JP3700001B2 - Imprint method and apparatus - Google Patents

Imprint method and apparatus

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JP3700001B2
JP3700001B2 JP2002263534A JP2002263534A JP3700001B2 JP 3700001 B2 JP3700001 B2 JP 3700001B2 JP 2002263534 A JP2002263534 A JP 2002263534A JP 2002263534 A JP2002263534 A JP 2002263534A JP 3700001 B2 JP3700001 B2 JP 3700001B2
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昌徳 古室
洋 廣島
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独立行政法人産業技術総合研究所
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【0001】 [0001]
【発明の属する技術分野】 BACKGROUND OF THE INVENTION
本発明は、所定のパターンを形成したモールドを基材表面に塗布されたレジスト層あるいは供給されたレジストに対して押圧するインプリントにおいて、モールドとレジスト間に取り込まれた雰囲気形成気体による転写欠陥を低減するために、インプリント時の温度及び圧力において凝縮性のある気体雰囲気中で行うようにした、インプリント方法およびその方法を実施するインプリント装置に関する。 The present invention provides a pressing imprinting the formed mold a predetermined pattern relative to the applied resist layer or resist supplied to the substrate surface, the transfer defect caused by the atmosphere forming gas captured between the mold and the resist to reduce and to perform in a gas atmosphere of condensable at the temperature and pressure during imprinting, to imprint apparatus for carrying out an imprint method and a method thereof.
【0002】 [0002]
【従来の技術】 BACKGROUND OF THE INVENTION
近年、高密度メモリやシステムLSIに代表される超LSIデバイスのダウンサイジングが進展し、より微細化を行うことができる技術が要求されており、そのため半導体製造プロセス中でリソグラフィー(転写)技術の重要性が増大している。 Recently, downsizing of super LSI devices, typified by a high-density memory or system LSI progresses, are finer can be performed technology requirements, important lithography (transfer) technique therefore in a semiconductor manufacturing process sex is increasing. 加えて、ナノ構造を大量に安価に生産する加工技術も求められている。 In addition, processing technology to produce large quantities inexpensively nanostructures is also required. インプリント技術は所定の回路パターンを形成したモールドを表面にレジストが塗布された試料基板に対して押し付け、パターンを転写する技術であって、種々の方法が提案されており、例えば図4に示されるように行われる。 Imprint techniques pressing a mold to form a predetermined circuit pattern on a sample substrate applied with a resist on the surface, a technique for transferring a pattern, various methods have been proposed, illustrated in FIG. 4, for example It is carried out as is.
【0003】 [0003]
図4において、最初同図(a)に示すようにモールド材料20の表面に、転写すべきパターンの鏡像に対応する反転パターンを電子ビームリソグラフィー等により形成することにより、表面に特定の凹凸形状21を有するモールド22を作成する。 4, initially in the drawing surface of the molding material 20 as shown in (a), by forming by electron beam lithography or the like reversal pattern corresponding to a mirror image of the pattern to be transferred, certain irregularities in the surface 21 to create a mold 22 having a. 一方、同図(b)に示すように、パターンを形成しようとするシリコン基板等の基材23上にPMMAなどのレジスト材料を塗布し硬化させて、レジスト層24を形成する。 On the other hand, as shown in FIG. (B), by a resist material is coated cured such as PMMA on the substrate 23 such as a silicon substrate to be formed with a pattern to form a resist layer 24.
【0004】 [0004]
次いでこのレジスト層24を備えた基材23全体を200℃程度に加熱し、レジスト層24を若干軟化させる。 Then the resist layer 24 with the substrate 23 The whole was heated to about 200 ° C., is slightly soften the resist layer 24. この状態で図4(c)に示すように、前記モールド22の凹凸形状21を前記レジスト層24の所定位置に配置し、凹凸形状21をレジスト層24に対して押し付ける。 As shown in FIG. 4 (c) in this state, the irregularities 21 of the mold 22 is disposed at a predetermined position of the resist layer 24 is pressed against the uneven 21 the resist layer 24. このときレジスト層24は軟化しているので、同図(d)に示すようにレジスト層24の一部は凹凸形状21の凹部に入り込み、レジスト層24は凹凸形状21とほぼ同一形状となる。 Since this time the resist layer 24 is softened, enters the recess of the uneven shape 21 part of the resist layer 24 as shown in FIG. 2 (d), the resist layer 24 is substantially the same shape as the uneven shape 21. この状態で全体の温度を105℃程度に降下させることによりレジスト層24を硬化させる。 Curing the resist layer 24 by lowering the overall temperature to about 105 ° C. In this state. その後同図(e)に示すようにモールド22を取り去る。 Then remove the mold 22 as shown in FIG. (E). このようにしてレジスト層24には、所定形状の凹凸パターン25が形成される。 Thus the resist layer 24 in the predetermined shape of the uneven pattern 25 is formed.
