JP2004103817A - Imprint method and device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所定のパターンを形成したモールドを基材表面に塗布されたレジスト層あるいは供給されたレジストに対して押圧するインプリントにおいて、モールドとレジスト間に取り込まれた雰囲気形成気体による転写欠陥を低減するために、インプリント時の温度及び圧力において凝縮性のある気体雰囲気中で行うようにした、インプリント方法およびその方法を実施するインプリント装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、高密度メモリやシステムLSIに代表される超LSIデバイスのダウンサイジングが進展し、より微細化を行うことができる技術が要求されており、そのため半導体製造プロセス中でリソグラフィー(転写)技術の重要性が増大している。加えて、ナノ構造を大量に安価に生産する加工技術も求められている。インプリント技術は所定の回路パターンを形成したモールドを表面にレジストが塗布された試料基板に対して押し付け、パターンを転写する技術であって、種々の方法が提案されており、例えば図4に示されるように行われる。
【0003】
図4において、最初同図(a)に示すようにモールド材料20の表面に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを電子ビームリソグラフィー等により形成することにより、表面に特定の凹凸形状21を有するモールド22を作成する。一方、同図(b)に示すように、パターンを形成しようとするシリコン基板等の基材23上にPMMAなどのレジスト材料を塗布し硬化させて、レジスト層24を形成する。
【0004】
次いでこのレジスト層24を備えた基材23全体を200℃程度に加熱し、レジスト層24を若干軟化させる。この状態で図4(c)に示すように、前記モールド22の凹凸形状21を前記レジスト層24の所定位置に配置し、凹凸形状21をレジスト層24に対して押し付ける。このときレジスト層24は軟化しているので、同図(d)に示すようにレジスト層24の一部は凹凸形状21の凹部に入り込み、レジスト層24は凹凸形状21とほぼ同一形状となる。この状態で全体の温度を105℃程度に降下させることによりレジスト層24を硬化させる。その後同図(e)に示すようにモールド22を取り去る。このようにしてレジスト層24には、所定形状の凹凸パターン25が形成される。
【0005】
その後、この基材23の他の個所にインプリントを行うときには、図4(f)に示すようにモールド22をその個所の上部に、基材23に対し相対的に移動し、前記と同ようにその部分のレジスト層24にモールド22を押し付ける。以下同様の操作を基材23に対する全ての所定位置に連続的に行い、予め定められたインプリントを行う。
【0006】
なお、インプリント技術においては、上記のようなものの他、例えばモールドを石英基板等の透明材料で作成し、転写される基板上には液体状の光硬化性樹脂を塗布し、その上にモールドの凹凸を押し付け、凹凸内に液体状の光硬化樹脂を流入させ、モールドを透過させて光を照射し、光硬化樹脂を硬化させ、その後モールドを取り去ることにより所定形状の凹凸パターンを形成する方式も提案されている。
【0007】
【特許文献1】
特開2001−198979号公報
【特許文献2】
特開2000−289258号公報
【特許文献3】
特開平9−109190号公報
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上記のようなインプリント技術において、モールドをレジストに押圧するに際して、大気雰囲気中でこれを行うとモールド凹部とレジスト間に大気が挟まれ押し付け後も大気が留まるためにモールド形状を正確に転写できなくなる。例えば、図5(a)に示すように、モールド22を基材23に対して押圧する際に取り込まれた大気はこの空間内で圧縮を受け体積が減少するもののこの個所に留まる。このとき図5(b)のように、圧縮後の取り込まれた大気はモールド凹部に均一に留まる場合だけでなく、樹脂の流れや樹脂表面のエネルギーを低下させる樹脂の働きにより、図5(c)の様にモールド凹部に泡状部17になって留まり、図5(d)に示すように、転写作業終了後のレジスト層上のパターン部分18に欠落部19を生じ、転写精度を損なわせる。
【0009】
その対策として、インプリント技術でモールドをレジストに押圧する工程を真空中で行う方法と、モールドを押圧する圧力を非常に大きくすることで取り込まれた大気の体積を減少させる方法が存在する。しかしながら、前者は装置を真空にするための1気圧に耐える頑丈な真空層が必要であるし、後者は大きな圧力を使用するためにモールド自身が変形してしまい高精度の転写ができず、また、モールドや基板材料に損傷も引き起こす可能性がある。
【0010】
