記凹部の前記底面上で相対的に移動させることで、前記異物に対して力を加える工程と、を備えたことを特徴とする異物除去方法が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、上記異物除去方法により異物を除去したナノインプリント用のテンプレートを被加工膜上に形成したレジストに接触させてレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜を加工する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、微細な凹部に付着した異物の除去が可能な異物除去方法及び半導体装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
各図面中、実質同じ要素には同じ符号を付している。
【０００９】
例えばラインアンドスペースのパターンにおいてハーフピッチ２０ｎｍ世代でＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）露光技術が確立されれば、マスク上での溝幅は約１００ｎｍ前後となる。この溝に入り込ませることが可能なように、ダイヤモンドチップを加工し頂角が小さく先端径も小さいダイヤモンド探針を作製したとしても、異物以外のパターン部分にダメージを与えてしまうことが懸念される。
【００１０】
さらにＥＵＶ露光の次世代技術として、樹脂（レジスト）を塗布した半導体ウェーハに対して、ナノメートルレベルのパターン加工を施したテンプレートを押し付け、そのパターンを樹脂上に転写するナノインプリント技術が実用化された場合、ナノインプリント用のテンプレートとウェーハとのサイズは１：１であるので、少なくとも２０ｎｍ前後の溝に探針を入り込ませなければならない。この場合にはどんなに先端を鋭敏に作り上げても、図９に示すように、溝１１の中にダイヤモンドチップ５１の先端を入り込ませて異物５をスクラッチするのは不可能である。
【００１１】
なお、ＡＦＭ用の細い探針としてカーボンナノチューブが挙げられる。カーボンナノチューブであれば、ナノインプリント用のテンプレートに形成された２０ｎｍ以下の幅の溝に先端を入れることが可能である。しかし、カーボンナノチューブは可撓性に富み、図１０に示すように、異物５に対して横方向から力を加えて異物５を動かそうとしても、点線で示すようにカーボンナノチューブ１３が曲がってしまうため、異物５を動かす（剥離する）のに十分な力を異物５に対して加えることができない。
【００１２】
以上説明したようなことから、パターンの溝幅が１００ｎｍを下回るあたりから、先端の細さと、異物除去に必要な剛性とを両立する探針が存在しなくなる。
【００１３】
そこで、本発明の実施形態では、以下に説明する装置構成及び方法を採用することで、微細パターン凹部に付着した異物を除去するようにしている。
【００１４】
［第１の実施形態］
本実施形態では、凹凸パターンが形成されたパターン転写体として、図１に示すようなナノインプリント用のテンプレート１０を一例に挙げて説明する。
図１（ａ）はテンプレート１０の上面図を示し、図１（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す。
【００１５】
このテンプレート１０には、例えばラインアンドスペースに対応した凹凸パターンが形成され、例えば、凹部である溝１１の幅（ハーフピッチ）が２０ｎｍ、溝１１の深さが５０ｎｍであり、溝１１のアスペクト比は２．５である。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る異物除去装置の概略構成を例示する模式図である。
【００１７】
以下、本明細書においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を導入する。図１において、テンプレート１０のラインアンドスペースの並列方向をＸ方向、ラインアンドスペースの延在方向（長手方向）をＹ方向、ＸＹ平面に対して直交する上下方向をＺ方向とする。テンプレート１０は、ＸＹＺ方向の移動が可能な図示しないステージ上にセットされている。
【００１８】
本実施形態に係る異物除去装置は、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）装置を利用している。ＡＦＭ装置は、探針と試料との間に働く原子間力または分子間力によるカンチレバー１４のたわみ（上下方向の変位）を検出して、試料表面形状を画像化する。
【００１９】
本実施形態では、探針としてカーボンナノチューブ１３を使っている。カーボンナノチューブ１３はその先端を下方のテンプレート１０側に向けた状態で、カンチレバー１４の一端部に保持されている。
【００２０】
カーボンナノチューブ１３における先端（下端）とは反対側の端部は、例えば錐体状に加工されたシリコン製のベース１２の先に取り付けられている。また、図３に示すように、ベース１２の先端近傍を例えばＦＩＢ（Focused Ion Beam）処理するなどして、鉛直方向に平行な平面１２ａを形成し、その平面１２ａにカーボンナノチューブ１３を取り付けることで、カーボンナノチューブ１３が傾くことなく鉛直方向に沿って延在した状態で保持することが可能となる。この構造を採用することで、テンプレート１０の溝１１の側壁と異物５との位置関係を正確に捉えやすくなる。
【００２１】
カーボンナノチューブ１３は、その長さが溝１１の深さよりも十分に長いものを使用し、また、直径が２０ｎｍよりも細いものを使用する。現在のところ、シングルウォールタイプのもので直径が数ｎｍ〜１０ｎｍ、マルチウォールタイプのもので直径が１０ｎｍ〜１００ｎｍのものが製造する上で制御可能であり、入り込ませるべき溝幅に合わせて適切なサイズのカーボンナノチューブ１３を選択すればよい。
【００２２】
カンチレバー１４は、カーボンナノチューブ１３が設けられた一端部とは反対側の他端部で片持ち支持され、その他端部には、例えばピエゾ素子を利用した３軸微動機構２１が設けられている。３軸微動機構２１は制御装置２２によって制御され、この３軸微動機構２１により、カンチレバー１４及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３をＸＹＺの３方向に駆動させることができる。
【００２３】
カンチレバー１４のたわみ（変位）は光てこ測定系により検出される。すなわち、半導体レーザー２４からのレーザー光をカンチレバー１４の背面に照射し、反射光の光路の変化を光検出器（例えばフォトダイオード）２５によって検出することで、カンチレバー１４のたわみ量を検出する。
【００２４】
光検出器２５で検出されたカンチレバー１４のたわみ量は、たわみ信号（たわみ情報）として、Ｚ変位量フィードバック機構２３を介して３軸微動機構２１にフィードバック可能となっている。
【００２５】
次に、以上説明した装置を用いた本実施形態に係る異物除去方法について説明する。
