KR102308377B1 - Imprint apparatus and method of manufacturing article - Google Patents
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Abstract
[과제] 스루풋과 정확한 패턴 형성의 양립에 유리한 임프린트 장치를 제공하는 것.
[해결 수단] 기판 위의 임프린트재에 형을 접촉시켜 상기 기판 위에 패턴을 형성하는 임프린트 장치는, 제1 공급구를 포함하고, 상기 기판 위의 상기 임프린트재와 상기 형 사이의 공간에 상기 제1 공급구로부터 제1 기체를 공급하는 제1 공급부와, 제2 공급구를 포함하고, 상기 공간에 상기 제2 공급구로부터 제2 기체를 공급하는 제2 공급부와, 상기 공간 내에서 상기 제1 기체와 상기 제2 기체의 혼합이 행해지도록, 상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부를 제어하는 제어부를 갖는다.[Problem] To provide an imprint apparatus advantageous for both throughput and accurate pattern formation.
[Solution Means] An imprint apparatus for forming a pattern on the substrate by contacting a mold to an imprint material on a substrate includes a first supply port, and includes the first supply port in a space between the imprint material on the substrate and the mold. A first supply unit for supplying a first gas from a supply port, a second supply unit including a second supply port, the second supply unit for supplying a second gas from the second supply port to the space, and the first gas in the space and a control unit for controlling the first supply unit and the second supply unit so that the second gas is mixed with each other.
Description
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an imprint apparatus and a method of manufacturing an article.
반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 리소그래피 기술의 하나로서, 임프린트 기술이 점점 실용화되고 있다. 임프린트 처리에서는, 기판 위의 임프린트재에 형을 접촉시킬 때 형과 임프린트재 사이에 기포가 갇히기 쉽다. 기포가 잔류된 채 임프린트재를 경화시키면, 형성된 패턴에 미충전 결함이 발생할 수 있다. 미충전 결함을 억제하기 위해서는, 갇힌 대기가 샷의 밖으로 확산되는 것을 기다리거나, 임프린트재 중에 용해되는 것을 기다리거나 하여, 충전 시간을 길게 설정하는 것을 생각할 수 있지만, 스루풋이 저하된다. 이와 같이, 충전 시간이 길어지는 것에 의한 스루풋의 저하는, 임프린트 기술의 큰 과제의 하나이다.As one of the lithography techniques for manufacturing articles, such as semiconductor devices, the imprint technique is gradually being put to practical use. In the imprint process, air bubbles are likely to be trapped between the mold and the imprint material when the mold is brought into contact with the imprint material on the substrate. If the imprint material is cured while air bubbles remain, an unfilled defect may occur in the formed pattern. In order to suppress unfilled defects, it is conceivable to set the filling time longer by waiting for the trapped air to diffuse out of the shot or to dissolve in the imprint material, but the throughput is lowered. As described above, the decrease in throughput due to the lengthening of the charging time is one of the major problems of the imprint technology.
미충전 결함의 저감이나 충전 시간의 단축을 실현하기 위한 해결책으로서, 특허문헌 1에서는 분자 확산 속도가 빠른 헬륨이나 임프린트재 중에 용해되기 쉬운 이산화탄소를 도입하는 것이 제안되어 있다. 특허문헌 2에서는, 기판 전체를 포함하는 공간이나 임프린트를 실시하는 영역을 응축성 기체로 폭로하는 구성이 제안되어 있다. 형과 임프린트재 사이에 갇힌 가스를 응축시킴으로써, 충전 시간을 단축함과 함께, 미충전 결함을 억제하는 것이 가능하다. 비특허문헌 1에서는, 응축성 기체의 1종인 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(이하 「펜타플루오로프로판」이라고 한다)을 사용함으로써, 경화시킨 임프린트재로부터 형을 분리하는 힘(이하 「이형력」이라고 한다)을 낮출 수 있음이 보고되어 있다. 이형력을 저감시킴으로써, 형에 대한 임프린트재의 부착을 억제하여, 전사 결함을 적게 할 수 있다. 또한, 비특허문헌 2에서는, 펜타플루오로프로판에 의해 임프린트재의 점성이 저하되는 현상이 보고되어 있다. 임프린트재의 점성이 낮을수록, 임프린트재가 기판 위에서 퍼지기 쉬워지기 때문에, 충전 시간을 단축하는 것이 가능하다. 또한, 특허문헌 3에서는, 응축성 기체와 헬륨의 혼합 기체를 임프린트 장치에 공급하여, 임프린트재의 충전 시간을 단축, 혹은, 패턴 결손을 저감시킴과 함께, 임프린트재의 표면 조도를 저감시키는 구성이 제안되어 있다.As a solution for realizing the reduction of unfilled defects and shortening of the filling time,
증기압이 낮은 펜타플루오로프로판은 통상, 용기에 액체 상태로 충전되어, 용기 내에서 기화된 펜타플루오로프로판이 임프린트 장치에 반송된다. 용기 내에서 기화된 응축성 기체를 임프린트 장치에 반송시키기 위한 에너지는, 펜타플루오로프로판의 증기압이라는 매우 낮은 압력 에너지뿐이며, 펌프 등의 외부 에너지는 통상 사용되지 않는다.Pentafluoropropane having a low vapor pressure is usually filled in a liquid state in a container, and pentafluoropropane vaporized in the container is returned to the imprint apparatus. The energy for conveying the condensable gas vaporized in the container to the imprint apparatus is only a very low pressure energy called the vapor pressure of pentafluoropropane, and external energy such as a pump is not normally used.