したがって本発明は、インプリント技術において真空を利用することなく、比較的低圧力(1MPa以下)のモールド押し付け圧力でもインプリント作業雰囲気を形成する気体の取り込みによる転写精度の低下が起こらないようにする、気体の凝縮性を利用したインプリント方法および装置を提供することを主たる目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本願請求項1に係る発明は、モールドに形成した凹凸形状を基材表面上に塗布されたレジスト層あるいは供給されたレジストに転写するインプリントを、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び凹部内の圧力で凝縮する気体の雰囲気中で行うことを特徴とするインプリント方法としたものである。
【0012】
また、請求項2に係る発明は、前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法としたものである。
【0013】
また、請求項3に係る発明は、前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法としたものである。
【0014】
また、請求項4に係る発明は、表面に凹凸形状を形成したモールドと、表面上にレジスト層を形成した基材と、モールドをレジスト層に押圧するモールド駆動装置とを備えたインプリント装置において、少なくともレジスト層から離れているモールド表面に対して、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び圧力で凝縮する気体をインプリント作業部分に供給する気体供給装置を備えたことを特徴とするインプリント装置としたものである。
【0015】
また、請求項5に係る発明は、前記インプリント装置において、前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。
【0016】
また、請求項6に係る発明は、前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。
【0017】
また、請求項7に係る発明は、前記気体供給装置が、閉じた空間が所定圧力になるように前記気体を供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。
【0018】
また、請求項8に係る発明は、前記気体供給装置が、開いた空間内における前記インプリント部分に前記気体を供給するものであり、前記気体が前記インプリント部分から拡散による散逸を補償するように供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。
【0019】
また、請求項9に係る発明は、前記気体供給装置は、前記インプリント作業部分に前記気体の気体流が生じるように供給することを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置としたものである。
【0020】
【発明の実施の形態】
図1には本発明の実施例の全体概要図を示しており、作業室1には定盤2上に基材移動ステージ3が水平面内に移動自在に配置され、基材移動ステージ3上には表面にレジスト層5を備えたシリコン基板6を保持している。このシリコン基板6は、レジスト層5に対して転写を行うモールド7の凹凸パターン8を複数インプリントすることができる大きさとなっている。
【0021】
一方、作業室1内にはモールド7を上下動させ、モールド下面の凹凸パターン8をその下方に位置するレジスト層5に押しつけるためのモールド駆動ステージ9を固定しており、前記のように基材移動ステージ3によってシリコン基板6が移動して所定位置で停止したとき、モールド駆動ステージ9のモールド押圧機構10が作動し、モールド7下面の凹凸パターン8をレジスト層5に対して押しつけることができるようになっている。
【0022】
作業室1には排気装置11を備え、排出側開閉バルブ12を解放し、後述する供給側開閉バルブ13を閉鎖して、ポンプを駆動することにより作業室1内の大気を抜き、その後この作業室1には外部の凝縮性ガス供給装置15から供給側開閉バルブ13を介して所定成分の凝縮性ガスを供給可能としている。その際には作業室1内の圧力を圧力センサ15で検出し、室内が予め設定した所定の圧力になるように凝縮性ガスを供給する。このとき、作業室内の温度は別途設けた室内気体温度調節装置により、作業室内の温度を温度センサ16で検出して、例えば常温としての23℃等の適宜の温度に調節可能としている。なお、ここでいう「凝縮性ガス」とは、後述するように、インプリント作業時にモールドの凹部にレジスト層が侵入して凹部の内部に閉じこめられた気体を圧縮するとき、その圧力によって凝縮することができる気体のことをいう。
【0023】