【0005】 [0005]
その後、この基材23の他の個所にインプリントを行うときには、図4(f)に示すようにモールド22をその個所の上部に、基材23に対し相対的に移動し、前記と同ようにその部分のレジスト層24にモールド22を押し付ける。 Thereafter, when performing imprinted elsewhere of the substrate 23, the mold 22 as shown in FIG. 4 (f) at the top of the change, move relative to base member 23, the same so pressing the mold 22 to the resist layer 24 in that portion. 以下同様の操作を基材23に対する全ての所定位置に連続的に行い、予め定められたインプリントを行う。 Continuously performed for all predetermined positions relative to the substrate 23 the same operation below, performs predetermined imprint.
【0006】 [0006]
なお、インプリント技術においては、上記のようなものの他、例えばモールドを石英基板等の透明材料で作成し、転写される基板上には液体状の光硬化性樹脂を塗布し、その上にモールドの凹凸を押し付け、凹凸内に液体状の光硬化樹脂を流入させ、モールドを透過させて光を照射し、光硬化樹脂を硬化させ、その後モールドを取り去ることにより所定形状の凹凸パターンを形成する方式も提案されている。 In the imprint technique, in addition to the above-described ones, for example, a mold is made of a transparent material such as a quartz substrate, on the substrate to be transferred by applying a liquid photocurable resin, the mold thereon pressing the irregularities, to flow into a liquid photocurable resin into the irregularities, it is irradiated with light by transmitting mold, to cure the photocurable resin, to form an uneven pattern having a predetermined shape by then removing the molding method It has also been proposed.
【0007】 [0007]
【特許文献1】 [Patent Document 1]
特開2001−198979号公報【特許文献2】 JP 2001-198979 Publication [Patent Document 2]
特開2000−289258号公報【特許文献3】 JP 2000-289258 Publication [Patent Document 3]
特開平9−109190号公報【0008】 JP-A-9-109190 [0008]
【発明が解決しようとする課題】 [Problems that the Invention is to Solve
上記のようなインプリント技術において、モールドをレジストに押圧するに際して、大気雰囲気中でこれを行うとモールド凹部とレジスト間に大気が挟まれ押し付け後も大気が留まるためにモールド形状を正確に転写できなくなる。 In imprint technique as described above, when pressing the mold to the resist, it can be accurately transferred to the mold shape to be later pressed is sandwiched air stays the atmosphere between the resist and the mold recess Doing this in the atmosphere no. 例えば、図5(a)に示すように、モールド22を基材23に対して押圧する際に取り込まれた大気はこの空間内で圧縮を受け体積が減少するもののこの個所に留まる。 For example, as shown in FIG. 5 (a), the air taken in when pressing the mold 22 against the substrate 23 remains in this location but decreases the volume under compression in this space. このとき図5(b)のように、圧縮後の取り込まれた大気はモールド凹部に均一に留まる場合だけでなく、樹脂の流れや樹脂表面のエネルギーを低下させる樹脂の働きにより、図5(c)の様にモールド凹部に泡状部17になって留まり、図5(d)に示すように、転写作業終了後のレジスト層上のパターン部分18に欠落部19を生じ、転写精度を損なわせる。 As in this case FIG. 5 (b), the captured air after compression not only remain evenly mold recess, by the action of the resin to decrease the energy of the resin flow and resin surface, FIG. 5 (c ) remains turned foam portion 17 to mold the recess as a, as shown in FIG. 5 (d), resulting the missing portion 19 in the pattern portion 18 on the resist layer after transfer operation ends, thereby impairing the transfer accuracy .
【0009】 [0009]
その対策として、インプリント技術でモールドをレジストに押圧する工程を真空中で行う方法と、モールドを押圧する圧力を非常に大きくすることで取り込まれた大気の体積を減少させる方法が存在する。 As a countermeasure, there is a method of reducing a method of performing the step of pressing the mold at the imprint technology resist in a vacuum, the volume of air taken by very large pressure for pressing the mold. しかしながら、前者は装置を真空にするための1気圧に耐える頑丈な真空層が必要であるし、後者は大きな圧力を使用するためにモールド自身が変形してしまい高精度の転写ができず、また、モールドや基板材料に損傷も引き起こす可能性がある。 However, to the former is required robust vacuum layer to withstand 1 atmosphere for a device in a vacuum, the latter can not transfer mold itself would highly accurate deformed in order to use the large pressure and may cause even damage the mold or the substrate material.
【0010】 [0010]
したがって本発明は、インプリント技術において真空を利用することなく、比較的低圧力(1MPa以下)のモールド押し付け圧力でもインプリント作業雰囲気を形成する気体の取り込みによる転写精度の低下が起こらないようにする、気体の凝縮性を利用したインプリント方法および装置を提供することを主たる目的とする。 Accordingly, the present invention is to provide a vacuum in the imprint technique, so that lowering of the transfer accuracy due to the relatively low pressure mold pressing of the gas forming the imprint work atmosphere at a pressure uptake (1 MPa or less) does not occur to provide an imprint method and apparatus utilizing a condensable gas main purpose.
【0011】 [0011]
【課題を解決するための手段】 In order to solve the problems]
上記課題を解決するため、本願請求項1に係る発明は、モールドに形成した凹凸形状を基材表面上に塗布されたレジスト層あるいは供給されたレジストに転写するインプリントを、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び凹部内の圧力で凝縮する気体の雰囲気中で行うことを特徴とするインプリント方法としたものである。 To solve the above problems, the invention according to the claims 1, an imprint of transferring the uneven shape formed on the mold applied resist layer or resist supplied to the on the substrate surface, the mold at the time of imprinting it is obtained by the imprint method and performing in a gas atmosphere which condenses at a pressure in the temperature and the recess when the resist layer to form depressions from entering.
