JP2019125745A - Molding device for molding composition on substrate by using mold and method for manufacturing object - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、モールドを用いて基板上の組成物を成形する成形装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to a molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold, and a method of manufacturing an article.
半導体デバイスの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィ技術に加えて、基板上の未硬化のインプリント材をモールドで成形して硬化させ、基板上にインプリント材のパターン(構造体)を形成する微細加工技術が注目されている。かかる技術は、インプリント技術と呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細なパターンを形成することができる。 Demand for miniaturization of semiconductor devices advances, and in addition to conventional photolithography technology, an uncured imprint material on a substrate is molded with a mold and cured, and a pattern (structure) of the imprint material is formed on the substrate Attention has been focused on microfabrication techniques to be formed. Such a technique is called an imprint technique and can form a fine pattern of several nanometers on the substrate.
インプリント技術の1つとして、例えば、光硬化法がある。光硬化法を採用したインプリント装置は、基板上に供給された光硬化性のインプリント材をモールドで成形し、光を照射して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モールドを引き離すことで、基板上にパターンを形成する。 One of the imprint techniques is, for example, a photo-curing method. In an imprint apparatus adopting a photo-curing method, a photo-curable imprint material supplied on a substrate is molded with a mold, light is irradiated to cure the imprint material, and the mold is formed from the cured imprint material. By pulling apart, a pattern is formed on the substrate.
インプリント装置では、モールドと基板との間にパーティクル(異物)が挟み込まれると、モールドを破損する原因となるため、装置内のパーティクルの数を管理する必要がある。特に、メンテナンスや故障(修理)によって装置内の気流が停止されると、チャンバの内部を陽圧に維持することができなくなるため、チャンバの外部からのパーティクルの進入や気流の変化に起因するパーティクルの落下が懸念される。また、メンテナンスや故障のためにチャンバのパネルを開けることで、周囲環境に浮遊しているパーティクルがチャンバの内部に進入してしまう。そこで、メンテナンスや故障によって装置内の気流を停止した後にインプリント装置を再稼働する際には、パーティクルによるモールドの破損を抑えるために、チャンバの内部に溜まったパーティクルを除去して規定数以下にする必要がある。 In the imprint apparatus, if particles (foreign matter) are sandwiched between the mold and the substrate, the mold may be damaged. Therefore, it is necessary to control the number of particles in the apparatus. In particular, if the air flow in the apparatus is stopped due to maintenance or a failure (repair), the inside of the chamber can not be maintained at a positive pressure, so particles caused by particle infiltration from the outside of the chamber or changes in the air flow Fall is a concern. Also, by opening the panel of the chamber for maintenance or failure, particles suspended in the surrounding environment may enter the interior of the chamber. Therefore, when stopping the air flow in the device due to maintenance or failure and then reactivating the imprinting device, the particles accumulated in the chamber are removed to reduce the number of particles below the specified number in order to suppress damage to the mold due to particles. There is a need to.
一方、投影露光装置に関しては、メンテナンスや故障で停止した際に、投影光学系の温度が許容範囲内に収束するまでの時間を予測して、その間は、露光動作を停止させたり、露光動作を補正したりする技術が提案されている(特許文献1参照)。 On the other hand, with regard to the projection exposure apparatus, when it is stopped due to maintenance or failure, the time until the temperature of the projection optical system converges within the allowable range is predicted, and the exposure operation is stopped or the exposure operation A technique for correcting or the like has been proposed (see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1は、投影露光装置に関する技術を開示するものであり、装置内のパーティクルの除去に関する技術を開示するものでもない。現状、インプリント装置では、チャンバの内部のパーティクルの数が規定数以下になっていることを確認するために、装置内に搬入した基板に付着したパーティクルの数を装置外部の検査装置で検査している。また、装置外部の検査装置で検査をしない場合には、インプリント装置を再稼働させても製品を生産せずに、チャンバの内部のパーティクルの数が規定数以下になるまで、予め決めた時間を待機させている。従って、いずれの場合にも、製品の生産を再開するまでに多くの時間を要するため、生産性の低下を招くことになる。
However,
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、生産性の点で有利な成形装置を提供することを例示的目的とする。 The present invention has been made in view of the problems of the prior art, and an exemplary object of the present invention is to provide a molding apparatus that is advantageous in terms of productivity.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての成形装置は、モールドを用いて基板上の組成物を成形する成形処理を行う成形装置であって、前記成形装置を内部に収容するチャンバと、前記チャンバの内部の圧力を前記チャンバの外部の圧力よりも高く維持するとともに、前記チャンバの内部のパーティクルを除去するための気流を形成するように、前記チャンバの内部に気体を供給する動作を行う送風部と、前記送風部の動作を停止した場合に、前記送風部の動作を停止している停止時間と、前記送風部の動作を停止した後の前記チャンバの内部のパーティクルの数に関する情報とに基づいて、前記送風部の動作を再開してから前記チャンバの内部のパーティクルの数が前記成形処理を正常に行うために許容される数になるまでに必要となる前記送風部の動作時間を決定する制御部と、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a molding apparatus according to one aspect of the present invention is a molding apparatus that performs a molding process for molding a composition on a substrate using a mold, and a chamber for containing the molding apparatus. And supplying a gas to the inside of the chamber so as to maintain the pressure inside the chamber higher than the pressure outside the chamber and form an air flow for removing particles inside the chamber. With respect to the air blowing unit that performs the operation and the stopping time when the operation of the air blowing unit is stopped when the operation of the air blowing unit is stopped, and the number of particles inside the chamber after the operation of the air blowing unit is stopped. Based on the information, it is necessary for the number of particles inside the chamber to become an acceptable number for the molding process to be normal after the operation of the blower is restarted. And having a control unit which determines the operating time of the blower unit to be.