펜타플루오로프로판과 헬륨을 혼합시키는 데 통상 생각되는 구성은, 펜타플루오로프로판의 공급 배관과 헬륨의 공급 배관을 T자 조인트 등으로 합류시켜 미리 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체를 만드는 구성이다. 이 혼합 기체가 임프린트 장치에 공급된다. 그러나, 헬륨의 공급압이 통상 500㎪ 정도인 것에 비하여, 펜타플루오로프로판의 실온에서의 공급압은 50㎪ 정도이다. 그로 인해, 단순히 T자 조인트 등으로 합류시켜 혼합하는 방법으로는, 헬륨의 공급압차에 의해, 펜타플루오로프로판이 흐르기 어려워진다. 펜타플루오로프로판의 온도를 높임으로써 펜타플루오로프로판의 공급압을 높일 수는 있다. 구체적으로는, 펜타플루오로프로판을 약 70℃로 가열할 수 있으면, 펜타플루오로프로판의 공급압을 500㎪로 할 수 있다. 그러나 이것을 실현하기 위해서는, 펜타플루오로프로판의 용기나 배관 등을 약 70℃로 가열할 필요가 있기 때문에, 장치 구성이 복잡화된다. 또한, 70℃ 정도로까지 가열된 가스가 형과 기판 사이에 공급된 경우, 형 및 기판의 열 변형 등에 대처할 필요도 있다.A configuration generally considered for mixing pentafluoropropane and helium is a configuration in which a pentafluoropropane supply pipe and a helium supply pipe are joined together with a T-joint or the like to make a mixed gas of pentafluoropropane and helium in advance. . This mixed gas is supplied to the imprint apparatus. However, while the supply pressure of helium is usually about 500 kPa, the supply pressure of pentafluoropropane at room temperature is about 50 kPa. Therefore, in the method of simply mixing with a T-joint or the like, the flow of pentafluoropropane becomes difficult due to the difference in the supply pressure of helium. It is possible to increase the supply pressure of pentafluoropropane by increasing the temperature of the pentafluoropropane. Specifically, if pentafluoropropane can be heated to about 70°C, the supply pressure of pentafluoropropane can be set to 500 kPa. However, in order to realize this, since it is necessary to heat the pentafluoropropane container, piping, etc. to about 70 degreeC, the apparatus structure becomes complicated. In addition, when gas heated to about 70 DEG C is supplied between the mold and the substrate, it is also necessary to cope with the thermal deformation of the mold and the substrate.
본 발명은 예를 들어 스루풋과 정확한 패턴 형성의 양립에 유리한 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide an imprint apparatus advantageous for coexistence of, for example, throughput and accurate pattern formation.
본 발명의 일 측면에 의하면, 기판 위의 임프린트재에 형을 접촉시켜 상기 기판 위에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 제1 공급구를 포함하고, 상기 기판 위의 상기 임프린트재와 상기 형 사이의 공간에 상기 제1 공급구로부터 제1 기체를 공급하는 제1 공급부와, 제2 공급구를 포함하고, 상기 공간에 상기 제2 공급구로부터 제2 기체를 공급하는 제2 공급부와, 상기 공간 내에서 상기 제1 기체와 상기 제2 기체의 혼합이 행해지도록, 상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부를 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치가 제공된다.According to one aspect of the present invention, there is provided an imprint apparatus for forming a pattern on the substrate by contacting a mold with an imprint material on a substrate, comprising a first supply port, and a space between the imprint material on the substrate and the mold a first supply unit for supplying a first gas from the first supply port to the air conditioner; a second supply unit including a second supply port; and a second supply unit for supplying a second gas from the second supply port to the space; An imprint apparatus is provided, comprising a control unit for controlling the first supply unit and the second supply unit so that mixing of the first gas and the second gas is performed.
본 발명에 따르면, 예를 들어 스루풋과 정확한 패턴 형성의 양립에 유리한 임프린트 장치를 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide an imprint apparatus advantageous for coexistence of, for example, throughput and accurate pattern formation.
도 1은 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 실시 형태에 있어서의 기체 공급부의 구성을 예시하는 도면.
도 3은 실시 형태에 있어서의 기체 공급부의 동작의 예를 설명하는 도면.
도 4는 실시 형태에 있어서의 기체 공급부의 동작의 다른 예를 설명하는 도면.
도 5는 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 6은 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 7은 실시 형태에 있어서의 물품 제조 방법을 설명하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a figure which shows the structure of the imprint apparatus in embodiment.
It is a figure which illustrates the structure of the gas supply part in embodiment.
It is a figure explaining the example of the operation|movement of the gas supply part in embodiment.
It is a figure explaining another example of the operation|movement of the gas supply part in embodiment.
Fig. 5 is a diagram showing a configuration of an imprint apparatus according to the embodiment;
Fig. 6 is a diagram showing a configuration of an imprint apparatus according to the embodiment;
It is a figure explaining the article manufacturing method in embodiment.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 본 발명의 실시 구체예를 나타내는 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합 모두가 본 발명의 과제 해결을 위하여 필수적인 것만은 아니다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, embodiment of this invention is described in detail with reference to drawings. In addition, the following embodiment only shows the Example of this invention, and this invention is not limited to the following embodiment. In addition, not all combinations of features described in the following embodiments are essential for solving the problems of the present invention.
<제1 실시 형태><First embodiment>
먼저, 실시 형태에 관한 임프린트 장치의 개요에 대하여 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 위에 공급된 임프린트재를 형과 접촉시켜, 임프린트재에 경화용의 에너지를 부여함으로써, 형의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.First, an outline of the imprint apparatus according to the embodiment will be described. The imprint apparatus is an apparatus for forming a pattern of a cured product onto which the concavo-convex pattern of the die is transferred by bringing an imprint material supplied on a substrate into contact with a die and applying energy for curing to the imprint material.
