JP2021002626A - Imprint device and manufacturing method for article - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、インプリント装置及び物品の製造方法に関する。 The present invention relates to an imprinting device and a method for manufacturing an article.
基板上に配置(供給)されたインプリント材に型(モールド)を接触させた状態でインプリント材を硬化させることによって基板上にパターンを形成するインプリント技術を採用したインプリント装置が注目されている。型には、一般的に、凹部からなるパターンが形成され、基板上のインプリント材に型を接触させると、毛細管現象によって、凹部にインプリント材が充填される。凹部に対して十分にインプリント材が充填されると、インプリント材に光又は熱などのエネルギーが与えられる。これにより、基板上のインプリント材が硬化し、硬化したインプリント材から型を引き離すことで、型に形成されたパターンが基板上のインプリント材に転写される。 Attention is being paid to imprinting devices that employ imprinting technology that forms patterns on the substrate by curing the imprinting material in a state where the mold is in contact with the imprinting material placed (supplied) on the substrate. ing. Generally, a pattern composed of recesses is formed in the mold, and when the mold is brought into contact with the imprint material on the substrate, the recesses are filled with the imprint material by the capillary phenomenon. When the recess is sufficiently filled with the imprint material, energy such as light or heat is given to the imprint material. As a result, the imprint material on the substrate is cured, and the mold is separated from the cured imprint material, so that the pattern formed on the mold is transferred to the imprint material on the substrate.
インプリント装置では、基板上の硬化したインプリント材から型を引き離す際に、型の表面が帯電(剥離帯電)する。そして、剥離帯電が形成する電界によって、パーティクル(異物)に対して静電気力(クーロン力)が作用し、パーティクルが型に引き付けられて型に付着することになる。パーティクルは、インプリント装置の外部(チャンバ外)から侵入する場合もあるし、インプリント装置の内部での機械要素の相互摩擦、機械要素と基板又は型との摩擦などによって発生する場合もある。また、基板上にインプリント材を配置する工程において、ディスペンサ(吐出口)からインプリント材を吐出する際にインプリント材のミストが発生し、かかるインプリント材のミストが固化してパーティクルとなる場合もある。 In the imprinting apparatus, the surface of the mold is charged (peeling charge) when the mold is separated from the cured imprint material on the substrate. Then, due to the electric field formed by the peeling charge, an electrostatic force (Coulomb force) acts on the particles (foreign matter), and the particles are attracted to the mold and adhere to the mold. Particles may enter from the outside of the imprinting device (outside the chamber), or may be generated by mutual friction of the machine elements inside the imprinting device, friction between the machine elements and the substrate or mold, and the like. Further, in the process of arranging the imprint material on the substrate, mist of the imprint material is generated when the imprint material is discharged from the dispenser (discharge port), and the mist of the imprint material is solidified into particles. In some cases.
パーティクルが型又は基板に付着した状態で、基板上のインプリント材に型を接触させると、基板上に欠陥を有するパターンが形成されたり、型又は基板が破損したりする。そこで、型の破損を防止するための技術が提案されている(特許文献1参照)。特許文献1には、型に異物捕捉領域を設け、かかる異物捕捉領域を帯電させることによって、基板の搬送時に雰囲気中や基板上に存在するパーティクルを除去する技術が開示されている。
When the mold is brought into contact with the imprint material on the substrate while the particles are attached to the mold or the substrate, a defective pattern is formed on the substrate or the mold or the substrate is damaged. Therefore, a technique for preventing damage to the mold has been proposed (see Patent Document 1).
また、インプリント装置では、型と基板との間の空間にガス(パージガス)を効率的に供給するために、基板の側面(周囲)を取り囲むように周辺部材を配置することが検討されている。周辺部材を配置することで、型と基板との間の空間の体積を小さくして、かかる空間に効率的にガスを供給(維持)することが可能となる。 Further, in the imprinting apparatus, in order to efficiently supply gas (purge gas) to the space between the mold and the substrate, it is considered to arrange peripheral members so as to surround the side surface (periphery) of the substrate. .. By arranging the peripheral members, the volume of the space between the mold and the substrate can be reduced, and gas can be efficiently supplied (maintained) to the space.
しかしながら、基板の周囲に周辺部材を配置すると、基板上の硬化したインプリント材から型を引き離した後、基板を移動させる際に、型に対して周辺部材が近い距離で対向することになる。静電気力は、距離の二乗に反比例するため、周辺部材上のパーティクルに作用する静電気力は、周辺部材を配置しない場合における基板保持部上のパーティクルに作用する静電気力よりも相当に大きなものになる。周辺部材には、多数の基板の処理を経ることでパーティクルが付着する。このようなパーティクルのうち、周辺部材に対して弱い付着力で付着しているパーティクルは、それに作用する静電気力によって容易に周辺部材から離脱して型に付着してしまう。 However, if the peripheral members are arranged around the substrate, the peripheral members face the mold at a short distance when the substrate is moved after the mold is separated from the cured imprint material on the substrate. Since the electrostatic force is inversely proportional to the square of the distance, the electrostatic force acting on the particles on the peripheral member is considerably larger than the electrostatic force acting on the particles on the substrate holding portion when the peripheral member is not arranged. .. Particles adhere to the peripheral members by processing a large number of substrates. Among such particles, the particles that adhere to the peripheral member with a weak adhesive force easily separate from the peripheral member and adhere to the mold due to the electrostatic force acting on the particle.
本発明は、このような従来技術の課題に鑑みてなされ、型へのパーティクルの付着を低減するのに有利なインプリント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 such problems of the prior art, and an exemplary object is to provide an imprinting apparatus that is advantageous in reducing the adhesion of particles to a mold.
上記目的を達成するために、本発明の一側面としての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、前記型を保持して移動する型保持部と、前記基板を保持して移動する基板保持部と、前記基板保持部の前記基板が保持される領域を取り囲むように配置された周辺部材と、前記型保持部の周辺に配置され、前記周辺部材に対向する開口を含み、前記開口を介して気体を吸引することでパーティクルを除去する吸引部と、前記周辺部材に対向するように前記吸引部と前記型保持部との間に配置され、帯電によりパーティクルを引き付ける帯電プレートと、を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, the imprint device as one aspect of the present invention is an imprint device that forms a pattern of an imprint material on a substrate using a mold, and holds and moves the mold. A mold holding portion, a substrate holding portion that holds and moves the substrate, a peripheral member of the substrate holding portion that is arranged so as to surround the area where the substrate is held, and a peripheral member that is arranged around the mold holding portion. , A suction portion that includes an opening facing the peripheral member and removes particles by sucking gas through the opening, and between the suction portion and the mold holding portion so as to face the peripheral member. It is characterized by having a charged plate that is arranged and attracts particles by charging.
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実施形態によって明らかにされるであろう。 Further objections or other aspects of the invention will be manifested in embodiments described below with reference to the accompanying drawings.
本発明によれば、例えば、型へのパーティクルの付着を低減するのに有利なインプリント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 an imprinting apparatus which is advantageous for reducing the adhesion of particles to a mold.
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。更に、添付図面においては、同一もしくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments do not limit the invention according to the claims. Although a plurality of features are described in the embodiment, not all of these features are essential to the invention, and the plurality of features may be arbitrarily combined. Further, in the attached drawings, the same or similar configurations are designated by the same reference numbers, and duplicate description is omitted.
