JP2018190802A - Imprint device and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置および物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprint apparatus and an article manufacturing method.
半導体デバイス等の製造のために基板上に微細なパターンを形成するための装置として、インプリント装置が知られている。インプリント装置は、基板上のインプリント材とパターンが形成された部分(以下、パターン部という)を有する型(モールド)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、硬化したインプリント材のパターンを形成する装置である。 An imprint apparatus is known as an apparatus for forming a fine pattern on a substrate for manufacturing a semiconductor device or the like. The imprint apparatus is cured by bringing the imprint material on the substrate into contact with a mold (mold) having a pattern-formed portion (hereinafter referred to as a pattern portion) and applying energy for curing to the imprint material. This is an apparatus for forming a pattern of the imprint material.
型をインプリント材から剥離する際に型が帯電してしまうため、電荷を帯びた周囲の異物が型のパターン部に付着しやすくなる。パターン部に異物が付着した型とインプリント材とを接触させると、基板上に形成されるパターンに欠陥が生じる恐れがある。 When the mold is peeled off from the imprint material, the mold is charged, so that charged foreign matter is likely to adhere to the pattern portion of the mold. When the mold having foreign matter attached to the pattern portion is brought into contact with the imprint material, there is a possibility that a defect is generated in the pattern formed on the substrate.
特許文献1には、型を除電するための除電手段としてのイオン化気体を噴出するイオナイザーを基板ステージ(ステージ)上に設けたインプリント装置が記載されている。
特許文献1に記載のイオナイザーの代わりに、α線や軟X線等の電離放射線を用いて型を除電することもできる。当該電離放射線を放出する放射線源を基板ステージの上に配置する場合、除電効率の向上にあたり放射線源を配置する位置が重要となる。
Instead of the ionizer described in
そこで、本発明は、基板ステージ上に設けられた放射線源による型の除電に有利なインプリント装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an imprint apparatus that is advantageous for static elimination of a mold using a radiation source provided on a substrate stage.
本発明にかかるインプリント装置は、型を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置であって、前記基板を保持面上に保持して移動するステージと、前記基板にインプリント材を供給する供給部と、前記型の除電のために前記型の周囲の気体をイオン化する電離放射線を放出する放射線源と、を有し、前記放射線源は、前記ステージ上の、前記保持面に対して前記型から前記供給部に向かう方向側とは反対側の領域に位置することを特徴とする。 An imprint apparatus according to the present invention is an imprint apparatus that forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold, and a stage that moves while holding the substrate on a holding surface; A supply section for supplying a printing material; and a radiation source for emitting ionizing radiation that ionizes a gas surrounding the mold for discharging the mold, wherein the radiation source is on the stage It is located in the area | region on the opposite side to the direction side which goes to the said supply part from the said type | mold with respect to a surface.
本発明によれば、基板ステージ上に設けられた放射線源を用いて型を除電するにあたり有利となる。 According to the present invention, it is advantageous in removing static electricity from a mold using a radiation source provided on a substrate stage.
[第1実施形態]
図1は第1実施形態にかかるインプリント装置100の構成を示す図である。以下の図において、鉛直方向の軸をZ軸、当該Z軸に垂直な平面内で互いに直交する2軸をX軸及びY軸としている。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an
