高アスペクト構造における破片除去
破片除去の方法が提供される。その方法は、基板上の一つの破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けることを含む。その方法はまた、その一つの破片をそのチップに付着させることを含む。更に、その方法はまた、そのチップをその基板から遠ざけることによって、その一つの破片をその基板から除去することを含む。高アスペクト構造における破片除去。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ナノ加工処理に関する。より詳細には、本発明は、ナノ加工処理の際の、且つ／或いは、その処理後の破片除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工は、本質的に、例えばフォトリソグラフィーマスク、半導体基板／ウェハ、又は他の何らかのモノリスから、ナノメートルスケールの材料体積を機械的に取り除くことを含む。この考察のために、“基板”は、ナノ加工が行われる何れの物体をも参照するものとする。
【０００３】
典型的には、ナノ加工は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のカンチレバーアームに配置されるチップ（例えば、ダイアモンド切削ビットである。）を用いて、基板の表面に力を加えることによって行われる。より詳細には、そのチップは、典型的には、最初にその基板の表面に挿入される。その後、そのチップは、その表面に平行な平面（すなわち、ｘｙ平面である。）で、その基板を通じて引き摺られる。これは、そのチップがその基板に沿って引き摺られるのにつれて、その基板からの材料の移動及び／又は除去をもたらす。
【０００４】
このナノ加工の結果、その基板上には破片が生じる。より詳細には、そのナノ加工処理の間、材料が除去されるにつれて、小粒子群が形成され得る。これらの粒子群は、いくつかの例では、そのナノ加工処理が終了した時点で、その基板上に残ったままである。そのような粒子群はしばしば、例えばその基板上に存在する溝及び／又は空洞内で見出される。
【０００５】
特に高アスペクトのフォトリソグラフィーマスク構造及び電子回路におけるそのような破片を除去するために、湿式洗浄技術がしばしば利用される。より詳細には、液状の化学薬品の使用、及び／又は、マスク若しくは回路全体の動揺（agitation）が、典型的には、採用される。しかしながら、化学的方法、及び、例えばメガソニック撹拌のような動揺方法の双方は、高アスペクト比の構造群、及びマスクの光近接効果補正機構（すなわち、概して極めて小さいので結像することなく、むしろパターンを形成するマスクデザイナーによって有利的に利用される回折パターンを形成する機構である。）の双方を台無しにし得る。
【０００６】
如何なる理由により高アスペクトの形状群及び構造群が化学薬品及び動揺によって特に損なわれ易いかをよりよく理解するために、そのような形状群及び構造群が本質的に大きな表面積を含み、それ故に熱力学的に極めて不安定であることを思い出さなければならない。そういうわけで、これらの形状群及び構造群は、化学的及び／又は機械的エネルギーが適用された場合の、層間剥離及び／又は他の破壊形態の影響を極めて受け易い。
【０００７】
上述のことを考慮して、基板から破片を除去するための、現に利用可能な他の方法は、極低温洗浄システム及びその技術を利用する。そのようなシステムや技術を採用した場合、高アスペクトの形状群及び／又は構造群を含む基板は、サンド（砂）の代わりに二酸化炭素の粒子群を用いて、効果的に“サンドブラスト”される。
【０００８】
残念ながら、極低温洗浄システム及びその処理であっても高アスペクトの機構群を損なうことが知られている。更に、極低温洗浄処理は、基板の比較的大きな領域（例えば、約１０ミリメートル以上にわたる領域である。）に影響する。当然ながら、これは、破片を除去する必要のないその基板の領域が、それでもなお、その洗浄処理及びそれに関連する潜在的な構造破壊エネルギーにさらされることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
少なくとも上述のものを考慮すると、必要とされるものは、高アスペクト構造群、マスクの光近接効果補正機構群等を備えた基板を、そのような構造群や機構群を損なうことなく洗浄可能な新たな種類の破片除去方法及び装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の必要性は、本発明のいくつかの実施例によって、大いに満たされる。そのような実施例の一つに従って、破片除去の方法が提供される。その方法は、基板上の一つの破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けることを含む。その方法はまた、その一つの破片をそのチップに物理的に付着させることを含む。更に、その方法はまた、そのチップをその基板から遠ざけることによって、その一つの破片をその基板から除去することを含む。
【００１１】
本発明の別の実施例に従って、破片除去装置が提供される。その装置は、基板の近傍に位置付けられるナノメートルスケールのチップを含む。その装置はまた、そのチップ上に形成されたコーティングを含み、そのコーティングは、低表面エネルギー物質を含む。更に、その装置はまた、その基板の近傍に位置付けられる一つの低表面エネルギー物質を含む。
【００１２】
本発明の更に別の実施例に従って、破片除去装置が提供される。その装置は、基板上の一つの破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けるための手段を含む。その装置はまた、その一つの破片をそのチップに物理的に付着させるための手段を含む。更に、その装置はまた、そのチップをその基板から遠ざけることによって、その一つの破片をその基板から除去するための手段を含む。
【００１３】
このように、本書におけるそれらの詳細な説明がよりよく理解されるように、且つ、先行技術に対する貢献がよりよく認識されるように、本発明のいくつかの実施例がやや大まかに説明された。当然のことながら、以下で説明され、そして、添付の特許請求の範囲における発明特定事項を形成する、本発明の追加的な実施例が存在する。
【００１４】
この点に関し、本発明の少なくとも一つの実施例を詳細に説明する前に、本発明がその適用において、以下の記載で説明される或いは図面で示される構造の詳細や構成要素の配置に限定されるものではないことが理解されるべきである。本発明は、記載されるものとは別の実施例を実現可能であり、また、様々な態様で実施され且つ実行されることができる。また、要約に加え本明細書で採用される表現及び専門用語が説明目的のものであり限定的なものと解釈されてはならないことが理解されるべきである。
【００１５】
そういうわけで、当業者は、この開示が基礎としている概念が、本発明のいくつかの目的を実現するための他の構造、方法、及びシステムの設計の基礎として容易に利用され得ることを認識するであろう。それ故に、そのような均等な構造群が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、特許請求の範囲が、そのような均等な構造群を含むものとして認識されることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に従った破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図２】図１で示される破片除去装置の別の部分の断面図を示す。
【図３】粒子群がパッチ内に埋め込まれる、図１で示される破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図４】チップがもはやパッチと接していない、図３で示される破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図５】本発明に従ったチップの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