図1は、本発明の一側面としてのインプリント装置IMPの構成を示す概略図である。インプリント装置IMP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処理を行うリソグラフィ装置である。インプリント装置IMPは、基板上に供給(配置)されたインプリント材と型とを接触させ、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、型のパターンが転写された硬化物のパターンを形成する。本実施形態では、インプリント処理とは、基板上のインプリント材に型を接触させ、かかるインプリント材を硬化させ、かかるインプリント材から型を引き離すことを意味する。 FIG. 1 is a schematic view showing a configuration of an imprinting apparatus IMP as one aspect of the present invention. The imprint device IMP is a lithography device that performs an imprint process for forming a pattern of an imprint material on a substrate using a mold. The imprint device IMP brings the imprint material supplied (arranged) on the substrate into contact with the mold, and applies energy for curing to the imprint material to transfer the pattern of the cured product to which the pattern of the mold is transferred. Form. In the present embodiment, the imprinting process means bringing the mold into contact with the imprint material on the substrate, curing the imprint material, and pulling the mold away from the imprint material.
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。 As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that cures when energy for curing is applied is used. Electromagnetic waves or the like are used as energy for curing. As the electromagnetic wave, for example, light such as infrared rays, visible light rays, and ultraviolet rays 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 that is cured by irradiation with light. The photocurable composition that is cured by irradiation with light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may contain a non-polymerizable compound or a solvent, if necessary. The non-polymerizable compound is at least one selected from the group of sensitizers, hydrogen donors, internal release mold release agents, surfactants, antioxidants, polymer components and the like.
インプリント材は、スピンコーター(スピンコート法)やスリットコーター(スリットコート法)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 (spin coating method) or a slit coater (slit coating method). Further, the imprint material may be applied onto the substrate in the form of droplets or islands or films formed by connecting a plurality of droplets by the liquid injection head. The viscosity of the imprint material (viscosity at 25 ° C.) 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。 Glass, ceramics, metal, semiconductors, resins and the like are used for the substrate, and a member made of a material different from the substrate may be formed on the surface thereof, if necessary. Specifically, the substrate includes a silicon wafer, a compound semiconductor wafer, quartz glass and the like.
本明細書及び添付図面では、基板101の表面に平行な方向をXY平面とするXYZ座標系で方向を示す。XYZ座標系におけるX軸、Y軸及びZ軸のそれぞれに平行な方向をX方向、Y方向及びZ方向とし、X軸周りの回転、Y軸周りの回転及びZ軸周りの回転のそれぞれをθX、θY及びθZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御又は駆動は、それぞれ、X軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御又は駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御又は駆動は、それぞれ、X軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御又は駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸及びZ軸の座標に基づいて特定される情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸及びθZ軸の値で特定される情報である。位置決めは、位置及び/又は姿勢を制御することを意味する。
In the present specification and the accompanying drawings, the direction is shown in the XYZ coordinate system in which the direction parallel to the surface of the
型100は、凹部からなるパターンを有する。基板上のインプリント材(未硬化状態)に型100を接触させることによって、型100のパターン(凹部)にインプリント材が充填される。かかる状態で、インプリント材に対して硬化用のエネルギーを与えることで、インプリント材が硬化する。これにより、型100のパターンがインプリント材に転写され、硬化したインプリント材からなるパターンが基板上に形成される。
The
インプリント装置IMPは、基板101を位置決めする基板駆動機構SDMを有する。基板駆動機構SDMは、基板101を複数の軸(例えば、X軸、Y軸及びθZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸及びθZ軸の6軸)に関して駆動するように構成されている。基板駆動機構SDMは、例えば、基板保持部160と、微動機構114と、粗動機構115と、ベース構造体116とを含む。基板保持部160は、基板101を吸着して保持する基板吸着部102と、基板吸着部102の周辺に配置された基板周辺部材113とを含む。基板吸着部102は、例えば、真空吸着や静電吸着などによって基板101を吸着する。基板吸着部102と基板周辺部材113とは、導通しており、互いに同一の電圧(電位)に維持される。基板周辺部材113は、基板101の側面(周囲)を取り囲むように、基板101が配置される領域の周辺に配置されている。
The imprint device IMP has a substrate drive mechanism SDM that positions the
基板周辺部材113は、基板吸着部102に吸着された基板101の上面とほぼ等しい高さの上面を有する。基板周辺部材113は、例えば、基板101の上面と等しい高さの上面、或いは、基板101の上面よりもやや低い上面(例えば、基板101の上面との高低差が1mm以下の上面)を有する。基板周辺部材113は、複数の部材に分割されていてもよいし、かかる複数の部材の全部又は一部は、互いに離間して配置されていてもよいし、互いに接触するように配置されていてもよい。
The substrate
基板駆動機構SDMは、基板101を複数の軸(例えば、X軸、Y軸及びθZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸及びθZ軸の6軸)に関して駆動するように構成されている。微動機構114は、基板保持部160を微小に駆動(微駆動)することで基板101を微小に移動させる機構である。粗動機構115は、微動機構114を大きく駆動(粗駆動)することで基板101を大きく移動させる機構である。ベース構造体116は、粗動機構115、微動機構114及び基板保持部160を支持する。微動機構114における基板保持部160と一体化された部分(微動ステージ)の位置は、干渉計などを含む計測部117によって計測(モニタ)される。
The substrate drive mechanism SDM has the
インプリント装置IMPは、型100を位置決めする型駆動機構MDMを有する。型駆動機構MDMは、型100を複数の軸(例えば、Z軸、θX軸及びθY軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸及びθZ軸の6軸)に関して駆動するように構成されている。型駆動機構MDMは、例えば、型保持部110と、駆動機構109と、型周辺部材161とを含む。型駆動機構MDMは、支持構造体108によって支持されている。型周辺部材161は、型100の側面(周囲)を取り囲むように、型100が配置される領域の周辺に配置されている。型保持部110は、例えば、真空吸着や静電吸着などによって型100を吸着して保持する。但し、型保持部110は、機械的機構を介して、型100を保持してもよい。駆動機構109は、型保持部110を駆動することで型100を移動させる。
