KR101429322B1 - 광 처리 장치 및 광 처리 방법 - Google Patents

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신지 스기오카
마사노리 야마구치
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우시오덴키 가부시키가이샤
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Abstract

피처리물의 온도 상승을 억제하면서 자외선 조사 처리를 행할 수 있는 광 처리 장치 및 광 처리 방법을 제공한다.
본 발명의 광 처리 장치는, 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지는 광 처리 장치로서, 상기 자외선 투과창의 주위에, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되는 가스 유통구를 갖는 것을 특징으로 한다. 또, 상기 엑시머 램프는, 전체가 편평한 판형상의 방전 용기와, 이 방전 용기의 한 면에 배치된 고전압측 전극과, 당해 방전 용기의 다른 면에 배치된 어스측 전극을 가지며, 상기 방전 용기에 있어서의 상기 고전압측 전극이 배치된 한 면이, 상기 자외선 투과창과 대향하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.

Description

광 처리 장치 및 광 처리 방법{LIGHT PROCESSING APPARATUS AND LIGHT PROCESSING METHOD}
본 발명은, 광 처리 장치 및 광 처리 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 표면을 드라이 세정 처리하기 위해 적합한 광 처리 장치 및 광 처리 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 칩이나 바이오 칩의 제조에 있어서는, 종래의 포토리소그래피 및 에칭을 이용한 패턴 형성 방법에 비교하여 저비용으로 제조하는 것이 가능한 방법으로서, 광 나노 임프린트 기술이 주목받고 있다.
이 광 나노 임프린트 기술을 이용한 패턴 형성 방법에서는, 패턴을 형성해야 할 기판 예를 들면 웨이퍼 상에, 액상의 광 경화성 수지를 도포함으로써 패턴 형성용 재료층을 형성하고, 이 패턴 형성용 재료층에 대해, 형성해야 할 패턴의 네거티브가 되는 패턴이 형성된 템플릿(몰드)을 접촉시켜, 이 상태로, 패턴 형성용 재료층에 자외선을 조사하여 경화시키며, 그 후, 얻어진 경화 수지층으로부터 템플릿을 떼어내는 공정이 행해진다(특허문헌 1 및 특허문헌 2 참조).
이러한 패턴 형성 방법에서는, 템플릿의 표면에 이물 등이 존재하면, 얻어지는 패턴에 결함이 생기므로, 템플릿의 표면을 세정 처리하는 것이 필요하다.
그리고, 템플릿을 세정 처리하는 방법으로서는, 유기 용제나 알칼리 혹은 산 등의 약품을 이용한 웨트 세정법이 알려져 있다(특허문헌 3 참조).
그런데, 이러한 웨트 세정법에서는, 유기 용제나 약품 등에 의해 템플릿의 일부가 용해되어 패턴 형상이 변형될 우려가 있다. 또, 경화 수지층으로부터 템플릿을 떼어낼 때에, 당해 템플릿에 광 경화성 수지 등의 잔여물이 부착되는 경우에는, 패턴 형성이 종료할 때마다, 템플릿의 세정 처리를 행하는 것이 필요하여, 세정 처리에 상당히 긴 시간을 요하므로, 생산성이 현저하게 저하한다는 문제가 있다.
한편, 예를 들면 액정 표시 소자의 제조에 있어서, 유리 기판을 세정 처리하는 수단으로서, 광 세정 처리 장치가 이용되고 있다(특허문헌 4 참조).
특허문헌 1 : 일본국 특허공개 2000-194142호 공보 특허문헌 2 : 일본국 특허공개 2008-91782호 공보 특허문헌 3 : 일본국 특허공개 2009-266841호 공보 특허문헌 4 : 일본국 특허공개 평8-236492호 공보
그러나, 종래의 광 세정 처리 장치에 의해, 템플릿을 세정 처리하는 경우에는, 이하와 같은 문제가 있다.
광 나노 임프린트에 있어서의 템플릿으로서는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 것이 이용되고 있으며, 치수 안정성 및 패턴 형상 유지성의 관점에서, 당해 템플릿의 온도 관리가 극히 중요하다.