ここで、図４は異物除去の際のカンチレバー１４及びカーボンナノチューブ１３の動作をカーボンナノチューブ１３の側面方向から見た模式図を示し、図５は図４と同様な動作を溝１１内の異物５との位置関係がわかるように示した模式図である。
【００２６】
ナノインプリント用のテンプレート１０は、図２の装置において図示しないステージ上にセットされる。そしてまず、テンプレート１０に形成された凹凸パターンの画像を取得する。例えば、前述した光てこ測定系を利用してカンチレバー１４のたわみ量すなわちカーボンナノチューブ１３のＺ変位量を一定にするようにカンチレバー１４を上下に駆動制御させながら、凹凸パターンが形成されたテンプレート１０表面上をスキャンする。これにより、テンプレート１０の表面形状（凹凸パターン）が画像化される。この画像に基づいて、異物５の存在の有無、さらに異物５がある場合にはその位置を特定する。
【００２７】
異物５があり、その位置が特定されると、その異物５が付着している溝１１の上までカーボンナノチューブ１３を移動させた後、カーボンナノチューブ１３の先端を異物５が存在する溝１１の底面１１ａに向けてＺ方向を下降させ、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、溝１１の底面１１ａにカーボンナノチューブ１３の先端を接触させる。
【００２８】
カーボンナノチューブ１３のＸＹ方向及びＺ方向の移動は、３軸微動機構２１によりカンチレバー１４を駆動させることで行われる。３軸微動機構２１は、例えばピエゾ素子またはボイスコイルモータを利用したアクチュエータであり、ナノメートルオーダーの微動制御が可能である。
【００２９】
カーボンナノチューブ１３の先端が溝１１の底面１１ａに到達したことは、光検出器２５及びＺ変位量フィードバック機構２３を介して得られるカンチレバー１４のたわみ情報によって把握することができる。以下の工程におけるカーボンナノチューブ１３の移動動作においても、カンチレバー１４のたわみ量がモニターされており、そのたわみ情報に基づいてカーボンナノチューブ１３の状態または挙動が把握され、その移動動作が制御される。
【００３０】
カーボンナノチューブ１３の先端を溝１１の底面１１ａに接触させた後、さらにカーボンナノチューブ１３をＺ方向に下降させる。これにより、可撓性を有するカーボンナノチューブ１３は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、弓なり状にたわみ始める。
【００３１】
このとき、カンチレバー１４をＺ方向に押し下げながら、同時に溝１１に沿ったＹ方向にカンチレバー１４を駆動させる。これにより、カーボンナノチューブ１３は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、先端側の一部の側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けつつ例えば直角に近い角度で湾曲した状態となる。
また、図６は、カンチレバー１４が下方に駆動されてたわみ、カーボンナノチューブ１３が湾曲した状態を模式的に示す。
【００３２】
カンチレバー１４を溝１１に沿ったＹ方向に駆動させるにあたっては、異物５から離れる方向に駆動させることで、図５（ｃ）に示すようにカーボンナノチューブ１３が湾曲した状態でその先端を異物５に向けることができる。
【００３３】
カンチレバー１４を前述したＺ方向及びＹ方向に駆動させてカーボンナノチューブ１３をしならせる力は、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部が破壊されない程度に抑えることが必要である。カーボンナノチューブ１３を溝１１の底面１１ａに押し付ける力が適切であるか否かはカンチレバー１４のたわみ情報により把握することが可能であるが、下方への押し付け力を制御する代わりに、カーボンナノチューブ１３を下方に押し下げる距離を予め設定しておいて、その設定値にしたがってカンチレバー１４を駆動させ、カーボンナノチューブ１３の側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けるようにしてもよい。
【００３４】
上記たわみ情報に基づいて、カーボンナノチューブ１３の溝底面１１ａへの適切な押し付け力が確認されると、カンチレバー１４の下方への駆動を停止し、カーボンナノチューブ１３の側面１３ａが溝底面１１ａに押し付けられてカーボンナノチューブ１３がたわんだ状態を維持したまま、溝１１に沿ったＹ方向にカンチレバー１４を駆動させる。この駆動の際も、カンチレバー１４のたわみ量を光てこ測定系によりモニターしておく。カーボンナノチューブ１３の、溝底面１１ａに押し付けられた部分が、溝底面１１ａ上を上記Ｙ方向に移動してカーボンナノチューブ１３の先端もしくは溝底面１１ａに押し付けられた部分が異物５に当たると、このときの反力により発生するカンチレバー１４の大きな変位量を上記光てこ測定系で検出できる。
【００３５】
その大きな変位量を検出したら、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部が破壊されないようカンチレバー１４を駆動変位させる力を制御しながら、カーボンナノチューブ１３における先端も含めた溝底面１１ａに押し付けられている部分を、異物５の近傍で往復させたり、異物５に押し付けたりすることで、異物５に対して力を加える。
【００３６】
このとき、カーボンナノチューブ１３をたわませていることで、図５（ｄ）に示すように、溝１１の側壁１１ｂにたわんだカーボンナノチューブ１３の側面１３ａが接した状態でカーボンナノチューブ１３を溝１１に沿って移動させることができ、カーボンナノチューブ１３が異物５に当たった際に、異物５に対する押し付け力を分散させることなく異物５に対して効率よく加えることができる。これにより、可撓性を有するカーボンナノチューブ１３であっても異物５に対して十分な力を加えることができ、溝１１に付着している異物５を剥離させることができる。
【００３７】
この異物５の剥離は一時的なものであり、異物５は溝１１内にまだ残っているが、一旦異物５を剥離させた後は、テンプレート１０との付着力が低下している状態なので、通常のマスク洗浄工程におけるウェット洗浄を行うことで、容易にテンプレート１０上から異物５を洗い流して除去することができる。
【００３８】
本実施形態によれば、微細化に限界があるシリコンやダイヤモンドの探針では溝１１内に入り込ませることのできない微細パターンでも、カーボンナノチューブ１３を探針として用いることで溝１１内の異物５の観察発見が可能となる。また、カーボンナノチューブ１３は剛性がないことにより異物５を剥離させるほどの力を加えることができなかったが、本実施形態によれば、前述したようにカーボンナノチューブ１３をたわませて側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けた状態で溝１１内を移動させることで異物５に対して十分な押圧力を加えることができ、異物５の剥離（移動）が可能となる。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３の微細さと柔軟性を利用することで、微細パターン間に入った異物でも剥離させ除去することができる。特に、これまでのフォトマスクに比較し、より微細でアスペクト比の大きなナノインプリント用のテンプレートの異物除去に対して非常に有効である。