インプリント装置100は、型5を用いて基板2の上にインプリント材のパターンを形成する。具体的には、型5とインプリント材とを接触させた状態でインプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材から型5を引き離すことで、型5のパターン部5aに形成された3次元形状のパターン(凹凸パターン)がインプリント材に転写される。未硬化状態のインプリント材が基板2に供給されてからインプリント材のパターンが形成されるまでの処理をインプリント処理という。
The
供給部3は、基板にインプリント材を供給する。1枚の基板2に対して被処理領域を変えながら複数回インプリント処理をする場合、供給部3は1回のインプリント処理で必要な分量のインプリント材を基板2に供給する。本実施形態では、インプリント材として光硬化性組成物を使用する。
The
インプリントヘッド4は真空吸着力又は静電力によって型5を保持する。インプリントヘッド4は型5をZ軸方向に駆動可能に構成されており、パターン部5aとインプリント材とを接触させるときに型5を−Z方向に下降させ、硬化したインプリント材から型5を引き離すために型5を+Z方向に上昇させる。
The
硬化部8は、インプリント材が硬化する波長を有する光を基板に供給されたインプリント材に向けて照射する。硬化部8が射出する光は、例えば紫外光である。
The
気体供給部(第1気体供給手段)9は、型5の下方の空間に向けて気体10を供給する。気体10は、型5とインプリント材とを接触させたときに、パターン部5aの凹部にインプリント材が充填されるのを促進させる機能を有する充填促進気体である。例えば、ヘリウム、窒素、凝縮性ガス(ペンタフルオロプロパン)、又は、これらのちの2種類以上の混合気体等である。混合気体の例としては、ヘリウムとペンタフルオロプロパンとを混合した混合気体がある。
The gas supply unit (first gas supply means) 9 supplies the
気体供給部9は、少なくとも、供給部3が基板2にインプリント材を付与してから基板2を型5の下方に移動させて型5とインプリント材とを接触させるまでの間は、気体10を供給することが好ましい。
The
基板ステージ(ステージ)1は、真空吸着力又は静電力によって基板2を保持面12で保持する保持部11を有し、基板2を保持して移動する。基板ステージ1はリニアモータやピエゾアクチュエータ等の駆動機構(不図示)によって移動可能となっている。当該駆動機構は、基板ステージ1を微小量移動させるための微小駆動系と、当該微小駆動系よりも大きな移動量で移動させる粗動駆動系とを含んでいてもよい。
The substrate stage (stage) 1 includes a
基板ステージ1は、インプリント材のパターンを形成すべき被処理領域を、供給部3の下方位置に位置決めしたり、インプリント処理のために型5の下方に位置決めしたりするために、主にXY平面内で移動する。しかし、基板ステージ1の移動方向はこれに限られず、X軸方向、Y軸方向、Z軸方向、及びこれらの軸周りの回転方向に移動可能に構成されていてもよい。
The
基板ステージ1は、さらに、保持部11の周辺に同面部7を有する。同面部7は保持部11を取り囲み、同面部7の型5側の面と保持部11に保持された基板2の表面との高低差が1mm以下となるように構成されている。同面部7があることで、基板ステージ1の移動と共に気体10が型5の下方に引き込まれやすくなる。また、基板2のエッジ付近のショット領域に対してインプリント処理をする場合に、型5の押圧による圧力がエッジ部で大きくなりすぎることを回避しパターン部5aが破損することを防いでいる。
The
基板ステージ1が水平方向に移動する間、基板2の表面と型5との距離は1mm以下に保たれる。このような狭ギャップにすることで、インプリント処理において型5とインプリント材の接触動作及び引き離し動作を迅速に行えるようにしている。
While the
制御部(制御手段)30は、基板ステージ1、供給部3、硬化部8、気体供給部9、等のインプリント処理の動作に関わる構成部材と有線又は無線の通信回線により接続され、これらを制御する。
The control unit (control unit) 30 is connected to constituent members related to the operation of the imprint process such as the
インプリント処理において、硬化したインプリント材と型5とを引き離したときに、パターン部5aの基板2の側の表面にプラス又はマイナスの電荷を帯び、インプリント材が型5とは反対の極性の電荷を帯びる。型5の材質が、硬化部8からの光を透過させる石英ガラスなどの誘電体である場合、型5は帯電したままとなる。
In the imprint process, when the cured imprint material and the
型5は基板2上の次の被処理領域へのインプリント材のパターン形成のために用いられる。そのため、帯電によって引き寄せられた異物がパターン部5aに異物が付着した状態でインプリント処理を行うと、基板2上に新たに形成されるパターンに欠陥が生じる恐れがある。または、異物の挟み込みによってパターン部5aに形成されている凹凸パターンが傷ついてしまう場合がある。
The
そこで、インプリント装置100は、基板ステージ1上にパターン部5aの除電のために型5の周りの気体をイオン化する電離放射線を放出する放射線源6を有する。放射線源6によって生成されたイオンのうち、型5とは逆極性の電荷を有するイオンが型5と接触することにより型5は除電される。
Therefore, the
なお、本明細書において「除電」とは、除電対象物が電荷を帯びていない状態にすることだけでなく、除電対象物が帯びている極性の電荷量を低減する(ゼロに近づける)ことを意味する。また、「電離放射線」とは原子及び分子を直接的にまたは間接的にイオン化することができるエネルギー線のことをいう。除電に好ましい電離放射線としては、軟X線、α線、等が挙げられる。以下の説明では、「電離放射線」を単に「放射線」という。 In this specification, “static elimination” not only means that the static elimination object is not charged, but also reduces the amount of charge of the polarity that the static elimination object is charged (closes to zero). means. “Ionizing radiation” refers to energy rays that can ionize atoms and molecules directly or indirectly. Examples of ionizing radiation preferable for static elimination include soft X-rays and α rays. In the following description, “ionizing radiation” is simply referred to as “radiation”.