그런데, 종래의 광 세정 처리 장치에 의해 템플릿을 광 세정 처리하는 경우에는, 광 세정 처리 시에 있어서, 템플릿에 자외선이 조사됨으로써, 혹은 광 세정 처리 장치의 자외선 투과창으로부터의 복사열을 받음으로써, 템플릿의 온도가 상승해 버린다는 문제가 있다.
본 발명은, 이상과 같은 사정에 의거하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 피처리물의 온도 상승을 억제하면서 자외선 조사 처리를 행할 수 있는 광 처리 장치 및 광 처리 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명의 광 처리 장치는, 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지는 광 처리 장치로서,
상기 자외선 투과창의 주위에, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되는 가스 유통구를 갖는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 광 처리 장치는, 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지며, 상기 자외선 투과창이 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 간극을 통해 대향하도록 배치되는 광 처리 장치로서,
상기 자외선 투과창의 주위에, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되는 가스 유통구를 가지며, 이 가스 유통구를 통해 상기 자외선 투과창과 상기 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광 처리 장치에서는, 상기 엑시머 램프는, 전체가 편평한 판형상의 방전 용기와, 이 방전 용기의 한 면에 배치된 고전압측 전극과, 당해 방전 용기의 다른 면에 배치된 어스측 전극을 가지며, 상기 방전 용기에 있어서의 상기 고전압측 전극이 배치된 한 면이, 상기 자외선 투과창과 대향하도록 배치되어 있는 것이 바람직하다.
본 발명의 광 처리 방법은, 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지는 광 처리 장치를, 당해 자외선 투과창이 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 간극을 통해 대향하도록 배치하고,
상기 자외선 투과창의 주위에 설치된, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속된 가스 유통구를 통해 상기 자외선 투과창과 상기 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키면서, 당해 템플릿에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 자외선 투과창의 주위에 설치된 가스 유통구를 통해 냉각용 가스를 유통시킴으로써, 자외선 투과창이 냉각되므로, 당해 자외선 투과창으로부터의 복사열에 의해 피처리물의 온도가 상승하는 것을 억제하면서, 당해 피처리물의 자외선 조사 처리를 행할 수 있다.
또, 가스 유통구를 통해 자외선 투과창과 피처리물인 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키는 구성에 의하면, 자외선 투과창의 냉각에 더하여, 템플릿의 냉각이 행해지므로, 템플릿의 온도가 상승하는 것을 확실하게 억제하면서, 당해 템플릿의 자외선 조사 처리를 행할 수 있다.
또, 방전 용기에 있어서의 고전압측 전극이 배치된 한 면이 자외선 투과창과 대향하도록 엑시머 램프가 배치된 구성에 의하면, 방전 용기에 있어서의 어스측 전극이 배치된 다른 면과 하우징의 내면의 사이의 이간 거리가 작아도, 엑시머 램프와 하우징의 사이에 외부 방전이 생기지 않으며, 따라서, 하우징의 두께를 작게 할 수 있음과 더불어, 자외선이 방사되는 방전 용기의 한 면과 자외선 투과창의 사이의 이간 거리를 크게 할 수 있으므로, 자외선 투과창의 온도 상승을 한층 억제할 수 있다.
도 1은, 본 발명에 따른 광 처리 장치의 일례에 있어서의 구성을 도시한 설명도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 광 처리 장치의 설명용 단면도이다.
도 3은, 도 1에 나타낸 광 처리 장치의 일부를 파단하여 도시한 설명용 단면도이다.
도 4는, 도 1에 나타낸 광 처리 장치에 있어서의 엑시머 램프의 사시도이다.
도 5는, 도 4에 나타낸 엑시머 램프의 설명용 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 광 처리 장치를 탑재한 나노 임프린트 장치의 일례에 있어서의 구성의 개략을 도시한 설명도이다.
도 7은, 도 6에 나타낸 나노 임프린트 장치에 있어서, 광 처리 장치가, 그 자외선 투과창이 템플릿의 패턴면에 간극을 통해 대향하도록 배치된 상태를 도시한 설명도이다.
도 8은, 냉각용 가스 공급 기구에 의해, 냉각용 가스가 템플릿과 자외선 투과창의 사이의 간극에 유통된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도 9는, 본 발명에 따른 광 처리 장치의 변형예를 도시한 설명용 단면도이다.