The imprint device IMP has a mold drive mechanism MDM that positions the
基板駆動機構SDM及び型駆動機構MDMは、基板101と型100との相対位置が調整されるように、基板101及び型100の少なくとも一方を移動させる相対移動機構を構成する。かかる相対移動機構による基板101と型100との相対位置の調整は、基板上のインプリント材と型100との接触のための駆動、及び、基板上の硬化したインプリント材からの型100の分離のための駆動を含む。また、相対移動機構による基板101と型100との相対位置の調整は、基板101と型100との位置合わせを含む。
The substrate drive mechanism SDM and the mold drive mechanism MDM constitute a relative movement mechanism for moving at least one of the
インプリント装置IMPは、基板上に未硬化のインプリント材を配置、供給又は分配するためのディスペンサ111を有する。ディスペンサ111は、例えば、インプリント材を複数の液滴(ドロップレット)の形態で基板上に配置するように構成される。ディスペンサ111は、支持構造体108によって支持されている。
The imprinting apparatus IMP has a
インプリント装置IMPは、基板上のインプリント材、詳細には、型100と基板101との間の空間に充填されたインプリント材を硬化させるための硬化部104を有する。硬化部104は、例えば、型100を介してインプリント材に紫外(UV)光などの光を照射することによって、インプリント材を硬化させる。
The imprinting apparatus IMP has a curing
インプリント装置IMPは、硬化部104から射出(照射)された光の照度を計測するための照度計181を有する。照度計181は、例えば、基板周辺部材113に設けられている。また、インプリント装置IMPは、インプリント処理における型100や基板101の様子を観察するためのカメラ103を有する。硬化部104から射出された光は、ミラー105で反射され、型100を透過してインプリント材に照射される。カメラ103は、型100及びミラー105を介して、例えば、基板上のインプリント材と型100との接触状態などを観察するように構成されている。
The imprint device IMP has an
インプリント装置IMPは、基板101に設けられたマークと型100に設けられたマークとを検出して、それらの相対位置を計測するためのアライメントスコープ107a及び107bを有する。アライメントスコープ107a及び107bは、支持構造体108によって支持された上部構造体106に配置されている。
The imprinting apparatus IMP has
インプリント装置IMPは、基板101に設けられた複数のマークを検出して、それらの位置を計測するためのオフアクシススコープ112を有する。また、基板周辺部材113には、オフアクシススコープ112で型100と基板駆動機構SDMの基準との相対位置を計測するための基準マーク180が設けられている。オフアクシススコープ112は、支持構造体108によって支持されている。
The imprint device IMP has an off-
インプリント装置IMPは、パージガス供給部118a及び118bを有する。パージガス供給部118a及び118bは、型保持部110の周囲を取り囲むように、型保持部110の近傍に配置されている。パージガス供給部118a及び118bは、型100と基板101との間の空間にパージガスを供給する。パージガス供給部118a及び118bは、支持構造体108によって支持されている。パージガスは、インプリント材の硬化を阻害しないガス、例えば、ヘリウムガス、窒素ガス及び凝縮性ガス(例えば、ペンタフルオロプロパン(PFP))の少なくとも1つを含む。本実施形態のように、基板周辺部材113や型周辺部材161を設けることは、型100と基板101との間の空間を効率的にパージガスで満たすのに有利である。
The imprint device IMP has purge
インプリント装置IMPは、型保持部110の周辺の気体、例えば、型100と基板101との間の空間の気体を排出する排気部119を有する。基板上のインプリント材が気化したガスが型100と基板101との間の空間から外部に流出して計測部117に到達する場合がある。また、型駆動機構MDMや基板駆動機構SDMを駆動するアクチュエータからの熱が干渉計などの計測部117に伝達する場合もある。このような場合、計測部117において計測誤差が生じてしまう可能性がある。そこで、排気部119は、インプリント材が気化したガスやアクチュエータからの熱などを、型保持部110の周辺の気体とともに排気する。ここで、排気部119に必要とされる圧力値は、最小で0.5Pa、最大で5.0Paであって、通常、1.2Paである。
The imprint device IMP has an
インプリント装置IMPは、上述した各部(各構成要素)を収容するチャンバ190を有する。また、インプリント装置IMPは、空調システム130を有する。空調システム130は、チャンバ190の内部に気体を供給する(流す)ことでチャンバ190の内部の温度やクリーン度を一定に維持する。
The imprint device IMP has a
インプリント装置IMPは、制御部126を有する。制御部126は、CPUやメモリなどを含むコンピュータで構成され、インプリント装置IMPに設けられた記憶部に記憶されたプログラムに従って、インプリント装置IMPの各部を統括的に制御してインプリント装置IMPを動作させる。
The imprint device IMP has a
一般的に、チャンバ190の内部には、パーティクル150が存在する。パーティクル150は、例えば、インプリント装置IMP(チャンバ190の内部)での機械要素の相互摩擦、機械要素と基板101又は型100との摩擦などによって発生する。また、基板上にインプリント材を配置する工程において、ディスペンサ111からインプリント材を吐出する際にインプリント材のミストが発生し、かかるインプリント材のミストが固化してパーティクル150となる場合もある。
Generally,
パーティクル150は、基板周辺部材113や型周辺部材161などの部材の表面に付着する。パーティクル150は、基板周辺部材113及び型周辺部材161のうち、特に、下方に位置する基板周辺部材113に付着する可能性が高い。パーティクル150は、粒径、形状、材質などが様々なパーティクルを含む。従って、基板周辺部材113(の上面)に対するパーティクル150の付着力も様々である。基板周辺部材113に対する付着力が弱いパーティクル150は、外的刺激(例えば、振動、気流、静電気)などによって、基板周辺部材113から容易に離脱する。
The
一方、インプリント装置IMPでは、基板上の硬化したインプリント材から型100を引き離すことで型100が帯電(剥離帯電)するため、基板周辺部材113(基板101)と型100との間に強い電界が形成される。かかる電界によって、基板周辺部材上のパーティクル150に対して静電気力が作用するため、基板周辺部材113に弱い付着力で付着しているパーティクル150は、基板周辺部材113から容易に離脱する。基板周辺部材113から離脱したパーティクル150は、型100に引き付けられて型100に付着したり、基板101に付着したりする。型100や基板101にパーティクル150が付着した状態でインプリント処理を行うと、型100と基板101との間にパーティクル150が挟み込まれ、基板上に欠陥を有するパターンが形成されたり、型100や基板101が破損したりする。
On the other hand, in the imprint device IMP, the
そこで、本実施形態では、基板周辺部材113に対して弱い付着力で付着しているパーティクル150が意図しないタイミングで基板周辺部材113から離脱することがないように、基板周辺部材113からパーティクル150を予め強制的に除去する。このような基板周辺部材113をクリーニングする処理(第1処理)を実現するために、インプリント装置IMPは、クリーニング部材170を、例えば、型保持部110の周辺に配置された型周辺部材161に有する。クリーニング部材170は、後述する吸引部171(開口171A)と型保持部110との間に配置されている。また、インプリント装置IMPは、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に電圧Vを印加(供給)する電源部PSを有する。
Therefore, in the present embodiment, the
クリーニング部材170は、帯電によりパーティクル150を引き付ける帯電プレートであって、本実施形態では、導体で構成された導電板と、導体板(の表面)を被覆する絶縁膜と、を含む。導電板は、例えば、銅などの金属で構成される。絶縁膜は、例えば、ポリイミドなどで構成される。絶縁膜は、導電板を保護する機能、電圧が印加されたときの放電を防ぐ機能、発塵を防ぐ機能などを有する。また、導電板を被覆する絶縁膜を設けることによって、クリーニング部材170に引き付けられた(付着した)パーティクル150から電荷が奪われることがなくなる。従って、クリーニング部材170に付着したパーティクル150は、パーティクル150をクリーニング部材170から引き離す方向の電界が与えられることによって、クリーニング部材170から容易に除去される。
The cleaning
図2は、基板周辺部材113(基板保持部160)をクリーニングする第1処理におけるインプリント装置IMPの動作を模式的に示す図である。第1処理において、電源部PSは、クリーニング部材170と基板周辺部材113を含む基板保持部160との間に第1極性の電圧Vを印加する。クリーニング部材170と基板周辺部材113を含む基板保持部160との間に印加された第1極性の電圧Vによって、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に電界Eが発生する。かかる電界Eによって、基板周辺部材113に付着しているパーティクル150のうち、第1極性とは逆の第2極性のパーティクル150Aに対して静電気力が作用する。これにより、基板周辺部材113に付着している第2極性のパーティクル150Aは、基板周辺部材113から離脱し、クリーニング部材170に引き付けられてクリーニング部材170に付着する。なお、第1極性は、基板上の硬化したインプリント材から型100を引き離すことによって型100が帯電する電位(接地電位を基準とする電位)と同一の極性である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the operation of the imprint device IMP in the first process of cleaning the substrate peripheral member 113 (board holding portion 160). In the first process, the power supply unit PS applies a voltage V of the first polarity between the cleaning