本実施形態では、放射線源6として、α線を放出するα線源を使用している。α線源としては、アメリシウム又はポロニウム等の放射性同位体を採用しうる。α線源を用いる場合、電力供給が不要なため、放射線源6が基板ステージ1に配置される場合であっても基板ステージ1に電力供給用のケーブルを引き回す必要が無くなる利点がある。
In the present embodiment, an α ray source that emits α rays is used as the
α線源は、大気環境下で、α線の進む方向においてα線の出射口から最大約42mm程度までの空間にイオンを生成する。これは、他の放射線に比べて高密度にイオンを生成することが可能である。α線源は、典型的には、室温かつ大気中で3×108[ions/cm3]〜1.2×1011[ions/cm3]程度のイオンを生成する。単位面積あたりの放射線量が40kBq/mm2以上の放射線源6を使用すると、数ナノ[C]程度に帯電した型5を、10[ms]程度、長くても1秒もあれば十分に除電することが可能となる。
The α-ray source generates ions in a space up to about 42 mm from the α-ray exit port in the direction in which the α-ray travels in an atmospheric environment. This can generate ions at a higher density than other radiation. The α-ray source typically generates ions of about 3 × 10 8 [ions / cm 3 ] to 1.2 × 10 11 [ions / cm 3 ] at room temperature and in the atmosphere. When the
次に、本実施形態に係る放射線源6の配置について説明する。図2はインプリント装置100の上面図(+Z方向から見た図)である。説明の都合上、型5及びパターン部5aの位置は破線で図示し、気体供給部9、モールドステージ4、制御部30、硬化部8の図示は省略している。
Next, the arrangement of the
図2(a)はインプリント処理される被処理領域が型5の下方に位置している様子を示している。図2(b)は−X方向に移動する基板ステージ1上の放射線源6がパターン部5aの下方位置を通過する様子を示している。図2(c)は次の被処理領域が供給部3の下方に位置している状態を示している。
FIG. 2A shows a state where the processing area to be imprinted is positioned below the
図2に示すとおり、放射線源6は、基板ステージ1上のうち右半分の領域内である保持面12の+X方向側に円弧状に配置されている。すなわち、放射線源6は、基板ステージ1上の領域のうち、保持面12に対して、型5から供給部3に向かう方向側(保持面12から−X方向側)とは反対側(保持面12から+X方向側)に位置する。これにより、被処理領域へのパターン形成を終えたあと、基板ステージ1が次の被処理領域を供給部3の下方位置に向けて−X方向に移動している途中で、図2(b)に示すように放射線源6はパターン部5aの下方位置を通過する(図1参照)。
As shown in FIG. 2, the
これにより、インプリント処理を終えるごとに、放射線源6が放出したα線によって生成されたイオンで帯電したパターン部5aを除電することができる。これにより、周囲を浮遊する異物がパターン部5aに付着することによる、基板上に形成されるパターンの欠陥の発生やパターン部5aの破損を発生しづらくすることができる。
Thereby, every time the imprint process is completed, the
放射線源6を、基板ステージ1の保持面12に対して−X方向側の領域のみに配置すると、除電の目的のためだけに放射線源6がパターン部5aを対向する位置まで基板ステージ1を移動させる必要が生じるが、本実施形態によればそのような必要性がなくなる。これにより、除電の目的のためだけに基板ステージ1を移動させることによる、スループット(パターンを形成した基板の単位時間あたりの枚数)の低下を抑制することができる。
When the
また、放射線源6は、基板2および保持面12の外縁に沿って配置されることが好ましい。基板2の−X方向側の部分が次の被処理領域であったとしても、放射線源6にパターン部5aとを対向する位置を通過させやすくなる。なお、図2ではひとつながりの放射線源6を図示しているが、放射線源6は、基板2(ステージの保持面)に対し型5から供給部3に向かう方向側とは反対側の領域に配置されているのであれば、図3に示すように離散的に配置されていてもよい。
The
また、放射線源の設置領域は、型5から供給部3に向かう方向とは直交方向(Y軸方向)に幅を有することが好ましい。特に、放射線源6の設置領域が基板2の当該直交方向の両端部を含むことが好ましい。すなわち、本実施形態では、放射線源6の設置領域が、型5から供給部3に向かう方向とは直交方向(Y軸方向)における基板2の両端の部分に対して、型5から供給部3に向かう方向側とは反対側の領域を含むことが好ましい。
これにより、基板2のどの部分が次の被処理領域であったとしても、基板ステージ1が供給部3に向かう途中で放射線源6にパターン部5aとを対向する位置を通過させることができる。
In addition, the radiation source installation region preferably has a width in a direction (Y-axis direction) orthogonal to the direction from the
As a result, regardless of which part of the
さらに、供給部3から供給されるインプリント材が放射線源6から放出される放射線によって変質する可能性がある場合は、放射線源6を基板ステージ1上の保持面12の型5から供給部3に向かう方向側(−X方向側)の領域には配置しないことが好ましい。これにより、図2(b)の状態のあと且つ図2(c)に示すように供給部3の下方位置に被処理領域を位置決めするまでの間に、放射線源6が供給部3の下方位置を通過しないようにすることができる。