도 10은, 본 발명에 따른 광 처리 장치의 다른 변형예를 도시한 설명용 단면도이다.
도 11은, 본 발명에 따른 광 처리 장치의 또 다른 변형예를 도시한 설명용 단면도이다.
도 12는, 냉각용 가스 흡기 기구에 의해, 냉각용 가스가 템플릿과 자외선 투과창의 사이의 간극에 유통된 상태를 도시한 설명용 단면도이다.
도 13은, 실시예 1 및 비교예 1에서 측정된, 자외선 투과창 및 템플릿의 온도 상승 곡선도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다.
도 1은, 본 발명에 따른 광 처리 장치의 일례에 있어서의 구성을 도시한 설명도이며, 도 2는, 도 1에 나타낸 광 처리 장치의 설명용 단면도이다.
이 광 처리 장치(30)는, 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 표면을 광 세정 처리하기 위해 이용되는 것으로서, 후술하는 자외선 투과창(11)이, 템플릿 유지 기구(2)에 의해 유지된 템플릿(1)의 패턴면에 간극을 통해 대향하도록 배치되어 사용된다.
이 광 처리 장치(30)에 있어서의 하우징(10)은 외형이 대략 직육면체 형상이고, 이 하우징(10) 내에는, 램프 수용실(S1) 및 회로실(S2)이 격벽(12)을 통해 나열되도록 형성되어 있으며, 하우징(10)에 있어서의 램프 수용실(S1)을 형성하는 부분의 상면에는, 예를 들면 석영 유리로 이루어지는 자외선 투과창(11)이, 프레임형상의 고정판(13)에 의해 고정되어 설치되어 있다.
도 3에도 나타낸 바와 같이, 하우징(10)에는, 그 양측면의 각각에 있어서의 상측 가장자리부를 따라, 냉각용 가스가 유통되는 직사각형 통형상의 가스 유로 부재(15)가 설치되어 있다. 구체적으로 설명하면, 가스 유로 부재(15)의 각각은, 그 한 측면에 있어서의 상측 가장자리부(15a)를 따라 나열되도록 형성된 복수의 가스 유통구(16)를 가지며, 당해 가스 유로 부재(15)의 각각의 한 측면이, 그 상측 가장자리부(15a)를 제외하고 하우징(10)의 측면에 접하도록 배치되어 고정되고, 이에 의해, 하우징(10)에 있어서의 자외선 투과창(11)의 주위에, 가스 유통구(16)가 위치되어 있다. 또, 가스 유로 부재(15)는, 냉각용 가스 유통관(17)을 통해 냉각용 가스 공급 기구(도시 생략)에 접속되어 있다.
하우징(10)에 있어서의 램프 수용실(S1) 내에는, 엑시머 램프(20)가 배치되고, 회로실(S2) 내에는, 승압 트랜스(25) 등이 배치되어 있다. 또, 도 1에 있어서, 18은, 램프 수용실(S1) 내에 예를 들면 질소 가스 등의 퍼지용 가스를 공급하기 위한 퍼지용 가스 유통관이다.
도 4는, 엑시머 램프(20)의 사시도이며, 도 5는, 도 4에 나타낸 엑시머 램프(20)의 설명용 단면도이다. 이 엑시머 램프(20)는, 내부에 방전 공간(S)이 형성된 전체가 편평한 판형상의 방전 용기(21)를 가지며, 이 방전 용기(21)의 양단에는 구금(口金)(24)이 설치되고, 당해 방전 용기(21)의 방전 공간(S) 내에는, 엑시머용 가스가 기밀하게 시일링되어 있다. 방전 용기(21)의 한 면에는, 그물형상의 고전압측 전극(22)이 배치되고, 당해 방전 용기(21)의 다른 면에는, 그물형상의 어스측 전극(23)이 배치되어 있으며, 고전압측 전극(22) 및 어스측 전극(23)의 각각은, 고주파 전원(도시 생략)에 접속되어 있다. 그리고, 엑시머 램프(20)는, 방전 용기(21)에 있어서의 고전압측 전극(22)이 배치된 한 면이, 하우징(10)에 있어서의 자외선 투과창(11)과 대향하도록 배치되어 있다.