임프린트재로서는, 경화용의 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고 칭하는 경우도 있다)이 사용된다. 경화용의 에너지로서는, 전자파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자파는, 예를 들어 그 파장이 10㎚ 이상 1㎜ 이하의 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 자외선 등일 수 있다. 경화성 조성물은, 광의 조사에 의해, 혹은 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 중 광의 조사에 의해 경화되는 광 경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광 중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 폴리머 성분 등의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급 장치(후술하는 도 1의 임프린트재 공급부(33)에 대응)에 의해, 액적 형상, 혹은 복수의 액적이 연결되어 생긴 섬 형상 또는 막 형상으로 되어 기판 위에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에 있어서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료를 포함하는 부재가 설치되어도 된다. 기판은, 예를 들어 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 석영 유리이다.As the imprint material, a curable composition (sometimes referred to as an uncured resin) that is cured by applying the energy for curing is used. As the energy for curing, electromagnetic waves, heat, or the like can be used. The electromagnetic wave may be, for example, light whose wavelength is selected from the range of 10 nm or more and 1 mm or less, such as infrared rays, visible rays, and ultraviolet rays. The curable composition may be a composition that is cured by irradiation with light or by heating. Among these, the photocurable composition hardened|cured by irradiation of light contains a polymeric compound and a photoinitiator at least, and may contain a nonpolymerizable compound or a solvent further as needed. The nonpolymerizable compound is at least one selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal addition type mold release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component. The imprint material may be disposed on the substrate in a droplet shape or an island shape or a film shape formed by connecting a plurality of droplets by an imprint material supply device (corresponding to the imprint
도 1은 본 실시 형태에 관한 임프린트 장치(10)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(10)는, 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조에 사용되고, 기판(21)(웨이퍼) 위에 공급된 임프린트재(31)를 형(41)으로 성형하여, 기판(21) 위에 임프린트재의 패턴을 형성한다. 또한, 여기에서는 광 경화법을 채용한 임프린트 장치를 예시하지만, 열 경화법을 채용해도 된다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 기판(21) 위의 임프린트재(31)에 대하여 조사되는 자외선(53)의 광축과 평행으로 XYZ 좌표계에 있어서의 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 내에 서로 직교하는 방향으로 X축 및 Y축을 취한다.1 is a schematic diagram showing the configuration of an
광 조사부(50)는, 임프린트 처리 시, 특히 기판(21) 위의 임프린트재(31)를 경화시킬 때에, 형(41)에 대하여 자외선(53)을 조사한다. 광 조사부(50)는, 광원(51)과, 광원(51)으로부터 발해진 자외선(53)을, 임프린트에 적절한 광으로 조정하여, 형(41)에 조사하는 조명 광학계(52)를 포함할 수 있다. 광원(51)은, 할로겐 램프 등의 램프류를 채용 가능하지만, 형(41)을 투과하고, 또한 자외선(53)의 조사에 의해 임프린트재(31)가 경화되는 파장의 광을 발하는 광원이면, 특별히 한정하는 것은 아니다. 조명 광학계(52)는, 도시하지 않았지만, 렌즈, 미러, 애퍼쳐 또는 조사와 차광을 전환하기 위한 셔터 등을 포함할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 광 경화법을 채용하기 위하여 광 조사부(50)를 설치하고 있지만, 예를 들어 열 경화법을 채용하는 경우에는, 이 광 조사부(50) 대신에, 열 경화성 수지를 경화시키기 위한 열원부를 설치하게 된다.The
형(41)은, 외주 형상이 직사각형이며, 기판(21)에 대향하는 면에는, 예를 들어 회로 패턴 등의 전사해야 할 패턴이 형성된 패턴부(41a)를 포함한다. 또한, 형(41)의 재질은, 자외선(53)을 투과시키는 것이 가능한 재질(예를 들어 석영)로 한다. 또한, 형(41)은, 자외선(53)이 조사되는 면에, 평면 형상이 원형이고, 또한, 어느 정도의 깊이 캐비티(44)(오목부)를 갖는 경우도 있다.The