【００４０】
また、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３を鉛直方向に下降させてその先端を溝１１の底面１１ａに接触させた後、引き続きカーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａに向けて押し下げながら異物５から離れる方向に溝底面１１ａ上を移動させる制御を行っており、これにより、カーボンナノチューブ１３をたわませてその側面１３ａを溝底面１１ａに対して押し付ける工程が非常に簡単に行える。この方法以外にも例えば溝底面１１ａに対して斜めに傾けた状態でカーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａに近づけて押し付ける方法も考えられるが、この場合にはカーボンナノチューブ保持機構全体を傾ける、あるいはテンプレートを保持するステージを傾けるなどの機構が必要となる。
【００４１】
また、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３の移動に際してカンチレバー１４のたわみ量をモニターしているため、カーボンナノチューブ１３をたわませてその側面１３ａを溝底面１１ａに押し付ける際や、カーボンナノチューブ１３を異物５に対して押し当てる際に過剰な力をかけすぎることを回避でき、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部の破損を防ぐことができる。
【００４２】
また、カンチレバー１４のたわみ情報は異物５が剥離したかどうかの検知にも利用されている。この方法以外に例えば異物付着箇所の画像を取得することで異物５が剥離して位置が移動したことを確認する方法も考えられる。しかし、この場合、カーボンナノチューブ１３を画像取得用探針として機能させてあらためて画像を取り直さなければならず、非常に時間がかかってしまう。これに対して、カンチレバー１４のたわみ情報を利用すれば、カーボンナノチューブ１３の移動動作中にリアルタイムで異物５の剥離（移動）の確認を行え、工程全体の時間短縮が図れる。
【００４３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図である。
【００４４】
本実施形態では、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）とＡＦＭ（Atomic Force Microscope）とを組み合わせた構成の装置を用い、カーボンナノチューブの移動及び異物が剥離する様子をＳＥＭで観察している。
【００４５】
減圧雰囲気とされる筐体４３内における図示しないステージ上にテンプレート１０はセットされる。また、筐体４３内にはマイクロピンセット４５が設けられ、このマイクロピンセット４５にカーボンナノチューブ１３が保持されている。マイクロピンセット４５及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３は鉛直方向及び水平面に対して傾いており（例えば水平面に対して３０度ほど傾けられている）、ＳＥＭの鏡筒４２との干渉を防ぐ構造となっている。さらに、マイクロピンセット４５及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３は、同じく筐体４３内に設けられた二次電子検出器４４と干渉しない位置に設けられている。
【００４６】
まず、ＳＥＭ機能を使ってテンプレート１０に形成された凹凸パターンの画像を取得する。すなわち、エミッター４１から電子ビームＥＢをテンプレート１０の表面に向けて照射し、この照射により発生する二次電子を二次電子検出器４４で検出することで、テンプレート１０表面の画像を得る。この画像に基づいて、異物の有無、さらには異物がある場合にはその付着位置を特定する。
【００４７】
そして、異物があり、その位置が特定されると、カーボンナノチューブ１３を保持したマイクロピンセット４５の先端部を、異物が存在する溝近傍まで接近させ、その異物が存在する溝内にカーボンナノチューブ１３の先端を入れる。
【００４８】
マイクロピンセット４５を異物が存在する特定の溝に向けて移動させ、カーボンナノチューブ１３の先端を溝底面１１に接触させるには、平面方向のＸＹ座標情報のほかに高さ情報が必要であるが、これは予めマイクロピンセット４５の高さ情報を持つことと、テンプレート１０の表面高さ情報をレーザー干渉計などのシステムで取得しておくことで可能となる。この高さ情報に基づいて、マイクロピンセット４５を異物が存在する溝内に入れ、図８（ａ）に示すようにカーボンナノチューブ１３の先端が溝底面１１ａに接触するまでマイクロピンセット４５を溝底面１１ａに向けて下げていく。なお、カーボンナノチューブ１３先端と、溝底面１１ａとの接触はトンネル電流のモニターによっても把握できる可能性があり、この方法を用いてもよい。
【００４９】
カーボンナノチューブ１３の先端が溝底面１１ａに接触した後は、ＳＥＭによる画像観察を行いながらさらにマイクロピンセット４５を下げていくことで、マイクロピンセット４５の移動量を制御し、図８（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ１３をたわませることができる。カーボンナノチューブ１３の側面が溝底面１１ａに押し付けられるまでカーボンナノチューブ１３が湾曲したところで、マイクロピンセット４５の下方向への動きをとめる。
【００５０】
この後、前述した第１の実施形態と同様に、カーボンナノチューブ１３の側面が溝底面１１ａに押し付けられた状態のまま、溝に沿ってカーボンナノチューブ１３を移動させ、異物５に対してカーボンナノチューブ１３を押し当てて異物５に対して力を加える。これにより、異物５を溝から一旦剥離させることができる。この動作も、ＳＥＭによる画像観察をしながら行うことで、異物５が剥離したかどうかの判断をリアルタイムで行うことができる。
【００５１】
異物の剥離が確認されれば、カーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａから離し、テンプレート１０を装置から取り出す。その後、テンプレート１０のウェット洗浄を行うことで、異物を洗い流すことができる。本実施形態においても、カーボンナノチューブ１３の微細さと柔軟性を利用することで、微細パターン間に入った異物でも剥離させ除去することができる。