これより、本発明は、図面群を参照しながら説明される。図面群全体にわたって、同じ参照番号は、同じ部品を参照するものとする。図１は、本発明の実施例に従った破片除去装置１０の一部の断面図を示す。装置１０は、低表面エネルギー物質のパッチ１４の近傍に配置されるナノメートルスケールのチップ１２を含む。
【００１８】
チップ１２の上に形成されているのはコーティング１６である。コーティング１６を形成する前に、チップ１２は、チップ１２の表面エネルギーを変えるために（例えば、毛管効果、湿潤効果、及び／又は表面張力効果を変えるために）、プレコートされ、或いは、表面処理されてもよい。適切に選択された場合、コーティング１６は、チップ１２が、コーティングされていないチップよりも長期間にわたってより鋭利なままとなるようにすることができる。例えば、ＰＴＦＥでコーティングされたダイアモンドチップは、コーティングされていないダイアモンドチップよりも長い動作寿命を有し得る。
【００１９】
本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６は、パッチ１４で見出されるのと同じ低表面エネルギー物質を含む。また、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、パッチ１４と直接接触してもよく、また、コーティング１６は、チップ１２をパッチ１４に対してこすりつけることによって、そのチップ上に形成されてもよい（或いは、補給されてもよい）。典型的には、そのチップをそのパッチに対してこすりつけること、及び／又は、パッド１４をチップ１２で引っ掻くことはまた、チップ１２の表面全体にわたるその低表面エネルギー物質の改善された表面拡散をもたらす。
【００２０】
本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６及びパッチ１４は何れも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は他のいくつかの同様の物質で作られ、或いは、少なくともそれらを含み得る。本発明の他の実施例によると、コーティング１６は、チップ１２とそのコーティングに含まれる低表面エネルギー物質との間に、金属材料、酸化物、金属酸化物、又は他のいくつかの高表面エネルギーコーティング若しくは処理（例えば、粗面処理若しくはドーピングである。）を含み得るが、必須ではない。この高表面エネルギー物質は、典型的には、その低表面エネルギー物質をチップ１２により強く結合し、且つ、粒子を優先的にそのチップ面に引き付け或いは付着させるように作用する。
【００２１】
高表面エネルギーのための前処理は、本発明のいくつかの実施例に従った低表面エネルギーコーティング１６なしに、利用される。そのような実施例において、後述される粒子群２０は、本書で説明される方法と同様の方法を用いて、他の何らかの柔軟なターゲット（例えば、金、アルミニウム）に埋め込まれてもよく、或いは、そのチップは、消耗品であってもよい。また、他の物理的及び／又は環境的パラメータ（例えば、温度、圧力、化学的性質、湿度である。）は、チップ処理及び／又は粒子ピックアップ／ドロップオフを改善するために変更されてもよい。
【００２２】
本発明のいくつかの実施例によると、図１及び図２で示された構成要素の全ては、ＡＦＭに含まれる。そのような構成のいくつかにおいて、パッチ１４は、実質的に平坦であり、基板１８を支持するステージに取り付けられる。また、本発明のいくつかの実施例によると、パッチ１４は、そのステージから取り外し可能であり、容易に取り換えられ得る。例えば、パッチ１４は、簡単に取り外し可能なクランプ（図示せず。）を用いてそのＡＦＭに取り付けられ得る。
【００２３】
図２は、図１で示された破片除去装置１０の別の部分の断面図を示す。図２で示されるのは、典型的には図１で示されたパッチ１４の近傍に配置される基板１８である。また、図２で示されるのは、基板１８の表面に形成される溝２２内に存在する複数の粒子群２０である。粒子群２０は、典型的には、ファンデルワールス近距離力によってその表面に付着している。図２において、チップ１２は、基板１８の近傍に配置される。溝２２の底部に達するように、図１及び図２で示される本発明の実施例におけるチップ１２は、高アスペクト比のチップである。図２では溝２２が示されているが、粒子群２０は、他の構造内に含まれていてもよい。
【００２４】
図３は、図１で示された破片除去装置１０の一部の断面図を示し、粒子群２０は、パッチ１４内に埋め込まれている。そして、図４は、図３で示される破片除去装置１０の一部の断面図を示し、チップ１２は、もはやパッチ１４には接触していない。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例によると、図１〜４で示される装置１０は、破片除去方法を実施するために利用される。注目すべきは、本発明のいくつかの実施例が、本書で説明される方法に先立って或いは続いて、他の粒子洗浄処理と共に用いられ得るということである。また注目すべきは、以下では一つのチップ１２のみが説明されるが、本発明のいくつかの実施例を実施するために、複数のチップが用いられ得るということである。例えば、複数のチップは、本書で説明される方法群の実施例群を並行して且つ同時に実施できる。
【００２６】
上述の破片除去方法は、図２において基板１８上にあるように示された一以上の粒子群２０（すなわち、破片群である。）の近傍にチップ１２を配置することを含む。そして、その方法は、チップ１２が粒子又は粒子群２０並びに周辺面に接するときのチップ１２のいくつかの実現可能な反復運動ばかりでなく、図２でも示されるように粒子群２０を（静電的にくっつけるのではなく）物理的にチップ１２にくっつけることを含む。粒子群２０のチップ１２への物理的付着に続いて、その方法は、チップ１２を基板１８から遠ざけるように移動させ、且つ、図３で示されるように粒子群２０をパッチ１４に移動させることによって粒子群２０を基板１８から除去することを含む。
【００２７】
本発明のいくつかの実施例によると、その方法はまた、チップ１２の一部の上にコーティング１６を形成することを含む。これらの実施例のいくつかによると、コーティング１６は、基板１８よりも低い表面エネルギーを有するコーティング材を含む。
【００２８】
上述のものに加え、その方法のいくつかの実施例はまた、チップ１２が他の破片群（図示せず。）と隣接するように、基板１８に対してチップ１２を移動させることを含む。そして、これらの付着させられた他の破片群は、図３で示されるものに類似した態様で基板１８からチップ１２を遠ざけることによって、基板１８から取り除かれる。
【００２９】
一旦、破片（例えば、上述の粒子群２０である。）が基板１８から取り除かれると、本発明に従ったいくつかの方法は、その基板から遠ざけて配置される一片の物質（例えば、上述のパッチ１４である。）にその破片を置くステップを含む。
【００３０】
本発明のいくつかの実施例に従って、チップ１２は、大量の破片群を取り除くために繰り返し利用され得るので、その方法は、チップ１２をパッチ１４に押し込むことによってコーティング１６を補給することを含む。これらの実施例において、そのパッチからの低表面エネルギー物質は、時間が経つにつれてコーティング１６で発現し得る穴や隙間をコーティングする。この補給は、チップ１２をパッチ１４内に押し込んだ後でチップ１２をパッチ１４内で横に移動させ、その表面を擦りつけ、或いは、他の何らかの物理的パラメータ（例えば、温度である。）を変化させることを含み得る。
【００３１】
注目すべきは、本発明に従ったいくつかの方法が、除去された物質が塊となって修復が完了した後でその基板に再び強く付着する可能性を低減させるために、修復の前に、欠陥又は粒子の周りの小領域を低表面エネルギー物質にさらすことを含むということである。例えば、欠陥／粒子、及びその欠陥の周りの約１〜２ミクロンの領域は、本発明のいくつかの実施例に従ってＰＴＦＥでプレコートされる。そのような例において、コーティングされ或いは低表面エネルギー物質から構成されるチップ１２（例えば、ＰＴＦＥチップである。）は、他の修復ツール（レーザ、ｅビーム）が利用される場合であっても、極めて多めの低表面エネルギー物質を修復領域に適用するために用いられ得る。
【００３２】