형 보유 지지부(40)는, 형(41)을 보유 지지하는 형 척(42)과, 형 척(42)을 이동 가능하게 보유 지지하는 형 구동 기구(43)와, 형(41)(패턴부(41a))의 형상을 보정하는 배율 보정 기구(46)를 포함할 수 있다. 형 척(42)은, 형(41)에 있어서의 자외선(53)의 조사면의 외주 영역을 진공 흡착력이나 정전력으로 끌어당김으로써 형(41)을 보유 지지할 수 있다. 예를 들어, 형 척(42)은, 진공 흡착력에 의해 형(41)을 보유 지지하는 경우, 외부에 설치된 도시하지 않은 진공 펌프에 접속되고, 이 진공 펌프의 배기에 의한 흡착압을 적절히 조정함으로써, 형(41)에 대한 흡착력(보유 지지력)을 조정할 수 있다. 형 구동 기구(43)는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 접촉 또는 분리를 선택적으로 행하도록, 형(41)을 이동시킨다. 이 형 구동 기구(43)에 채용 가능한 동력원으로서는, 예를 들어 리니어 모터나 에어 실린더가 있다. 또한, 형 구동 기구(43)는, 형(41)의 고정밀도의 위치 결정에 대응하기 위하여, 조동 구동계나 미동 구동계 등의 복수의 구동계를 갖고 있어도 된다. 또한, 형 구동 기구(43)는, Z축 방향뿐만 아니라, X축 방향이나 Y축 방향 또는 Z축 주위의 회전 방향인 θ 방향의 위치 조정 기능이나, 형(41)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능 등을 갖는 구성도 있을 수 있다. 또한, 임프린트 장치(10)에 있어서의 접촉 및 분리의 각 동작은, 형(41)을 Z축 방향으로 이동시킴으로써 실현해도 되지만, 기판 보유 지지부(20)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 실현해도 되고, 또는 그 양쪽을 상대적으로 이동시켜도 된다. 배율 보정 기구(46)는, 형 척(42)에 있어서의 형(41)의 보유 지지측에 설치되고, 형(41)의 측면에 대하여 외력 또는 변위를 기계적으로 부여함으로써 형(41)(패턴부(41a))의 형상을 보정한다.The
기판(21)은, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이나 SOI(Silicon on Insulator) 기판이다. 이 기판(21) 위의 복수의 샷 영역(패턴 형성 영역)에는, 패턴부(41a)에 의해 임프린트재(31)의 패턴(패턴을 포함하는 층)이 성형된다. 또한, 일반적으로는 기판(21)이 임프린트 장치(10)에 반입되기 전에, 미리 복수의 샷 영역 위에는 전공정에서 패턴(이하 「기판측 패턴」이라고 한다)이 형성되어 있다.The
임프린트재 공급부(33)는, 형 보유 지지부(40)의 근방에 설치되고, 기판(21) 위의 샷 영역(기판측 패턴) 위에 임프린트재(31)를 공급(배치 또는 도포)한다. 또한, 임프린트재(31)는, 예를 들어 자외선(53)을 수광함으로써 경화되는 성질을 갖는 자외선 경화 수지이며, 반도체 디바이스 제조 공정 등의 각종 조건에 의해 적절히 선택된다. 임프린트재 공급부(33)는, 임프린트재의 공급 방식으로서 잉크젯 방식을 채용하고, 미경화 상태의 임프린트재(31)를 수용하는 용기(32)를 포함한다. 임프린트재 공급부(33)는, 예를 들어 피에조 타입의 토출 기구(잉크젯 헤드)를 갖는다. 임프린트재(31)의 공급량(토출량)은, 0.1 내지 10pL/적의 범위에서 조정 가능하고, 통상, 약 2pL/적으로 사용하는 경우가 많다. 또한, 임프린트재(31)의 전체 공급량은, 패턴부(41a)의 밀도 및 설계 상의 잔막 두께에 의해 결정된다. 임프린트재 공급부(33)는, 제어부(15)로부터의 동작 명령에 기초하여, 공급 위치나 공급량 등을 제어한다.The imprint
기판 보유 지지부(20)는, 기판(21)을 보유 지지하고, 가동의 보유 지지부이다. 예를 들어, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 접촉 시에, 기판 보유 지지부(20)에 의해 기판(21)을 이동시킴으로써, 패턴부(41a)와 샷 영역의 기판측 패턴의 위치 정렬이 행하여진다. 이 기판 보유 지지부(20)는, 기판(21)을 흡착력에 의해 보유 지지하는 기판 척(22)과, 기판 척(22)을 기계적으로 보유 지지하여 각 축방향으로 이동 가능하게 하는 기판 스테이지(23)를 갖는다. 기판 스테이지(23)는, 정반(11) 위를 이동함으로써 기판을 이동시키는 이동 기구(23a)를 포함한다. 이동 기구(23a)는, 임프린트재 공급 위치(제1 위치)와 임프린트 위치(제2 위치) 사이의 경로를 따라, 기판을 이동시킬 수 있다. 여기서, 임프린트재 공급 위치(제1 위치)란, 임프린트재 공급부(33)에 의한 임프린트재의 공급이 행하여지는 위치이며, 임프린트재를 토출하는 노즐 등의 임프린트재의 공급구와 대향하는 위치를 의미한다. 또한, 임프린트 위치(제2 위치)란, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 접촉이 행하여지는 위치를 의미한다. 이동 기구(23a)는, 임프린트를 실행할 때, 기판(21)(의 샷 영역)을 임프린트재 공급 위치로 이동시켜, 임프린트재 공급부(33)에 의해 임프린트재(31)가 공급된다. 이동 기구(23a)에 채용 가능한 동력원으로서는, 예를 들어 리니어 모터나 평면 모터 등이 있다. 이동 기구(23a), X축 및 Y축의 각 방향에 대하여, 조동 구동계나 미동 구동계 등의 복수의 구동계를 포함할 수 있다. 또한, Z축 방향의 위치 조정을 위한 구동계나, 기판(21)의 θ 방향의 위치 조정 기능 또는 기판(21)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능 등을 갖는 구성도 있을 수 있다.The
기판 보유 지지부(20)는, 그 측면에, X, Y, Z, ωx, ωy, ωz의 각 방향에 대응한 복수의 참조 미러(71)(반사부)를 구비한다. 여기서, ωx, ωy, ωz는 각각 X축, Y축, Z축 주위의 회전 방향을 나타낸다. 이에 반하여, 임프린트 장치(10)는, 이들 참조 미러(71)에 각각 빔(72)을 조사함으로써, 기판 스테이지(23)의 위치를 측정하는 복수의 레이저 간섭계(73)(측장기)를 구비한다. 또한, 도 1에서는, 참조 미러(71)와 레이저 간섭계(73)의 한 세트만 도시되어 있다. 레이저 간섭계(73)는, 기판(21)의 위치를 실시간으로 계측하고, 후술하는 제어부(15)는, 이때의 계측값에 기초하여 기판(21)(기판 스테이지(23))의 위치 결정 제어를 실행한다. 또한, 이러한 위치 계측 기구로서는, 상기한 레이저 간섭계(73) 대신 반도체 레이저를 사용한 인코더 등을 채용해도 된다.The
제어부(15)는, 임프린트 장치(10)의 각 구성 요소의 동작 및 조정 등을 제어할 수 있다. 제어부(15)는, 예를 들어 컴퓨터에 의해 구성되고, 임프린트 장치(10)의 각 구성 요소에 회선을 통하여 접속되고, 프로그램 등에 따라 각 구성 요소의 제어를 실행할 수 있다. 또한, 제어부(15)는, 임프린트 장치(10)의 다른 부분과 일체로(공통된 하우징 내에) 구성해도 되고, 임프린트 장치(10)의 다른 부분과는 별체로(다른 하우징 내에) 구성해도 된다.The
정반(11)은, 임프린트 장치(10) 전체를 지지함과 함께 기판 스테이지(23)의 이동의 기준 평면을 형성하고 있다. 제진기(12)는, 정반(11)과 프레임(13) 사이에 설치되고, 바닥으로부터의 진동을 제거하는 기능을 갖는다. 프레임(13)은, 기판(21)보다 상방에 위치하는 구성 부분의 광원(51)부터 형(41)까지를 지지한다. 얼라인먼트 스코프(14)는, 기판(21) 위의 얼라인먼트 마크를 촬상한다. 제어부(15)는, 얼라인먼트 스코프(14)에서 얻어진 화상에 기초하여 얼라인먼트 마크의 위치를 계측하고, 그 결과에 기초하여 기판 스테이지(23)의 위치 결정을 행한다.The