Furthermore, when there is a possibility that the imprint material supplied from the
たとえ供給部3から供給されるインプリント材が放射線源6から放出される放射線によって変質する性質がある場合であっても、供給部3の吐出口付近のインプリント材が当該放射線に露光される時間を極力減らし又は無くすことができる。これにより、放射線源6を基板ステージ1上のうち型5から供給部3に向かう方向側には配置する場合に比べて、インプリント処理時にパターン欠陥が生じるほどインプリント材が変質するリスクを低減することができる。
Even if the imprint material supplied from the
このように、放射線源6を基板ステージ1上のうち型5から供給部3に向かう方向とは反対側に配置することにより、基板ステージ1上に設けられた放射線源で前記型を除電するにあたり有利となる。
As described above, by disposing the
[第2実施形態]
図4は第2実施形態にかかるインプリント装置100の構成を示す図である。同面部7に凹部20が形成され凹部20の底面に放射線源6が配置されている点で第1実施形態とは異なる。凹部20は、基板ステージ1上の保持面12が形成された側に、保持面12よりも下方の面を有する段差部の一形態である。
[Second Embodiment]
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of the
凹部20は、距離Lだけ放射線源6と型5のパターン部5aとの間隔を確保するために設けられている。α線を放出する放射線源6を用いる場合は、放射線源6と型5が対向するときの放射線源6からパターン部5aまでのZ軸方向における距離Lを5mm以上40mm以下とすることが好ましい。その理由を図5を用いて説明する。
The
図5は、α線源である放射線源6から帯電した除電対象物(不図示)までの距離L(横軸)を変えながら、除電対象物の帯電量が1/10に低下するまでに要した除電時間(縦軸)との関係を調べる実験をしたときの実験結果を示す図である。除電対象物としては型5ではないが意図的に所定の電荷量帯電させた物体を用いた。
FIG. 5 shows that the charge amount of the static elimination object is reduced to 1/10 while changing the distance L (horizontal axis) from the
図5は、距離Lが小さすぎても大きすぎても、除電時間が長くなることを示している。距離Lが小さすぎると除電対象物から放射線源6までの間の空間に含まれる分子数が少ないことに起因してイオンが発生しづらくなり、一方で距離Lが大きくなりすぎるとα線のエネルギーが失活して除電対象物付近でイオンが発生しづらくなるためと考えられる。除電対象物の持つ電荷量や、放出する放射線のエネルギーに依らず、同様の傾向は得られるため、放射線源6からパターン部5aまでの距離Lは上述の範囲であることが好ましい。
FIG. 5 shows that the static elimination time becomes longer if the distance L is too small or too large. If the distance L is too small, ions are difficult to be generated due to the small number of molecules contained in the space from the static elimination object to the
また、基板ステージ1を型5から5mm以上40mmの距離に保つのではなく、凹部20を形成することで距離Lを確保することが好ましい。凹部20を形成することにより、基板2とパターン部5aとの距離は短距離に保ってインプリント処理を迅速に行いつつ、距離Lを上述の範囲に保って放射線源6が型5の下方を通過する限られた時間で好ましい除電効率でパターン部5aを除電することができる。
Further, it is preferable to secure the distance L by forming the
なお、インプリント装置100において同面部7が少ない又は無くてもよい場合は、凹部20の代わりに、基板2の表面よりも下方に面を備えた段差部が形成され、当該面上に放射線源6が配置されていてもよい。つまり、段差部が、凹部20の底面が基板ステージ1の端まで延伸しているように構成されていてもよい(図12の段差部50参照)。
When the
本実施形態の変形例であるインプリント装置100の構成を図6に示す。基板ステージ1は、凹部20に、放射線源6から放出される放射線を吸収する遮蔽部材21を備える。遮蔽部材21には、例えば鉛等の放射線を吸収しやすい材料が用いられる。
FIG. 6 shows a configuration of an
遮蔽部材21は、図6に示すように、凹部20を構成する面のうち特に基板2を保持している側の側面に配置されることが好ましい。放射線源6がα線源の場合、α線の他にもガンマ線などの放射線は発生しうる。遮蔽部材21が放射線源6から放出される各種放射線を遮蔽することで、基板2に既に形成された回路素子の動作不良や、インプリント装置100内で使用している各種電装部品への悪影響が生じるのを防ぐことができる。
As shown in FIG. 6, the shielding member 21 is preferably disposed on the side surface on the side holding the
[第3実施形態]
図7は第3実施形態にかかるインプリント装置100の構成を示す図であり、図8は基板ステージ1の上面図である。本実施形態では、第1実施形態に係るインプリント装置100の構成に加え、放射線源6の上方(放射線源6に対して型5の側)に配置されたカバー部材22を有する。カバー部材22は複数の貫通孔23を含み、放射線源6から放出された放射線は、貫通孔23を通過して型5の周囲の気体をイオン化する。これにより、型5の除電機能は維持できる。カバー部材22の開口率は、α線の透過率及びカバー部材の22の剛性を考慮して決定されることが好ましい。