방전 용기(21)를 구성하는 재료로서는, 진공 자외선을 양호하게 투과하는 것, 구체적으로는, 합성 석영 유리 등의 실리카 유리, 사파이어 유리 등을 이용할 수 있다.
고전압측 전극(22) 및 어스측 전극(23)을 구성하는 재료로서는, 알루미늄, 니켈, 금 등의 금속 재료를 이용할 수 있다. 또, 고전압측 전극(22) 및 어스측 전극(23)은, 상기의 금속 재료를 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄함으로써, 혹은 상기의 금속 재료를 진공 증착함으로써, 형성할 수도 있다.
방전 용기(21)의 방전 공간(S) 내에 봉입되는 엑시머용 가스로서는, 진공 자외선을 방사하는 엑시머를 생성할 수 있는 것, 구체적으로는, 크세논, 아르곤, 크립톤 등의 희가스, 또는, 희가스와, 브롬, 염소, 요오드, 불소 등의 할로겐 가스를 혼합한 혼합 가스 등을 이용할 수 있다. 엑시머용 가스의 구체적인 예를, 방사되는 자외선의 파장과 함께 나타내면, 크세논 가스에서는 172nm, 아르곤과 요오드의 혼합 가스에서는 191nm, 아르곤과 불소의 혼합 가스에서는 193nm이다.
또, 엑시머용 가스의 봉입압은, 예를 들면 10∼100kPa이다.
도 6은, 본 발명의 광 처리 장치를 탑재한 나노 임프린트 장치의 일례에 있어서의 구성의 개략을 도시한 설명도이다. 이 도면에 있어서, 1은 템플릿, 2는 템플릿(1)을 유지하는 템플릿 유지 기구, 3은 챔버이다. 4는 가동식의 웨이퍼 스테이지로서, 이 웨이퍼 스테이지(4) 상에는, 웨이퍼(W)를 유지하는 웨이퍼 척(4a)이 배치되어 있다. 5는 웨이퍼(W)의 표면에 패턴 형성용 재료(임프린트 재료)인 액상의 광 경화성 수지를 도포하는 잉크젯 방식의 도포 수단, 6은 가압 기구, 7은 제진대(除振臺), 8은 스테이지 정반(定盤), 9는 웨이퍼(W) 상에 형성된 광 경화성 수지로 이루어지는 패턴 형성용 재료층에 자외선을 조사하는 자외선 광원이다. 30은 도 1 및 도 2에 나타낸 구성의 광 처리 장치이며, 이 광 처리 장치(30)는, 당해 광 처리 장치(30)를 템플릿(1)의 아래쪽으로 반송하는 반송 아암(35)에 고정되어 있다.
이러한 나노 임프린트 장치에서는, 웨이퍼 척(4a)에 웨이퍼(W)가 유지된 웨이퍼 스테이지(4)를 도포 수단(5)의 아래쪽 위치로 이동시키고, 당해 도포 수단(5)에 의해 웨이퍼(W)의 표면에 액상의 광 경화성 수지를 도포함으로써, 웨이퍼(W) 상에 광 경화성 수지로 이루어지는 패턴 형성용 재료층을 형성한다. 다음에, 웨이퍼 스테이지(4)를 템플릿(1)의 아래쪽 위치로 이동시키고, 웨이퍼(W) 상에 형성된 패턴 형성용 재료층에 대해, 가압 기구(6)에 의해 템플릿(1)을 접촉시켜 가압하여, 이 상태로, 패턴 형성용 재료층에 자외선 광원(9)에 의해 템플릿(1)을 통해 자외선을 조사함으로써, 패턴 형성용 재료층을 경화시키며, 그 후, 얻어진 경화 수지층으로부터 템플릿(1)을 떼어냄으로써, 웨이퍼(W)에 대한 패턴 형성이 달성된다.
이러한 웨이퍼(W)에 대한 패턴 형성이 1회 또는 복수회 종료되면, 도 7에 나타낸 바와 같이, 웨이퍼(W)가 올려진 웨이퍼 스테이지(4)가, 템플릿(1)의 아래쪽 위치로부터 그 옆쪽 위치로 이동되어 퇴피됨과 더불어, 광 처리 장치(30)가 템플릿(1)의 아래쪽 위치로 반송되며, 그 자외선 투과창(11)(도 3 참조)이 템플릿(1)의 패턴면에 간극을 통해 대향하도록 배치된다.