형 척(42) 및 형 구동 기구(43)는, 평면 방향의 중심부(내측)에, 광 조사부(50)로부터 조사된 자외선(53)이 기판(21)을 향하여 통과 가능하게 하는 개구 영역(47)을 갖는다. 여기서, 형 척(42)(또는 형 구동 기구(43))은, 개구 영역(47)의 일부와 형(41)으로 둘러싸이는 캐비티(44)를 밀폐 공간으로 하는 광 투과 부재(예를 들어 유리판)(45)를 구비하는 경우도 있다. 이 경우, 캐비티(44) 내의 압력은, 진공 펌프 등을 포함하는, 도시하지 않은 압력 조정 장치에 의해 조정된다. 이 압력 조정 장치는, 예를 들어 형(41)과 임프린트재(31)의 접촉 시에, 캐비티(44) 내의 압력을 그 외부보다도 높게 설정함으로써, 패턴부(41a)를 기판(21)을 향하여 볼록형으로 휘게 한다. 이에 의해, 임프린트재(31)에 대하여 패턴부(41a)의 중심부로부터 접촉시킬 수 있어, 패턴부(41a)의 요철 패턴에 임프린트재(31)를 구석구석까지 충전시킬 수 있다.The
그러나 이것만으로는, 기포를 가두지 않고 요철 패턴의 내부에 확실하게 임프린트재(31)를 충전시키기에는 불충분하다. 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 접촉 시에, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이에 기포(대기)가 존재하면, 임프린트재(31)의 경화 후, 형성된 패턴에 미충전 결함이 발생할 수 있다. 이러한 미충전 결함의 발생을 방지하기 위해서는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체를, 적어도 임프린트재(31)에 대하여 고가용성 또는 고확산성의 어느 한쪽의 성질을 갖는 기체와 치환시키면 된다. 이러한 성질을 갖는 기체로서는, 헬륨 등이 있다.However, this alone is insufficient to reliably fill the
기체의 치환 방법으로서, 적어도 형(41)의 근방에 배치된 기체 공급부(60)로부터 헬륨 등의 기체를 분출하여, 형(41) 주변의 기체 농도를 높이는 방법을 생각할 수 있다. 기체를 일정 기간 계속하여 분출함으로써, 기체 자신이 갖는 확산 효과에 의해, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이를 그 기체로 치환할 수 있다. 그러나, 이와 같은 치환 방식에서는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극의 기체 농도가 충분히 높아질 때까지 일정한 대기 시간이 필요해진다. 일반적인 임프린트 장치에 있어서는, 수십초 이상의 대기 시간이 상정된다. 그러한 대기 시간은 생산성에 악영향을 주기 때문에, 최대한 이 대기 시간을 단축시킬 필요가 있다. 대기 시간을 단축하는 방책으로서는, 예를 들어 기판 스테이지(23)의 구동을 이용한 기체의 흐름, 즉 코안다 효과를 이용한 치환 방식이 유효하다.As a method of replacing the gas, a method of increasing the gas concentration around the
이어서, 본 실시 형태에 있어서의, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체를, 제1 기체와 제2 기체의 혼합 기체로 치환하는 방법을 설명한다. 도 2의 (a), (b)는, 상면으로부터 본 기체 공급부(60)를 도시한 도면이다. 기체 공급부(60)는, 형(41)을 둘러싸도록 배치되고 기체를 공급하는 복수의 공급구를 갖는다.Next, a method of replacing the gas between the
도 2의 (a)의 예에서는, 기체 공급부(60)는, 형(41)의 사방을 둘러싸도록 배치되고 제1 기체를 제1 공급구(61a)로부터 공급하는 제1 공급부(61)를 포함한다. 기체 공급부(60)는, 형(41)에 관하여 제1 공급구(61a)의 외측에 배치된 제2 공급구(62a)로부터 제1 기체와는 다른 기체인 제2 기체를 공급하는 제2 공급부(62)를 더 포함한다. 제1 공급부(61)는, 제1 공급구(61a)와, 제1 기체를 저장하는 도시하지 않은 제1 탱크와, 제1 탱크와 제1 공급구(61a)를 접속하는 도시하지 않은 배관을 포함할 수 있다. 마찬가지로, 제2 공급부(62)는, 제2 공급구(62a)와, 제2 기체를 저장하는 도시하지 않은 제2 탱크와, 제2 탱크와 제2 공급구(62a)를 접속하는 도시하지 않은 배관을 포함할 수 있다.In the example of FIG. 2A , the
여기서, 제1 기체는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 접촉에 의해 액화되는 응축성 기체를 포함하고, 제2 기체는 임프린트재(31), 형(41) 및 기판(21) 중 적어도 하나를 투과하는 투과성 기체를 포함할 수 있다. 응축성 기체란, 형(41)을 임프린트재(31)에 접촉시킬 때, 패턴부(41a)의 오목부에 임프린트재(31)가 진입하여 오목부에 갇힌 기체가 압축될 때, 그 압력 상승에 의해 액화되는 기체를 의미한다. 그러한 응축성 기체로서는 예를 들어 펜타플루오로프로판이 사용된다. 또한, 제2 기체에 포함되는 투과성 기체로서, 예를 들어 헬륨, 질소, 이산화탄소, 수소, 크세논 등이 채용될 수 있다. 이하의 설명에서는, 제1 기체로서 펜타플루오로프로판을, 제2 기체로서 헬륨을 사용하는 것으로 한다.Here, the first gas includes a condensable gas that is liquefied by contact between the
도 2의 (b)의 예에서는, 기체 공급부(60)는, 형(41)의 측면을 따라 배치된 복수개 공급구를 포함하고, 펜타플루오로프로판을 공급하는 제1 공급구(63)와 헬륨을 공급하는 제2 공급구(64)가 교대로 배치된다. 펜타플루오로프로판은, 도시하지 않은 제1 탱크에 저장되어 있고, 배관(65)을 통하여 제1 공급구(63)에 공급된다. 이와 같이, 이들 제1 탱크와 배관(65)과 제1 공급구(63)에 의해, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 공간 내에 제1 기체를 공급하는 제1 공급부가 구성된다. 헬륨은, 도시하지 않은 제2 탱크에 저장되어 있고, 배관(66)을 통하여 제2 공급구(64)에 공급된다. 이와 같이, 이들 제2 탱크와 배관(66)과 제2 공급구(64)에 의해, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 공간 내에 제2 기체를 공급하는 제2 공급부가 구성된다. 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급 및 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급은 제어부(15)에 의해 제어된다.In the example of FIG. 2B , the