上記凝縮性ガスとしては種々のものを選択することができ、例えば室温(23℃)での蒸気圧が0.1056MPaのトリクロロフルオロメタンを用いることができ、このような気体であれば蒸気圧よりも少し低圧の、例えば0.1MPa程度になるように所定量供給する。このような凝縮性のある気体雰囲気を構成する物質の沸点は、作動室の圧力が1気圧程度であれば15℃〜30℃程度の常温に近い温度であることが好ましい。但し、凝縮性ガスの種類によっては、作業室内の圧力設定との関係で適宜変更される。
【0024】
このような凝縮性ガスの雰囲気中でインプリント作業を行うと、例えば図2に示すような作用によって、本発明による適正なインプリント作業を行うことができる。図2には前記図1の装置に用いたものと同様に、下面に特定の凹凸パターン8が形成されたモールド7を、表面にレジスト層5を備えたシリコン基板6の表面に押しつけることによりインプリント作業を行う最初の状態を示したものであり、モールド7の凹凸パターン8がレジスト層5に接した状態を示している。この時、モールド7下面の凹凸パターン8における凹部25が外界から遮断され、したがって凹部25内の凝縮性ガス30は密封状態となる。
【0025】
その後、図1のモールド駆動移動ステージ9によってモールド7が降下すると、前記のように軟化しているレジスト層5内に凹凸パターン8の凸部26が押し込まれ、その分レジスト層5は凹部25内に侵入する。それにより、凹部25内において前記のように密封状態となっている凝縮性ガス30は圧縮され、その圧力が上昇する。
【0026】
モールド7の降下時において凹凸パターン8の凸部26がレジスト層5内に押し込まれるとき、特にモールド7の外周囲27の凸部26でそのレジスト層5を取り囲んでしまうので、それにより取り囲まれた内側のレジスト層5はモールド7の降下に伴って一部はモールド7の外周囲27の外側に移動するものの、多くのレジスト層5は移動できず、圧縮された状態となる。そのため、モールド7の凹部25には、レジスト層5の最初の表面の高さより高い位置までレジスト層5が入り込むこととなる。この状態は図2(b)に示されている。
【0027】
このようにしてモールド7が最終的に所定の、例えば0.5MPa程度の圧力になるまで押しつけられ、例えば図2(c)に示すように、その下面がレジスト層5内の最終位置の高さまで入り込むと、凹部25内のレジスト層5は更にその空間内で上昇し、内部の凝縮性ガス30を圧縮する。この圧縮の過程で凝縮性ガス30の温度は本来は上昇することとなるが、インプリントリソグラフィーの分野ではその体積は極めて小さいものであり、且つ表面積が大きく、更にモールド7の熱容量が大きいので上記のように圧縮の過程で発生する熱は周囲に除去され、ほぼ作業部分内の設定温度と同程度に保たれる。
【0028】
上記のようなモールド7の凹部25内に深く侵入したレジスト層5が内部の凝縮性ガス30を圧縮するので、この凝縮性ガスはその体積減少に比例して圧力が上昇する。ここで使用する凝縮性ガスを、前記のような作業部分の温度において、上記のような圧縮時に液体になるガスが選択されていると、上記のような凝縮性ガス30の圧縮によって凹部25内の凝縮性ガス30の一部が液化する。
【0029】
凹部25内の凝縮性ガス30の液化によって、その体積はガスの性状(分子量)によって正確には各々異なるが、2桁程度小さなものとなるために前記凹部25の圧力がガスの蒸気圧以下に保たれる。結局、レジスト層5にかかる圧力が、ガスの蒸気圧よりも大きい場合にはガスの液化が連続して起こり、ついには全てのガスが液化し、前記のように凹部25内に侵入してきたレジスト層5は、例えば図2(d)に示すように、ほとんどその凹部25の空間を全て充填する状態となる。
【0030】
その後、モールド7を上昇させ、前記図4(e)に示すものと同様に、凹凸パターン8をレジスト層5から離し、基材移動ステージ3によってシリコン基板6を水平方向に移動し、モールド7の下面に次にインプリントを行うレジスト層5を位置させ、以下同様の作業を行う。
【0031】
このように、モールド7を上昇させ、その凹凸パターン8をレジスト層5から離すとき、前記凹部25内の凝縮液は元の圧力に戻るため、再びガス化して周囲の雰囲気を形成する凝縮性ガスと混合する。
【0032】
上記のような作動を行うことにより、前記図5に示す従来のインプリントのように、凹部内に圧縮された気体が残ることによる凹凸パターンが正確に転写できないという問題を解決することができる。
【0033】
上記のように、本発明においては、インプリント作業を周囲に所定の性状の凝縮性ガスが存在する雰囲気で行うことにより、従来の問題を解決できるものであるが、凝縮性ガスの雰囲気を形成する手段としては種々の態様で実施することができ、例えば図1において作業室1内を閉鎖空間として所定の性状の凝縮性ガスを満たし、その中でこの作業を行うことができる。その際には、作業室内部を所定の圧力に維持し、また所定の温度に維持するように圧力及び温度を制御する手段を設けても良い。
【0034】