여기에서, 자외선 투과창(11)의 외면과 템플릿(1)의 패턴면의 사이의 이간 거리는, 예를 들면 0.3∼10.0mm이다.
그리고, 광 처리 장치(30)에서는, 냉각용 가스 공급 기구를 작동시키고, 이에 의해, 냉각용 가스를 냉각용 가스 유통관(17)을 통해 가스 유로 부재(15)에 공급함으로써, 도 8에 나타낸 바와 같이, 가스 유로 부재(15)에 형성된 가스 유통구(16)로부터 배출된 냉각용 가스(G1)가 자외선 투과창(11)과 템플릿(1)의 사이의 간극에 유통된다. 그리고, 이 상태로, 엑시머 램프(20)를 점등시킴으로써, 엑시머 램프(20)로부터의 자외선이 자외선 투과창(11)을 통해 템플릿(1)의 패턴면에 조사되고, 그로써, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성된다.
그 후, 광 처리 장치(30)가 반송되어 템플릿(1)의 아래쪽 위치로부터 퇴피됨과 더불어, 웨이퍼(W)가 올려진 웨이퍼 스테이지(4)가, 템플릿(1)의 아래쪽 위치로 이동되어, 당해 웨이퍼(W)에 대한 패턴 형성이 실행된다.
이상에 있어서, 자외선 투과창(11)과 템플릿(1)의 사이의 간극에 유통되는 냉각용 가스의 유량은, 예를 들면 100∼1000L/min이며, 냉각용 가스의 온도는, 예를 들면 10∼35℃이다.
또, 템플릿(1)에 대한 자외선의 조사 시간은, 예를 들면 3∼3600초간이다.
상기의 광 처리 장치(30)에 의하면, 하우징(10)의 자외선 투과창(11)의 주위에 위치된 가스 유통구(16)를 통해 자외선 투과창(11)과 피처리물인 템플릿(1)의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시킴으로써, 자외선 투과창(11) 및 템플릿(1)이 냉각되므로, 자외선의 조사 및 자외선 투과창(11)으로부터의 복사열에 의해 템플릿(1)의 온도가 상승하는 것을 확실하게 억제하면서, 당해 템플릿(1)의 자외선 조사 처리를 행할 수 있다.
또, 엑시머 램프(20)는, 방전 용기(21)에 있어서의 고전압측 전극(22)이 배치된 한 면이, 자외선 투과창(11)과 대향하도록 배치되어 있으므로, 방전 용기(21)에 있어서의 어스측 전극(23)이 배치된 다른 면과 하우징(10)의 내면의 사이의 이간 거리가 작아도, 엑시머 램프(20)와 하우징(10)의 사이에 외부 방전이 생기지 않으며, 따라서, 하우징(10)의 두께를 작게 할 수 있음과 더불어, 자외선이 방사되는 방전 용기(21)의 한 면과 자외선 투과창(11)의 사이의 이간 거리를 크게 할 수 있으므로, 자외선 투과창(11)의 온도 상승을 한층 억제할 수 있다.
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명하였지만, 본 발명은 상기의 실시 형태에 한정되지 않으며, 여러 가지의 변경을 더하는 것이 가능하다.
(1) 본 발명에서는, 가스 유통구(16)는, 자외선 투과창(11)의 주위에 배치되어 있으면 되고, 구체적인 가스 유로 부재(15)의 배치 위치 및 가스 유통구(16)의 형성 위치는, 피처리물인 템플릿(1) 및 이것을 유지하는 템플릿 유지 기구(2)의 치수에 따라 적절히 변경할 수 있다.
예를 들면 도 1∼도 3에 나타낸 광 처리 장치는, 템플릿 유지 기구(2)의 폭(도 3에서 좌우 방향의 크기)이, 하우징(10)의 폭보다 큰 경우의 예이지만, 템플릿 유지 기구(2)의 폭이 하우징(10)의 폭과 동등한 경우에는, 도 9에 나타낸 바와 같이, 가스 유로 부재(15)로서, 그 한 측면의 중앙 위치에서 통축 방향을 따라 나열되도록 복수의 가스 유통구(16)가 형성된 것을 이용하며, 당해 가스 유로 부재(15)의 각각의 한 측면이, 그 가스 유통구(16)가 형성된 중앙 위치로부터 상측의 영역을 제외하고 하우징(10)의 측면에 접하도록 배치되어 있어도 된다.