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objects or other aspects of the present invention will be made clear by the preferred embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、生産性の点で有利な成形装置を提供することができる。 According to the present invention, for example, it is possible to provide a molding apparatus that is advantageous in terms of productivity.
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、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。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In each of the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置1(成形装置)の構成を示す概略図である。インプリント装置1は、半導体デバイスや液晶表示素子の製造工程であるリソグラフィ工程に採用され、基板にパターンを形成するリソグラフィ装置である。インプリント装置1は、モールド(型、テンプレート)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。本実施形態では、インプリント装置1は、基板上に供給されたインプリント材と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、モールドの凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する。
FIG. 1 is a schematic view showing the configuration of an imprint apparatus 1 (forming apparatus) according to one aspect of the present invention. The
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って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、熱などが用いられる。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、紫外線などの光を用いる。 For the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that is cured by receiving energy for curing is used. As energy for curing, electromagnetic waves, heat, etc. are used. As the electromagnetic wave, for example, light such as infrared light, visible light, ultraviolet light or the like whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less is used.
硬化性組成物は、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化する組成物である。光の照射によって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、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。 The curable composition is a composition which is cured by irradiation of light or by heating. The photocurable composition which is cured by irradiation of light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a nonpolymerizable compound or a solvent, as required. 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, a polymer component and the like.
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って基板上に膜状に付与されてもよい。また、インプリント材は、液体噴射ヘッドによって、液滴状、或いは、複数の液滴が繋がって形成された島状又は膜状で基板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 may be applied in a film form on the substrate by a spin coater or a slit coater. Further, the imprint material may be applied onto the substrate in the form of droplets, or in the form of islands or a film formed by connecting a plurality of droplets by a liquid jet head. The viscosity (the viscosity at 25 ° C.) of the imprint material is, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less.
基板には、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂などが用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。具体的には、基板は、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどを含む。 For the substrate, glass, ceramics, metals, semiconductors, resins, etc. are used, and if necessary, a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface. Specifically, the substrate includes a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass and the like.