【0012】 [0012]
また、請求項2に係る発明は、前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法としたものである。 The invention according to claim 2, in which the vapor pressure at room temperature of the gas was imprint method according to claim 1, wherein a is less than 1.00MPa least 0.05 MPa.
【0013】 [0013]
また、請求項3に係る発明は、前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法としたものである。 The invention according to claim 3, in which the imprint method according to claim 1, wherein the boiling point of the gas is less than 30 ° C. 15 ° C. or higher at atmospheric pressure.
【0014】 [0014]
また、請求項4に係る発明は、表面に凹凸形状を形成したモールドと、表面上にレジスト層を形成した基材と、モールドをレジスト層に押圧するモールド駆動装置とを備えたインプリント装置において、少なくともレジスト層から離れているモールド表面に対して、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び圧力で凝縮する気体をインプリント作業部分に供給する気体供給装置を備えたことを特徴とするインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 4, the mold forming the uneven shape on the surface, the base material forming a resist layer on the surface, the imprint apparatus and a mold driving device for pressing the mold to the resist layer for mold surface away from at least the resist layer, a gas supply device for supplying the imprint working portion of a gas condenses at a temperature and pressure at which the resist layer in a recess formed in the mold at the time of imprinting enters it is obtained by the imprint apparatus characterized by comprising.
【0015】 [0015]
また、請求項5に係る発明は、前記インプリント装置において、前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 5, in the imprint apparatus, a vapor pressure at room temperature of the gas was imprinting apparatus according to claim 4, wherein a is less than 1.00MPa or more 0.05MPa it is intended.
【0016】 [0016]
また、請求項6に係る発明は、前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 6, in which the imprint apparatus according to claim 4, wherein the boiling point of the gas is less than 30 ° C. 15 ° C. or higher at atmospheric pressure.
【0017】 [0017]
また、請求項7に係る発明は、前記気体供給装置が、閉じた空間が所定圧力になるように前記気体を供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 7, wherein the gas supply apparatus, a closed space is obtained by the imprint apparatus according to claim 4, wherein the supplying the gas to a predetermined pressure.
【0018】 [0018]
また、請求項8に係る発明は、前記気体供給装置が、開いた空間内における前記インプリント部分に前記気体を供給するものであり、前記気体が前記インプリント部分から拡散による散逸を補償するように供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 8, wherein the gas supply device, which supplies the gas to the imprinting portion in an open space, so that the gas to compensate for the dissipated by diffusion from said imprinting portion is obtained by the imprint apparatus according to claim 4, characterized in that the supply to the.
【0019】 [0019]
また、請求項9に係る発明は、前記気体供給装置は、前記インプリント作業部分に前記気体の気体流が生じるように供給することを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置としたものである。 The invention according to claim 9, wherein the gas supply apparatus, those with imprint apparatus according to claim 4, characterized in that the supply to the gas flow of the gas in the imprint working portion occurs it is.
【0020】 [0020]
【発明の実施の形態】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
図1には本発明の実施例の全体概要図を示しており、作業室1には定盤2上に基材移動ステージ3が水平面内に移動自在に配置され、基材移動ステージ3上には表面にレジスト層5を備えたシリコン基板6を保持している。 The Figure 1 shows an overall outline view of an embodiment of the present invention, the substrate moving stage 3 on the surface plate 2 is movably disposed in a horizontal plane in the working chamber 1, on the substrate moving stage 3 holding the silicon substrate 6 having the resist layer 5 on the surface. このシリコン基板6は、レジスト層5に対して転写を行うモールド7の凹凸パターン8を複数インプリントすることができる大きさとなっている。 The silicon substrate 6 has a size capable of multiple imprint irregular patterns 8 of the mold 7 for transferring the resist layer 5.
【0021】 [0021]
一方、作業室1内にはモールド7を上下動させ、モールド下面の凹凸パターン8をその下方に位置するレジスト層5に押しつけるためのモールド駆動ステージ9を固定しており、前記のように基材移動ステージ3によってシリコン基板6が移動して所定位置で停止したとき、モールド駆動ステージ9のモールド押圧機構10が作動し、モールド7下面の凹凸パターン8をレジスト層5に対して押しつけることができるようになっている。 On the other hand, the working chamber 1 is moved up and down the mold 7, and fixing the mold driver stage 9 for pressing the mold bottom surface of the uneven pattern 8 on the resist layer 5 located thereunder, wherein the base material as when the silicon substrate 6 by moving the stage 3 is moved and stopped at a predetermined position, the mold pressing mechanism 10 of the mold drive stage 9 is operated, so that the mold 7 the lower surface of the uneven pattern 8 can be pressed against the resist layer 5 It has become.