インプリント装置IMPでは、基板周辺部材113をクリーニングする第1処理として、上述したように、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードを含む。第1処理における第1モードは、制御部126が基板保持部160の駆動及びクリーニング部材170の帯電を制御することで行われる。第1モードでは、クリーニング部材170を基板周辺部材113の少なくとも一部の領域に対向させるとともに、クリーニング部材170と基板保持部160との間に電圧Vを印加してクリーニング部材170を帯電させる。かかる状態で、クリーニング部材170に対して基板保持部160を相対的に移動させて、基板周辺部材上のパーティクル150Aをクリーニング部材170に引き付けることで基板周辺部材113からパーティクル150Aを除去する。具体的には、基板周辺部材113に付着しているパーティクル150Aは、クリーニング部材170が対向することによる静電気力によって基板周辺部材113から離脱してクリーニング部材170に引き付けられてクリーニング部材170に付着する。
In the imprint device IMP, as the first process for cleaning the substrate
本実施形態では、図2に示すように、基板吸着部102の基板保持領域(基板101が保持される領域)1021に基板101が存在する状態で、基板周辺部材113のクリーニングを行うことを想定しているが、これに限定されるものではない。例えば、基板吸着部102の基板保持領域1021に基板101が存在しない状態で、基板周辺部材113のクリーニングを行ってもよい。基板保持領域1021は、その全体が基板101と接触する領域であってもよいし、その一部分が基板101と接触する領域であってもよい。後者において、基板保持領域1021の基板101と接触する一部分は、ピンやリングを有していてもよい。
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, it is assumed that the substrate
ここで、一例として、基板上の硬化したインプリント材から型100を引き離すことによって、型100が負電位−V0(Vは正の値)に帯電する場合を考える。基板周辺部材113を含む基板保持部160は、接地されているため、その電位は、接地電位であるものとする。例えば、型100の電位が−3kVであり、基板周辺部材113と型100との間の間隔が1mmである場合、電界Eの方向は上向き(Z軸プラス方向)であり、電界Eの強度(絶対値)は3kV/mmである。第1モードでは、クリーニング部材170の電位が−V0よりも低い電位−V1(−V1<−V0)となるように、電源部PSからクリーニング部材170と基板周辺部材113との間に第1極性の電圧Vが印加される。これにより、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に、電界Eによる静電気力が発生する。かかる静電気力によって、基板周辺部材113に付着している第2極性の(電荷を有する)パーティクル150Aは、基板周辺部材113から離脱し、クリーニング部材170に引き付けられる(付着する)。
Here, as an example, consider a case where the
なお、基板周辺部材113には、基板保持部160の位置の基準となる基準マーク180や基板101に入射する光の照度を計測するための照度計181が設けられている。基準マーク180や照度計181においては、帯電しているクリーニング部材170が対向すると、基準マーク180や照度計181を形成する部材の材質や構成などによっては静電破壊などによって故障する可能性がある。従って、基準マーク180や照度計181が設けられている位置(領域)に対して、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードを行うことは難しい。
The substrate
そこで、本実施形態では、基板周辺部材113において、基準マーク180や照度計181が設けられている位置(領域)をクリーニングするために、型周辺部材161の周辺に吸引部171が設けられている。ここで、吸引部171に必要とされる圧力値は、最小で25Pa、最大で400であって、通常、200Paである。
Therefore, in the present embodiment, in the substrate
吸引部171は、型周辺部材161の基板周辺部材113(基板保持部160)に対向する側に設けられた開口171Aを含む。開口171Aは、支持構造体108に設けられた連通孔171Bを介して、真空源などを含む吸引ポンプ171Cと連通する。吸引部171は、開口171Aを介して、開口171Aの下の気体(例えば、型100と基板周辺部材113との間の気体)を吸引することでパーティクルを除去する。吸引部171を用いることで、基板周辺部材113において、基準マーク180や照度計181が設けられている位置の近傍のパーティクルを除去することが可能となる。なお、開口171Aは、周囲の気体を均一に吸引することが可能であればよい。従って、単一の開口171Aを型周辺部材161に設けてもよいし、複数の開口171Aを型周辺部材161に設けてもよい。また、開口171Aの形状も限定されるものでなく、例えば、スリットであってもよい。
The
このように、インプリント装置IMPでは、基板周辺部材113をクリーニングする第1処理として、吸引部171を用いて基板周辺部材113の基準マーク180や照度計181が設けられている位置のパーティクルを除去する第2モードも含む。第1処理における第2モードは、制御部126が基板保持部160及び吸引部171の駆動を制御することで行われる。第2モードでは、吸引部171(の開口171A)を基板周辺部材113の少なくとも一部の領域に対向させた状態で、開口171Aを介して気体を吸引することで基板周辺部材上のパーティクルを除去する。
As described above, in the imprint device IMP, as the first process for cleaning the substrate
吸引部171によるパーティクル除去性能は、クリーニング部材170によるパーティクル除去性能と比較して、強固な付着力を有する微小なパーティクルなどの除去性能の点で劣る。但し、吸引部171は、粒径、形状、材質に応じた比較的付着力の弱いパーティクルを除去することは可能であるため、型100と基板101との間の空間の清浄度を向上させるのに寄与する。
The particle removing performance of the
図3を参照して、インプリント装置IMPにおけるクリーニング動作、具体的には、基板周辺部材113をクリーニングする第1処理について説明する。ここでは、インプリント装置IMPがインプリント処理を行う前(例えば、アイドリング状態や設定された複数(例えば、1ロット)の基板101を処理した後)に、基板周辺部材113をクリーニングするための基本的な工程を説明する。基板周辺部材113をクリーニングする第1処理は、上述したように、制御部126がインプリント装置IMPの各部を統括的に制御することで行われる。
With reference to FIG. 3, a cleaning operation in the imprinting apparatus IMP, specifically, a first process for cleaning the substrate
S302では、基板周辺部材113をクリーニング部材170に対向させる。具体的には、計測部117で計測される位置に基づいて基板駆動機構SDMを制御して、基板周辺部材113のクリーニング開始位置がクリーニング部材170に対向するように、基板保持部160を移動させる。本実施形態では、基板駆動機構SDMは、制御部126の制御下において、計測部117によって計測される位置に基づいて、制御部126のメモリなどに記憶されたクリーニング軌道軌跡に沿って、基板保持部160を移動させる。
In S302, the substrate
S304では、計測部117で計測される位置に基づいて、クリーニング部材170に対向する基板周辺部材113の位置(領域)が基準マーク180や照度計181が設けられている位置であるかどうかを判定する。上述したように、帯電しているクリーニング部材170に対して基準マーク180や照度計181が対向すると、それらが故障する可能性がある。そこで、本実施形態では、基準マーク180や照度計181が設けられている位置では、第1モードを行うことを禁止する。従って、S304では、基板保持部160の位置が第1モードを行うことを禁止している位置であるかどうかを判定しているとも言える。
In S304, it is determined whether or not the position (region) of the substrate
クリーニング部材170に対向する基板周辺部材113の位置が基準マーク180や照度計181が設けられている位置である場合には、S306に移行する。一方、クリーニング部材170に対向する基板周辺部材113の位置が基準マーク180や照度計181が設けられている位置でない場合には、S308に移行する。
When the position of the substrate
S306では、吸引部171を用いて基板周辺部材113の基準マーク180や照度計181が設けられている位置のパーティクルを除去する第2モードを行う。上述したように、第2モードでは、クリーニング部材170の帯電をOFFにし(電圧Vを印加せず)、吸引部171の機能をON(有効)にして、吸引部171に対して基板保持部160を相対的に移動させる。これにより、吸引部171によって、基板周辺部材113の基準マーク180や照度計181が設けられている位置に付着しているパーティクルが除去される。
In S306, a second mode is performed in which the
S308では、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードを行う。上述したように、第1モードでは、クリーニング部材170の帯電をONにし(電圧Vを印加して)、吸引部171の機能をOFF(無効)にして、クリーニング部材170に対して基板保持部160を相対的に移動させる。これにより、クリーニング部材170によって、基板周辺部材113に付着しているパーティクルが除去される。