更に、比較的大きな作業空間内でその内部に通常の大気が存在する状態において、上記のようなインプリント作業を行うことができるようにし、そのインプリント作業を行う部分に対して前記のような凝縮性ガスを供給する装置を設け、その凝縮性ガス中でインプリント作業を行うことができるようにしても良い。その際には、上記のようにして供給した凝縮性ガスが周囲に逸散するので、逸散した凝縮性ガスの分だけ前記ガス供給装置から補充する。
【0035】
その他、上記のように作業室が閉鎖空間であるとき、及び大きな作業空間でほぼ大気状態のとき、インプリント作業を行う部分に対して凝縮性ガス流が常に形成できる凝縮性ガス供給装置を設け、このような凝縮性ガス流の中でインプリント作業を行うようにしても良い。
【0036】
上記のように、インプリント作業部分の雰囲気を形成する凝縮性ガスは、インプリントの作業中に、モールド7の凹部25内が、少なくとも最終的に圧縮されたときの圧力で凝縮するガスを用いる。その際には種々の凝縮性ガスを使用することができるが、その凝縮性ガスの選択に際しては、例えば図3に示すような各種ガスの凝縮曲線を参考に選択する。
【0037】
図3に示す各種ガスの凝縮曲線においては、例えば同図右下に示される水蒸気の凝縮曲線から明らかなように、大気圧0.1013MPaにおいては100℃で凝縮し水となる。但し、低温ではより低い圧力で凝縮して水となり、逆に高温ではより高い圧力で水となる。同様に、図中C1として示される気体(従来冷媒R11として用いられているトリクロロフルオロメタンのような気体)においては、例えば圧力が大気圧のとき、ほぼ20℃で凝縮し、圧力を例えば0.2MPaに高めるとほぼ40℃で凝縮することがわかる。同様に図中C2として示される気体(冷媒R12のような気体) においては、20℃において約0.5MPaで液化し、40℃では1MPaで液化することがわかる。
【0038】
気体の温度が一定のときには体積に比例して圧力が上昇するため(P×V/T=一定)、例えば図2に示すようにモールド7の凹凸パターン8をレジスト層5に押しつけ、凹部25内にレジスト層5が進入して凹部25内の凝縮性ガス30の体積が1/2に減少すると、凝縮性ガスの圧力は2倍となり、体積が1/3に減少すると、凝縮性ガスの圧力は3倍となる。したがって、作業室の圧力状態では気体であった凝縮性ガスが、上記のように圧縮されて体積が減少し、圧力が上昇する過程の状態で凝縮するようなものを選択することとなる。
【0039】
例えば凝縮性ガスとして図3における気体C1を用いたとき、作業室を大気圧とし、作業部分を40℃として上記インプリント作業を行うと、前記凹部25の近傍もほぼ40℃であるので、前記凹部25内が1/2に減少する少し前にその内部の凝縮性気体30は凝縮することとなる。同様に、作業部分が30℃で大気圧のときには、凹部25の圧力が0.15MPa程度になったとき、即ち凹部25の体積が1/3程度減少したとき、即ち最初の体積の2/3程度になったとき凝縮して液化することとなる。
【0040】
また、例えば凝縮性ガスとして図3における気体C2を用いたとき、作業部分を20℃で0.2MPaの状態でインプリント作業を行うと、凹部25内にレジスト層5が進入して体積が1/2.5程度となり、その内部の圧力が0.5MPa程度になると凝縮することとなる。したがってこのような気体C2を用いても本発明は実施することができるが、作業部分の温度を大気温度程度で実施しようとすると、作業室内は常に0.2MPa程度、或いはそれ以上にに高めなければならず、作業室の設備が高価なものとならざるを得ない。逆に図3中における水蒸気を用いたときには、作業室内の温度を室温程度にして作業を行おうとすると、極めて低圧の状態で作業を行わなければならず、その他作業室内の温度を100℃以上にする等、作業室に関連した設備は大がかりなものとならざるを得ない。
【0041】
上記のように、本発明においては種々の凝縮性ガスを用いることができるものの、設備費等を考慮するとできる限り作業室内を常温でしかも大気圧程度であることが好ましく、前記のような従来冷媒として広く用いられていた気体を用いた場合、常温(23℃)において0.05MP〜1MP程度の圧力で上記作動を行うことができる凝縮性ガスや、常温付近(15℃〜30℃)で大気圧と同じ蒸気圧となる凝縮性ガス、即ち沸点が15℃〜30℃である凝縮性ガスを用いることが好ましい。
【0042】
【発明の効果】
本発明では、インプリントプロセスを凝縮性のある気体中で行うことで、数気圧程度のインプリント圧力でも取り込まれた気泡をほぼ消滅させることができ、正確なインプリントを大気圧中で容易に、且つ安価な装置により行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるインプリント装置の一実施例の全体システムを示す模式図である。
【図2】本発明による凝縮性ガス雰囲気でインプリントを行う際の作動状態を示す模式図である。
【図3】各種気体が雰囲気温度と圧力変化により凝縮する態様を示す凝縮曲線である。
【図4】インプリントの過程を示す模式図である。