インプリント装置1は、基板8を保持する基板保持部2と、モールド11を保持するモールド保持部(型保持部)3と、アライメント計測部4と、照射部5と、供給部7と、気体供給部25と、制御部6とを有する。また、インプリント装置1は、基板8を基板保持部2に搬送するための基板搬送部(不図示)と、モールド11をモールド保持部3に搬送するためのモールド搬送部(不図示)とを有する。更に、インプリント装置1は、基板保持部2を支持するベース定盤24と、モールド保持部3を支持するブリッジ定盤14と、ブリッジ定盤14を支持する支柱15とを有する。なお、図1では、互いに直交する3軸方向に、X軸、Y軸及びZ軸を定義している。
The
基板8は、上述したように、種々の基板を含み、その被処理面には、インプリント材が供給(塗布)される。モールド11は、矩形の外形を有し、基板8に対向する面に、基板8に供給されたインプリント材に転写するパターンが3次元形状に形成された型である。モールド11は、本実施形態では、石英などの紫外線を透過させる材料で構成されている。
As described above, the
照射部5は、モールド11を介して、基板上のインプリント材に対して紫外線を照射する。照射部5は、例えば、光源16と、光源16から発せられた紫外線をインプリント処理(成形処理)に適した状態に調整する光学系17と、基板上のインプリント材に照射される紫外線を走査するための走査部18とを含む。また、照射部5は、基板8(のショット領域)の形状を補正する(変形させる)ためのアライメント補正用の光源を含んでいてもよい。アライメント補正では、ピエゾ素子などを用いてモールド11に力を加えてモールド11(のパターン)を変形させてもよいし、基板8にレーザ光を照射して熱変形させてもよい。
The
モールド保持部3は、モールド11を保持して、基板上のインプリント材にモールド11のパターンをインプリントする、即ち、基板上のインプリント材とモールド11とを接触させるためのユニットである。モールド保持部3は、モールドチャック12と、モールドステージ23とを含む。モールドチャック12は、機械的保持機構、例えば、真空吸着パッドによって、モールド11を保持(固定)する。モールドチャック12は、機械的保持機構によって、モールドステージ23に保持されている。モールドステージ23は、基板8とモールド11との間の距離(間隔)を変更するための駆動系であって、モールド11を保持したモールドチャック12をZ軸方向に駆動する(移動させる)。モールドステージ23は、モールド11の高精度な位置決めを実現するために、粗動駆動系や微動駆動系など複数の駆動系を含んでいてもよい。また、モールドステージ23は、Z軸方向だけではなく、X軸方向、Y軸方向、θ(Z軸周りの回転)方向にモールド11を駆動する機能やモールド11の傾きを補正する機能を有していてもよい。
The
基板保持部2は、基板8を保持して、モールド11と基板8との間の並進シフトを補正する、即ち、モールド11と基板8との位置合わせ(アライメント)をする。基板保持部2は、基板チャック9と、基板ステージ10とを含む。基板チャック9は、機械的保持機構、例えば、真空吸着パッドによって、基板8を保持(固定)する。基板チャック9は、真空吸着パッド(不図示)を介して、基板ステージ10に保持されている。基板ステージ10は、基板8を保持した基板チャック9をX軸方向及びY軸方向に駆動する(移動させる)。基板ステージ10は、粗動駆動系や微動駆動系など複数の駆動系を含んでいてもよい。基板ステージ10は、Z軸方向やθ(Z軸周りの回転)方向に基板8を駆動する機能や基板8の傾きを補正する機能を有していてもよい。また、基板ステージ10には、モールド11をアライメントする際に利用する基準マークが配置されている。
The
供給部7は、基板上にインプリント材を供給する。供給部7は、インプリント材を吐出する吐出ノズルを含み、かかる吐出ノズルから基板8にインプリント材を滴下する。なお、インプリント材は、本実施形態では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する。供給部7から供給するインプリント材の量は、必要となる残膜厚や転写するパターンの密度などによって決定される。
The
アライメント計測部4は、モールド11及び基板8のそれぞれに設けられたアライメントマークを検出し、モールド11(のパターン)と基板8(の下地パターン)とのX軸方向及びY軸方向の位置ずれや形状差を計測する。
The alignment measurement unit 4 detects alignment marks provided on each of the
気体供給部25は、流量調整器、バルブ、配管などを含む。気体供給部25は、制御部6の制御下において、装置外から供給される気体を配管28を介して装置内に導入するとともに、装置内で用いた気体を配管29を介して装置外に排出する。気体供給部25は、供給ノズル26からモールド11と基板8(基板上のインプリント材)との間の空間30に気体を供給し、かかる気体で空間30の大気を置換する。また、気体供給部25は、供給ノズル26から空間30に供給された気体を回収ノズル27から回収し、かかる気体が装置内に漏洩することを防止する。空間30に供給する気体には、例えば、拡散性の高いヘリウムなどを用いる。
The
制御部6は、CPUやメモリなどを含み、インプリント装置1の全体(動作)を制御する。制御部6は、インプリント装置1の各部、例えば、基板保持部2、モールド保持部3と、アライメント計測部4、照射部5、供給部7、気体供給部25などを制御して、インプリント処理を行う。