In S308, the cleaning
S310では、基板周辺部材113の全ての領域に対するクリーニングが終了したかどうかを判定する。基板周辺部材113の全ての領域に対するクリーニングが終了していない場合には、S304に移行し、基板保持部160の位置に応じて、第1モード及び第2モードのいずれか一方のモードを行う。一方、基板周辺部材113の全ての領域に対するクリーニングが終了している場合には、第1処理を終了する。
In S310, it is determined whether or not cleaning of all the regions of the substrate
また、基板周辺部材113をクリーニングする第1処理は、基板101に対するインプリント処理と並行して行われてもよい。図4は、インプリント処理と並行して第1処理を行う場合におけるインプリント装置IMPの動作を説明するためのフローチャートである。なお、インプリント処理中には、吸引部171の機能をOFFにする(即ち、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードのみを行う)のが好ましい。インプリント処理中に吸引部171の機能をONにすると、インプリント処理中における型100と基板101との間の空間の気流に乱れを生じさせてしまう。これにより、型100と基板101との間の空間の近傍に存在するパーティクルを型100と基板101との間の空間に誘引するなどして、インプリント処理の結果に影響を及ぼしてしまう可能性がある。
Further, the first process for cleaning the substrate
S402では、計測部117で計測される位置に基づいて基板駆動機構SDMを制御して、基板上のインプリント処理の対象のショット領域をディスペンサ111の下に位置させる。
In S402, the substrate drive mechanism SDM is controlled based on the position measured by the measuring
S404では、基板上のインプリント処理の対象のショット領域にインプリント材を配置する。具体的には、ディスペンサ111からインプリント材を吐出しながら、基板駆動機構SDMを介して基板101を移動させることで、基板上のショット領域にインプリント材を配置する。基板上のショット領域に対するインプリント材の配置の形式は、任意であるが、例えば、複数の液滴の配列の形式で基板上のショット領域にインプリント材が配置される。
In S404, the imprint material is arranged in the shot region to be imprinted on the substrate. Specifically, the imprint material is arranged in the shot region on the substrate by moving the
S406では、計測部117で計測される位置に基づいて基板駆動機構SDMを制御して、基板上のインプリント処理の対象のショット領域を型100の下(インプリント位置)に位置させる。詳細には、基板上のインプリント処理の対象のショット領域と型100とが位置合わせされるように、基板101を位置決めする。
In S406, the substrate drive mechanism SDM is controlled based on the position measured by the measuring
S408では、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードを開始する(第1モードの機能をON(有効)にする)。具体的には、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間への第1極性の電圧Vの印加を開始する。これにより、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間には、基板周辺部材113に付着しているパーティクルをクリーニング部材170に引き付ける電界Eが形成される。かかる電界Eによって、基板周辺部材113に付着している第2極性のパーティクル150Aが基板周辺部材113から離脱し、クリーニング部材170に引き付けられてクリーニング部材170に付着する。第1モードを開始することによって、基板周辺部材113がクリーニングされ、例えば、S402からS406の工程で基板周辺部材113に付着したパーティクルが直ちに除去される。
In S408, the cleaning
ここで、S408は、S406が終了する前に行われてもよい。但し、ディスペンサ111が基板101にインプリント材を配置(供給)している期間は、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間への電圧Vの印加は行わないようにするのが好ましい。これは、電圧Vによって形成される電界Eがディスペンサ111による基板上の適正位置へのインプリント材の配置を妨げる可能性があるからである。
Here, S408 may be performed before the end of S406. However, it is preferable that the voltage V is not applied between the cleaning
S410では、基板駆動機構SDM、型駆動機構MDM、硬化部104、アライメントスコープ107a及び107bなどを制御して、基板上のインプリント処理の対象のショット領域に対してインプリント処理を行う。具体的には、インプリント処理では、基板上のインプリント処理の対象のショット領域上のインプリント材に型100を接触させ、インプリント材を硬化させ、その後、インプリント材から型100を引き離す。
In S410, the substrate drive mechanism SDM, the mold drive mechanism MDM, the curing
本実施形態では、インプリント処理は、第1モードを開始した状態で行われる。従って、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に電圧Vが印加された状態で、基板上のインプリント材に型100を接触させる。そして、型100と基板101との間のインプリント材を硬化させ、かかるインプリント材から型100を引き離す。
In the present embodiment, the imprint process is performed with the first mode started. Therefore, the
S412では、クリーニング部材170を用いて基板周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードを終了する(第1モードの機能をOFF(無効)にする)。具体的には、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間への第1極性の電圧Vの印加を停止する。
In S412, the first mode of removing the particles on the substrate peripheral member by using the cleaning
S414では、基板上の全てのショット領域に対するインプリント処理が終了したかどうかを判定する。基板上の全てのショット領域に対するインプリント処理が終了していない場合には、インプリント処理が行われていないショット領域に対してインプリント処理が行われるように、S402に移行する。一方、基板上の全てのショット領域に対するインプリント処理が終了している場合には、動作を終了する。 In S414, it is determined whether or not the imprint processing for all the shot areas on the substrate is completed. When the imprint processing for all the shot areas on the substrate is not completed, the process proceeds to S402 so that the imprint processing is performed on the shot areas where the imprint processing has not been performed. On the other hand, when the imprint processing for all the shot areas on the substrate is completed, the operation is terminated.
図5は、基板保持部160の構成を示す上面図である。図5には、基板周辺部材113の形状が例示されている。本実施形態では、基板周辺部材113は、矩形の外形を有しているが、これに限定されるものではなく、種々の外形形状を有する。基板周辺部材113は、基板101の側面(周囲)を取り囲む開口部を含み、かかる開口部の形状は、基板101の外形形状にならっている。基板周辺部材113は、表面が滑らかな連続部と、表面が滑らかではない不連続部とを含んでいてもよい。
FIG. 5 is a top view showing the configuration of the
図5を参照するに、領域140は、インプリント処理と第1モードとが並行に行われる期間、即ち、基板101の複数のショット領域のそれぞれにパターンを形成する期間において、基板周辺部材113の型100と対向する領域を示している。従って、領域140は、基板周辺部材113の上面のうち、型100(のパターン領域)に対するパーティクルの供給源となりやすい領域である。
With reference to FIG. 5, the
また、図5には、基板101のあるショット領域に対してディスペンサ111からインプリント材を配置する場合における基板周辺部材113、型100、ディスペンサ111及びクリーニング部材170の位置関係が示されている。型10のパターン領域(基板101に転写すべきパターンを有する領域)100aは、基板周辺部材113の上に位置する。従って、インプリント処理の対象のショット領域をディスペンサ111の下に移動させ、その後、型100の下に移動させるシーケンスにおいて、図5に示す領域140の一部がクリーニング部材170に対向してクリーニングされる。このようなシーケンスが複数のショット領域に対して順に行われることによって、領域140の全域がクリーニング部材170に対向してクリーニングされる。
Further, FIG. 5 shows the positional relationship between the substrate