【図5】従来のインプリント作業時の問題点を示す模式図である。
【符号の説明】
1 作業室
2 定盤
3 基材移動ステージ
5 レジスト層
6 シリコン基板
7 モールド
8 凹凸パターン
9 モールド駆動ステージ
10 モールド押圧機構
11 排気装置
12 排出側開閉バルブ
13 供給側開閉バルブ
15 凝縮性ガス供給装置[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an imprint in which a mold having a predetermined pattern formed is pressed against a resist layer applied to a substrate surface or a supplied resist, and a transfer defect due to an atmosphere forming gas captured between the mold and the resist. The present invention relates to an imprint method and an imprint apparatus for performing the method, which are performed in a gas atmosphere that is condensable at the temperature and pressure during imprint in order to reduce the amount.
[0002]
[Prior art]
In recent years, downsizing of ultra LSI devices typified by high density memories and system LSIs has progressed, and a technology capable of further miniaturization is required. Therefore, lithography (transfer) technology is important in a semiconductor manufacturing process. Sex is increasing. In addition, there is a need for a processing technique for producing a large amount of nanostructures at low cost. The imprint technique is a technique of pressing a mold having a predetermined circuit pattern formed thereon against a sample substrate having a surface coated with a resist, and transferring the pattern. Various methods have been proposed, for example, as shown in FIG. It is done so that
[0003]
In FIG. 4, a reverse pattern corresponding to a mirror image of a pattern to be transferred is first formed on the surface of the
[0004]
Next, the
[0005]
Thereafter, when performing imprinting on another portion of the
[0006]
In the imprint technology, in addition to the above, for example, a mold is made of a transparent material such as a quartz substrate, and a liquid photocurable resin is applied on the substrate to be transferred, and the mold is formed thereon. Pressing the irregularities on the surface, flowing liquid photocurable resin into the irregularities, irradiating light through the mold, curing the photocurable resin, and then removing the mold to form an irregular pattern of a predetermined shape Has also been proposed.