The control unit 6 includes a CPU, a memory, and the like, and controls the entire (operation) of the
インプリント装置1は、チャンバ19の内部に収容されている。チャンバ19には、送風機(不図示)、ケミカルフィルタ(不図示)、パーティクルフィルタ(不図示)などを含む送風部20や排気部21が設けられている。送風部20は、チャンバ19の内部(ブース空間22)の圧力をチャンバ19の外部の圧力よりも高く維持するとともに、チャンバ19の内部のパーティクルを除去するための気流を形成するように、チャンバ19の内部に気体を供給する動作を行う。具体的には、送風部20は、チャンバ19が設置される雰囲気(外部)の大気を送風機で取り込み、取り込んだ大気に含まれる化学物質や塵をケミカルフィルタ及びパーティクルフィルタで取り除いて、清浄な大気(気体)をブース空間22に供給する。排気部21は、インプリント装置1で発生した熱や塵などを排気する。ブース空間22の圧力は、上述したように、チャンバ19の外部の圧力よりも僅かに高くなるように調整され、チャンバ19の隙間からケミカルフィルタやパーティクルフィルタを通過していない大気が入り込むことを防止している。ブース空間22とチャンバ19の外部との間の圧力差は、0.3Pa以上5.0Pa以下にするとよい。また、チャンバ19には、メンテナンスや故障(修理)などの際に、チャンバ19に収容されているインプリント装置1の各部にアクセスするために開閉可能な複数のチャンバパネルが設けられている。
The
インプリント装置1においては、メンテナンスや故障などの際に、送風部20の動作(ブース空間22への清浄な大気の供給)を停止したり、チャンバ19に設けられたチャンバパネルを開けたりする。この場合、チャンバ19の内部、即ち、ブース空間22を陽圧に維持することができなくなり、チャンバ19の外部からブース空間22にパーティクルが進入するため、ブース空間22のパーティクルの数が増加する。また、送風部20の動作を停止すると、ブース空間22に気流が形成されなくなるため、ブース空間22を浮遊しているパーティクルの落下も増加する。メンテナンスや故障の修理が終了すると、チャンバパネルを閉めて送風部20の動作を再開するため、ブース空間22のパーティクルの数が減少する。以下では、送風部20の動作を再開してブース空間22のパーティクルを除去するために送風部20を動作させることを、パーティクル除去運転と称する。
In the
図2は、送風部20の動作を停止し、チャンバ19に設けられたチャンバパネルのうち第1チャンバパネル及び第2チャンバパネルを順に開けてメンテナンスをした場合におけるブース空間22のパーティクル特性を示す図である。ここで、パーティクル特性とは、パーティクルの数に関する情報であって、図2に示すように、パーティクルの数が増加する増加特性100と、パーティクルの数が減少する減少特性101とで表される。このように、パーティクル特性は、送風部20の動作を停止している停止時間と、送風部20の動作を停止した後のブース空間22のパーティクルの増加数との関係を示す情報、即ち、増加特性100を含む。なお、増加特性100には、チャンバ19に設けられた複数のチャンバパネルのそれぞれを開けている時間と、複数のチャンバパネルのそれぞれを開けた後のブース空間22のパーティクルの増加数との関係を示す情報も含まれている。また、パーティクル特性は、送風部20の動作を再開してからの時間と、送風部20の動作を再開した後のブース空間22のパーティクルの減少数との関係を示す情報、即ち、減少特性101も含む。図2において、縦軸は、基板ステージ10の近傍(パーティクルの影響を受けやすい場所)のパーティクルの数(p)を示し、横軸は、時間(t)を示し、送風部20の動作を停止したときを0としている。
FIG. 2 is a view showing particle characteristics of the
図2に示すp1、p2、t1、t2、t3、t4及びt5は、以下を表す。
p1:インプリント装置1の稼働が可能なパーティクルの数の許容値(インプリント処理を正常に行うために許容されるパーティクルの数)
p2:メンテナンスを終了し、送風部20の動作を再開したときのパーティクルの数
t1:送風部20の動作を停止した後でパーティクルの数が許容値p1よりも少ない期間
t2:送風部20の動作の停止によって気流が形成されない期間
t3:第1チャンバパネルを開けている期間
t4:第2チャンバパネルを開けている期間
t5:パーティクル除去運転を行っている期間
この場合、3つの要因、即ち、(A)ブース空間22に気流が形成されないこと、(B)第1チャンバパネルを開いたこと、及び、(C)第2チャンバパネルを開いたことによって、図2に示すように、ブース空間22のパーティクルの数が増加している。パーティクルが増加する期間のうち、期間102は、上述の(A)の影響のみを受け、期間103は、上述の(A)に加えて(B)の影響も受け、基板t4は、上述の(A)、(B)及び(C)の全ての影響を受ける。期間t2は、送風部20の動作が停止しているため、ブース空間22のパーティクルは、各要因の発生期間に応じて増加する。本実施形態では、各要因によって増加するパーティクルの数は比例し、各要因の影響は互いに独立し、各要因が順に発生しているが、これに限定されるものではない。例えば、各要因によって増加するパーティクルの数は、比例関係でなくてもよい。また、各要因の影響に相関があれば、その影響を加味すればよいし、チャンバパネルの開閉が複数回ある場合には、そのチャンバパネルを開いている時間を積算して考えればよい。
P1, p2, t1, t2, t3, t4 and t5 shown in FIG. 2 represent the following.