本発明のいくつかの実施例によると、その方法は、それら粒子群をチップ１２の頂点から遠ざけてチップ１２を支持するＡＦＭカンチレバー（図示せず。）の方に押すためにパッチ１４を用いることを含む。粒子群２０のそのような押し上げは、より多くの粒子群２０を物理的に付着させるチップ１２の頂点の近くの空間を完全に自由にする。
【００３３】
本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、典型的にはパッチ１４内で見出される柔軟な（すなわち、“パン生地のように柔らかい（doughy）”）材料のパレットに交互にチップ１２を“サッと浸す（dipping）”（或いはインデントする）ことによって、例えば溝２２のような高アスペクト比の構造からナノ加工による破片を除去するために用いられる。この柔軟な材料は、概して、それ自身に対するよりも、チップ１２及び（例えば粒子群２０における）破片物質に対する大きな付着力を有する。その柔軟な材料はまた、そのナノ加工による破片粒子群２０をチップ１２に静電的に引き付けるための極性を有するように選択されてもよい。例えば、流動性の界面活性剤が用いられてもよい。
【００３４】
上述のものに加えて、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、一以上の誘電性の表面（すなわち電気的に絶縁された表面）を含んでいてもよい。これらの表面は、静電的な表面帯電による粒子のピックアップを促進するために、特定の環境条件（例えば、低湿度である。）において、同じような誘電性の表面でこすられてもよい。また、本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６は、他の何らかの短距離作用（例えば、水素結合、化学反応、高度の表面拡散である。）によって粒子群を引き付ける。
【００３５】
その柔軟なパレット材料に進入する（すなわちインデントする）のに十分に強くて硬い任意のチップが用いられ得る。それ故に、極めて高いアスペクトのチップ形状が、本発明の範囲内のものとなる。そのチップがその柔軟な（場合によっては粘着性の）材料に進入するのに十分に硬いものであれば、大抵は、弱く且つ／或いは柔軟性に劣るチップよりも、強くて柔軟性のある高アスペクト比のチップが選ばれる。これは、洗浄のためのベクトルボックスの境界をその修復よりも大きなものにし得る。それ故に、本発明のいくつかの実施例によると、そのチップは、修復溝２２の側部及びコーナー部に擦りつけられ得る。この操作を大まかなマクロスケールで喩えると、剛毛が深い内径の内部を動かされるようなものである。また注目すべきは、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、複数の硬いナノフィブリル（例えば、カーボンナノチューブ、金属のひげ等である。）を含むことによって、より“剛毛状”となるように選択され得る。或いは、チップ１２は、複数の弾力的な／柔軟なナノフィブリル（例えば、ポリマー等である。）を含むことによって、より“モップ状”となるように選択されてもよい。
【００３６】
本発明のいくつかの実施例によると、一以上の粒子がピックアップされたか否かの判定は、粒子群を検出するための関心領域（ＲＯＩ）における非接触ＡＦＭの走査を実施することを含む。その後、チップ１２は、そのターゲットでの処理が終わるまで、再走査することなくその基板から引っ込められる。しかしながら、そのチップによりピックアップされた破片物質の全体的な質量はまた、そのチップの共振周波数の相対的なシフトによって、監視され得る。更に、他の力関係が同じ機能のために用いられる。
【００３７】
上述のような、そして図４で示されたような、粒子群２０を除去するための柔軟な材料内でのインデントの代わりに、チップ１２はまた、粒子群２０を除去するためにパッチ１４内に進められてもよい。このようにして、そのチップが不注意に粒子２０をピックアップした場合、粒子２０は、別の修復を実行することによって除去され得る。特に、ベクトリングによって粒子群２０を堆積させるために異なる材料が用いられる場合には、金箔のような柔軟な金属が用いられ得る。
【００３８】
上述のものに加え、紫外線（ＵＶ）光硬化性材料、又は、化学的非可逆性反応の影響を受け易い他の同様のいくつかの材料が、チップ１２をコーティングし、コーティング１６を形成するために用いられてもよい。ＵＶ硬化の前に、その材料は、基板１８から粒子群２０をピックアップする。一旦、チップ１２が基板１８から取り除かれると、チップ１２は、ＵＶ源にさらされ、そこで、その材料の性質は、チップ１２に対するその付着力が弱くなるように、且つ、パッチ１４における材料に対するその付着力が強くなるように変えられる。この、或いは、他の何らかの非可逆性の処理は、粒子のピックアップ及び除去の選択力を更に高め、或いは、その選択力を可能にする。
【００３９】
本発明のいくつかの実施例は、様々な有利点をもたらす。例えば、本発明のいくつかの実施例は、極めて高いアスペクトのＡＦＭチップ形状を用いた、高アスペクトの溝構造からの破片の積極的な除去を可能にする。また、本発明のいくつかの実施例は、極めて高いアスペクトのチップを用い、且つ、ＡＦＭオペレータによって現に使用されているソフトウェア修復シーケンスに対する比較的小さな調整を行うと共に、低表面エネルギーの材料又は柔軟な材料のパレットをＡＦＭに取り付けることによって、比較的簡単に実施され得る。更に、本発明のいくつかの実施例によると、他の何れの方法によっても洗浄できなかったマスクの表面から粒子群を選択的に除去するために（ナノピンセット（tweezer）のように）使用され得る新しい種類のナノ加工ツールが実現され得る。これは、コーティングされていないチップを用いて破片が最初にその表面から退けられ、その後に、コーティングされたチップを用いてピックアップされるといった、より伝統的な修復と組み合わせられてもよい。
【００４０】
概して、注目すべきは、低表面エネルギー物質が上述の局所的洗浄方法で用いられているが、他の実現可能な変形例も本発明の範囲内に含まれるということである。典型的には、これらの変形例は、粒子群２０をチップ１２に引き付け且つその後に粒子群２０をチップ１２から解放するために他の何らかの処理によって逆転させられる表面エネルギー勾配（すなわち、ギブス自由エネルギー勾配である。）を創出する。
【００４１】
例えば、使用され得る変形例の一つは、高表面エネルギーチップコーティングを用いることを含む。別の変形例は、それら粒子群を剥離するために低表面エネルギー物質を用いてそれら粒子群を前処理し、その後にそれら粒子群を高表面エネルギーチップコーティング（別のチップ上のものであってもよい。）に接触させることを含む。更に別の変形例は、チップ表面コーティングと粒子面との間でそれら二つを結合するためにもたらされる化学反応に対応する化学エネルギー勾配を利用することを含む。これは、チップを使い果たすまで、或いは、他の何らかの処理で逆転させられるまで実施される。
【００４２】
本発明の更に別の実施例によると、接着剤又は粘着性のコーティングが、一以上の上述の要因と組み合わせて用いられる。また、表面粗さ又は小規模（例えば、ナノメートルスケールの）構造は、粒子洗浄処理の効率を極大化するために設計され得る。
【００４３】
上述のものに加え、機械的結合が用いられてもよく、典型的には、粒子群２０を機械的に絡ませることができる、モップに類似したフィブリルをチップ１２が含む場合がある。本発明のいくつかの実施例によると、その機械的絡み合いは、表面エネルギー又は接触若しくは環境による化学変化によって動かされ且つ／或いは高められる。
【００４４】
本発明の更に別の実施例によると、チップ１２は、分子ピンセット（すなわち、分子クリップである。）を用いてコーティングされてもよい。これらのピンセットは、ゲスト（例えば、上述の粒子群２０である。）を束縛することができる空孔を有する非環状化合物である。それらピンセットの空孔は、典型的には、水素結合を含む非共有結合、金属配位、疎水性力、ファンデルワールス力、π−π相互作用、及び／又は静電効果を用いてゲストを束縛する。これらのピンセットは、そのゲスト分子を束縛する二つのアームが典型的には一端のみで接合されることを除き、大環状分子のレセプタに類似する場合もある。