【００５２】
異物剥離時のカンチレバーのたわみ量変化が非常に微小で検出不可能な場合であっても、本実施形態によれば、ＳＥＭ画像観察によりリアルタイムで且つ確実に異物剥離の確認を行うことができる。
【００５３】
前述した各実施形態に係る異物除去方法により異物が除去されたナノインプリント用テンプレートを用いて、半導体装置の製造におけるナノインプリントプロセスを実施することにより、半導体装置のパターンを形成することが可能である。
すなわち、凹部パターンが形成されたテンプレートを洗浄した後、基板上に形成したレジストにテンプレートを接触させてレジストをテンプレートの凹部に充填し、さらに光照射等によりレジストを硬化し、テンプレートを離型することでレジストパターンを形成できる。続いて、レジストパターンをマスクにレジスト下の被加工膜を加工して、各種半導体装置のパターンを形成することができる。このように、異物が適切に取り除かれたテンプレートを用いてナノインプリントプロセスを実施することにより、パターン欠陥の少ない半導体装置を製造することができる。
【００５４】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５５】
前述した実施形態では、パターン転写体としてナノインプリント用のテンプレートを例に挙げて説明したが、これに限らず、フォトマスク、ＥＵＶ露光用マスクなどにも同様に本発明を適用して異物除去を行うことができる。
【００５６】
また、前述した実施形態では、除去すべき異物が入り込んだ凹部としてラインアンドスペースパターンの溝を例に挙げたが、ホール内に付着した異物に対しても本発明は適用可能である。すなわち、カーボンナノチューブをたわませる（しならせる）ことで、カーボンナノチューブの側面をホール底面及び側壁面に押し付けることができ、その状態で異物に対してカーボンナノチューブを押し当てれば、力を分散させることなく効果的に異物に対して加えることができ、異物を剥離させることができる。
【００５７】
また、カーボンナノチューブを凹部底面に向けて移動させたり、凹部底面上で移動させたりするにあたっては、位置を固定させたパターン転写体に対してカーボンナノチューブを動かすことに限らず、パターン転写体の方をこれを支持するステージごと、固定させたカーボンナノチューブに対して移動させてもよく、もちろん、カーボンナノチューブとパターン転写体との双方を動かしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ナノインプリント用のテンプレートの模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図３】同異物除去装置におけるカーボンナノチューブの取付構造の一例を示す模式図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図９】従来例のＡＦＭ装置における探針と微細パターンとの関係を示す模式図。
【図１０】カーボンナノチューブを用いて異物を除去する比較例を示す模式図。
【符号の説明】
【００５９】
１２…ベース、１３…カーボンナノチューブ、１４…カンチレバー、２１…３軸微動機構、２２…制御装置、２３…Ｚ変位量フィードバック機構、２４…半導体レーザー、２５…光検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物除去方法及び半導体装置の製造方法に関し、特に半導体集積回路を形成するために用いられるパターン転写体に付着した異物を除去する異物除去方法及び半導体装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体集積回路のパターン転写に用いるフォトマスク等の製造工程において凹部（溝）に何らかの異物が入り込み付着してしまった場合に、その付着力が強いと洗浄を行っても異物をマスクから洗い流すことは難しく、異物を一旦マスクから剥離させた（付着力を弱めた）上で洗浄を行うのが効果的である。例えば、特許文献１、２には、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）技術を利用して、探針で異物に荷重を加えてスクラッチすることが開示されている。
【０００３】
この場合、探針によって異物にある程度の力を加えて異物を移動させる（密着状態を解く）必要があり、通常のＡＦＭにおける試料表面観察用に使われるシリコン製の探針では破損したり摩耗が激しくなることが懸念される。そこで、例えば特許文献１には、ダイヤモンド製の探針を用いて異物をスクラッチすることが開示されている。
【０００４】
マスクに形成されたパターンサイズ、すなわち溝幅が小さくなればなるほど細い探針を用いなければならない。現在のハーフピッチ４５ｎｍ世代のパターンサイズでは、現状の探針をまだ利用できる余地が残っているものの、今後微細化がより進んでいけばシリコンやダイヤモンドを加工した探針では細くするのに限界がある。
【特許文献１】特開２００６−２９３０６４号公報
【特許文献２】特開２００８−１０２４０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、微細な凹部に付着した異物の除去が可能な異物除去方法及び半導体装置の製造方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、凹凸パターンが形成されたパターン転写体の画像を取得し、この画像に基づいて前記凹凸パターンの凹部に付着した異物の位置を特定する工程と、カーボンナノチューブの先端を、前記異物が存在する前記凹部に向けて相対的に移動させ前記凹部の底面に前記カーボンナノチューブの先端を接触させた後、さらに前記カーボンナノチューブを相対移動させて前記カーボンナノチューブをたわませて前記カーボンナノチューブの側面を前記凹部の前記底面に押し付ける工程と、前記側面を前記凹部の前記底面に押し付けた状態のまま前記カーボンナノチューブを前記凹部の前記底面上で相対的に移動させることで、前記異物に対して力を加える工程と、を備えたことを特徴とする異物除去方法が提供される。
また、本発明の他の一態様によれば、上記異物除去方法により異物を除去したナノインプリント用のテンプレートを被加工膜上に形成したレジストに接触させてレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜を加工する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、微細な凹部に付着した異物の除去が可能な異物除去方法及び半導体装置の製造方法が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
各図面中、実質同じ要素には同じ符号を付している。
【０００９】