インプリント処理と第1モードとが並行に行われる処理の対象を基板周辺部材113の上面の全域ではなく、少なくとも領域140を含む領域に対するよう一部の領域に限定する場合には、図5に示す配置によりクリーニングを行うことができる。また、基準マーク180や照度計181は、図5に示すように、インプリント処理と第1モードとを並行して行うための動作に影響しないように、領域140を除く領域に配置されるのが好ましい。なお、クリーニング部材170の長手方向の長さは、パーティクル除去効率の観点から、型100のパターン領域100aの長手方向よりも長いことが好ましい。
FIG. 5 shows a case where the target of the process in which the imprint process and the first mode are performed in parallel is not the entire upper surface of the substrate
第1モードを長時間にわたって行うと(インプリント装置IMPが長時間にわたって第1モードで動作すると)、クリーニング部材170(の絶縁膜の表面)に多量のパーティクル150が付着してしまう。クリーニング部材170に付着しているパーティクル150は、振動や気流などによってクリーニング部材170から離脱して、型100や基板101に付着する可能性がある。
When the first mode is performed for a long time (when the imprint device IMP operates in the first mode for a long time), a large amount of
そこで、インプリント装置IMPでは、クリーニング部材170をクリーニングする、即ち、クリーニング部材170に付着しているパーティクル150を除去する第2処理が行われる。図6は、クリーニング部材170をクリーニングする第2処理におけるインプリント装置IMPの動作を模式的に示す図である。第2処理では、電源部PSは、基板周辺部材113を含む基板保持部160とクリーニング部材170との間に、第1極性とは逆の第2極性の電圧Vを印加する。
Therefore, in the imprint device IMP, a second process of cleaning the cleaning
第2処理では、図6に示すように、基板保持部160(基板吸着部102)にクリーニング用基板101Aを保持させ、クリーニング用基板101Aがクリーニング対象のクリーニング部材170と対向するように基板保持部160を位置決めする。ここで、クリーニング用基板101Aは、半導体デバイスなどの物品の製造用の基板101と同様の仕様を有する基板であってもよいし、クリーニング(メンテナンス)用の特別な仕様を有する基板であってもよい。
In the second process, as shown in FIG. 6, the substrate holding portion 160 (board suction portion 102) holds the cleaning
第2処理では、上述したように、第1極性とは逆の第2極性の電圧Vをクリーニング部材170と基板周辺部材113との間に印加して、クリーニング部材170を第1モードで帯電させた極性とは逆の極性に帯電させる。従って、第1モードにおいてクリーニング部材170と基板周辺部材113との間に形成される電界Eの方向と、第2処理においてクリーニング部材170と基板周辺部材113との間に形成される電界Eの方向とは、反対になる。これにより、第2処理では、クリーニング部材170に付着しているパーティクル150に対して、かかるパーティクル150をクリーニング用基板101Aに引き付ける静電気力が作用する。従って、クリーニング部材170に付着しているパーティクル150は、クリーニング部材170から離脱して、クリーニング用基板101Aに引き付けられてクリーニング用基板101Aに付着する。
In the second process, as described above, a voltage V having a second polarity opposite to that of the first polarity is applied between the cleaning
第2処理において、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に印加される電圧について説明する。第2処理では、クリーニング部材170の電圧が+V0よりも高い電位+V1(−+V1>+V0)となるように、電源部PSからクリーニング部材170とクリーニング用基板101Aとの間に第2極性の電圧Vが印加される。これにより、クリーニング部材170に付着しているパーティクル150は、図6に示すように、クリーニング部材170から離脱して、クリーニング用基板101Aに付着する(移動する)。
The voltage applied between the cleaning
クリーニング部材170に付着しているパーティクル150をクリーニング用基板101Aに移動させたら、図7に示すように、クリーニング用基板101Aが吸引部171(開口171A)に対向するように、基板保持部160を移動させる。そして、クリーニング用基板101Aを吸引部171に対向させた状態で、開口171Aを介して気体を吸引することでクリーニング部材170からクリーニング用基板上に移動させたパーティクル150を除去する。なお、パーティクル150が除去されたクリーニング用基板101Aは、インプリント装置IMPから搬出される。
When the
クリーニング部材170からクリーニング用基板101Aに移動させたパーティクル150のうち、強固な付着力を有する微小なパーティクルの全てを、吸引部171によって除去することは難しい。但し、吸引部171によるパーティクル除去後にクリーニング用基板101Aに残存しているパーティクル150は、吸引部171によって除去することができない程度に付着力が強い。従って、クリーニング用基板101Aの搬出中の振動や気流の乱れによって、クリーニング用基板101Aに付着しているパーティクル150が再離脱する可能性は低く、装置内(チャンバ190の内部)のクリーン度を維持することができる。
Of the
図8は、インプリント装置IMPにおけるクリーニング動作、具体的には、クリーニング部材170をクリーニングする第2処理を説明するためのフローチャートである。クリーニング部材170をクリーニングする第2処理は、制御部126がインプリント装置IMPの各部を統括的に制御することで行われる。
FIG. 8 is a flowchart for explaining a cleaning operation in the imprint device IMP, specifically, a second process for cleaning the cleaning
S802では、クリーニング用基板101Aを基板保持部160(基板吸着部102)に保持させる。
In S802, the cleaning
S804では、クリーニング用基板101Aをクリーニング部材170の下に移動させる。具体的には、クリーニング用基板101Aがクリーニング対象のクリーニング部材170と対向するように基板保持部160を位置決めする。
In S804, the cleaning
S806では、クリーニング部材170をクリーニングする第2処理を開始する(第2処理の機能をON(有効)にする)。具体的には、クリーニング部材170とクリーニング用基板101Aとの間への第2極性の電圧Vの印加を開始する。これにより、クリーニング部材170とクリーニング用基板101Aとの間には、クリーニング部材170に付着しているパーティクルをクリーニング用基板101Aに引き付ける電界Eが形成される。かかる電界Eによって、クリーニング部材170に付着しているパーティクル150がクリーニング部材170から離脱し、クリーニング用基板101Aに引き付けられてクリーニング用基板101Aに付着する。
In S806, the second process of cleaning the cleaning
S808では、クリーニング用基板101Aを吸引部171の下に移動させる。具体的には、クリーニング用基板101Aが吸引部171と対向するように基板保持部160を位置決めする。
In S808, the cleaning
S810では、クリーニング用基板上のパーティクル150を除去する。具体的には、クリーニング用基板101Aを吸引部171に対向させた状態で、開口171Aを介して気体を吸引することでクリーニング部材170からクリーニング用基板上に移動させたパーティクル150を除去する。
In S810, the
S812では、クリーニング部材170をクリーニングする第2処理を終了する(第2処理の機能をOFF(無効)にする)。具体的には、クリーニング部材170とクリーニング用基板101Aとの間への第2極性の電圧Vの印加を停止する。
In S812, the second process of cleaning the cleaning
S814では、インプリント装置IMPからクリーニング用基板101Aを搬出する。
In S814, the cleaning
なお、後述するように、複数のクリーニング部材170が設けられている場合には、クリーニング用基板101Aを新たなクリーニング用基板に交換して、S804に移行してもよい。また、クリーニング用基板101Aを新たなクリーニング用基板に交換せずに(即ち、基板保持部160に保持されているクリーニング用基板101Aを継続して用いて)、S804に移行してもよい。
As will be described later, when a plurality of cleaning
図9(a)及び図9(b)は、クリーニング部材170を基板周辺部材113の少なくとも一部の領域に対向させた状態で、クリーニング部材170に対して基板周辺部材113を相対的に移動させている様子を示す図である。図9(a)では、基板周辺部材113の領域140が選択的にクリーニングされるように第1モード(第1処理)を行う。このような第1モードは、基板周辺部材113のクリーニングに要する時間を短縮するのに有利である。一方、図9(b)では、基板周辺部材113全域がクリーニングされるように第1モードを行う。このような第1モードは、基板周辺部材113のクリーン度を向上させるのに有利である。
9 (a) and 9 (b) show that the substrate
また、クリーニング部材170に対する基板周辺部材113(基板保持部160)の相対的な移動は、図9(a)及び図9(b)に示すように、所定の動作単位の連続的な繰り返しを含む。所定の動作単位は、例えば、第1方向(例えば、X方向)への移動と、第1方向に交差する第2方向(例えば、Y方向)への移動とを含み、これらの組み合わせで構成される。なお、このような所定の動作単位は、第2モードに適用されてもよい。
Further, the relative movement of the substrate peripheral member 113 (board holding portion 160) with respect to the cleaning