【００４５】
上述のものに加え、粒子群２０は、拡散結合又はカシミール効果を用いてそのチップにより除去されてもよい。また、図５で示される本発明の実施例のように、剛毛又はフィブリル３０が、チップ１２の端に取り付けられてもよい。戦略的に配置されようとランダムに配置されようと、これらの剛毛又はフィブリル３０は、幾通りかの方法で局所的清浄度を高めることができる。例えば、関連する表面積の増大は、それら粒子群に対する表面（短距離）結合のために利用され得る。
【００４６】
本発明のいくつかの実施例によると、フィブリル３０は、（例えば、表面又は環境によって）選択的に粒子２０に巻き付き且つ粒子２０を絡ませる分子となるように設計され、それ故に、表面接触を極大化させる。また、粒子群２０の取り除きは、本発明のいくつかの実施例に従って生じ、典型的には、剛毛３０がチップ１２に付着するときである。しかしながら、フィブリル３０はまた、粒子２０を絡ませ、且つ、粒子２０を引っ張ることによって粒子２０を機械的に取り除くようにしてもよい。対照的に、比較的硬い剛毛３０は、典型的には、到達しづらい割れ目にまでチップ１２が及ぶようにする。そして、剛毛３０の衝撃変形応力、粒子群２０を遠ざけるためのチップ１２の表面改質、又は、それらの組み合わせによって、粒子２０は、取り除かれる。更に、本発明のいくつかの実施例は、粒子群２０をチップ１２に機械的に結合する。フィブリルがチップ１２上にある場合には、一以上の、フィブリル全体の或いはほころびたフィブリルの、絡み合いが生じ得る。剛毛がチップ１２上にある場合には、粒子２０は、（弾性的に）ストレスがかけられた剛毛の間に詰め込まれ得る。
【００４７】
本発明の更に別の実施例によると、破片除去の方法は、局所的な洗浄を促進するために環境を変えることを含む。例えば、気体又は液体の媒体が導入されてもよく、或いは、化学的及び／又は物理的性質（例えば、圧力、温度、湿度である。）が変えられてもよい。
【００４８】
上述の構成要素に加え、本発明のいくつかの実施例は、除去されるべき破片を識別する画像認識システムを含む。そういうわけで、自動破片除去装置も本発明の範囲内のものとなる。
【００４９】
本発明のいくつかの実施例によると、複雑な形状における、内側の輪郭、壁部、及び／又は底部に対する望ましくない損傷を避けるために、比較的柔軟な洗浄用チップが使用される。適切な場合であれば、その走査速度をも増大させながら、その比較的柔軟なチップをその表面にもっと強く接触させるために、より強い力が用いられる。
【００５０】
また注目すべきは、低表面エネルギー物質にさらされるチップ、及び／又は、低表面エネルギー物質でコーティングされるチップが、ナノメートルレベルの構造群の破片を除去（洗浄）することに加えて、他の目的のためにも利用され得るということにある。例えば、そのようなチップは、本発明のいくつかの実施例に従って、化学反応を抑えるべく（ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳのような）ミクロンレベル以下の装置群を定期的に潤滑化するために利用されてもよい。
本発明の多くの特徴及び有利点は、詳細な明細書から明らかとなり、それ故に、添付の特許請求の範囲によって、本発明の真の精神及び範囲内に含まれる本発明のそのような特徴及び有利点の全てをカバーすることを目的としている。更に、当業者は、多くの改良例及び変形例に容易に気付くであろうから、図示され且つ説明された構造及び操作そのものに本発明を限定することは望ましくなく、従って、適切な改良例及び均等物の全てが本発明の範囲内に含まれるものとする。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、概して、ナノ加工処理に関する。より詳細には、本発明は、ナノ加工処理の際の、且つ／或いは、その処理後の破片除去に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工は、本質的に、例えばフォトリソグラフィーマスク、半導体基板／ウェハ、又は他の何らかのモノリスから、ナノメートルスケールの材料体積を機械的に取り除くことを含む。この考察のために、“基板”は、ナノ加工が行われる何れの物体をも参照するものとする。
【０００３】
典型的には、ナノ加工は、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）のカンチレバーアームに配置されるチップ（例えば、ダイアモンド切削ビットである。）を用いて、基板の表面に力を加えることによって行われる。より詳細には、そのチップは、典型的には、最初にその基板の表面に挿入される。その後、そのチップは、その表面に平行な平面（すなわち、ｘｙ平面である。）で、その基板を通じて引き摺られる。これは、そのチップがその基板に沿って引き摺られるのにつれて、その基板からの材料の移動及び／又は除去をもたらす。
【０００４】
このナノ加工の結果、その基板上には破片が生じる。より詳細には、そのナノ加工処理の間、材料が除去されるにつれて、小粒子群が形成され得る。これらの粒子群は、いくつかの例では、そのナノ加工処理が終了した時点で、その基板上に残ったままである。そのような粒子群はしばしば、例えばその基板上に存在する溝及び／又は空洞内で見出される。
【０００５】
特に高アスペクトのフォトリソグラフィーマスク構造及び電子回路におけるそのような破片を除去するために、湿式洗浄技術がしばしば利用される。より詳細には、液状の化学薬品の使用、及び／又は、マスク若しくは回路全体の動揺（agitation）が、典型的には、採用される。しかしながら、化学的方法、及び、例えばメガソニック撹拌のような動揺方法の双方は、高アスペクト比の構造群、及びマスクの光近接効果補正機構（すなわち、概して極めて小さいので結像することなく、むしろパターンを形成するマスクデザイナーによって有利的に利用される回折パターンを形成する機構である。）の双方を台無しにし得る。
【０００６】
如何なる理由により高アスペクトの形状群及び構造群が化学薬品及び動揺によって特に損なわれ易いかをよりよく理解するために、そのような形状群及び構造群が本質的に大きな表面積を含み、それ故に熱力学的に極めて不安定であることを思い出さなければならない。そういうわけで、これらの形状群及び構造群は、化学的及び／又は機械的エネルギーが適用された場合の、層間剥離及び／又は他の破壊形態の影響を極めて受け易い。
【０００７】
上述のことを考慮して、基板から破片を除去するための、現に利用可能な他の方法は、極低温洗浄システム及びその技術を利用する。そのようなシステムや技術を採用した場合、高アスペクトの形状群及び／又は構造群を含む基板は、サンド（砂）の代わりに二酸化炭素の粒子群を用いて、効果的に“サンドブラスト”される。
【０００８】
残念ながら、極低温洗浄システム及びその処理であっても高アスペクトの機構群を損なうことが知られている。更に、極低温洗浄処理は、基板の比較的大きな領域（例えば、約１０ミリメートル以上にわたる領域である。）に影響する。当然ながら、これは、破片を除去する必要のないその基板の領域が、それでもなお、その洗浄処理及びそれに関連する潜在的な構造破壊エネルギーにさらされることを意味する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
少なくとも上述のものを考慮すると、必要とされるものは、高アスペクト構造群、マスクの光近接効果補正機構群等を備えた基板を、そのような構造群や機構群を損なうことなく洗浄可能な新たな種類の破片除去方法及び装置である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前述の必要性は、本発明のいくつかの実施例によって、大いに満たされる。そのような実施例の一つに従って、破片除去の方法が提供される。その方法は、基板上の一つの破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けることを含む。その方法はまた、その一つの破片をそのチップに物理的に付着させることを含む。更に、その方法はまた、そのチップをその基板から遠ざけることによって、その一つの破片をその基板から除去することを含む。
【００１１】