[0007]
[Patent Document 1]
JP 2001-198979 A [Patent Document 2]
JP 2000-289258 A [Patent Document 3]
JP-A-9-109190
[Problems to be solved by the invention]
In the imprint technology as described above, when pressing the mold against the resist, if this is done in the air atmosphere, the air will be trapped between the mold recess and the resist, and the air will stay after pressing, so the mold shape can be accurately transferred. Disappears. For example, as shown in FIG. 5A, the air taken in when the
[0009]
As a countermeasure, there are a method in which the step of pressing the mold against the resist by the imprint technique is performed in a vacuum, and a method in which the volume of the taken-in atmosphere is reduced by increasing the pressure for pressing the mold extremely. However, the former requires a rugged vacuum layer that can withstand 1 atm for evacuating the device, and the latter cannot use high-precision transfer because the mold itself is deformed due to the use of large pressure. This can also cause damage to the mold and substrate material.
[0010]
Therefore, the present invention prevents a decrease in transfer accuracy due to the incorporation of gas forming the atmosphere for imprint operation even at a relatively low pressure (1 MPa or less) without using vacuum in imprint technology. It is a primary object of the present invention to provide an imprint method and apparatus utilizing gas condensability.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the invention according to claim 1 of the present application provides an imprint for transferring an uneven shape formed on a mold to a resist layer applied on a base material surface or a supplied resist. The method is performed in an atmosphere of a gas condensing at a temperature at which the resist layer penetrates into the concave portion formed at the pressure and a pressure in the concave portion.
[0012]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the imprint method according to the first aspect, wherein a vapor pressure of the gas at a normal temperature is 0.05 MPa or more and 1.00 MPa or less.
[0013]
According to a third aspect of the present invention, there is provided the imprint method according to the first aspect, wherein the gas has a boiling point of 15 ° C. or more and 30 ° C. or less at atmospheric pressure.
[0014]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an imprint apparatus comprising: a mold having an uneven shape on a surface; a substrate having a resist layer formed on the surface; and a mold driving device for pressing the mold against the resist layer. A gas supply device for supplying a gas condensed at a temperature and a pressure at the time when the resist layer enters a concave portion formed in the mold at the time of imprint to a mold surface which is at least separated from the resist layer to the imprint work portion. An imprint apparatus characterized by comprising:
[0015]
According to a fifth aspect of the present invention, in the imprint apparatus, the vapor pressure of the gas at a normal temperature is 0.05 MPa or more and 1.00 MPa or less in the imprint apparatus. Things.
[0016]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the imprint apparatus according to the fourth aspect, wherein a boiling point of the gas at atmospheric pressure is 15 ° C. or more and 30 ° C. or less.
[0017]
The invention according to
[0018]
In the invention according to
[0019]
The invention according to
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 1 shows an overall schematic view of an embodiment of the present invention. In a work chamber 1, a substrate moving stage 3 is movably arranged on a
[0021]
On the other hand, a
[0022]
The working chamber 1 is provided with an
[0023]
Various gases can be selected as the condensable gas. For example, trichlorofluoromethane having a vapor pressure of 0.1056 MPa at room temperature (23 ° C.) can be used. Is also supplied at a predetermined low pressure, for example, about 0.1 MPa. The boiling point of the substance constituting such a condensable gas atmosphere is preferably about 15 ° C. to 30 ° C. near normal temperature when the pressure in the working chamber is about 1 atm. However, depending on the type of the condensable gas, it is appropriately changed in relation to the pressure setting in the working chamber.
[0024]
When an imprinting operation is performed in such a condensed gas atmosphere, an appropriate imprinting operation according to the present invention can be performed by the operation shown in FIG. 2, for example. In FIG. 2, similarly to the apparatus used in the apparatus shown in FIG. 1, a
[0025]
Thereafter, when the
[0026]
When the
[0027]
In this manner, the
[0028]
Since the resist
[0029]
Due to the liquefaction of the
[0030]
Thereafter, the
[0031]
As described above, when the
[0032]
By performing the above operation, it is possible to solve the problem that the uneven pattern cannot be accurately transferred due to the remaining compressed gas in the concave portion as in the conventional imprint shown in FIG.