【0022】 [0022]
作業室1には排気装置11を備え、排出側開閉バルブ12を解放し、後述する供給側開閉バルブ13を閉鎖して、ポンプを駆動することにより作業室1内の大気を抜き、その後この作業室1には外部の凝縮性ガス供給装置15から供給側開閉バルブ13を介して所定成分の凝縮性ガスを供給可能としている。 An exhaust device 11 to the working chamber 1, releasing the discharge on-off valve 12, closes the supply-side opening and closing valve 13 to be described later, remove the air in the working chamber 1 by driving the pump, then this task the chamber 1 is capable of supplying a condensable gas of a predetermined component through the supply-side opening and closing valve 13 from the outside of the condensable gas supply unit 15. その際には作業室1内の圧力を圧力センサ15で検出し、室内が予め設定した所定の圧力になるように凝縮性ガスを供給する。 In that case the is detected by the pressure sensor 15 the pressure in the working chamber 1, for supplying a condensable gas to a predetermined pressure chamber preset. このとき、作業室内の温度は別途設けた室内気体温度調節装置により、作業室内の温度を温度センサ16で検出して、例えば常温としての23℃等の適宜の温度に調節可能としている。 At this time, the indoor air temperature control device the temperature of the working chamber provided separately, and detects the temperature of the working chamber by the temperature sensor 16, it is adjustable, for example, in an appropriate temperature of 23 ° C. such as room temperature. なお、ここでいう「凝縮性ガス」とは、後述するように、インプリント作業時にモールドの凹部にレジスト層が侵入して凹部の内部に閉じこめられた気体を圧縮するとき、その圧力によって凝縮することができる気体のことをいう。 Here, the "condensable gas", as described later, when compressing a gas resist layer on the mold recesses during imprinting operation is confined within the recess penetrates and condenses by the pressure It refers to a gas that can be.
【0023】 [0023]
上記凝縮性ガスとしては種々のものを選択することができ、例えば室温(23℃)での蒸気圧が0.1056MPaのトリクロロフルオロメタンを用いることができ、このような気体であれば蒸気圧よりも少し低圧の、例えば0.1MPa程度になるように所定量供給する。 As the condensable gas can be selected from various ones, e.g., vapor pressure at room temperature (23 ° C.) it is possible to use trichlorofluoromethane 0.1056MPa, than the vapor pressure if such a gas also low pressure slightly, for example a predetermined quantity supplied to be about 0.1 MPa. このような凝縮性のある気体雰囲気を構成する物質の沸点は、作動室の圧力が1気圧程度であれば15℃〜30℃程度の常温に近い温度であることが好ましい。 Such boiling condensables of a substance constituting the gas atmosphere is preferably the pressure of the working chamber is at a temperature near room temperature of about 15 ° C. to 30 ° C. be about 1 atm. 但し、凝縮性ガスの種類によっては、作業室内の圧力設定との関係で適宜変更される。 However, depending on the type of condensable gases, it is appropriately changed in relation to the pressure setting of the working chamber.
【0024】 [0024]
このような凝縮性ガスの雰囲気中でインプリント作業を行うと、例えば図2に示すような作用によって、本発明による適正なインプリント作業を行うことができる。 Doing so imprinted working in an atmosphere of condensable gases, for example by the action as shown in FIG. 2, it is possible to perform proper imprinting operation by the present invention. 図2には前記図1の装置に用いたものと同様に、下面に特定の凹凸パターン8が形成されたモールド7を、表面にレジスト層5を備えたシリコン基板6の表面に押しつけることによりインプリント作業を行う最初の状態を示したものであり、モールド7の凹凸パターン8がレジスト層5に接した状態を示している。 Similar to that used in the apparatus of FIG. 1 in FIG. 2, in by the mold 7 a specific uneven pattern 8 on the bottom surface is formed, against the surface of the silicon substrate 6 having the resist layer 5 on the surface and shows the first state in which the printing operation, showing a state in which uneven pattern 8 of the mold 7 is in contact with the resist layer 5. この時、モールド7下面の凹凸パターン8における凹部25が外界から遮断され、したがって凹部25内の凝縮性ガス30は密封状態となる。 In this case, the recess 25 is cut off from the outside world in the mold 7 the lower surface of the uneven pattern 8, condensable gas 30 in the recess 25 thus becomes sealed.
【0025】 [0025]
その後、図1のモールド駆動移動ステージ9によってモールド7が降下すると、前記のように軟化しているレジスト層5内に凹凸パターン8の凸部26が押し込まれ、その分レジスト層5は凹部25内に侵入する。 Thereafter, the mold 7 is lowered by the mold driving the moving stage 9 in FIG. 1, the convex portion 26 of the uneven pattern 8 is pushed into the resist layer 5 which is softened as described above, that amount resist layer 5 is concave 25 entering into. それにより、凹部25内において前記のように密封状態となっている凝縮性ガス30は圧縮され、その圧力が上昇する。 Thereby, it is condensable gas 30 to become sealed to the in the recess 25 is compressed, the pressure increases.