本発明の別の実施例に従って、破片除去装置が提供される。その装置は、基板の近傍に位置付けられるナノメートルスケールのチップを含む。その装置はまた、そのチップ上に形成されたコーティングを含み、そのコーティングは、低表面エネルギー物質を含む。更に、その装置はまた、その基板の近傍に位置付けられる一つの低表面エネルギー物質を含む。
【００１２】
本発明の更に別の実施例に従って、破片除去装置が提供される。その装置は、基板上の一つの破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けるための手段を含む。その装置はまた、その一つの破片をそのチップに物理的に付着させるための手段を含む。更に、その装置はまた、そのチップをその基板から遠ざけることによって、その一つの破片をその基板から除去するための手段を含む。
【００１３】
このように、本書におけるそれらの詳細な説明がよりよく理解されるように、且つ、先行技術に対する貢献がよりよく認識されるように、本発明のいくつかの実施例がやや大まかに説明された。当然のことながら、以下で説明され、そして、添付の特許請求の範囲における発明特定事項を形成する、本発明の追加的な実施例が存在する。
【００１４】
この点に関し、本発明の少なくとも一つの実施例を詳細に説明する前に、本発明がその適用において、以下の記載で説明される或いは図面で示される構造の詳細や構成要素の配置に限定されるものではないことが理解されるべきである。本発明は、記載されるものとは別の実施例を実現可能であり、また、様々な態様で実施され且つ実行されることができる。また、要約に加え本明細書で採用される表現及び専門用語が説明目的のものであり限定的なものと解釈されてはならないことが理解されるべきである。
【００１５】
そういうわけで、当業者は、この開示が基礎としている概念が、本発明のいくつかの目的を実現するための他の構造、方法、及びシステムの設計の基礎として容易に利用され得ることを認識するであろう。それ故に、そのような均等な構造群が本発明の精神及び範囲から逸脱しない限り、特許請求の範囲が、そのような均等な構造群を含むものとして認識されることが重要である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例に従った破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図２】図１で示される破片除去装置の別の部分の断面図を示す。
【図３】粒子群がパッチ内に埋め込まれる、図１で示される破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図４】チップがもはやパッチと接していない、図３で示される破片除去装置の一部の断面図を示す。
【図５】本発明に従ったチップの断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
これより、本発明は、図面群を参照しながら説明される。図面群全体にわたって、同じ参照番号は、同じ部品を参照するものとする。図１は、本発明の実施例に従った破片除去装置１０の一部の断面図を示す。装置１０は、低表面エネルギー物質のパッチ１４の近傍に配置されるナノメートルスケールのチップ１２を含む。
【００１８】
チップ１２の上に形成されているのはコーティング１６である。コーティング１６を形成する前に、チップ１２は、チップ１２の表面エネルギーを変えるために（例えば、毛管効果、湿潤効果、及び／又は表面張力効果を変えるために）、プレコートされ、或いは、表面処理されてもよい。適切に選択された場合、コーティング１６は、チップ１２が、コーティングされていないチップよりも長期間にわたってより鋭利なままとなるようにすることができる。例えば、ＰＴＦＥでコーティングされたダイアモンドチップは、コーティングされていないダイアモンドチップよりも長い動作寿命を有し得る。
【００１９】
本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６は、パッチ１４で見出されるのと同じ低表面エネルギー物質を含む。また、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、パッチ１４と直接接触してもよく、また、コーティング１６は、チップ１２をパッチ１４に対してこすりつけることによって、そのチップ上に形成されてもよい（或いは、補給されてもよい）。典型的には、そのチップをそのパッチに対してこすりつけること、及び／又は、パッド１４をチップ１２で引っ掻くことはまた、チップ１２の表面全体にわたるその低表面エネルギー物質の改善された表面拡散をもたらす。
【００２０】
本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６及びパッチ１４は何れも、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）又は他のいくつかの同様の物質で作られ、或いは、少なくともそれらを含み得る。本発明の他の実施例によると、コーティング１６は、チップ１２とそのコーティングに含まれる低表面エネルギー物質との間に、金属材料、酸化物、金属酸化物、又は他のいくつかの高表面エネルギーコーティング若しくは処理（例えば、粗面処理若しくはドーピングである。）を含み得るが、必須ではない。この高表面エネルギー物質は、典型的には、その低表面エネルギー物質をチップ１２により強く結合し、且つ、粒子を優先的にそのチップ面に引き付け或いは付着させるように作用する。
【００２１】
高表面エネルギーのための前処理は、本発明のいくつかの実施例に従った低表面エネルギーコーティング１６なしに、利用される。そのような実施例において、後述される粒子群２０は、本書で説明される方法と同様の方法を用いて、他の何らかの柔軟なターゲット（例えば、金、アルミニウム）に埋め込まれてもよく、或いは、そのチップは、消耗品であってもよい。また、他の物理的及び／又は環境的パラメータ（例えば、温度、圧力、化学的性質、湿度である。）は、チップ処理及び／又は粒子ピックアップ／ドロップオフを改善するために変更されてもよい。
【００２２】
本発明のいくつかの実施例によると、図１及び図２で示された構成要素の全ては、ＡＦＭに含まれる。そのような構成のいくつかにおいて、パッチ１４は、実質的に平坦であり、基板１８を支持するステージに取り付けられる。また、本発明のいくつかの実施例によると、パッチ１４は、そのステージから取り外し可能であり、容易に取り換えられ得る。例えば、パッチ１４は、簡単に取り外し可能なクランプ（図示せず。）を用いてそのＡＦＭに取り付けられ得る。
【００２３】
図２は、図１で示された破片除去装置１０の別の部分の断面図を示す。図２で示されるのは、典型的には図１で示されたパッチ１４の近傍に配置される基板１８である。また、図２で示されるのは、基板１８の表面に形成される溝２２内に存在する複数の粒子群２０である。粒子群２０は、典型的には、ファンデルワールス近距離力によってその表面に付着している。図２において、チップ１２は、基板１８の近傍に配置される。溝２２の底部に達するように、図１及び図２で示される本発明の実施例におけるチップ１２は、高アスペクト比のチップである。図２では溝２２が示されているが、粒子群２０は、他の構造内に含まれていてもよい。
【００２４】
図３は、図１で示された破片除去装置１０の一部の断面図を示し、粒子群２０は、パッチ１４内に埋め込まれている。そして、図４は、図３で示される破片除去装置１０の一部の断面図を示し、チップ１２は、もはやパッチ１４には接触していない。
【００２５】
本発明のいくつかの実施例によると、図１〜４で示される装置１０は、破片除去方法を実施するために利用される。注目すべきは、本発明のいくつかの実施例が、本書で説明される方法に先立って或いは続いて、他の粒子洗浄処理と共に用いられ得るということである。また注目すべきは、以下では一つのチップ１２のみが説明されるが、本発明のいくつかの実施例を実施するために、複数のチップが用いられ得るということである。例えば、複数のチップは、本書で説明される方法群の実施例群を並行して且つ同時に実施できる。
【００２６】