[Third Embodiment]
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration of the
異常時に型5が型保持部(不図示)から外れてしまった場合であっても、カバー部材22が在ることにより型5が凹部20に入り込むように落下して放射線源6を傷つけることを防ぐことができる。
Even if the
カバー部材22は、特に、電気的に導通できるように導電性材料で構成されていることが好ましい。例えば、アルミニウムである。これにより、パターン部5aが帯電した場合に発生するカバー部材22とパターン部5aとの間の電位勾配を大きく保つことができる。よって、放射線源6からの放射線の照射によって生成されたイオンの移動速度が大きくなり、カバー部材22に導電性の材料を用いない場合に比べて除電効率(単位時間あたりに除電される電荷量)を向上させることができる。
The
また、カバー部材22は、保持部11の側方から前記保持面に沿った方向に延伸して設けられていることが好ましい。カバー部材22が同面部7の一部として構成されることで、カバー部材22が同面部7としての前述の機能を備えることができる。
The
なお、図7、8では貫通孔23の断面が円形の場合を図示しているが、当該断面の形状はその他の形状でもよい。例えば、矩形、スリット状でもよい。
7 and 8 illustrate a case where the through
[第4実施形態]
図9は第4実施形態にかかるインプリント装置100にかかる基板ステージ1の構成を示す図である。図9(a)は基板ステージ1の上面図であり、放射線源6の配置を分かり易くするためにカバー部材22の図示を省略している。図9(b)は、図9(a)のC−C’断面図の一部を示す図である。
[Fourth Embodiment]
FIG. 9 is a diagram illustrating a configuration of the
本実施形態にかかるステージ装置1は、隔壁24で隔てられた複数の凹部20のそれぞれに放射線源6が配置されている点で第3実施形態に係るステージ装置1とは異なる。図9(a)では7つの放射線源6a〜6gに対応する凹部20が形成されている様子を示している。カバー部材22は複数の凹部20に架かるように配置されるのであれば、一つの構造体であっても、複数個から成る構造体であってもよい。
The
複数の被処理領域26のうち基板2の外周に近い側の被処理領域26(例えば被処理領域26a)に対してインプリント処理を行う最中、被処理領域26aの周囲に気体供給部9から気体10が供給される。このとき、凹部20が複数の凹部20が連通している場合と同程度の大きい体積の空間であると気体10が逃げる空間の容積が大きくなる。例えば、放射線源6gが配置されている空間のあたりまで拡散しやすくなり、被処理領域26a上の気体10の濃度が薄くなってしまいやすくなる。
During the imprint process on the processing area 26 (for example, the
一方、隔壁24で隔てられた小さな体積の凹部20を構成することで、気体10の供給中に気体10が放射線源6c、6dが配置された凹部20c、25dに拡散したとしても、気体10は凹部20c、24dで飽和して基板ステージ1上にあふれるようになる。これにより、第1〜第3実施形態と同様の効果に加えて、被処理領域26における気体10の濃度低下を抑制することができる。気体10の濃度低下が抑制されることにより、パターン部5aへのインプリント材の充填時間が長くなることを防ぎ、スループットの低下を抑制することができる。
On the other hand, even if the
[第5実施形態]
図10は第5実施形態にかかるインプリント装置100の構成を示す図である。インプリント装置100は、第3実施形態にかかるインプリント装置100に加え、さらに凹部20の内面に設けられた気体供給口24aから凹部20に気体25を供給する気体供給部(第2供給手段)24を有する。
[Fifth Embodiment]
FIG. 10 is a diagram illustrating a configuration of an
気体供給部24が気体25を供給して凹部20を基板ステージ1の上面側の空間に比べて陽圧に保つことにより、気体供給部9からの気体が凹部20に進入することを抑制することができる。これにより、気体供給部9から供給された気体10が凹部20に進入することで、型5と基板2との間の空間における気体10の濃度低下を抑制又はその程度を低減することができる。
The
気体供給部24からの気体25の種類は、任意に選択可能である。例えば、インプリント材に対して不活性の気体であることが好ましく、クリーンドライエアー(CDA)でもよい。気体25は凹部20よりも基板ステージ1の上面側に漏れる場合もあるので、気体25も気体10と同様に充填促進気体であることが好ましい。
The type of the
[第6実施形態]
図11は第6実施形態にかかる基板ステージ1の上面図である。第6実施形態に係るインプリント装置100は、第2実施形態のインプリント装置100に加え、開閉可能なシャッター部材31a、31b、31c、31dを有する。シャッター部材31a〜31dは、放射線源6の上方、すなわち放射線源6から放出される放射線の進む側に配置可能である。シャッター部材31a〜31dは、放射線の進む経路上に配置された場合(閉じた場合)に放射線源6から放出される放射線を遮蔽可能である。
[Sixth Embodiment]
FIG. 11 is a top view of the
シャッター部材31a〜31dはリニアモータやピエゾアクチュエータ等の駆動機構(不図示)によってX軸方向にスライド可能に構成されている。制御部30は、パターン形成動作に応じて当該駆動機構に駆動指令を与えることにより、シャッター部材31a〜31dの開閉を制御する。
The
図11は、その一例であり、被処理領域の位置に応じてシャッター部材31a〜31dを制御する場合を示す図である。例えば基板2を仮想的に領域2a〜2dに分割したとき、被処理領域が領域2cにある場合は、シャッター部材31cを開いて放射線源6の上方から外れるように配置させ、シャッター部材31a、31b、31dを閉じて放射線源6の上方に配置する。これにより、領域2c内でインプリント処理を行った後に基板ステージ1が−X方向に移動した際に、放射線源6のうちパターン部5aと対向する部分だけを露出し、その他の部分をシャッター部材31a、31b、31dにより遮蔽できる。