p1: tolerance of the number of particles capable of operating the imprint apparatus 1 (the number of particles acceptable for performing imprint processing normally)
p2: Number of particles when maintenance is ended and operation of the
なお、期間t1は、上述したように、ブース空間22のパーティクルの数が許容値p1よりも少ない期間である。従って、送風部20の動作を停止している期間が期間t1よりも短ければ、パーティクル除去運転を行わずに、インプリント処理を再開する(即ち、インプリント装置1を再稼働する)ことも可能である。
Note that, as described above, the period t1 is a period in which the number of particles in the
メンテナンスや故障の修理が終了すると、第1チャンバパネル及び第2チャンバパネルを閉めて送風部20の動作を再開する。送風部20の動作の再開時におけるブース空間22のパーティクルの数は、図2に示すように、p2であり、許容値p1よりも大きな値となっている。従って、送風部20の動作を再開する時点において、モールド11と基板8とをインプリント材を介して接触させると、パーティクルを挟み込んでモールド11(のパターン)が破損してしまう可能性がある。
When the maintenance or repair of the failure is completed, the first chamber panel and the second chamber panel are closed to restart the operation of the
そこで、期間t5において、パーティクル除去運転を行う。パーティクル除去運転では、モールド11と基板上のインプリント材とを接触させずに送風部20を動作させるとともに、インプリント装置1の各部(基板ステージ10など)を動作させることで、パーティクルを積極的に舞い上がらせて除去する。なお、パーティクル除去運転における送風部20の動作条件は、インプリント処理における送風部20の動作条件と異なっていてもよい。例えば、パーティクル除去運転では、インプリント処理のときと比較して、送風部20から供給する気体の量を多くしたり、流速を速くしたりしてもよい。このようなパーティクル除去運転によって、パーティクル特性は、図2に示すように、パーティクルの数が減少する減少特性101を示す。そして、ブース空間22のパーティクルの数が許容値p1よりも少なくなった時点でインプリント処理を再開することができる。
Therefore, in the period t5, the particle removal operation is performed. In the particle removal operation, the
ここで、図2に示すパーティクル特性の数式化について説明する。パーティクル特性を数式化することで、送風部20の動作を停止してからの経過時間に応じて、ブース空間22のパーティクルの数を把握することができる。従って、ブース空間22のパーティクルの数が許容値p1になるまでに必要となる送風部20の動作時間(インプリント処理を再開する最適なタイミング)を決定することができる。
Here, mathematical expression of the particle characteristic shown in FIG. 2 will be described. By formulating the particle characteristics, it is possible to grasp the number of particles in the
図2では、ブース空間22のパーティクルの数が増加する要因は、上述した(A)、(B)及び(C)の3つである。ブース空間22のパーティクルの数は、送風部20の動作を停止している停止時間、及び、第1チャンバパネル及び第2チャンバパネルを開いている開放時間に比例して増加する。パーティクル特性のうち増加特性100におけるパーティクルの数pは、以下の式(1)で表すことができる。
p=A×ta+B×tb+C×tc ・・・(1)
式(1)において、Aは、送風部20の動作の停止によるパーティクルの数の増加係数であり、taは、送風部20の動作を停止している停止時間である。Bは、第1チャンバパネルを開くことによるパーティクルの数の増加係数であり、tbは、第1チャンバパネルを開いている開放時間である。Cは、第2チャンバパネルを開くことによるパーティクルの数の増加係数であり、tcは、第2チャンバパネルを開いている開放時間である。
In FIG. 2, the factors that increase the number of particles in the
p = A × ta + B × tb + C × tc (1)
In equation (1), A is an increase coefficient of the number of particles due to the stop of the operation of the
本実施形態では、ta=t2、tb=t3及びtc=t4であるため、パーティクルの数p2は、以下の式(2)で表すことができる。
p2=A×t2+B×t3+C×t4 ・・・(2)
次いで、パーティクル特性のうち減少特性101を数式化する。送風部20の動作を再開すると、ブース空間22に気流が形成され、パーティクルが除去される。パーティクル特性のうち減少特性101におけるパーティクルの数pは、以下の式(3)及び式(4)で表すことができる。
p’=p−p1 ・・・(3)
p1=p×exp(−t5/Tf) ・・・(4)
式(3)及び式(4)において、p1は、インプリント装置1の稼働が可能なパーティクルの数の許容値であり、p’は、ブース空間22から除去すべきパーティクルの数である。Tfは、パーティクルの数の減衰特性であり、t5は、パーティクル除去運転を行っている期間(送風部20の動作を再開してからの動作時間)である。
In the present embodiment, since ta = t2, tb = t3 and tc = t4, the number p2 of particles can be expressed by the following equation (2).