上述の破片除去方法は、図２において基板１８上にあるように示された一以上の粒子群２０（すなわち、破片群である。）の近傍にチップ１２を配置することを含む。そして、その方法は、チップ１２が粒子又は粒子群２０並びに周辺面に接するときのチップ１２のいくつかの実現可能な反復運動ばかりでなく、図２でも示されるように粒子群２０を（静電的にくっつけるのではなく）物理的にチップ１２にくっつけることを含む。粒子群２０のチップ１２への物理的付着に続いて、その方法は、チップ１２を基板１８から遠ざけるように移動させ、且つ、図３で示されるように粒子群２０をパッチ１４に移動させることによって粒子群２０を基板１８から除去することを含む。
【００２７】
本発明のいくつかの実施例によると、その方法はまた、チップ１２の一部の上にコーティング１６を形成することを含む。これらの実施例のいくつかによると、コーティング１６は、基板１８よりも低い表面エネルギーを有するコーティング材を含む。
【００２８】
上述のものに加え、その方法のいくつかの実施例はまた、チップ１２が他の破片群（図示せず。）と隣接するように、基板１８に対してチップ１２を移動させることを含む。そして、これらの付着させられた他の破片群は、図３で示されるものに類似した態様で基板１８からチップ１２を遠ざけることによって、基板１８から取り除かれる。
【００２９】
一旦、破片（例えば、上述の粒子群２０である。）が基板１８から取り除かれると、本発明に従ったいくつかの方法は、その基板から遠ざけて配置される一片の物質（例えば、上述のパッチ１４である。）にその破片を置くステップを含む。
【００３０】
本発明のいくつかの実施例に従って、チップ１２は、大量の破片群を取り除くために繰り返し利用され得るので、その方法は、チップ１２をパッチ１４に押し込むことによってコーティング１６を補給することを含む。これらの実施例において、そのパッチからの低表面エネルギー物質は、時間が経つにつれてコーティング１６で発現し得る穴や隙間をコーティングする。この補給は、チップ１２をパッチ１４内に押し込んだ後でチップ１２をパッチ１４内で横に移動させ、その表面を擦りつけ、或いは、他の何らかの物理的パラメータ（例えば、温度である。）を変化させることを含み得る。
【００３１】
注目すべきは、本発明に従ったいくつかの方法が、除去された物質が塊となって修復が完了した後でその基板に再び強く付着する可能性を低減させるために、修復の前に、欠陥又は粒子の周りの小領域を低表面エネルギー物質にさらすことを含むということである。例えば、欠陥／粒子、及びその欠陥の周りの約１〜２ミクロンの領域は、本発明のいくつかの実施例に従ってＰＴＦＥでプレコートされる。そのような例において、コーティングされ或いは低表面エネルギー物質から構成されるチップ１２（例えば、ＰＴＦＥチップである。）は、他の修復ツール（レーザ、ｅビーム）が利用される場合であっても、極めて多めの低表面エネルギー物質を修復領域に適用するために用いられ得る。
【００３２】
本発明のいくつかの実施例によると、その方法は、それら粒子群をチップ１２の頂点から遠ざけてチップ１２を支持するＡＦＭカンチレバー（図示せず。）の方に押すためにパッチ１４を用いることを含む。粒子群２０のそのような押し上げは、より多くの粒子群２０を物理的に付着させるチップ１２の頂点の近くの空間を完全に自由にする。
【００３３】
本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、典型的にはパッチ１４内で見出される柔軟な（すなわち、“パン生地のように柔らかい（doughy）”）材料のパレットに交互にチップ１２を“サッと浸す（dipping）”（或いはインデントする）ことによって、例えば溝２２のような高アスペクト比の構造からナノ加工による破片を除去するために用いられる。この柔軟な材料は、概して、それ自身に対するよりも、チップ１２及び（例えば粒子群２０における）破片物質に対する大きな付着力を有する。その柔軟な材料はまた、そのナノ加工による破片粒子群２０をチップ１２に静電的に引き付けるための極性を有するように選択されてもよい。例えば、流動性の界面活性剤が用いられてもよい。
【００３４】
上述のものに加えて、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、一以上の誘電性の表面（すなわち電気的に絶縁された表面）を含んでいてもよい。これらの表面は、静電的な表面帯電による粒子のピックアップを促進するために、特定の環境条件（例えば、低湿度である。）において、同じような誘電性の表面でこすられてもよい。また、本発明のいくつかの実施例によると、コーティング１６は、他の何らかの短距離作用（例えば、水素結合、化学反応、高度の表面拡散である。）によって粒子群を引き付ける。
【００３５】
その柔軟なパレット材料に進入する（すなわちインデントする）のに十分に強くて硬い任意のチップが用いられ得る。それ故に、極めて高いアスペクトのチップ形状が、本発明の範囲内のものとなる。そのチップがその柔軟な（場合によっては粘着性の）材料に進入するのに十分に硬いものであれば、大抵は、弱く且つ／或いは柔軟性に劣るチップよりも、強くて柔軟性のある高アスペクト比のチップが選ばれる。これは、洗浄のためのベクトルボックスの境界をその修復よりも大きなものにし得る。それ故に、本発明のいくつかの実施例によると、そのチップは、修復溝２２の側部及びコーナー部に擦りつけられ得る。この操作を大まかなマクロスケールで喩えると、剛毛が深い内径の内部を動かされるようなものである。また注目すべきは、本発明のいくつかの実施例によると、チップ１２は、複数の硬いナノフィブリル（例えば、カーボンナノチューブ、金属のひげ等である。）を含むことによって、より“剛毛状”となるように選択され得る。或いは、チップ１２は、複数の弾力的な／柔軟なナノフィブリル（例えば、ポリマー等である。）を含むことによって、より“モップ状”となるように選択されてもよい。
【００３６】
本発明のいくつかの実施例によると、一以上の粒子がピックアップされたか否かの判定は、粒子群を検出するための関心領域（ＲＯＩ）における非接触ＡＦＭの走査を実施することを含む。その後、チップ１２は、そのターゲットでの処理が終わるまで、再走査することなくその基板から引っ込められる。しかしながら、そのチップによりピックアップされた破片物質の全体的な質量はまた、そのチップの共振周波数の相対的なシフトによって、監視され得る。更に、他の力関係が同じ機能のために用いられる。
【００３７】
上述のような、そして図４で示されたような、粒子群２０を除去するための柔軟な材料内でのインデントの代わりに、チップ１２はまた、粒子群２０を除去するためにパッチ１４内に進められてもよい。このようにして、そのチップが不注意に粒子２０をピックアップした場合、粒子２０は、別の修復を実行することによって除去され得る。特に、ベクトリングによって粒子群２０を堆積させるために異なる材料が用いられる場合には、金箔のような柔軟な金属が用いられ得る。
【００３８】
上述のものに加え、紫外線（ＵＶ）光硬化性材料、又は、化学的非可逆性反応の影響を受け易い他の同様のいくつかの材料が、チップ１２をコーティングし、コーティング１６を形成するために用いられてもよい。ＵＶ硬化の前に、その材料は、基板１８から粒子群２０をピックアップする。一旦、チップ１２が基板１８から取り除かれると、チップ１２は、ＵＶ源にさらされ、そこで、その材料の性質は、チップ１２に対するその付着力が弱くなるように、且つ、パッチ１４における材料に対するその付着力が強くなるように変えられる。この、或いは、他の何らかの非可逆性の処理は、粒子のピックアップ及び除去の選択力を更に高め、或いは、その選択力を可能にする。
【００３９】
本発明のいくつかの実施例は、様々な有利点をもたらす。例えば、本発明のいくつかの実施例は、極めて高いアスペクトのＡＦＭチップ形状を用いた、高アスペクトの溝構造からの破片の積極的な除去を可能にする。また、本発明のいくつかの実施例は、極めて高いアスペクトのチップを用い、且つ、ＡＦＭオペレータによって現に使用されているソフトウェア修復シーケンスに対する比較的小さな調整を行うと共に、低表面エネルギーの材料又は柔軟な材料のパレットをＡＦＭに取り付けることによって、比較的簡単に実施され得る。更に、本発明のいくつかの実施例によると、他の何れの方法によっても洗浄できなかったマスクの表面から粒子群を選択的に除去するために（ナノピンセット（tweezer）のように）使用され得る新しい種類のナノ加工ツールが実現され得る。これは、コーティングされていないチップを用いて破片が最初にその表面から退けられ、その後に、コーティングされたチップを用いてピックアップされるといった、より伝統的な修復と組み合わせられてもよい。