例えばラインアンドスペースのパターンにおいてハーフピッチ２０ｎｍ世代でＥＵＶ（Extreme Ultra Violet）露光技術が確立されれば、マスク上での溝幅は約１００ｎｍ前後となる。この溝に入り込ませることが可能なように、ダイヤモンドチップを加工し頂角が小さく先端径も小さいダイヤモンド探針を作製したとしても、異物以外のパターン部分にダメージを与えてしまうことが懸念される。
【００１０】
さらにＥＵＶ露光の次世代技術として、樹脂（レジスト）を塗布した半導体ウェーハに対して、ナノメートルレベルのパターン加工を施したテンプレートを押し付け、そのパターンを樹脂上に転写するナノインプリント技術が実用化された場合、ナノインプリント用のテンプレートとウェーハとのサイズは１：１であるので、少なくとも２０ｎｍ前後の溝に探針を入り込ませなければならない。この場合にはどんなに先端を鋭敏に作り上げても、図９に示すように、溝１１の中にダイヤモンドチップ５１の先端を入り込ませて異物５をスクラッチするのは不可能である。
【００１１】
なお、ＡＦＭ用の細い探針としてカーボンナノチューブが挙げられる。カーボンナノチューブであれば、ナノインプリント用のテンプレートに形成された２０ｎｍ以下の幅の溝に先端を入れることが可能である。しかし、カーボンナノチューブは可撓性に富み、図１０に示すように、異物５に対して横方向から力を加えて異物５を動かそうとしても、点線で示すようにカーボンナノチューブ１３が曲がってしまうため、異物５を動かす（剥離する）のに十分な力を異物５に対して加えることができない。
【００１２】
以上説明したようなことから、パターンの溝幅が１００ｎｍを下回るあたりから、先端の細さと、異物除去に必要な剛性とを両立する探針が存在しなくなる。
【００１３】
そこで、本発明の実施形態では、以下に説明する装置構成及び方法を採用することで、微細パターン凹部に付着した異物を除去するようにしている。
【００１４】
［第１の実施形態］
本実施形態では、凹凸パターンが形成されたパターン転写体として、図１に示すようなナノインプリント用のテンプレート１０を一例に挙げて説明する。
図１（ａ）はテンプレート１０の上面図を示し、図１（ｂ）は（ａ）におけるＡ−Ａ断面を示す。
【００１５】
このテンプレート１０には、例えばラインアンドスペースに対応した凹凸パターンが形成され、例えば、凹部である溝１１の幅（ハーフピッチ）が２０ｎｍ、溝１１の深さが５０ｎｍであり、溝１１のアスペクト比は２．５である。
【００１６】
図２は、本実施形態に係る異物除去装置の概略構成を例示する模式図である。
【００１７】
以下、本明細書においては、説明の便宜上、ＸＹＺ直交座標系を導入する。図１において、テンプレート１０のラインアンドスペースの並列方向をＸ方向、ラインアンドスペースの延在方向（長手方向）をＹ方向、ＸＹ平面に対して直交する上下方向をＺ方向とする。テンプレート１０は、ＸＹＺ方向の移動が可能な図示しないステージ上にセットされている。
【００１８】
本実施形態に係る異物除去装置は、ＡＦＭ（Atomic Force Microscope）装置を利用している。ＡＦＭ装置は、探針と試料との間に働く原子間力または分子間力によるカンチレバー１４のたわみ（上下方向の変位）を検出して、試料表面形状を画像化する。
【００１９】
本実施形態では、探針としてカーボンナノチューブ１３を使っている。カーボンナノチューブ１３はその先端を下方のテンプレート１０側に向けた状態で、カンチレバー１４の一端部に保持されている。
【００２０】
カーボンナノチューブ１３における先端（下端）とは反対側の端部は、例えば錐体状に加工されたシリコン製のベース１２の先に取り付けられている。また、図３に示すように、ベース１２の先端近傍を例えばＦＩＢ（Focused Ion Beam）処理するなどして、鉛直方向に平行な平面１２ａを形成し、その平面１２ａにカーボンナノチューブ１３を取り付けることで、カーボンナノチューブ１３が傾くことなく鉛直方向に沿って延在した状態で保持することが可能となる。この構造を採用することで、テンプレート１０の溝１１の側壁と異物５との位置関係を正確に捉えやすくなる。
【００２１】
カーボンナノチューブ１３は、その長さが溝１１の深さよりも十分に長いものを使用し、また、直径が２０ｎｍよりも細いものを使用する。現在のところ、シングルウォールタイプのもので直径が数ｎｍ〜１０ｎｍ、マルチウォールタイプのもので直径が１０ｎｍ〜１００ｎｍのものが製造する上で制御可能であり、入り込ませるべき溝幅に合わせて適切なサイズのカーボンナノチューブ１３を選択すればよい。
【００２２】
カンチレバー１４は、カーボンナノチューブ１３が設けられた一端部とは反対側の他端部で片持ち支持され、その他端部には、例えばピエゾ素子を利用した３軸微動機構２１が設けられている。３軸微動機構２１は制御装置２２によって制御され、この３軸微動機構２１により、カンチレバー１４及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３をＸＹＺの３方向に駆動させることができる。
【００２３】
カンチレバー１４のたわみ（変位）は光てこ測定系により検出される。すなわち、半導体レーザー２４からのレーザー光をカンチレバー１４の背面に照射し、反射光の光路の変化を光検出器（例えばフォトダイオード）２５によって検出することで、カンチレバー１４のたわみ量を検出する。
【００２４】
光検出器２５で検出されたカンチレバー１４のたわみ量は、たわみ信号（たわみ情報）として、Ｚ変位量フィードバック機構２３を介して３軸微動機構２１にフィードバック可能となっている。
【００２５】
次に、以上説明した装置を用いた本実施形態に係る異物除去方法について説明する。
ここで、図４は異物除去の際のカンチレバー１４及びカーボンナノチューブ１３の動作をカーボンナノチューブ１３の側面方向から見た模式図を示し、図５は図４と同様な動作を溝１１内の異物５との位置関係がわかるように示した模式図である。
【００２６】
ナノインプリント用のテンプレート１０は、図２の装置において図示しないステージ上にセットされる。そしてまず、テンプレート１０に形成された凹凸パターンの画像を取得する。例えば、前述した光てこ測定系を利用してカンチレバー１４のたわみ量すなわちカーボンナノチューブ１３のＺ変位量を一定にするようにカンチレバー１４を上下に駆動制御させながら、凹凸パターンが形成されたテンプレート１０表面上をスキャンする。これにより、テンプレート１０の表面形状（凹凸パターン）が画像化される。この画像に基づいて、異物５の存在の有無、さらに異物５がある場合にはその位置を特定する。
【００２７】
異物５があり、その位置が特定されると、その異物５が付着している溝１１の上までカーボンナノチューブ１３を移動させた後、カーボンナノチューブ１３の先端を異物５が存在する溝１１の底面１１ａに向けてＺ方向を下降させ、図４（ａ）及び図５（ａ）に示すように、溝１１の底面１１ａにカーボンナノチューブ１３の先端を接触させる。
【００２８】