또, 템플릿 유지 기구(2)의 폭이 하우징(10)의 폭보다 작은 경우에는, 도 10에 나타낸 바와 같이, 가스 유로 부재(15)로서, 그 하면에서 통축 방향을 따라 나열되도록 복수의 가스 유통구(16)가 형성된 것을 이용하며, 당해 가스 유로 부재(15)가, 하우징(10)의 상면에 있어서의 양측 가장자리를 따라, 당해 하우징(10)의 상면으로부터 위쪽으로 이간되어 배치되어 있어도 된다.
또한, 템플릿 유지 기구(2)의 폭이 하우징(10)의 폭보다 큰 경우에는, 도 11에 나타낸 바와 같이, 가스 유로 부재(15)를 하우징(10) 내의 상부 내면에 배치하고, 가스 유로 부재(15)의 내부로부터 하우징(10)의 상면으로 신장되는 가스 유통로(14)를 통해, 당해 하우징(10)의 상면에 있어서의 자외선 투과창(11)의 주위에 형성된 가스 유통구(16)로부터 냉각용 가스를 방출시킴으로써, 자외선 투과창(11)과 템플릿(1)의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키는 구성이어도 된다.
(2) 가스 유로 부재(15)는, 냉각용 가스 공급 기구 대신에 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되어 있어도 된다. 이러한 구성에서는, 냉각용 가스 흡기 기구를 작동시킴으로써, 도 12에 나타낸 바와 같이, 가스 유로 부재(15)에 형성된 가스 유통구(16)에, 그 주위에 존재하는 냉각용 가스(G2)가 흡인되는 결과, 냉각용 가스가 자외선 투과창(11)과 템플릿(1)의 사이의 간극에 유통된다.
또, 한쪽의 가스 유로 부재(15)가 냉각용 가스 공급 기구에 접속되고, 다른 쪽의 가스 유로 부재(15)가 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되어 있어도 된다.
(3) 본 발명의 광 처리 장치의 처리 대상은, 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿에 한정되지 않으며, 자외선 조사 처리가 필요해지는 여러 가지의 것에 적용할 수 있다.
[실시예]
<실시예 1>
도 1∼도 3의 구성에 따라, 하기 사양의 광 처리 장치를 제작하였다.
[하우징]
램프 수용실의 치수가 100mm×250mm×80mm이고, 자외선 투과창은 석영 유리제이며, 그 종횡의 치수가 60mm×60mm, 두께가 4mm이다.
[가스 유로 부재]
내부의 종횡의 치수가 8mm×17mm, 길이가 200mm이며, 각각 직경이 2mm인 원형 8개의 가스 유통구가, 20mm의 피치로 형성되어 있다.
[엑시머 램프]
방전 용기의 재질은 석영 유리이고, 그 내부에 크세논 가스가 봉입되며, 발광 길이가 50mm, 발광폭이 45mm, 출력이 15W이다.
또, 이 엑시머 램프는, 하우징 내에서, 방전 용기에 있어서의 고전압측 전극이 배치된 한 면이 자외선 투과창과 대향하도록 배치되어 있으며, 당해 엑시머 램프와 당해 자외선 투과창의 사이의 이간 거리가 30mm이다.
피처리물로서, 패턴면에 있어서의 패턴 영역의 치수가 53mm×53mm이고, 두께가 5mm인 석영 유리로 이루어지는 템플릿을 제작하였다.
이 템플릿의 패턴면에, 자외선 투과창이 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 1mm의 간극을 통해 대향하도록, 상기의 광 처리 장치를 배치함과 더불어, 자외선 투과창 및 템플릿의 각각에 온도 측정용의 K 열전쌍을 부착하였다. 다음에, 가스 유로 부재에 접속된 가스 공급 기구를 작동시키는 것에 의해, 가스 유통구를 통해 자외선 투과창과 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스인 25℃의 공기를 유통시키면서, 엑시머 램프를 점등시킴으로써, 템플릿의 자외선 조사 처리를 행하였다. 여기에서, 자외선 투과창과 템플릿의 사이의 간극에 유통되는 냉각용 가스의 유량은 200L/min이다.