p2 = A * t2 + B * t3 + C * t4 (2)
Next, the
p '= p-p1 (3)
p1 = p × exp (−t5 / Tf) (4)
In Equations (3) and (4), p1 is an allowable value of the number of particles capable of operating the
式(4)を変形することで、パーティクル除去運転を行っている期間t5は、以下の式(5)で表すことができる。
t5=−Tf×ln(p1/p) ・・・(5)
また、式(2)で求めたパーティクルの数p2を、式(5)のpに代入することで、パーティクル除去運転を行っている期間t5は、以下の式(6)で表すことができる。
t5=−Tf×ln(p1/p2) ・・・(6)
式(6)で求められるt5は、送風部20の動作を再開してからブース空間22のパーティクルの数がインプリント処理を正常に行うために許容される数(許容値p1)になるまでに必要となる送風部20の動作時間でもある。従って、かかる動作時間が経過すれば、ブース空間22のパーティクルの数は許容値p1よりも少なくなったと判断できるため、インプリント処理を再開すればよい。
By modifying Formula (4), the period t5 in which the particle removal operation is performed can be expressed by Formula (5) below.
t5 = −Tf × ln (p1 / p) (5)
Further, by substituting the number p2 of particles obtained by the equation (2) into p in the equation (5), the period t5 in which the particle removal operation is performed can be expressed by the following equation (6).
t5 = −Tf × ln (p1 / p2) (6)
The time t5 determined by the equation (6) is from when the operation of the
このようにして数値化したパーティクル特性は、ブース空間22のパーティクルの数に関する情報として、予め取得してインプリント装置1の記憶部(例えば、制御部6のメモリ)に格納しておく。かかるパーティクル特性は、インプリント装置が同じであっても、メンテナンスの作業内容、チャンバパネルの場所、設置環境などによって異なる。従って、パーティクル特性は、メンテナンスの作業内容、チャンバパネルの場所、設置環境ごとに予め取得しておくとよい。
The particle characteristics quantified in this manner are obtained in advance as information on the number of particles in the
制御部6は、メンテナンスや故障などで送風部20の動作を停止した場合に、パーティクル特性を用いて、送風部20の動作を再開してからの動作時間、即ち、パーティクル除去運転を行うべき期間を決定する。具体的には、上述したように、送風部20の停止時間と、パーティクル特性とに基づいて、パーティクル除去運転を行うべき期間を決定する。また、チャンバ19に設けられている複数のチャンバパネルのうち少なくとも1つのチャンバパネルを開けている場合には、かかるチャンバパネルを開けている時間にも基づいて、パーティクル除去運転を行うべき期間を決定する。
When the operation of the
図3は、パーティクル除去運転を行うべき期間を決定する制御部6の機能ブロックの一例を示す図である。制御部6は、機能ブロックとして、パーティクル特性を格納する記憶部204と、決定部203とを含む。決定部203は、インプリント処理を正常に行うために許容されるブース空間22のパーティクルの数を設定する設定部200から許容値p1を取得し、メンテナンスに関する情報などを入力する入力部201から送風部20の停止時間を取得する。更に、決定部203は、記憶部204からパーティクル特性を取得する。そして、決定部203は、上述したように、送風部20の停止時間と、パーティクル特性とに基づいて、ブース空間22のパーティクルの数が許容値p1になるまでに必要となる送風部20の動作時間、即ち、パーティクル除去運転を行うべき期間を決定する。なお、決定部203は、インプリント装置1の設置場所、チャンバ19のクリーン度、温度や湿度などの環境情報、装置動作や装置構成などに関する装置情報を補正情報部202から取得してもよい。環境情報や装置情報は、パーティクル特性に関連する情報であるため、決定部203は、環境情報や装置情報で記憶部204から取得したパーティクル特性を補正してもよい。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a functional block of the control unit 6 that determines a period during which the particle removal operation should be performed. Control unit 6 includes, as functional blocks,
また、制御部6は、決定部203で決定したパーティクル除去運転を行うべき期間を通知部207に出力する。通知部207は、決定部203(制御部6)で決定したパーティクル除去運転を行うべき期間をユーザに通知する。通知部207は、例えば、送風部20の動作状態、決定部203で決定したパーティクル除去運転を行うべき期間、及び、パーティクル除去運転の残りの時間のうち少なくとも1つを表示する表示部205を含む。また、通知部207は、決定部203で決定したパーティクル除去運転を行うべき期間を音声で通知する音響部206を含んでいてもよい。
Further, the control unit 6 outputs the period for performing the particle removal operation determined by the
図4(a)乃至図4(c)は、表示部205に表示される画面(ユーザインタフェース)の一例を示す図である。図4(a)及び図4(b)に示す画面は、パーティクル除去運転に関する情報をユーザに提供する。例えば、図4(a)及び図4(b)に示す画面は、送風部20の動作状態DP1、パーティクル除去運転を行うべき期間DP2及びパーティクル除去運転の残りの時間DP3をユーザに通知する。また、図4(c)に示す画面は、インプリント処理を正常に行うために許容されるパーティクルの数、即ち、許容値p1に関する情報をユーザに提供する。例えば、図4(c)に示す画面は、許容値DP4、パーティクルサイズの上限DP5、パーティクル除去運転を行うべき期間の決定を行うか(否か)DP6、及び、パーティクル除去運転を行うべき期間DP7をユーザに通知する。なお、ユーザは、設定部200を介して、許容値DP4、パーティクルサイズの上限DP5、及び、パーティクル除去運転を行うべき期間の決定を行うか(否か)DP6をせっていすることが可能である。