【0026】 [0026]
モールド7の降下時において凹凸パターン8の凸部26がレジスト層5内に押し込まれるとき、特にモールド7の外周囲27の凸部26でそのレジスト層5を取り囲んでしまうので、それにより取り囲まれた内側のレジスト層5はモールド7の降下に伴って一部はモールド7の外周囲27の外側に移動するものの、多くのレジスト層5は移動できず、圧縮された状態となる。 When the convex portion 26 of the uneven pattern 8 during lowering of the mold 7 is pressed into the resist layer 5, particularly thus surrounds the resist layer 5 in the protrusions 26 of the outer periphery 27 of the mold 7, surrounded by it although the resist layer 5 of inner part with the descent of the mold 7 moves outside of the outer periphery 27 of the mold 7, the number of resist layer 5 can not move, the compressed state. そのため、モールド7の凹部25には、レジスト層5の最初の表面の高さより高い位置までレジスト層5が入り込むこととなる。 Therefore, the recess 25 of the mold 7, so that the resist layer 5 enters to a position higher than the height of the first surface of the resist layer 5. この状態は図2(b)に示されている。 This state is shown in FIG. 2 (b).
【0027】 [0027]
このようにしてモールド7が最終的に所定の、例えば0.5MPa程度の圧力になるまで押しつけられ、例えば図2(c)に示すように、その下面がレジスト層5内の最終位置の高さまで入り込むと、凹部25内のレジスト層5は更にその空間内で上昇し、内部の凝縮性ガス30を圧縮する。 Thus the mold 7 is finally given, for example, pressed against to a pressure of about 0.5 MPa, for example, as shown in FIG. 2 (c), to a height of the final position of the lower surface resist layer 5 enters the further resist layer 5 in the recess 25 increased in that space, compressing the internal condensable gas 30. この圧縮の過程で凝縮性ガス30の温度は本来は上昇することとなるが、インプリントリソグラフィーの分野ではその体積は極めて小さいものであり、且つ表面積が大きく、更にモールド7の熱容量が大きいので上記のように圧縮の過程で発生する熱は周囲に除去され、ほぼ作業部分内の設定温度と同程度に保たれる。 This temperature of the condensable gas 30 in the process of compression so that the original is increased, the volume in the field of imprint lithography is a very small, and large surface area, since more large heat capacity of the mold 7 the the heat generated in the course of compression as removed around, is maintained at a set temperature and comparable almost working portion.
【0028】 [0028]
上記のようなモールド7の凹部25内に深く侵入したレジスト層5が内部の凝縮性ガス30を圧縮するので、この凝縮性ガスはその体積減少に比例して圧力が上昇する。 Since the resist layer 5 deeply penetrated into the recess 25 of the mold 7 as described above to compress the internal condensable gas 30, the condensable gas is the pressure increases in proportion to the volume decrease. ここで使用する凝縮性ガスを、前記のような作業部分の温度において、上記のような圧縮時に液体になるガスが選択されていると、上記のような凝縮性ガス30の圧縮によって凹部25内の凝縮性ガス30の一部が液化する。 Condensable gas used here, at a temperature of the working portion as described above, the gas that is liquid at the above compression is selected, the recess 25 by the compression of the condensable gas 30 as described above some of the condensable gas 30 is liquefied.
【0029】 [0029]
凹部25内の凝縮性ガス30の液化によって、その体積はガスの性状(分子量)によって正確には各々異なるが、2桁程度小さなものとなるために前記凹部25の圧力がガスの蒸気圧以下に保たれる。 By liquefaction of condensable gas 30 in the recess 25, the volume of each different but exactly the nature of the gas (molecular weight), the pressure of the recess 25 in order to be 2 orders of magnitude smaller ones below the vapor pressure of the gas It is maintained. 結局、レジスト層5にかかる圧力が、ガスの蒸気圧よりも大きい場合にはガスの液化が連続して起こり、ついには全てのガスが液化し、前記のように凹部25内に侵入してきたレジスト層5は、例えば図2(d)に示すように、ほとんどその凹部25の空間を全て充填する状態となる。 After all, the resist pressure exerted on the resist layer 5 is greater than the vapor pressure of the gas occurs liquefied gas is continuously, which has finally to all gas liquefaction, and penetrates into the recess 25 as described above layer 5, for example, as shown in FIG. 2 (d), the most state of all fill the space of the recess 25.
【0030】 [0030]
その後、モールド7を上昇させ、前記図4(e)に示すものと同様に、凹凸パターン8をレジスト層5から離し、基材移動ステージ3によってシリコン基板6を水平方向に移動し、モールド7の下面に次にインプリントを行うレジスト層5を位置させ、以下同様の作業を行う。 Thereafter, the mold 7 is raised, similar to that shown in FIG. 4 (e), releasing the uneven pattern 8 from the resist layer 5, to move the silicon substrate 6 in the horizontal direction by the substrate moving stage 3, the mold 7 the resist layer 5 for the next imprinting on the lower surface is positioned, the same operations below.
【0031】 [0031]
このように、モールド7を上昇させ、その凹凸パターン8をレジスト層5から離すとき、前記凹部25内の凝縮液は元の圧力に戻るため、再びガス化して周囲の雰囲気を形成する凝縮性ガスと混合する。 Thus, the mold 7 is raised, when the release the uneven pattern 8 from the resist layer 5, because condensate within the recess 25 is returned to the original pressure, condensable gases to form the surrounding atmosphere again gasified It is mixed with.