FIG. 11 is an example thereof, and is a diagram illustrating a case where the
別の実施例としては、制御部30はインプリント処理のタイミングに応じてシャッター部材31a〜31dの開閉を制御してもよい。制御部30は、放射線源6がパターン部5aと対向していない間の少なくとも一部の期間でシャッター部材31a〜31dを放射線源の進む側に配置することが好ましい。
As another example, the
例えば、離型動作の後から放射線源6が型5と対向する位置を通過するまでの間はシャッター部材31a〜31dを放射線源6の上方から外れる位置に配置して放射線源6を露出させる。さらに、放射線源6が型5と対向する位置を通過した後から次のインプリント処理における離型動作が終わる直前までの間シャッター部材31a〜31dを放射線源6の上方に配置して放射線を遮蔽する。
For example, after the mold release operation until the
このように、パターンの形成動作に応じてシャッター部材31a〜31dの配置を制御することにより、パターン5aを除電できる効果に加え、インプリント装置100の構成部材が不必要に放射線に露光されることを防ぐことができる。
As described above, by controlling the arrangement of the
インプリント装置100が、型5に対して−X方向側及び+X方向側に供給部3を有する場合、制御部30は離型動作後の基板ステージ1の移動方向に応じてシャッター部材31a〜31dの制御をしても良い。なお、シャッター部材31a〜31dの構成は図11に示したような分割構造ではなく、一体のシャッターであってもよい。また、シャッター部材31a〜31dの材質は、α線を遮蔽できる部材であればどのような材質でもよい。
When the
放射線源6の上方にシャッター部材31a〜31dが配置されるのであれば、例え放射線照射によりインプリント材が変質しやすい場合であっても、基板ステージ1上のうち型5から供給部3に向かう方向側に放射線源6を更に配置しても構わない。シャッター部材31a〜31dの制御によりを供給部3付近への放射線照射を防ぐことができるからである。
If the
[その他の実施形態]
コロナ放電方式のイオナイザーを、型5の除電手段として放射線源6の代わりに配置してもよい。当該イオナイザーは、予めイオン化された気体分子を気体と共に型5の周囲に放出する。イオン化された分子が型5のパターン部5aに付着することにより、パターン部5aを除電することができる。前述の各実施形態と同様、当該イオナイザーは、基板ステージ1上の、保持面12に対して型5から供給部3に向かう方向側とは反対側の領域に位置される。これにより、離型動作後に基板ステージ1が供給部3に向かう間に必ずイオナイザーがパターン部5aと対向し、保持面12に対して型5から供給部3に向かう方向側とは反対側の領域に位置しない場合に比べて型5を効率よく除電することができる。
[Other Embodiments]
A corona discharge type ionizer may be arranged in place of the
また第1〜第3、第6実施形態において、インプリント装置100が気体供給部9を有することは必須ではなく、気体供給部9が無い場合は基板ステージ1が同面部7を備えていなくてもよい。
In the first to third and sixth embodiments, it is not essential that the
インプリント材が、α線やγ線を受けて変質しづらい性質の場合は、第2〜第5実施形態において、放射線源6を基板ステージ1上の、保持面の型5から供給部3に向かう方向側の領域に配置しても構わない。第3〜第6実施形態において、インプリント装置が第2実施形態で説明した遮蔽部材21を備えていてもよい。
In the case where the imprint material is difficult to be deteriorated by receiving α-rays or γ-rays, the
第4〜第5実施形態において、型5の落下の可能性が低い場合は、インプリント装置がカバー部材22を備えていなくてもよい。逆に第6実施形態においてカバー部材22を備えていてもよい。
In the fourth to fifth embodiments, when the possibility of dropping the
放射線源6から放出される放射線のエネルギーによっては、離型動作後に基板ステージ1を移動させる動作中に型5を所定の電荷量まで除電できない場合も起こりうる。かかる場合は、放射線源6が型5の下方を通過するときに基板ステージ1を他のときに比べて遅く移動させたり停止させたりするように、制御部30は基板ステージ1の位置に応じて基板ステージ1の移動を制御してもよい。
Depending on the energy of the radiation emitted from the
インプリント処理を行う被処理領域は1つのショット領域でもよいし、複数のショット領域でもよい。また、基板の周辺部にパターンを形成する場合は、当該1つ又は複数のショット領域の一部でもよい。ショット領域は、露光装置でパターンを形成する単位領域である。 The area to be processed for imprint processing may be one shot area or a plurality of shot areas. Further, when a pattern is formed on the periphery of the substrate, it may be a part of the one or a plurality of shot regions. The shot area is a unit area for forming a pattern by the exposure apparatus.