FIGS. 4A to 4C are diagrams showing an example of a screen (user interface) displayed on the
以上のように、本実施形態のインプリント装置1によれば、パーティクル特性を用いてブース空間22のパーティクルの数を把握することができるため、パーティクル除去運転を行うべき最適な期間を決定することができる。従って、インプリント装置1では、メンテナンスや故障などで稼働を停止したとしても、生産性の低下を招くことなく、再稼働(製品の生産)を行うことができる。
As described above, according to the
インプリント装置1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、型などである。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMなどの揮発性又は不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAなどの半導体素子などが挙げられる。型としては、インプリント用のモールドなどが挙げられる。
The pattern of the cured product formed using the
硬化物のパターンは、上述の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などが行われた後、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 component of at least a part of the above-mentioned article, or temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation 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5(a)に示すように、絶縁体などの被加工材が表面に形成されたシリコンウエハなどの基板8を用意し、続いて、インクジェット法などにより、被加工材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 of manufacturing an article will be described. As shown in FIG. 5A, a
図5(b)に示すように、インプリント用のモールド11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5(c)に示すように、インプリント材が付与された基板8とモールド11とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、モールド11と被加工材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モールド11を介して照射すると、インプリント材は硬化する。
As shown in FIG. 5B, the
図5(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、モールド11と基板8を引き離すと、基板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、モールド11の凹部が硬化物の凸部に、モールド11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、インプリント材にモールド11の凹凸パターンが転写されたことになる。
As shown in FIG. 5D, when the
図5(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、被加工材の表面のうち、硬化物がない、或いは、薄く残存した部分が除去され、溝となる。図5(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材の表面に溝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、半導体素子などに含まれる層間絶縁用の膜、即ち、物品の構成部材として利用してもよい。 As shown in FIG. 5 (e), when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the work material which has no cured product or remains thin is removed to form a groove. . As shown in FIG. 5 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article having a groove formed on the surface of the workpiece can be obtained. Although the pattern of the cured product is removed here, it may be used, for example, as a film for interlayer insulation included in a semiconductor element or the like, that is, a component of an article without removing it even after processing.
なお、本実施形態では、モールド11として、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用のモールドについて説明したが、モールド11は、凹凸パターンがない平面部を有するモールド(ブランクテンプレート)であってもよい。ブランクテンプレートは、平面部によって基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化処理(成形処理)を行う平坦化装置(成形装置)に用いられる。平坦化処理は、基板上に供給された硬化性組成物にブランクテンプレートの平面部を接触させた状態で、光の照射によって、或いは、加熱によって硬化性組成物を硬化させる工程を含む。このように、本実施形態は、モールドを用いて基板上の組成物を成形する成形装置に適用することができる。
In the present embodiment, a mold for circuit pattern transfer provided with a concavo-convex pattern has been described as 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。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, it goes without saying that the present invention is not limited to these embodiments, and various modifications and changes can be made within the scope of the present invention.