カーボンナノチューブ１３のＸＹ方向及びＺ方向の移動は、３軸微動機構２１によりカンチレバー１４を駆動させることで行われる。３軸微動機構２１は、例えばピエゾ素子またはボイスコイルモータを利用したアクチュエータであり、ナノメートルオーダーの微動制御が可能である。
【００２９】
カーボンナノチューブ１３の先端が溝１１の底面１１ａに到達したことは、光検出器２５及びＺ変位量フィードバック機構２３を介して得られるカンチレバー１４のたわみ情報によって把握することができる。以下の工程におけるカーボンナノチューブ１３の移動動作においても、カンチレバー１４のたわみ量がモニターされており、そのたわみ情報に基づいてカーボンナノチューブ１３の状態または挙動が把握され、その移動動作が制御される。
【００３０】
カーボンナノチューブ１３の先端を溝１１の底面１１ａに接触させた後、さらにカーボンナノチューブ１３をＺ方向に下降させる。これにより、可撓性を有するカーボンナノチューブ１３は、図４（ｂ）及び図５（ｂ）に示すように、弓なり状にたわみ始める。
【００３１】
このとき、カンチレバー１４をＺ方向に押し下げながら、同時に溝１１に沿ったＹ方向にカンチレバー１４を駆動させる。これにより、カーボンナノチューブ１３は、図４（ｃ）及び図５（ｃ）に示すように、先端側の一部の側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けつつ例えば直角に近い角度で湾曲した状態となる。
また、図６は、カンチレバー１４が下方に駆動されてたわみ、カーボンナノチューブ１３が湾曲した状態を模式的に示す。
【００３２】
カンチレバー１４を溝１１に沿ったＹ方向に駆動させるにあたっては、異物５から離れる方向に駆動させることで、図５（ｃ）に示すようにカーボンナノチューブ１３が湾曲した状態でその先端を異物５に向けることができる。
【００３３】
カンチレバー１４を前述したＺ方向及びＹ方向に駆動させてカーボンナノチューブ１３をしならせる力は、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部が破壊されない程度に抑えることが必要である。カーボンナノチューブ１３を溝１１の底面１１ａに押し付ける力が適切であるか否かはカンチレバー１４のたわみ情報により把握することが可能であるが、下方への押し付け力を制御する代わりに、カーボンナノチューブ１３を下方に押し下げる距離を予め設定しておいて、その設定値にしたがってカンチレバー１４を駆動させ、カーボンナノチューブ１３の側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けるようにしてもよい。
【００３４】
上記たわみ情報に基づいて、カーボンナノチューブ１３の溝底面１１ａへの適切な押し付け力が確認されると、カンチレバー１４の下方への駆動を停止し、カーボンナノチューブ１３の側面１３ａが溝底面１１ａに押し付けられてカーボンナノチューブ１３がたわんだ状態を維持したまま、溝１１に沿ったＹ方向にカンチレバー１４を駆動させる。この駆動の際も、カンチレバー１４のたわみ量を光てこ測定系によりモニターしておく。カーボンナノチューブ１３の、溝底面１１ａに押し付けられた部分が、溝底面１１ａ上を上記Ｙ方向に移動してカーボンナノチューブ１３の先端もしくは溝底面１１ａに押し付けられた部分が異物５に当たると、このときの反力により発生するカンチレバー１４の大きな変位量を上記光てこ測定系で検出できる。
【００３５】
その大きな変位量を検出したら、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部が破壊されないようカンチレバー１４を駆動変位させる力を制御しながら、カーボンナノチューブ１３における先端も含めた溝底面１１ａに押し付けられている部分を、異物５の近傍で往復させたり、異物５に押し付けたりすることで、異物５に対して力を加える。
【００３６】
このとき、カーボンナノチューブ１３をたわませていることで、図５（ｄ）に示すように、溝１１の側壁１１ｂにたわんだカーボンナノチューブ１３の側面１３ａが接した状態でカーボンナノチューブ１３を溝１１に沿って移動させることができ、カーボンナノチューブ１３が異物５に当たった際に、異物５に対する押し付け力を分散させることなく異物５に対して効率よく加えることができる。これにより、可撓性を有するカーボンナノチューブ１３であっても異物５に対して十分な力を加えることができ、溝１１に付着している異物５を剥離させることができる。
【００３７】
この異物５の剥離は一時的なものであり、異物５は溝１１内にまだ残っているが、一旦異物５を剥離させた後は、テンプレート１０との付着力が低下している状態なので、通常のマスク洗浄工程におけるウェット洗浄を行うことで、容易にテンプレート１０上から異物５を洗い流して除去することができる。
【００３８】
本実施形態によれば、微細化に限界があるシリコンやダイヤモンドの探針では溝１１内に入り込ませることのできない微細パターンでも、カーボンナノチューブ１３を探針として用いることで溝１１内の異物５の観察発見が可能となる。また、カーボンナノチューブ１３は剛性がないことにより異物５を剥離させるほどの力を加えることができなかったが、本実施形態によれば、前述したようにカーボンナノチューブ１３をたわませて側面１３ａを溝１１の底面１１ａに押し付けた状態で溝１１内を移動させることで異物５に対して十分な押圧力を加えることができ、異物５の剥離（移動）が可能となる。
【００３９】
すなわち、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３の微細さと柔軟性を利用することで、微細パターン間に入った異物でも剥離させ除去することができる。特に、これまでのフォトマスクに比較し、より微細でアスペクト比の大きなナノインプリント用のテンプレートの異物除去に対して非常に有効である。
【００４０】
また、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３を鉛直方向に下降させてその先端を溝１１の底面１１ａに接触させた後、引き続きカーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａに向けて押し下げながら異物５から離れる方向に溝底面１１ａ上を移動させる制御を行っており、これにより、カーボンナノチューブ１３をたわませてその側面１３ａを溝底面１１ａに対して押し付ける工程が非常に簡単に行える。この方法以外にも例えば溝底面１１ａに対して斜めに傾けた状態でカーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａに近づけて押し付ける方法も考えられるが、この場合にはカーボンナノチューブ保持機構全体を傾ける、あるいはテンプレートを保持するステージを傾けるなどの機構が必要となる。
【００４１】