제1 공급구(63)로부터 공급된 펜타플루오로프로판과 제2 공급구(64)로부터 공급된 헬륨이, 형(41)과 기판(21) 사이의 공간에서 효율적으로 혼합되도록, 제1 공급구(63)와 제2 공급구(64)가 배향되면 된다. 예를 들어, 서로 인접하는 제1 공급구(63)와 제2 공급구(64)의 세트에 있어서, 제1 공급구(63)로부터 공급된 펜타플루오로프로판과 제2 공급구(64)로부터 공급된 헬륨이 교착되도록 배향된다.The first supply port so that pentafluoropropane supplied from the
펜타플루오로프로판을 계속하여 공급하면, 기화열에 의해 공급 배관 등의 온도가 낮아져, 펜타플루오로프로판을 공급하는 것이 곤란해질 수 있다. 그로 인해, 펜타플루오로프로판의 공급 배관 등에 온도 조절 기구를 설치해도 된다.If pentafluoropropane is continuously supplied, the temperature of the supply pipe or the like may be lowered by the heat of vaporization, making it difficult to supply pentafluoropropane. Therefore, you may provide a temperature control mechanism in the supply piping of pentafluoropropane etc.
펜타플루오로프로판의 비점은 대략 -10 내지 23℃, 포화 증기압은 0.1 내지0.4㎫이기 때문에, 배관 등의 압력 손실에 의해 펜타플루오로프로판이 액화될 가능성이 있다. 그로 인해, 펜타플루오로프로판의 배관 직경이나 제1 공급구(63)의 구경을, 헬륨의 배관 직경이나 제2 공급구(64)의 구경보다도 크게 해 두면 된다.Since the boiling point of pentafluoropropane is approximately -10 to 23°C and the saturated vapor pressure is 0.1 to 0.4 MPa, there is a possibility that pentafluoropropane may be liquefied due to pressure loss in piping or the like. Therefore, the pipe diameter of pentafluoropropane and the diameter of the
제어부(15)는, 기판 위의 임프린트재(31)와 형(41) 사이의 공간 내에서 제1 기체와 제2 기체의 혼합이 행해지도록, 제1 공급부 및 제2 공급부를 제어한다. 예를 들어, 제어부(15)는, 임프린트재 공급 위치와 임프린트 위치 사이의 이동 경로에 있어서의 기판(21)의 위치에 따라, 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급 및 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급을 제어한다. 이하, 도 3을 참조하여, 제어부(15)의 제어 하에서, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체를 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체로 치환하는 방법을 설명한다. 도 3의 (a)는, 임프린트 처리에 있어서의, 형(41) 및 기체 공급부(60)에 대한 기판 스테이지(23)의 위치와, 기체 공급부(60)로부터의 기체의 공급 타이밍을 나타낸 것이다. 또한, 기체 공급부(60)에는 도 2의 (a)의 구성을 채용하고 있다. 도 3의 (b)는, 도 3의 (a)에 대응하는 흐름도이다.The
S11에서, 제어부(15)는, 임프린트재 공급부(33)를 제어하여, 임프린트를 행하는 샷 영역에 임프린트재(31)를 공급한다(F11).In S11 , the
S12에서, 제어부(15)는, 기체 공급부(60)를 제어하여, 제1 공급부(61)로부터 펜타플루오로프로판을 공급한다. 이 시점에서는, 제2 공급부(62)로부터의 헬륨의 공급은 행하지 않는다(F12).In S12 , the
S13에서, 제어부(15)는, 이동 기구(23a)를 제어하여, 임프린트재(31)가 배치된 샷 영역이 형(41) 아래에 오도록 기판 스테이지(23)의 이동을 개시한다. 이것과 동시에, S14에서, 제어부(15)는, 제2 공급부(62)로부터의 헬륨의 공급을 개시한다(F13). 기판 스테이지(23)에 관하여, 도 3의 예에서는, 일 방향으로의 구동으로 하고 있지만, 예를 들어 직사각형이나 지그재그 등 복수 방향의 구동으로 해도 된다. 복수 방향의 구동에 의해, 펜타플루오로프로판과 헬륨을 더 효과적으로 혼합시킬 수 있다. 또한, 제어부(15)는, 기판(21)을 이동 기구(23a)에 의해 임프린트재 공급 위치로부터 임프린트 위치로 이동시키고 있는 동안에, 펜타플루오로프로판과 헬륨을 시간적으로 교대로 공급함으로써 혼합을 촉진시켜도 된다.In S13 , the
샷 영역이 형(41)의 바로 아래에 온 시점에, 제어부(15)는, S15에서, 기판 스테이지(23)의 이동을 정지시킴과 함께, S16에서, 펜타플루오로프로판 및 헬륨의 공급을 정지시킨다(F14). 그 후, S17에서, 제어부(15)는, 접촉·분리의 동작을 실행한다. 이상의 S11 내지 S17의 일련의 처리가, 샷 영역마다 반복하여 행하여진다.When the shot region comes directly under the
S12에서 공급되는 펜타플루오로프로판은, S13에서의 기판 스테이지(23)의 이동에 수반하여, S14에서 공급되는 헬륨과 혼합된다. S15에서는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극은, 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체로 채워진다. 또한, 펜타플루오로프로판과 헬륨의 공급량을 각각 바꿈으로써, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극의 펜타플루오로프로판 농도를 임의로 변경하는 것이 가능하다.The pentafluoropropane supplied at S12 is mixed with the helium supplied at S14 with the movement of the
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 사전에 펜타플루오로프로판과 헬륨을 혼합하고 나서 공급하는 것이 아니라, 따로따로 공급한 후, 혼합시키는 방식이다. 이로 인해, 펜타플루오로프로판을 헬륨의 증기압과 동일하게 하기 위하여 가열할 필요가 없다.As described above, in the present embodiment, pentafluoropropane and helium are not mixed and then supplied, but separately supplied and then mixed. This eliminates the need to heat the pentafluoropropane to make it equal to the vapor pressure of helium.