1:インプリント装置 6:制御部 8:基板 11:モールド 19:チャンバ 20:送風部 1: Imprint apparatus 6: Controller 8: Substrate 11: Mold 19: Chamber 20: Air blower
Claims (13)
前記成形装置を内部に収容するチャンバと、
前記チャンバの内部の圧力を前記チャンバの外部の圧力よりも高く維持するとともに、前記チャンバの内部のパーティクルを除去するための気流を形成するように、前記チャンバの内部に気体を供給する動作を行う送風部と、
前記送風部の動作を停止した場合に、前記送風部の動作を停止している停止時間と、前記送風部の動作を停止した後の前記チャンバの内部のパーティクルの数に関する情報とに基づいて、前記送風部の動作を再開してから前記チャンバの内部のパーティクルの数が前記成形処理を正常に行うために許容される数になるまでに必要となる前記送風部の動作時間を決定する制御部と、
を有することを特徴とする成形装置。 A forming apparatus for performing a forming process of forming a composition on a substrate using a mold,
A chamber for housing the molding apparatus therein;
The pressure inside the chamber is maintained higher than the pressure outside the chamber, and the gas is supplied to the inside of the chamber so as to form an air flow for removing particles inside the chamber. With the blower section,
When the operation of the blower is stopped, based on the stop time when the operation of the blower is stopped and the information on the number of particles inside the chamber after the operation of the blower is stopped, A control unit that determines the operation time of the blower, which is required after the operation of the blower is restarted until the number of particles in the chamber becomes an acceptable number to perform the forming process normally When,
A molding apparatus comprising:
前記停止時間と、前記送風部の動作を停止した後の前記チャンバの内部のパーティクルの増加数との関係を示す情報と、
前記送風部の動作を再開してからの時間と、前記送風部の動作を再開した後の前記チャンバの内部のパーティクルの減少数との関係を示す情報と、
を含むことを特徴とする請求項1に記載の成形装置。 The information is
Information indicating the relationship between the stop time and the number of particles in the chamber after the operation of the blower is stopped;
Information indicating a relationship between a time after resumption of the operation of the blower and a decrease in the number of particles in the chamber after resuming the operation of the blower;
The forming apparatus according to claim 1, further comprising:
前記制御部は、前記複数のパネルのうち少なくとも1つのパネルを開けている時間にも基づいて、前記動作時間を決定することを特徴とする請求項1に記載の成形装置。 It further comprises a plurality of openable and closable panels provided in the chamber for opening the inside of the chamber,
The forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit determines the operation time based on a time during which at least one of the plurality of panels is opened.
前記成形装置を内部に収容するチャンバと、
前記チャンバに設けられ、前記チャンバの内部を開放するための開閉可能なパネルと、
前記チャンバの内部の圧力を前記チャンバの外部の圧力よりも高く維持するとともに、前記チャンバの内部のパーティクルを除去するための気流を形成するように、前記チャンバの内部に気体を供給する動作を行う送風部と、
前記パネルを開けた場合に、前記パネルを開けている時間と、前記パネルを開けた後の前記チャンバの内部のパーティクルの数に関する情報とに基づいて、前記パネルを閉めてから前記チャンバの内部のパーティクルの数が前記成形処理を正常に行うために許容される数になるまでに必要となる前記送風部の動作時間を決定する制御部と、
を有することを特徴とする成形装置。 A forming apparatus for performing a forming process of forming a composition on a substrate using a mold,
A chamber for housing the molding apparatus therein;
An openable / closable panel provided in the chamber for opening the inside of the chamber;
The pressure inside the chamber is maintained higher than the pressure outside the chamber, and the gas is supplied to the inside of the chamber so as to form an air flow for removing particles inside the chamber. With the blower section,
When the panel is opened, the panel is closed based on the time during which the panel is open and the information on the number of particles in the chamber after the panel is opened. A control unit that determines an operation time of the blower unit that is required until the number of particles reaches an allowable number for performing the forming process normally;
A molding apparatus comprising:
前記工程で前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
処理された前記基板から物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする物品の製造方法。 Forming a pattern on a substrate using the forming apparatus according to claim 11;
Processing the substrate on which the pattern is formed in the step;
Manufacturing an article from the processed substrate;
A method for producing an article, comprising:
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JP2021010524A (en) * | 2019-07-05 | 2021-02-04 | 株式会社大一商会 | Game machine |
JP2021010523A (en) * | 2019-07-05 | 2021-02-04 | 株式会社大一商会 | Game machine |
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