また、本実施形態では、カーボンナノチューブ１３の移動に際してカンチレバー１４のたわみ量をモニターしているため、カーボンナノチューブ１３をたわませてその側面１３ａを溝底面１１ａに押し付ける際や、カーボンナノチューブ１３を異物５に対して押し当てる際に過剰な力をかけすぎることを回避でき、カーボンナノチューブ１３とベース１２との接合部の破損を防ぐことができる。
【００４２】
また、カンチレバー１４のたわみ情報は異物５が剥離したかどうかの検知にも利用されている。この方法以外に例えば異物付着箇所の画像を取得することで異物５が剥離して位置が移動したことを確認する方法も考えられる。しかし、この場合、カーボンナノチューブ１３を画像取得用探針として機能させてあらためて画像を取り直さなければならず、非常に時間がかかってしまう。これに対して、カンチレバー１４のたわみ情報を利用すれば、カーボンナノチューブ１３の移動動作中にリアルタイムで異物５の剥離（移動）の確認を行え、工程全体の時間短縮が図れる。
【００４３】
［第２の実施形態］
図７は、本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図である。
【００４４】
本実施形態では、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）とＡＦＭ（Atomic Force Microscope）とを組み合わせた構成の装置を用い、カーボンナノチューブの移動及び異物が剥離する様子をＳＥＭで観察している。
【００４５】
減圧雰囲気とされる筐体４３内における図示しないステージ上にテンプレート１０はセットされる。また、筐体４３内にはマイクロピンセット４５が設けられ、このマイクロピンセット４５にカーボンナノチューブ１３が保持されている。マイクロピンセット４５及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３は鉛直方向及び水平面に対して傾いており（例えば水平面に対して３０度ほど傾けられている）、ＳＥＭの鏡筒４２との干渉を防ぐ構造となっている。さらに、マイクロピンセット４５及びこれに保持されたカーボンナノチューブ１３は、同じく筐体４３内に設けられた二次電子検出器４４と干渉しない位置に設けられている。
【００４６】
まず、ＳＥＭ機能を使ってテンプレート１０に形成された凹凸パターンの画像を取得する。すなわち、エミッター４１から電子ビームＥＢをテンプレート１０の表面に向けて照射し、この照射により発生する二次電子を二次電子検出器４４で検出することで、テンプレート１０表面の画像を得る。この画像に基づいて、異物の有無、さらには異物がある場合にはその付着位置を特定する。
【００４７】
そして、異物があり、その位置が特定されると、カーボンナノチューブ１３を保持したマイクロピンセット４５の先端部を、異物が存在する溝近傍まで接近させ、その異物が存在する溝内にカーボンナノチューブ１３の先端を入れる。
【００４８】
マイクロピンセット４５を異物が存在する特定の溝に向けて移動させ、カーボンナノチューブ１３の先端を溝底面１１に接触させるには、平面方向のＸＹ座標情報のほかに高さ情報が必要であるが、これは予めマイクロピンセット４５の高さ情報を持つことと、テンプレート１０の表面高さ情報をレーザー干渉計などのシステムで取得しておくことで可能となる。この高さ情報に基づいて、マイクロピンセット４５を異物が存在する溝内に入れ、図８（ａ）に示すようにカーボンナノチューブ１３の先端が溝底面１１ａに接触するまでマイクロピンセット４５を溝底面１１ａに向けて下げていく。なお、カーボンナノチューブ１３先端と、溝底面１１ａとの接触はトンネル電流のモニターによっても把握できる可能性があり、この方法を用いてもよい。
【００４９】
カーボンナノチューブ１３の先端が溝底面１１ａに接触した後は、ＳＥＭによる画像観察を行いながらさらにマイクロピンセット４５を下げていくことで、マイクロピンセット４５の移動量を制御し、図８（ｂ）に示すように、カーボンナノチューブ１３をたわませることができる。カーボンナノチューブ１３の側面が溝底面１１ａに押し付けられるまでカーボンナノチューブ１３が湾曲したところで、マイクロピンセット４５の下方向への動きをとめる。
【００５０】
この後、前述した第１の実施形態と同様に、カーボンナノチューブ１３の側面が溝底面１１ａに押し付けられた状態のまま、溝に沿ってカーボンナノチューブ１３を移動させ、異物５に対してカーボンナノチューブ１３を押し当てて異物５に対して力を加える。これにより、異物５を溝から一旦剥離させることができる。この動作も、ＳＥＭによる画像観察をしながら行うことで、異物５が剥離したかどうかの判断をリアルタイムで行うことができる。
【００５１】
異物の剥離が確認されれば、カーボンナノチューブ１３を溝底面１１ａから離し、テンプレート１０を装置から取り出す。その後、テンプレート１０のウェット洗浄を行うことで、異物を洗い流すことができる。本実施形態においても、カーボンナノチューブ１３の微細さと柔軟性を利用することで、微細パターン間に入った異物でも剥離させ除去することができる。
【００５２】
異物剥離時のカンチレバーのたわみ量変化が非常に微小で検出不可能な場合であっても、本実施形態によれば、ＳＥＭ画像観察によりリアルタイムで且つ確実に異物剥離の確認を行うことができる。
【００５３】
前述した各実施形態に係る異物除去方法により異物が除去されたナノインプリント用テンプレートを用いて、半導体装置の製造におけるナノインプリントプロセスを実施することにより、半導体装置のパターンを形成することが可能である。
すなわち、凹部パターンが形成されたテンプレートを洗浄した後、基板上に形成したレジストにテンプレートを接触させてレジストをテンプレートの凹部に充填し、さらに光照射等によりレジストを硬化し、テンプレートを離型することでレジストパターンを形成できる。続いて、レジストパターンをマスクにレジスト下の被加工膜を加工して、各種半導体装置のパターンを形成することができる。このように、異物が適切に取り除かれたテンプレートを用いてナノインプリントプロセスを実施することにより、パターン欠陥の少ない半導体装置を製造することができる。
【００５４】
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施形態について説明した。しかし、本発明は、それらに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
【００５５】
前述した実施形態では、パターン転写体としてナノインプリント用のテンプレートを例に挙げて説明したが、これに限らず、フォトマスク、ＥＵＶ露光用マスクなどにも同様に本発明を適用して異物除去を行うことができる。
【００５６】
また、前述した実施形態では、除去すべき異物が入り込んだ凹部としてラインアンドスペースパターンの溝を例に挙げたが、ホール内に付着した異物に対しても本発明は適用可能である。すなわち、カーボンナノチューブをたわませる（しならせる）ことで、カーボンナノチューブの側面をホール底面及び側壁面に押し付けることができ、その状態で異物に対してカーボンナノチューブを押し当てれば、力を分散させることなく効果的に異物に対して加えることができ、異物を剥離させることができる。