또한, 본 실시 형태에서는, 제2 공급구(62a)가, 형(41)에 관하여 제1 공급구(61a)의 외측에 배치되어 있지만(도 2의 (a)), 제1 공급구(61a)와 제2 공급구(62a)의 위치 관계가 반대로 되어도 된다.In addition, in this embodiment, although the
기체 공급부(60)가 도 2의 (b)에 도시한 구성인 경우의 처리는 이하와 같이 된다.The process in the case where the
제어부(15)는, S11에서, 임프린트재 공급부(33)를 제어하여, 임프린트재(31)를 공급하고, S12에서, 기체 공급부(60)의 제1 공급구(63)로부터 펜타플루오로프로판을 공급한다. 이 시점에서는, 기체 공급부(60)의 제2 공급구(64)로부터의 헬륨의 공급은 행하지 않는다.The
S13에서, 제어부(15)는, 임프린트재(31)가 배치된 샷 영역이 형(41) 아래에 오도록 기판 스테이지(23)의 이동을 개시한다. 이와 동시에, S14에서, 제어부(15)는, 기체 공급부(60)의 제2 공급구(64)로부터의 헬륨의 공급을 개시한다.In S13 , the
샷 영역이 형(41)의 바로 아래에 온 시점에, 제어부(15)는, S15에서 기판 스테이지(23)의 이동을 정지시킴과 함께, S16에서 펜타플루오로프로판 및 헬륨의 공급을 정지시킨다. 그 후, S17에서, 제어부(15)는, 접촉·분리의 동작을 실행한다. 이상의 S11 내지 S17의 일련의 처리가, 샷 영역마다 반복하여 행하여진다.When the shot region comes directly under the
S12에서 공급된 펜타플루오로프로판은, S13에서의 기판 스테이지(23)의 이동에 수반하여, S14에서 공급된 헬륨과 혼합된다. S15에서는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극은, 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체로 채워진다. 상기한 바와 같이, 예를 들어 서로 인접하는 제1 공급구(63)와 제2 공급구(64)의 조에 있어서, 제1 공급구(63)와 제2 공급구(64)는 각각 펜타플루오로프로판의 분사 방향과 헬륨의 분사 방향이 교착되도록 배향된다. 그로 인해, 효율적으로 펜타플루오로프로판과 헬륨이 혼합된다. 또한, 제어부(15)는, 기판(21)의 샷 영역의 임프린트재 공급 위치와 임프린트 위치 사이의 이동 동안, 펜타플루오로프로판과 헬륨의 공급을 시간적으로 교대로 행함으로써, 혼합을 촉진시켜도 된다.The pentafluoropropane supplied at S12 is mixed with the helium supplied at S14 with the movement of the
이상의 도 3에 도시된 처리를 정리하면 다음과 같다. 제어부(15)는, 임프린트재 공급 위치와 임프린트 위치 사이의 경로를 따른 샷 영역이 개시되기 전에 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급을 개시한다. 그 후, 제어부(15)는, 상기 경로를 따른 샷 영역의 이동에 수반하여 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급을 개시한다. 그리고, 제어부(15)는, 기판(21)의 임프린트 위치로의 이동의 완료에 수반하여 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급 및 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급을 정지시킨다.The processing shown in FIG. 3 is summarized as follows. The
이상의 실시 형태에 따르면, 동일한 온도에서는 증기압이 상이한 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체를, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극에 효율적으로 공급할 수 있다.According to the above embodiment, the mixed gas of pentafluoropropane and helium having different vapor pressures at the same temperature can be efficiently supplied to the gap between the
<제2 실시 형태><Second embodiment>
이하의 제2 실시 형태에서는, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체를 헬륨으로 치환한 후에, 펜타플루오로프로판을 공급한다. 이하, 도 4를 참조하여, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체를 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체로 치환하는 방법을 설명한다. 도 4의 (a)는 임프린트 처리에 있어서의, 형(41) 및 기체 공급부(60)에 대한 기판 스테이지(23)의 위치와, 기체 공급부(60)로부터의 기체의 공급 타이밍을 나타낸 것이다. 도 4의 (b)는, 도 4의 (a)에 대응하는 흐름도이다.In the following second embodiment, after replacing the gas between the
S21에서, 제어부(15)는, 임프린트재 공급부(33)를 제어하여, 임프린트를 행하는 샷 영역에 임프린트재(31)를 공급한다(F21).In S21 , the
S22에서, 제어부(15)는, 기체 공급부(60)를 제어하여, 제2 공급부(62)로부터 헬륨을 공급한다. 이 시점에서는, 제1 공급부(61)로부터의 펜타플루오로프로판의 공급은 행하지 않는다(F22).In S22 , the
S23에서, 제어부(15)는, 이동 기구(23a)를 제어하여, 임프린트재(31)가 배치된 샷 영역이 형(41) 아래에 오도록 기판 스테이지(23)의 이동을 개시한다. 이때, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31) 사이의 기체는 일단 헬륨으로 치환된다.In S23 , the
그 후, S24에서, 제어부(15)는, 제2 공급부(62)로부터의 헬륨의 공급을 정지시키고, 제1 공급부(61)로부터의 펜타플루오로프로판의 공급을 개시한다(F23). 샷 영역이 형(41)의 바로 아래에 온 시점에, 제어부(15)는, S25에서, 기판 스테이지(23)의 이동을 정지시킴과 함께, S26에서, 펜타플루오로프로판의 공급을 정지시킨다(F24). 그 후, S27에서, 제어부(15)는, 접촉·분리의 동작을 실행한다. 이상의S21 내지 S27의 일련의 처리가, 샷 영역마다 반복하여 행하여진다.Thereafter, in S24 , the
S22에서 공급되는 헬륨의 공급량은, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극을 고농도의 헬륨으로 채워지는 양으로 한다. S24의 펜타플루오로프로판의 공급량을 변화시킴으로써 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극의 펜타플루오로프로판 농도를 임의로 변경하는 것이 가능하다.The amount of helium supplied in S22 is such that the gap between the