【００４０】
概して、注目すべきは、低表面エネルギー物質が上述の局所的洗浄方法で用いられているが、他の実現可能な変形例も本発明の範囲内に含まれるということである。典型的には、これらの変形例は、粒子群２０をチップ１２に引き付け且つその後に粒子群２０をチップ１２から解放するために他の何らかの処理によって逆転させられる表面エネルギー勾配（すなわち、ギブス自由エネルギー勾配である。）を創出する。
【００４１】
例えば、使用され得る変形例の一つは、高表面エネルギーチップコーティングを用いることを含む。別の変形例は、それら粒子群を剥離するために低表面エネルギー物質を用いてそれら粒子群を前処理し、その後にそれら粒子群を高表面エネルギーチップコーティング（別のチップ上のものであってもよい。）に接触させることを含む。更に別の変形例は、チップ表面コーティングと粒子面との間でそれら二つを結合するためにもたらされる化学反応に対応する化学エネルギー勾配を利用することを含む。これは、チップを使い果たすまで、或いは、他の何らかの処理で逆転させられるまで実施される。
【００４２】
本発明の更に別の実施例によると、接着剤又は粘着性のコーティングが、一以上の上述の要因と組み合わせて用いられる。また、表面粗さ又は小規模（例えば、ナノメートルスケールの）構造は、粒子洗浄処理の効率を極大化するために設計され得る。
【００４３】
上述のものに加え、機械的結合が用いられてもよく、典型的には、粒子群２０を機械的に絡ませることができる、モップに類似したフィブリルをチップ１２が含む場合がある。本発明のいくつかの実施例によると、その機械的絡み合いは、表面エネルギー又は接触若しくは環境による化学変化によって動かされ且つ／或いは高められる。
【００４４】
本発明の更に別の実施例によると、チップ１２は、分子ピンセット（すなわち、分子クリップである。）を用いてコーティングされてもよい。これらのピンセットは、ゲスト（例えば、上述の粒子群２０である。）を束縛することができる空孔を有する非環状化合物である。それらピンセットの空孔は、典型的には、水素結合を含む非共有結合、金属配位、疎水性力、ファンデルワールス力、π−π相互作用、及び／又は静電効果を用いてゲストを束縛する。これらのピンセットは、そのゲスト分子を束縛する二つのアームが典型的には一端のみで接合されることを除き、大環状分子のレセプタに類似する場合もある。
【００４５】
上述のものに加え、粒子群２０は、拡散結合又はカシミール効果を用いてそのチップにより除去されてもよい。また、図５で示される本発明の実施例のように、剛毛又はフィブリル３０が、チップ１２の端に取り付けられてもよい。戦略的に配置されようとランダムに配置されようと、これらの剛毛又はフィブリル３０は、幾通りかの方法で局所的清浄度を高めることができる。例えば、関連する表面積の増大は、それら粒子群に対する表面（短距離）結合のために利用され得る。
【００４６】
本発明のいくつかの実施例によると、フィブリル３０は、（例えば、表面又は環境によって）選択的に粒子２０に巻き付き且つ粒子２０を絡ませる分子となるように設計され、それ故に、表面接触を極大化させる。また、粒子群２０の取り除きは、本発明のいくつかの実施例に従って生じ、典型的には、剛毛３０がチップ１２に付着するときである。しかしながら、フィブリル３０はまた、粒子２０を絡ませ、且つ、粒子２０を引っ張ることによって粒子２０を機械的に取り除くようにしてもよい。対照的に、比較的硬い剛毛３０は、典型的には、到達しづらい割れ目にまでチップ１２が及ぶようにする。そして、剛毛３０の衝撃変形応力、粒子群２０を遠ざけるためのチップ１２の表面改質、又は、それらの組み合わせによって、粒子２０は、取り除かれる。更に、本発明のいくつかの実施例は、粒子群２０をチップ１２に機械的に結合する。フィブリルがチップ１２上にある場合には、一以上の、フィブリル全体の或いはほころびたフィブリルの、絡み合いが生じ得る。剛毛がチップ１２上にある場合には、粒子２０は、（弾性的に）ストレスがかけられた剛毛の間に詰め込まれ得る。
【００４７】
本発明の更に別の実施例によると、破片除去の方法は、局所的な洗浄を促進するために環境を変えることを含む。例えば、気体又は液体の媒体が導入されてもよく、或いは、化学的及び／又は物理的性質（例えば、圧力、温度、湿度である。）が変えられてもよい。
【００４８】
上述の構成要素に加え、本発明のいくつかの実施例は、除去されるべき破片を識別する画像認識システムを含む。そういうわけで、自動破片除去装置も本発明の範囲内のものとなる。
【００４９】
本発明のいくつかの実施例によると、複雑な形状における、内側の輪郭、壁部、及び／又は底部に対する望ましくない損傷を避けるために、比較的柔軟な洗浄用チップが使用される。適切な場合であれば、その走査速度をも増大させながら、その比較的柔軟なチップをその表面にもっと強く接触させるために、より強い力が用いられる。
【００５０】
また注目すべきは、低表面エネルギー物質にさらされるチップ、及び／又は、低表面エネルギー物質でコーティングされるチップが、ナノメートルレベルの構造群の破片を除去（洗浄）することに加えて、他の目的のためにも利用され得るということにある。例えば、そのようなチップは、本発明のいくつかの実施例に従って、化学反応を抑えるべく（ＭＥＭＳ／ＮＥＭＳのような）ミクロンレベル以下の装置群を定期的に潤滑化するために利用されてもよい。
本発明の多くの特徴及び有利点は、詳細な明細書から明らかとなり、それ故に、添付の特許請求の範囲によって、本発明の真の精神及び範囲内に含まれる本発明のそのような特徴及び有利点の全てをカバーすることを目的としている。更に、当業者は、多くの改良例及び変形例に容易に気付くであろうから、図示され且つ説明された構造及び操作そのものに本発明を限定することは望ましくなく、従って、適切な改良例及び均等物の全てが本発明の範囲内に含まれるものとする。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
破片除去方法であって：
基板にある破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けるステップ；
前記チップに前記破片を物理的に付着させるステップ；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記破片を除去するステップ；
を含む方法。
【請求項２】
前記付着させるステップは、前記チップの一部にコーティングを形成するステップを含み、該コーティングは、前記基板よりも低い表面エネルギーを有するコーティング材を含む、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記付着させるステップは、前記チップの一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを形成するステップを含む、
請求項２の方法。
【請求項４】
前記チップが別の破片の近傍となるよう前記基板に対して前記チップを移動させるステップ；
前記チップに前記別の破片を付着させるステップ；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記別の破片を除去するステップ；を含む、
請求項１の方法。
【請求項５】
前記基板から離れたところに位置付けられる物質に前記破片を置くステップを含み、該物質は、前記破片よりも低い表面エネルギーを有する物質を含む、
請求項１の方法。
【請求項６】
前記置くステップは、前記基板を支持するステージに前記物質を位置付けるステップを含む、
請求項５の方法。
【請求項７】
前記物質を代わりの物質で定期的に置き換えるステップを更に含む、
請求項５の方法。
【請求項８】