그리고, 템플릿에 대한 자외선 조사 처리 시간과, 템플릿 및 자외선 투과창의 상승 온도의 관계를 조사하였다. 결과를 도 13에 나타낸다.
<비교예 1>
실시예 1에서 제작한 광 처리 장치를 이용하여, 자외선 투과창과 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키지 않은 것 이외는 동일하게 하여, 템플릿의 자외선 조사 처리를 행해서, 템플릿에 대한 자외선 조사 처리 시간과, 템플릿 및 자외선 투과창의 온도 상승의 관계를 조사하였다. 결과를 도 13에 나타낸다.
도 13에 있어서, A1은 실시예 1에 있어서의 자외선 투과창의 온도 상승 곡선, A2는 실시예 1에 있어서의 템플릿의 온도 상승 곡선, B1은 비교예 1에 있어서의 자외선 투과창의 온도 상승 곡선, B2는 비교예 1에 있어서의 템플릿의 온도 상승 곡선을 나타낸다.
도 13으로부터 명확한 바와 같이, 실시예 1에 따른 광 처리 장치에 의하면, 피처리물의 온도 상승을 억제하면서 자외선 조사 처리를 행할 수 있는 것이 확인되었다.
1 : 템플릿
2 : 템플릿 유지 기구
3 : 챔버
4 : 웨이퍼 스테이지
4a : 웨이퍼 척
5 : 도포 수단
6 : 가압 기구
7 : 제진대
8 : 스테이지 정반
9 : 자외선 광원
10 : 하우징
11 : 자외선 투과창
12 : 격벽
13 : 고정판
14 : 가스 유통로
15 : 가스 유로 부재
15a : 상측 가장자리부
16 : 가스 유통구
17 : 냉각용 가스 유통관
18 : 퍼지용 가스 유통관
20 : 엑시머 램프
21 : 방전 용기
22 : 고전압측 전극
23 : 어스측 전극
24 : 구금
25 : 승압 트랜스
30 : 광 처리 장치
35 : 반송 아암
G1, G2 : 냉각용 가스
S : 방전 공간
S1 : 램프 수용실
S2 : 회로실
W : 웨이퍼

Claims (4)

  1. 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지는 광 처리 장치로서,
    상기 자외선 투과창의 바깥 표면 위로 냉각용 가스를 유통시키도록, 상기 자외선 투과창의 주위에, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되는 가스 유통구를 갖는 것을 특징으로 하는 광 처리 장치.
  2. 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지며, 상기 자외선 투과창이 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 간극을 사이에 두고 대향하도록 배치되는 광 처리 장치로서,
    상기 자외선 투과창의 주위에, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속되는 가스 유통구를 가지며, 이 가스 유통구를 통해 상기 자외선 투과창과 상기 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키는 것을 특징으로 하는 광 처리 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 엑시머 램프는, 전체가 편평한 판형상의 방전 용기와, 이 방전 용기의 한 면에 배치된 고전압측 전극과, 당해 방전 용기의 다른 면에 배치된 어스측 전극을 가지며, 상기 방전 용기에 있어서의 상기 고전압측 전극이 배치된 한 면이, 상기 자외선 투과창과 대향하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 광 처리 장치.
  4. 자외선 투과창을 갖는 하우징과, 이 하우징 내에 배치된 엑시머 램프를 구비하여 이루어지는 광 처리 장치를, 당해 자외선 투과창이 나노 임프린트 장치에 있어서의 템플릿의 패턴면에 간극을 사이에 두고 대향하도록 배치하고,
    상기 자외선 투과창의 주위에 설치된, 냉각용 가스 공급 기구 또는 냉각용 가스 흡기 기구에 접속된 가스 유통구를 통해 상기 자외선 투과창과 상기 템플릿의 사이의 간극에 냉각용 가스를 유통시키면서, 당해 템플릿에 자외선을 조사하는 것을 특징으로 하는 광 처리 방법.
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