【0032】 [0032]
上記のような作動を行うことにより、前記図5に示す従来のインプリントのように、凹部内に圧縮された気体が残ることによる凹凸パターンが正確に転写できないという問題を解決することができる。 By performing the operation as described above, as in the conventional imprinting shown in FIG. 5, it is possible to solve the problem of uneven pattern can not be transferred correctly by the left is gas compressed in the recess.
【0033】 [0033]
上記のように、本発明においては、インプリント作業を周囲に所定の性状の凝縮性ガスが存在する雰囲気で行うことにより、従来の問題を解決できるものであるが、凝縮性ガスの雰囲気を形成する手段としては種々の態様で実施することができ、例えば図1において作業室1内を閉鎖空間として所定の性状の凝縮性ガスを満たし、その中でこの作業を行うことができる。 As described above, in the present invention, by performing in an atmosphere exists condensable gases predetermined properties imprint work around, but as it can solve the conventional problems, forming the atmosphere of condensable gases as means for can be practiced in various forms, for example, satisfy the condensable gas of a predetermined property of the working chamber 1 as a closed space in FIG. 1, it is possible to perform this task therein. その際には、作業室内部を所定の圧力に維持し、また所定の温度に維持するように圧力及び温度を制御する手段を設けても良い。 At that time, maintaining an internal working chamber to a predetermined pressure, or may be provided with a means for controlling the pressure and temperature so as to maintain a predetermined temperature.
【0034】 [0034]
更に、比較的大きな作業空間内でその内部に通常の大気が存在する状態において、上記のようなインプリント作業を行うことができるようにし、そのインプリント作業を行う部分に対して前記のような凝縮性ガスを供給する装置を設け、その凝縮性ガス中でインプリント作業を行うことができるようにしても良い。 Further, in a state where there is a relatively large working space at normal atmospheric therein, to be able to perform the imprinting operations as described above, wherein the like to the portion to perform the imprint work the device for supplying condensable gas may be provided to be able to perform the imprinting work on the condensable gas. その際には、上記のようにして供給した凝縮性ガスが周囲に逸散するので、逸散した凝縮性ガスの分だけ前記ガス供給装置から補充する。 At that time, condensable gas supplied in the manner described above because the escape around to replenish the amount corresponding the gas supply apparatus condensable gas dissipated.
【0035】 [0035]
その他、上記のように作業室が閉鎖空間であるとき、及び大きな作業空間でほぼ大気状態のとき、インプリント作業を行う部分に対して凝縮性ガス流が常に形成できる凝縮性ガス供給装置を設け、このような凝縮性ガス流の中でインプリント作業を行うようにしても良い。 Other, if the working chambers as described above is a closed space, and when substantially atmospheric conditions at large working space, the condensable gas supply unit can always formed condensable gas flow to the portion for performing the imprinting work provided it may be performed in-printing operation in such a condensable gas stream.
【0036】 [0036]
上記のように、インプリント作業部分の雰囲気を形成する凝縮性ガスは、インプリントの作業中に、モールド7の凹部25内が、少なくとも最終的に圧縮されたときの圧力で凝縮するガスを用いる。 As described above, condensable gas which forms the atmosphere of imprinting working portion, during the imprint operation, recess 25 of the mold 7, a gas to be condensed at the pressure when it is at least finally compressed . その際には種々の凝縮性ガスを使用することができるが、その凝縮性ガスの選択に際しては、例えば図3に示すような各種ガスの凝縮曲線を参考に選択する。 Although in that case it is possible to use various condensable gases, at the time of selection of condensable gases, selects the condensation curve of various gases, as shown in FIG. 3, for example reference.
【0037】 [0037]
図3に示す各種ガスの凝縮曲線においては、例えば同図右下に示される水蒸気の凝縮曲線から明らかなように、大気圧0.1013MPaにおいては100℃で凝縮し水となる。 In the condensation curve of the various gases shown in FIG. 3, as for example clear from the condensation curve of water vapor illustrated in FIG bottom right, the water condensed in 100 ° C. in atmospheric pressure 0.1013 MPa. 但し、低温ではより低い圧力で凝縮して水となり、逆に高温ではより高い圧力で水となる。 However, it is water condenses at lower pressures at lower temperatures, the water at a higher pressure in the high temperature reverse. 同様に、図中C1として示される気体(従来冷媒R11として用いられているトリクロロフルオロメタンのような気体)においては、例えば圧力が大気圧のとき、ほぼ20℃で凝縮し、圧力を例えば0.2MPaに高めるとほぼ40℃で凝縮することがわかる。 Similarly, in a gas (gases such as trichlorofluoromethane which are conventionally used as refrigerants R11), shown as reference numeral C1, for example, when the pressure of the atmospheric pressure, condensed at approximately 20 ° C., the pressure for example, 0. increasing the 2MPa seen to condense at approximately 40 ° C.. 同様に図中C2として示される気体(冷媒R12のような気体) においては、20℃において約0.5MPaで液化し、40℃では1MPaで液化することがわかる。 Similarly, in the gas (gas such as refrigerant R12), shown as reference numeral C2, liquefied at about 0.5MPa at 20 ° C., it can be seen that the liquefied at 1MPa at 40 ° C..