[0033]
As described above, in the present invention, the conventional problem can be solved by performing the imprinting operation in an atmosphere in which a condensable gas of a predetermined property is present in the surroundings. The means for performing this operation can be implemented in various modes. For example, in FIG. 1, the inside of the working chamber 1 is filled with a condensable gas of a predetermined property while the inside thereof is filled, and the work can be performed therein. At that time, a means for controlling the pressure and temperature so as to maintain the inside of the working chamber at a predetermined pressure and maintain the predetermined temperature may be provided.
[0034]
Further, in a state where the normal atmosphere is present in a relatively large working space, the above-described imprinting work can be performed, and the portion for performing the imprinting work is described above. An apparatus for supplying a condensable gas may be provided so that the imprint operation can be performed in the condensable gas. At that time, the condensable gas supplied as described above escapes to the surroundings, and thus the condensable gas that has escaped is replenished from the gas supply device.
[0035]
In addition, a condensable gas supply device that can always form a condensable gas flow for a portion where an imprint operation is performed is provided when the working chamber is a closed space as described above and when the large working space is almost in an atmospheric state. Alternatively, the imprint operation may be performed in such a condensable gas flow.
[0036]
As described above, as the condensable gas forming the atmosphere of the imprint work portion, a gas that condenses at least the pressure at the time when the inside of the
[0037]
In the condensation curves of various gases shown in FIG. 3, for example, as is clear from the condensation curve of water vapor shown in the lower right of FIG. 3, water condenses at 100 ° C. and water at an atmospheric pressure of 0.1013 MPa. However, at low temperatures, water condenses at lower pressures, and conversely, at high temperatures, water at higher pressures. Similarly, in the gas shown as C1 in the figure (a gas such as trichlorofluoromethane conventionally used as the refrigerant R11), for example, when the pressure is atmospheric pressure, the gas condenses at approximately 20 ° C. It can be seen that when the pressure is increased to 2 MPa, condensation occurs at approximately 40 ° C. Similarly, the gas (gas such as refrigerant R12) shown as C2 in the figure liquefies at about 0.5 MPa at 20 ° C. and 1 MPa at 40 ° C.
[0038]
When the temperature of the gas is constant, the pressure increases in proportion to the volume (P × V / T = constant). For example, the concave and
[0039]
For example, when the gas C1 in FIG. 3 is used as the condensable gas, the working chamber is set to the atmospheric pressure, the working portion is set to 40 ° C., and the above-described imprinting operation is performed. Shortly before the inside of the
[0040]
Further, for example, when the gas C2 in FIG. 3 is used as the condensable gas, if the imprint operation is performed on the working portion at 20 ° C. and 0.2 MPa, the resist
[0041]
As described above, although various condensable gases can be used in the present invention, it is preferable that the working room be at room temperature and at about atmospheric pressure as much as possible in consideration of equipment costs and the like. When a gas widely used as a gas is used, a condensable gas capable of performing the above-mentioned operation at a normal temperature (23 ° C.) at a pressure of about 0.05 to 1 MPa or a large condensable gas near a normal temperature (15 ° C. to 30 ° C.) It is preferable to use a condensable gas having a vapor pressure equal to the atmospheric pressure, that is, a condensable gas having a boiling point of 15 ° C to 30 ° C.
[0042]
【The invention's effect】
In the present invention, by performing the imprint process in a gas having a condensable property, air bubbles trapped even at an imprint pressure of about several atmospheres can be almost eliminated, and accurate imprint can be easily performed at atmospheric pressure. It can be performed by an inexpensive device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram showing an overall system of an embodiment of an imprint apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an operation state when performing imprinting in a condensable gas atmosphere according to the present invention.
FIG. 3 is a condensation curve showing the manner in which various gases condense due to changes in ambient temperature and pressure.
FIG. 4 is a schematic view showing a process of imprint.
FIG. 5 is a schematic diagram showing a problem during a conventional imprint operation.
[Explanation of symbols]
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