また、クリーニング部材170に対する基板周辺部材113(基板保持部160)の相対的な移動は、繰り返し行われてもよい。この際、クリーニング部材170に対して基準マーク180や照度計181が対向するときには、第1モードから第2モードに切り替える。これにより、基準マーク180や照度計181の故障を防止することができる。
Further, the relative movement of the substrate peripheral member 113 (board holding portion 160) with respect to the cleaning
また、基板周辺部材113の基準マーク180や照度計181が設けられている位置に対して第2モードを行った後で、基板周辺部材113のその他の位置(領域)に対して第1モードを行ってもよい。第1モードによる(即ち、クリーニング部材170と基板周辺部材113との間に電圧Vを印加することで発生する電界Eによる)パーティクル除去は指向性が高い。従って、クリーニング部材170が対向する領域の近傍に位置するパーティクル150が除去されやすい。一方、第2モードによる(即ち、吸引部171による)パーティクル除去は、型100と基板101との間の空間外からのパーティクルを誘引し、かかるパーティクルを基板周辺部材113に付着させてしまう可能性がある。従って、第2モード、第1モードの順でクリーニングを行った方が、第1モード、第2モードの順でクリーニングを行うよりも、基板周辺部材113を効率的にクリーニングすることができる。
Further, after performing the second mode on the position where the
インプリント装置IMPでは、故障などで長期間停止し、基板周辺部材113(基板保持部160)の周辺がパーティクルによって著しく汚染されていると想定される場合がある。このような場合には、基板周辺部材113の全域をクリーニングする際に、第1モードと第2モードとを同時に行ってもよい。この際、クリーニング部材170に対して基準マーク180や照度計181が対向するときには、第1モードによるクリーニングを停止すればよい。基板周辺部材113の全域に対して第2モードによるクリーニングを行うことで、パーティクルの除去効率を向上させることができる。但し、上述したように、第2モードによるクリーニングは、周囲に浮遊しているパーティクルを誘引し、かかるパーティクルを基板周辺部材113に付着させてしまう可能性がある。そこで、第1モードと第2モードとを同時に行った後で、第1モードを個別に行ってもよい。これにより、インプリント装置IMPが長期間停止している状態から復旧する際のクリーニングに要する時間を短縮することができる。
The imprint device IMP may be stopped for a long period of time due to a failure or the like, and it may be assumed that the periphery of the substrate peripheral member 113 (board holding portion 160) is significantly contaminated by particles. In such a case, the first mode and the second mode may be performed at the same time when cleaning the entire area of the substrate
また、基板周辺部材113は、溝や段差などの不連続部と、それ以外の連続部とを含む。パーティクルは、一般的に、連続部よりも不連続部で捕獲されやすいため、連続部よりも不連続部に多数のパーティクルが存在する。従って、不連続部に対するクリーニング部材170や吸引部171を対向させる単位面積当たりの総時間が、連続部に対するクリーニング部材170や吸引部171を対向させる単位面積当たりの総時間よりも長くなるようにするとよい。
Further, the substrate
また、基板周辺部材113のより広い領域をクリーニング部材170によってクリーニングするためには、図10に示すように、より広い面積を有するクリーニング部材170を採用するとよい。図10に示すクリーニング部材170は、型100を、その全方位にわたって取り囲む形状を有する。
Further, in order to clean a wider area of the substrate
但し、型100の周辺には、一般的に、各種の機構が配置される。型100の周辺に配置される機構としては、例えば、型100の側面に力を加えて型100を変形させる機構、型100をZ方向に移動させる機構、型100の傾きを調整する機構などがある。従って、図10に示すような型100を全方位にわたって取り囲むような形状を有するクリーニング部材170を用いることが困難である場合もある。このような場合には、図11に示すように、クリーニング部材170を、型100が配置される領域の周辺に分割して設けたクリーニング部材330a、330b及び330cで構成すればよい。同様に、吸引部171を、型100が配置される領域の周辺に分割して設けた吸引部340a、340b及び340cで構成すればよい。このような構成を採用することによって、型100の周辺に各種の機構を配置するためのスペースを確保することができる。
However, various mechanisms are generally arranged around the
また、図11に示す構成では、クリーニング部材330a、330b及び330cのそれぞれに対して、電源部PSから電圧Vを印加する。これにより、基板周辺部材113の全域ではなく局所的な領域に電界を発生させることができる。上述したように、基板周辺部材113には、基準マーク180や照度計181が設けられている。図11に示す構成を採用することによって、静電破壊による基準マーク180や照度計181の故障を容易に回避することが可能となる。
Further, in the configuration shown in FIG. 11, a voltage V is applied from the power supply unit PS to each of the
クリーニング部材330a、330b及び330cや吸引部340a、340b及び340cの配置及び機能について説明する。
クリーニング部材330aは、上述したように、図4に示す処理を行う際に用いられる。図11に示すように、クリーニング部材330aは、インプリント処理において、型100が基板101及び基板周辺部材113と対向する領域を含む領域140と対向する。従って、基板周辺部材上に付着しているパーティクルを基板周辺部材113から離脱させ、クリーニング部材330aに付着させることができる。この際、吸引部340a、340b及び340cの機能はON(有効)にしない。
The arrangement and function of the
As described above, the cleaning
クリーニング部材330b及び330cは、型100に対して+X方向の側、且つ、クリーニング部材330aよりも±Y方向の側に配置されている。クリーニング部材330b及び330cは、典型的には、図4に示す処理を行う際には用いられない。クリーニング部材330b及び330cや吸引部340a、340b及び340cは、上述した付加的なクリーニング工程において用いられる。付加的なクリーニング工程において、クリーニング部材330c及び吸引部340cを用いて、図12に示す基板周辺部材113の領域350に付着しているパーティクルを基板周辺部材113から離脱させる。基板周辺部材113から離脱させたパーティクルは、クリーニング部材330cに付着させる、或いは、吸引部340cに吸引(除去)させることができる。また、他の付加的なクリーニング工程において、クリーニング部材330b及び吸引部340bを用いて、図13に示す基板周辺部材113の領域360に付着しているパーティクルを基板周辺部材113から離脱させる。基板周辺部材113から離脱させたパーティクルは、クリーニング部材330bに付着させる、或いは、吸引部340bに吸引(除去)させることができる。なお、クリーニング部材170を分割して構成する場合においても、クリーニング部材170に対して基準マーク180や照度計181が対向するときには、クリーニング部材170によるクリーニング(第1モード)を停止することが好ましい。
The cleaning
また、クリーニング部材330a、330b及び330cのそれぞれをクリーニングする第2処理を行う場合には、上述したように、吸引部340a、340b及び340cのそれぞれでクリーニング用基板101Aに移動させたパーティクルを除去する。従って、吸引部340a、340b及び340cのそれぞれは、クリーニング部材330a、330b及び330cのそれぞれの近傍に設けるとよい。吸引部340a、340b及び340cのそれぞれがクリーニング部材330a、330b及び330cのそれぞれから離れていると、クリーニング用基板101Aを移動させている間に、クリーニング用基板101からパーティクルが離脱する可能性が高くなる。
Further, when the second process of cleaning each of the
また、吸引部340a、340b及び340cのそれぞれの長手方向の長さは、クリーニング用基板101Aに移動させたパーティクルの除去効率の観点から、クリーニング部材330a、330b及び330cのそれぞれよりも長い方がよい。
Further, the length of each of the
このように、複数のクリーニング部材及び吸引部を設けて、クリーニング領域を分担することによって、インプリント装置IMPの大型化を抑えるとともに、クリーニングに要する時間を短縮し、クリーニングの効率を向上させることができる。なお、図11に示すクリーニング部材及び吸引部の分割数及び配置は一例であり、同様の効果が得られるのであれば、これに限定されるものではない。 By providing a plurality of cleaning members and suction portions in this way and sharing the cleaning area, it is possible to suppress the increase in size of the imprint device IMP, shorten the time required for cleaning, and improve the cleaning efficiency. it can. The number and arrangement of the cleaning member and the suction portion shown in FIG. 11 are examples, and the present invention is not limited to this as long as the same effect can be obtained.