前述の各実施形態では放射線源6としてα線源を用いた場合を説明したが、軟X線を放出する軟X線源、γ線を放出するガンマ線源、β線を放出するβ線源等を、α線源の変わりに用いてもよい。
In each of the above-described embodiments, the case where an α-ray source is used as the
以上の説明における異物とはパターン形成に関与することを目的としていない物質のことである。例えば、インクジェット方式で液滴が漂い乾燥した固形物、スピンコート方式で供給されたインプリント材の飛沫が漂い乾燥した固形物、インプリント装置を構成する部材から生じる微粒子、インプリント装置内に存在する塵等である。 The foreign substance in the above description is a substance that is not intended to participate in pattern formation. For example, dried solids with ink droplets drifted by an ink jet method, dried solids with splashes of imprint material supplied by a spin coating method, fine particles generated from components constituting the imprint device, and present in the imprint device Dust.
インプリント材には、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、赤外線、可視光線、紫外線等の光である。 As the imprint material, a curable composition (also referred to as an uncured resin) that cures when given energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like is used. The electromagnetic wave is, for example, light such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays, the wavelength of which is selected from a range of 10 nm to 1 mm.
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又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、ポリマー成分等の群から選択される少なくとも一種である。 A curable composition is a composition which hardens | cures by irradiation of light or by heating. Among these, the photocurable composition cured by light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-polymerizable compound or a solvent as necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component.
インプリント材は、スピンコーターやスリットコーターにより基板2上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、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2上に付与されてもよい。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。
The imprint material is applied in the form of a film on the
前述の第1〜第6の各実施形態及びその他の実施形態を適宜組み合わせて、複数の特徴を有するインプリント装置100を実施してもよい。
The
[物品の製造方法]
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、インプリント用の型等が挙げられる。
[Production Method]
The pattern of the cured product formed using the imprint apparatus is used permanently on at least a part of various articles or temporarily used when manufacturing various articles. The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, or a mold. Examples of the electric circuit elements include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include an imprint mold.
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。 The pattern of the cured product is used as it is as a constituent member of at least a part of the article or temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation or the like is performed in the substrate processing step, the resist mask is removed.
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図13(a)に示すように、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2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が基板上に付与された様子を示している。
Next, a specific method for manufacturing an article will be described. As shown in FIG. 13A, a
図13(b)に示すように、インプリント用の型5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に向け、対向させる。図13(c)に示すように、インプリント材が付与された基板2と型5とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は型5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5を透して照射すると、インプリント材は硬化する。
As shown in FIG. 13B, the
図13(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、型5と基板2を引き離すと、基板2上にインプリント材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、インプリント材に型5の凹凸パターンが転写されたことになる。
As shown in FIG. 13D, after the imprint material is cured, when the
図13(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスク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13(f)に示すように、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。
As shown in FIG. 13 (e), when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the workpiece 2z where there is no cured product or remains thin is removed, and the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。 As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to these embodiment, A various deformation | transformation and change are possible within the range of the summary.
2 基板
3 供給部(供給手段)
5 型
6 放射線源
2
Claims (19)
前記基板を保持面上に保持して移動するステージと、
前記基板にインプリント材を供給する供給部と、
前記型の除電のために前記型の周囲の気体をイオン化する電離放射線を放出する放射線源と、を有し、
前記放射線源は、前記ステージ上の、前記保持面に対して前記型から前記供給部に向かう方向側とは反対側の領域に位置することを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
A stage that holds and moves the substrate on a holding surface;
A supply unit for supplying an imprint material to the substrate;
A radiation source that emits ionizing radiation that ionizes the gas surrounding the mold for charge removal of the mold;
The imprint apparatus, wherein the radiation source is located in a region on the stage opposite to a direction side from the mold toward the supply unit with respect to the holding surface.