【００５７】
また、カーボンナノチューブを凹部底面に向けて移動させたり、凹部底面上で移動させたりするにあたっては、位置を固定させたパターン転写体に対してカーボンナノチューブを動かすことに限らず、パターン転写体の方をこれを支持するステージごと、固定させたカーボンナノチューブに対して移動させてもよく、もちろん、カーボンナノチューブとパターン転写体との双方を動かしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】ナノインプリント用のテンプレートの模式図。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図３】同異物除去装置におけるカーボンナノチューブの取付構造の一例を示す模式図。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図６】本発明の第１の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る異物除去装置の概略構成を示す模式図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係る異物除去方法の流れを示す模式図。
【図９】従来例のＡＦＭ装置における探針と微細パターンとの関係を示す模式図。
【図１０】カーボンナノチューブを用いて異物を除去する比較例を示す模式図。
【符号の説明】
【００５９】
１２…ベース、１３…カーボンナノチューブ、１４…カンチレバー、２１…３軸微動機構、２２…制御装置、２３…Ｚ変位量フィードバック機構、２４…半導体レーザー、２５…光検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが形成されたパターン転写体の画像を取得し、この画像に基づいて前記凹凸パターンの凹部に付着した異物の位置を特定する工程と、
カーボンナノチューブの先端を、前記異物が存在する前記凹部に向けて相対的に移動させ前記凹部の底面に前記カーボンナノチューブの先端を接触させた後、さらに前記カーボンナノチューブを相対移動させて前記カーボンナノチューブをたわませて前記カーボンナノチューブの側面を前記凹部の前記底面に押し付ける工程と、
前記側面を前記凹部の前記底面に押し付けた状態のまま前記カーボンナノチューブを前記凹部の前記底面上で相対的に移動させることで、前記異物に対して力を加える工程と、
を備えたことを特徴とする異物除去方法。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの先端を前記凹部の前記底面に接触させた後、前記カーボンナノチューブを前記底面に垂直な方向に相対移動させながら前記底面の平面方向に前記異物から離れるように移動させることで、前記カーボンナノチューブの側面を前記底面に押し付けること特徴とする請求項１記載の異物除去方法。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブはその先端を下方に向けた状態でカンチレバーの端部に保持され、前記カンチレバーの変位をモニターしながら前記カーボンナノチューブの移動を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の異物除去方法。
【請求項４】
前記凹凸パターンが形成されたパターン転写体は、ナノインプリント用のテンプレートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の異物除去方法。
【請求項５】
請求項４記載の異物除去方法により異物を除去したナノインプリント用のテンプレートを被加工膜上に形成したレジストに接触させてレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜を加工する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１】
凹凸パターンが形成されたパターン転写体の画像を取得し、この画像に基づいて前記凹凸パターンの凹部に付着した異物の位置を特定する工程と、
カーボンナノチューブの先端を、前記異物が存在する前記凹部に向けて相対的に移動させ前記凹部の底面に前記カーボンナノチューブの先端を接触させた後、さらに前記カーボンナノチューブを相対移動させて前記カーボンナノチューブをたわませて前記カーボンナノチューブの側面を前記凹部の前記底面に押し付ける工程と、
前記側面を前記凹部の前記底面に押し付けた状態のまま前記カーボンナノチューブを前記凹部の前記底面上で相対的に移動させることで、前記異物に対して力を加える工程と、
を備えたことを特徴とする異物除去方法。
【請求項２】
前記カーボンナノチューブの先端を前記凹部の前記底面に接触させた後、前記カーボンナノチューブを前記底面に垂直な方向に相対移動させながら前記底面の平面方向に前記異物から離れるように移動させることで、前記カーボンナノチューブの側面を前記底面に押し付けること特徴とする請求項１記載の異物除去方法。
【請求項３】
前記カーボンナノチューブはその先端を下方に向けた状態でカンチレバーの端部に保持され、前記カンチレバーの変位をモニターしながら前記カーボンナノチューブの移動を制御することを特徴とする請求項１または２に記載の異物除去方法。
【請求項４】
前記凹凸パターンが形成されたパターン転写体は、ナノインプリント用のテンプレートであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載の異物除去方法。
【請求項５】
請求項４記載の異物除去方法により異物を除去したナノインプリント用のテンプレートを被加工膜上に形成したレジストに接触させてレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクに前記被加工膜を加工する工程を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−５４７７３（Ｐ２０１０−５４７７３Ａ）
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２１９２２９（Ｐ２００８−２１９２２９）
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年３月１１日（２０１０．３．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月２８日（２００８．８．２８）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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