本実施形態のインプリント装置IMPによれば、基板周辺部材113に付着しているパーティクルを効率的に除去することができる。従って、インプリント装置IMPは、型100や基板101へのパーティクルの付着を低減するのに有利である。
According to the imprinting apparatus IMP of the present embodiment, particles adhering to the substrate
インプリント装置IMP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 by using the imprint device IMP is used permanently for at least a part of various articles or temporarily in manufacturing various articles. The article is an electric circuit element, an optical element, a MEMS, a recording element, a sensor, a mold, or the like. Examples of the electric circuit element include volatile or non-volatile 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 a mold for imprinting.
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 cured product pattern is used as it is as a constituent member of at least a part of the above-mentioned article, or is temporarily used as a resist mask. The resist mask is removed after etching or ion implantation in the substrate processing process.
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図14(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101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 manufacturing method of the article will be described. As shown in FIG. 14A, a
図14(b)に示すように、インプリント用の型100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14(c)に示すように、インプリント材が付与された基板101と型100とを接触させ、圧力を加える。インプリント材は、型100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型100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. 14B, the
図14(d)に示すように、インプリント材を硬化させた後、型100と基板101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、型100の凹部が硬化物の凸部に、型100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100の凹凸のパターンが転写されたことになる。
As shown in FIG. 14D, when the
図14(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14(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. 14 (e), when etching is performed using the pattern of the cured product as an etching resistant mask, the portion of the surface of the material to be processed that has no cured product or remains thin is removed to form a groove. .. As shown in FIG. 14 (f), when the pattern of the cured product is removed, an article having grooves formed on the surface of the work material can be obtained. Here, the pattern of the cured product is removed, but it may be used as a film for interlayer insulation contained in a semiconductor element or the like, that is, as a constituent member of an article, without being removed even after processing.
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。 The invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and modifications can be made without departing from the spirit and scope of the invention. Therefore, a claim is attached to make the scope of the invention public.
IMP:インプリント装置 100:型 101:基板 110:型保持部 113:基板周辺部材 126:制御部 160:基板保持部 171:吸引部 IMP: Imprint device 100: Mold 101: Substrate 110: Mold holding part 113: Board peripheral member 126: Control unit 160: Board holding part 171: Suction part
Claims (13)
前記型を保持して移動する型保持部と、
前記基板を保持して移動する基板保持部と、
前記基板保持部の前記基板が保持される領域を取り囲むように配置された周辺部材と、
前記型保持部の周辺に配置され、前記周辺部材に対向する開口を含み、前記開口を介して気体を吸引することでパーティクルを除去する吸引部と、
前記周辺部材に対向するように前記吸引部と前記型保持部との間に配置され、帯電によりパーティクルを引き付ける帯電プレートと、
を有することを特徴とするインプリント装置。 An imprinting device that forms a pattern of imprinting material on a substrate using a mold.
A mold holding unit that holds and moves the mold,
A substrate holding portion that holds and moves the substrate,
Peripheral members arranged so as to surround the area where the substrate is held in the substrate holding portion, and
A suction unit that is arranged around the mold holding portion, includes an opening facing the peripheral member, and removes particles by sucking gas through the opening.
A charging plate, which is arranged between the suction portion and the mold holding portion so as to face the peripheral member and attracts particles by charging.
An imprinting device characterized by having.
前記第1処理は、
前記帯電プレートを前記周辺部材の少なくとも一部の領域に対向させた状態で、前記帯電プレートに対して前記基板保持部を相対的に移動させて、前記周辺部材上のパーティクルを前記帯電プレートに引き付けることで前記周辺部材上のパーティクルを除去する第1モードと、
前記吸引部を前記周辺部材の少なくとも一部の領域に対向させた状態で、前記開口を介して気体を吸引することで前記周辺部材上のパーティクルを除去する第2モードと、
を含むことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 It further has a control unit that performs the first process of cleaning the peripheral members.
The first process is
With the charging plate facing at least a part of the peripheral member, the substrate holding portion is moved relative to the charging plate to attract particles on the peripheral member to the charging plate. In the first mode, which removes particles on the peripheral member,
A second mode in which particles on the peripheral member are removed by sucking gas through the opening with the suction portion facing at least a part of the peripheral member.
The imprinting apparatus according to claim 1, wherein the imprinting apparatus comprises.
前記基板保持部の位置が前記第1モードを行うことを禁止している位置である場合には、前記第2モードを行い、
前記基板保持部の位置が前記第1モードを行うことを禁止していない位置である場合には、前記第1モードを行うことを特徴とする請求項3に記載のインプリント装置。 The control unit
When the position of the substrate holding portion is a position prohibiting the first mode, the second mode is performed.
The imprint device according to claim 3, wherein when the position of the substrate holding portion is a position that does not prohibit the first mode from being performed, the first mode is performed.
前記基板保持部に設けられ、前記基板に入射する光の照度を計測するための照度計と、
を更に有し、
前記第1モードを行うことを禁止している位置は、前記基準マーク及び前記照度計の少なくとも一方が前記帯電プレートと対向するときの前記基板保持部の位置であ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。 A reference mark provided on the substrate holding portion and used as a reference for the position of the substrate holding portion, and
An illuminance meter provided on the substrate holding portion for measuring the illuminance of light incident on the substrate, and
With more
4. The position at which the first mode is prohibited is the position of the substrate holding portion when at least one of the reference mark and the illuminometer faces the charging plate. The imprinting device described in.
前記第2処理は、前記帯電プレートに付着しているパーティクルを除去する処理を含むことを特徴とする請求項2乃至6のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 The control unit performs a second process of cleaning the charging plate, and then performs a second process.
The imprinting apparatus according to any one of claims 2 to 6, wherein the second treatment includes a treatment of removing particles adhering to the charging plate.
前記基板保持部の前記基板が保持される領域にクリーニング用基板を保持させ、
前記クリーニング用基板を前記帯電プレートに対向させた状態で、前記帯電プレートを前記第1モードで帯電させた極性とは逆の極性に帯電させることで前記帯電プレートに付着しているパーティクルを前記クリーニング用基板に移動させることを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。 In the second process, the control unit
The cleaning substrate is held in the area of the substrate holding portion where the substrate is held, and the cleaning substrate is held.
With the cleaning substrate facing the charging plate, the charging plate is charged to a polarity opposite to the polarity charged in the first mode to clean the particles adhering to the charging plate. The imprinting apparatus according to claim 7, wherein the imprinting apparatus is moved to a substrate.
前記クリーニング用基板を前記吸引部に対向させた状態で、前記開口を介して気体を吸引することで前記帯電プレートから前記クリーニング用基板上に移動させたパーティクルを除去することを特徴とする請求項8に記載のインプリント装置。 In the second process, the control unit
The claim is characterized in that particles moved onto the cleaning substrate are removed from the charging plate by sucking gas through the opening while the cleaning substrate is opposed to the suction portion. 8. The imprinting apparatus according to 8.
前記型周辺部材を支持する支持構造体と、
を更に有し、
前記帯電プレート及び前記開口は、前記型周辺部材に設けられ、
前記支持構造体は、前記開口と吸引ポンプとを連通させるための連通孔を含むことを特徴とする請求項1乃至10のうちいずれか1項に記載のインプリント装置。 A mold peripheral member arranged so as to surround the area where the mold is held in the mold holding portion, and
A support structure that supports the mold peripheral member and
With more
The charging plate and the opening are provided in the mold peripheral member.
The imprint device according to any one of claims 1 to 10, wherein the support structure includes a communication hole for communicating the opening with the suction pump.
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。 A step of forming a pattern on a substrate by using the imprinting apparatus according to any one of claims 1 to 12.
A step of processing the substrate on which the pattern is formed in the step and a step of processing the substrate.
The process of manufacturing an article from the processed substrate and
A method of manufacturing an article, which comprises having.
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