【0038】 [0038]
気体の温度が一定のときには体積に比例して圧力が上昇するため(P×V/T=一定)、例えば図2に示すようにモールド7の凹凸パターン8をレジスト層5に押しつけ、凹部25内にレジスト層5が進入して凹部25内の凝縮性ガス30の体積が1/2に減少すると、凝縮性ガスの圧力は2倍となり、体積が1/3に減少すると、凝縮性ガスの圧力は3倍となる。 Since the temperature of the gas increases the pressure in proportion to the volume when the constant (P × V / T = constant), for example, pressed against the resist layer 5 convex pattern 8 of the mold 7, as shown in FIG. 2, the recess 25 in When the volume of the condensable gas 30 in the recess 25 in the resist layer 5 enters is reduced to 1/2, the pressure of the condensable gas is doubled, the volume is reduced to 1/3, the pressure of the condensable gases is three-fold. したがって、作業室の圧力状態では気体であった凝縮性ガスが、上記のように圧縮されて体積が減少し、圧力が上昇する過程の状態で凝縮するようなものを選択することとなる。 Therefore, condensable gas was gaseous at pressure conditions of the working chamber, is compressed as described above volume is reduced, and thus the selected such that condensation in the state of the process in which the pressure increases.
【0039】 [0039]
例えば凝縮性ガスとして図3における気体C1を用いたとき、作業室を大気圧とし、作業部分を40℃として上記インプリント作業を行うと、前記凹部25の近傍もほぼ40℃であるので、前記凹部25内が1/2に減少する少し前にその内部の凝縮性気体30は凝縮することとなる。 For example when using a gas C1 in FIG. 3 as a condensable gas, the working chamber to the atmospheric pressure, when the imprinting work working portion as 40 ° C., since it is almost 40 ° C. Also the vicinity of the recess 25, the condensable gas 30 therein slightly before the recess 25 is reduced to 1/2 so that the condensing. 同様に、作業部分が30℃で大気圧のときには、凹部25の圧力が0.15MPa程度になったとき、即ち凹部25の体積が1/3程度減少したとき、即ち最初の体積の2/3程度になったとき凝縮して液化することとなる。 Similarly, when the working portion of the atmospheric pressure at 30 ° C., when the pressure of the concave portion 25 becomes about 0.15 MPa, i.e. when the volume of the recess 25 is reduced by about 1/3, i.e., the initial volume 2/3 so that the liquefied condenses when it becomes degree.
【0040】 [0040]
また、例えば凝縮性ガスとして図3における気体C2を用いたとき、作業部分を20℃で0.2MPaの状態でインプリント作業を行うと、凹部25内にレジスト層5が進入して体積が1/2.5程度となり、その内部の圧力が0.5MPa程度になると凝縮することとなる。 Further, for example, when using a gaseous C2 in FIG. 3 as a condensable gas, when the imprint work in a state of 0.2MPa working part 20 ° C., volume resist layer 5 enters into the recess 25 1 becomes about /2.5, so that the condensing pressure therein becomes about 0.5 MPa. したがってこのような気体C2を用いても本発明は実施することができるが、作業部分の温度を大気温度程度で実施しようとすると、作業室内は常に0.2MPa程度、或いはそれ以上にに高めなければならず、作業室の設備が高価なものとならざるを得ない。 Thus Such even the invention using gaseous C2 can be carried out, when the temperature of the working portion which intends to implement at about ambient temperature, the working chamber is always 0.2MPa about, or be increased to more than that Banara not a, inevitably as an expensive work chamber of the equipment. 逆に図3中における水蒸気を用いたときには、作業室内の温度を室温程度にして作業を行おうとすると、極めて低圧の状態で作業を行わなければならず、その他作業室内の温度を100℃以上にする等、作業室に関連した設備は大がかりなものとならざるを得ない。 When using the water vapor in the Figure 3 on the contrary, the temperature of the working chamber when attempting to work with to around room temperature, must be carried out very work at low pressure state, the temperature of the other working chamber above 100 ° C. equally, inevitably as a large-scale facilities associated with the working chamber.
【0041】 [0041]
上記のように、本発明においては種々の凝縮性ガスを用いることができるものの、設備費等を考慮するとできる限り作業室内を常温でしかも大気圧程度であることが好ましく、前記のような従来冷媒として広く用いられていた気体を用いた場合、常温(23℃)において0.05MP〜1MP程度の圧力で上記作動を行うことができる凝縮性ガスや、常温付近(15℃〜30℃)で大気圧と同じ蒸気圧となる凝縮性ガス、即ち沸点が15℃〜30℃である凝縮性ガスを用いることが好ましい。 As described above, although in the present invention may contain various condensable gas, it is preferable that the working chamber as much as possible to consider the cost of equipment and the like is about room temperature, yet atmospheric pressure, the conventional refrigerant such as when using the widely used have gas as large at room temperature at a pressure of about 0.05MP~1MP at (23 ° C.) and condensable gases can perform the above operation, around room temperature (15 ° C. to 30 ° C.) condensable gas having the same vapor pressure as the atmospheric pressure, i.e., boiling point is preferably used condensable gas is 15 ° C. to 30 ° C..