前記基板から離れたところに位置付けられる物質に前記チップを押し込むことによって前記コーティングを補給するステップを含み、前記物質は、前記コーティング材の表面エネルギーを超えない表面エネルギーを有する物質を含む、
請求項２の方法。
【請求項９】
前記補給するステップは、前記チップを前記物質に押し込んだ後に前記チップを前記物質内で横に動かすステップを更に含む、
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記チップの頂点から前記チップを支持するカンチレバーの方に前記破片を離すように押すために、前記基板から離れたところに位置付けられる物質を利用するステップを含む、
請求項１の方法。
【請求項１１】
前記コーティングは、金属材料を更に含む、
請求項２の方法。
【請求項１２】
前記位置付けるステップは、前記基板内に形成された溝内に前記チップを位置付けるステップを含む、
請求項１の方法。
【請求項１３】
破片除去装置であって：
基板の近傍に位置付けられるナノメートルスケールのチップ；
前記チップ上に形成されるコーティングであり、低表面エネルギー物質を含むコーティング；及び
前記基板の近傍に位置付けられる低表面エネルギー物質；
を含む装置。
【請求項１４】
前記コーティングは、ポリテトラフルオロエチレンを含む、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１５】
前記コーティングは、金属材料を更に含む、
請求項１４に記載された装置。
【請求項１６】
前記低表面エネルギー物質は、ポリテトラフルオロエチレンを含む、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１７】
前記低表面エネルギー物質は、取り外し可能である、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１８】
前記チップは、高アスペクト比のチップである、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１９】
前記低表面エネルギー物質は、前記基板を支持するステージに取り付けられる実質的に平坦なパッチの形をとる、
請求項１３に記載された装置。
【請求項２０】
破片除去装置であって：
基板にある破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付ける手段；
前記チップに前記破片を物理的に付着させる手段；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記破片を除去する手段；を含む、
装置。
【請求項１】
破片除去方法であって：
基板にある破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付けるステップ；
前記チップに前記破片を物理的に付着させるステップ；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記破片を除去するステップ；
を含む方法。
【請求項２】
前記付着させるステップは、前記チップの一部にコーティングを形成するステップを含み、該コーティングは、前記基板よりも低い表面エネルギーを有するコーティング材を含む、
請求項１の方法。
【請求項３】
前記付着させるステップは、前記チップの一部にポリテトラフルオロエチレンのコーティングを形成するステップを含む、
請求項２の方法。
【請求項４】
前記チップが別の破片の近傍となるよう前記基板に対して前記チップを移動させるステップ；
前記チップに前記別の破片を付着させるステップ；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記別の破片を除去するステップ；を含む、
請求項１の方法。
【請求項５】
前記基板から離れたところに位置付けられる物質に前記破片を置くステップを含み、該物質は、前記破片よりも低い表面エネルギーを有する物質を含む、
請求項１の方法。
【請求項６】
前記置くステップは、前記基板を支持するステージに前記物質を位置付けるステップを含む、
請求項５の方法。
【請求項７】
前記物質を代わりの物質で定期的に置き換えるステップを更に含む、
請求項５の方法。
【請求項８】
前記基板から離れたところに位置付けられる物質に前記チップを押し込むことによって前記コーティングを補給するステップを含み、前記物質は、前記コーティング材の表面エネルギーを超えない表面エネルギーを有する物質を含む、
請求項２の方法。
【請求項９】
前記補給するステップは、前記チップを前記物質に押し込んだ後に前記チップを前記物質内で横に動かすステップを更に含む、
請求項８の方法。
【請求項１０】
前記チップの頂点から前記チップを支持するカンチレバーの方に前記破片を離すように押すために、前記基板から離れたところに位置付けられる物質を利用するステップを含む、
請求項１の方法。
【請求項１１】
前記コーティングは、金属材料を更に含む、
請求項２の方法。
【請求項１２】
前記位置付けるステップは、前記基板内に形成された溝内に前記チップを位置付けるステップを含む、
請求項１の方法。
【請求項１３】
破片除去装置であって：
基板の近傍に位置付けられるナノメートルスケールのチップ；
前記チップ上に形成されるコーティングであり、低表面エネルギー物質を含むコーティング；及び
前記基板の近傍に位置付けられる低表面エネルギー物質；
を含む装置。
【請求項１４】
前記コーティングは、ポリテトラフルオロエチレンを含む、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１５】
前記コーティングは、金属材料を更に含む、
請求項１４に記載された装置。
【請求項１６】
前記低表面エネルギー物質は、ポリテトラフルオロエチレンを含む、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１７】
前記低表面エネルギー物質は、取り外し可能である、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１８】
前記チップは、高アスペクト比のチップである、
請求項１３に記載された装置。
【請求項１９】
前記低表面エネルギー物質は、前記基板を支持するステージに取り付けられる実質的に平坦なパッチの形をとる、
請求項１３に記載された装置。
【請求項２０】
破片除去装置であって：
基板にある破片の近傍にナノメートルスケールのチップを位置付ける手段；
前記チップに前記破片を物理的に付着させる手段；及び
前記基板から前記チップを遠ざけることによって前記基板から前記破片を除去する手段；を含む、
装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公表番号】特表２０１０−５３９７１４（Ｐ２０１０−５３９７１４Ａ）
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５２５０７９（Ｐ２０１０−５２５０７９）
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７６５１４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３９０８８
【国際公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５１００７３２２４）レイヴ，エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２２年１２月１６日（２０１０．１２．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月１６日（２００８．９．１６）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００８／０７６５１４
【国際公開番号】ＷＯ２００９／０３９０８８
【国際公開日】平成２１年３月２６日（２００９．３．２６）
【出願人】（５１００７３２２４）レイヴ，エルエルシー (1)
【Ｆターム（参考）】
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