前記放射線源から放出された前記電離放射線は、前記貫通孔を通過して前記型の周囲の気体をイオン化することを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 A cover member having a through hole above the radiation source;
2. The imprint apparatus according to claim 1, wherein the ionizing radiation emitted from the radiation source passes through the through hole and ionizes a gas around the mold.
前記放射線源は前記段差部の前記保持面より下方の面に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のインプリント装置。 The stage has a stepped portion having a surface below the holding surface on the surface side on which the holding surface is formed,
The imprint apparatus according to claim 1, wherein the radiation source is disposed on a surface below the holding surface of the stepped portion.
前記ステージは前記段差部としての凹部を複数有し、前記複数の凹部のそれぞれに前記放射線源を有することを特徴とする請求項3又は4に記載のインプリント装置。 Gas supply means for supplying a filling promoting gas for promoting filling of the imprint material into the concave portion of the pattern of the mold;
5. The imprint apparatus according to claim 3, wherein the stage includes a plurality of concave portions as the stepped portions, and the radiation source is provided in each of the plurality of concave portions.
前記段差部としての凹部に、該凹部に設けられた供給口から気体を供給する第2気体供給手段を有することを特徴とする請求項3又は4に記載のインプリント装置。 A first gas supply means for supplying a filling promoting gas for promoting filling of the imprint material into the concave portion of the pattern of the mold;
5. The imprint apparatus according to claim 3, wherein a second gas supply unit that supplies gas from a supply port provided in the recess is provided in the recess as the stepped portion.
前記インプリント材のパターンの形成動作に応じて前記シャッター部材の開閉を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のインプリント装置。 An openable / closable shutter member for shielding the ionizing radiation from the radiation source;
The imprint apparatus according to claim 1, further comprising a control unit that controls opening and closing of the shutter member in accordance with a pattern forming operation of the imprint material.
前記基板を保持面上に保持するステージと、
前記型の除電のために、α線を放出して前記型の周囲の気体をイオン化する放射線源と、を有し、
該放射線源と前記型とが対向するときに、該放射線源と前記型とが並ぶ方向における前記放射線源から前記型までの距離が、5mm以上40mm以下であることを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
A stage for holding the substrate on a holding surface;
A radiation source that emits alpha rays to ionize the gas surrounding the mold for static elimination of the mold;
An imprint apparatus, wherein when the radiation source and the mold face each other, a distance from the radiation source to the mold in a direction in which the radiation source and the mold are aligned is 5 mm or more and 40 mm or less.
前記放射線源から放出された前記α線は、前記貫通孔を通過して前記型の周囲の気体をイオン化することを特徴とする請求項13に記載のインプリント装置。 A cover member having a through hole above the radiation source;
The imprint apparatus according to claim 13, wherein the α ray emitted from the radiation source passes through the through hole and ionizes a gas around the mold.
前記放射線源は前記段差部の前記保持面より下方の面に配置されていることを特徴とする請求項13又は14のいずれか1項に記載のインプリント装置。 The stage has a stepped portion having a bottom surface below the holding surface on the surface side on which the holding surface is formed,
The imprint apparatus according to claim 13, wherein the radiation source is disposed on a surface below the holding surface of the stepped portion.
前記インプリント材のパターンの形成動作に応じて前記シャッター部材の開閉を制御する制御手段と、を有することを特徴とする請求項13乃至15のいずれか1項に記載のインプリント装置。 An openable / closable shutter member for shielding the α rays from the radiation source;
The imprinting apparatus according to claim 13, further comprising a control unit that controls opening and closing of the shutter member in accordance with a pattern forming operation of the imprinting material.
前記基板を保持面上に保持して移動するステージと、
前記基板にインプリント材を供給する供給部と、
前記型の除電のために前記型の周囲にイオン化された気体分子を気体と共に放出する除電手段と、を有し、
前記除電手段は、前記ステージ上の、前記保持面に対して前記型から前記供給部に向かう方向側とは反対側の領域に位置することを特徴とするインプリント装置。 An imprint apparatus that forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold,
A stage that holds and moves the substrate on a holding surface;
A supply unit for supplying an imprint material to the substrate;
Discharging means for discharging gas molecules ionized around the mold together with the gas for discharging the mold,
The imprinting apparatus according to claim 1, wherein the charge eliminating unit is located in a region on the stage opposite to a direction side from the mold toward the supply unit with respect to the holding surface.
前記工程でパターンの形成された基板を加工する工程と、を有し、
前記加工した基板の少なくとも一部を含む物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a region to be processed of a substrate using the imprint apparatus according to claim 1;
And a step of processing the substrate on which the pattern is formed in the step,
A method for producing an article, comprising producing an article including at least a part of the processed substrate.
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