【0042】 [0042]
【発明の効果】 【Effect of the invention】
本発明では、インプリントプロセスを凝縮性のある気体中で行うことで、数気圧程度のインプリント圧力でも取り込まれた気泡をほぼ消滅させることができ、正確なインプリントを大気圧中で容易に、且つ安価な装置により行うことが可能となる。 In the present invention, by performing the imprinting process in a condensable in the gas, it is possible to substantially eliminate the air bubbles was also incorporated in the imprint pressure of several atmospheres, the exact imprint readily at atmospheric pressure , it is possible to perform by and inexpensive device.
【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS
【図1】本発明によるインプリント装置の一実施例の全体システムを示す模式図である。 Is a schematic diagram showing the entire system of an embodiment of an imprint apparatus according to the invention; FIG.
【図2】本発明による凝縮性ガス雰囲気でインプリントを行う際の作動状態を示す模式図である。 It is a schematic view showing an operating state of making an imprint in the condensing gas atmosphere according to the invention, FIG.
【図3】各種気体が雰囲気温度と圧力変化により凝縮する態様を示す凝縮曲線である。 [3] Various gas is condensed curve showing the manner in which condensed by ambient temperature and pressure changes.
【図4】インプリントの過程を示す模式図である。 4 is a schematic diagram showing the process of imprinting.
【図5】従来のインプリント作業時の問題点を示す模式図である。 5 is a schematic diagram showing a conventional imprint when working problems.
【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS
1 作業室2 定盤3 基材移動ステージ5 レジスト層6 シリコン基板7 モールド8 凹凸パターン9 モールド駆動ステージ10 モールド押圧機構11 排気装置12 排出側開閉バルブ13 供給側開閉バルブ15 凝縮性ガス供給装置 1 chamber 2 base 3 substrate moving stage 5 the resist layer 6 silicon substrate 7 Mold 8 uneven pattern 9 mold driver stage 10 the mold pressing mechanism 11 exhaust apparatus 12 exhaust on-off valve 13 supplies on-off valve 15 condensable gas supplying device

Claims (9)

  1. モールドに形成した凹凸形状を基材表面上に塗布されたレジスト層あるいは供給されたレジストに転写するインプリントを、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び凹部内の圧力で凝縮する気体の雰囲気中で行うことを特徴とするインプリント方法。 The imprint of transferring the uneven shape formed on the mold applied resist layer or resist supplied to the on the substrate surface, the temperature and the recess when the resist layer in a recess formed in the mold at the time of imprinting enters imprint method and performing in an atmosphere of a gas which condenses at a pressure.
  2. 前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法。 Imprint method according to claim 1, wherein the vapor pressure at room temperature of the gas is equal to or less than 1.00MPa least 0.05 MPa.
  3. 前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項1記載のインプリント方法。 Imprint method according to claim 1, wherein the boiling point of the gas is less than 30 ° C. 15 ° C. or higher at atmospheric pressure.
  4. 表面に凹凸形状を形成したモールドと、表面上にレジスト層を形成した基材と、モールドをレジスト層に押圧するモールド駆動装置とを備えたインプリント装置において、少なくともレジスト層から離れているモールド表面に対して、インプリント時においてモールドに形成した凹部にレジスト層が侵入するときの温度及び圧力で凝縮する気体をインプリント作業部分に供給する気体供給装置を備えたことを特徴とするインプリント装置。 And mold forming an uneven shape on the surface, the base material forming a resist layer on the surface, the imprint apparatus and a mold driving device for pressing the mold to the resist layer, the mold surface away from at least the resist layer respect, the imprint apparatus characterized by comprising a gas supply device for supplying the imprint working portion of a gas condenses at a temperature and pressure at which the resist layer in a recess formed in the mold at the time of imprinting enters .
  5. 前記インプリント装置において、前記気体の常温での蒸気圧が0.05MPa以上1.00MPa以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置。 In the imprint apparatus, the imprint apparatus according to claim 4, wherein the vapor pressure at room temperature of the gas is less than 1.00MPa least 0.05 MPa.
  6. 前記気体の沸点が大気圧で15℃以上30℃以下であることを特徴とする請求項4記載のインプリント装置。 Imprinting apparatus according to claim 4, wherein the boiling point of the gas is less than 30 ° C. 15 ° C. or higher at atmospheric pressure.
  7. 前記気体供給装置は、閉じた空間が所定圧力になるように前記気体を供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置。 The gas supply apparatus, a closed space is imprinting apparatus according to claim 4, wherein the supplying the gas to a predetermined pressure.
  8. 前記気体供給装置は、開いた空間内における前記インプリント部分に前記気体を供給するものであり、前記気体が前記インプリント部分から拡散による散逸を補償するように供給することを特徴とする請求項4記載のインプリント装置。 Claim wherein the gas delivery system is configured to supply the gas to the imprinting portion in an open space, wherein said gas is supplied so as to compensate for the dissipated by diffusion from said imprinting portion 4 imprint apparatus described.
  9. 前記気体供給装置は、前記インプリント作業部分に前記気体の気体流が生じるように供給することを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。 The gas supply apparatus, the imprint apparatus according to claim 4, characterized in that the supply to the gas flow of the gas in the imprint working portion occurs.
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