이상과 같이 본 실시 형태에서는, 사전에 펜타플루오로프로판과 헬륨을 혼합하고 나서 공급하는 것이 아니라, 따로따로 공급한 후, 혼합시키는 방식이다. 이로 인해, 펜타플루오로프로판을 헬륨의 증기압과 동일하게 하기 위하여 가열할 필요가 없다.As described above, in the present embodiment, pentafluoropropane and helium are not mixed and then supplied, but separately supplied and then mixed. This eliminates the need to heat the pentafluoropropane to make it equal to the vapor pressure of helium.
이상의 도 4에 도시된 처리를 정리하면 다음과 같다. 제어부(15)는, 임프린트재 공급부(33)에 의해 샷 영역에 임프린트재(31)가 공급된 기판(21)을 이동 기구(23a)에 의해 임프린트 위치로 이동시키기 전에 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급을 개시한다. 그 후에, 제어부(15)는, 기판(21)의 임프린트 위치로의 이동의 개시에 수반하여 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급을 개시한다. 이때 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급은 정지시켜도 된다. 그리고, 제어부(15)는, 기판(21)의 임프린트 위치로의 이동의 완료에 수반하여 제1 공급부에 의한 제1 기체의 공급 및 제2 공급부에 의한 제2 기체의 공급을 정지시킨다.The processing shown in FIG. 4 is summarized as follows. The
이상의 실시 형태에 의해, 동일한 온도에서 증기압이 상이한 펜타플루오로프로판과 헬륨의 혼합 기체를, 형(41)과 기판(21) 위의 임프린트재(31)의 간극에 효율적으로 공급할 수 있다.According to the above embodiment, a mixed gas of pentafluoropropane and helium having different vapor pressures at the same temperature can be efficiently supplied to the gap between the
<제3 실시 형태><Third embodiment>
응축성 기체는 비점이 낮기(증기압이 낮기) 때문에, 기체로 공급하는 경우에는 가압하면 액화되어 버리는 문제가 있다. 예를 들어 하이드로플루오로카본(1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판)의 경우, 공급압은 실온에서 50㎪가 된다.Since condensable gas has a low boiling point (low vapor pressure), when supplied as a gas, there is a problem in that it becomes liquefied when pressurized. For example, in the case of hydrofluorocarbon (1,1,1,3,3-pentafluoropropane), the supply pressure becomes 50 kPa at room temperature.
배관의 배치 경로가 긴 경우나 유량이 많아 압력 손실이 큰 경우, 가압하면 액화되어 버리기 때문에, 배관의 막힘이 발생하고, 이것이 기체의 상태로 공급하는 데 장해가 될 수 있다. 이로 인해, 예를 들어 배관에 히터를 감아 가열하여, 배관 내부의 응축성의 가스의 온도를 높여 증기압을 높이는 등의 조치가 필요하게 된다.In the case where the arrangement path of the pipe is long or when the pressure loss is large due to the large flow rate, since it liquefies when pressurized, clogging of the pipe occurs, which may be an obstacle to supplying the gas in a gaseous state. For this reason, for example, it heats by winding a heater around a pipe, and measures, such as raising the temperature of condensable gas inside a pipe, and raising a vapor pressure, are needed.
배관 내의 응축성 기체는 항상 가압 상태에서 유지되고 있기 때문에, 배관의 가열도 항상 행할 필요가 있어, 소비 전력이 증대되는 문제가 있다. 또한, 장치의 전원을 오프한 경우, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 혹은, 배관에 감은 히터가 고장난 경우, 배관의 온도가 낮아지고, 동시에 응축성 기체의 온도도 낮아져, 가압된 상태의 응축성 기체가 액화되어 배관이 막혀 버린다는 문제가 있다.Since the condensable gas in the pipe is always maintained in a pressurized state, it is also necessary to always heat the pipe, and there is a problem that power consumption increases. In addition, when the power of the device is turned off, when the power supply to the device is stopped, or when the heater wound around the pipe breaks down, the temperature of the pipe is lowered and the temperature of the condensable gas is also lowered at the same time, so that condensation in the pressurized state There is a problem that the sex gas is liquefied and the pipe is clogged.
이하에서는, 이러한 과제를 감안하여, 배관의 가열을 상시 행하지 않아도, 배관 내의 응축성 기체의 액화를 방지하여, 응축성 기체의 공급을 가능하게 하는 기술에 대하여 설명한다.Hereinafter, in view of such a subject, a technique which prevents liquefaction of the condensable gas in a pipe|tube and enables supply of a condensable gas, even if it does not perform heating of a pipe|tube constantly, is demonstrated.
도 5는 본 실시 형태의 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 도면이다. 임프린트 장치(100)는, 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서 사용되는 리소그래피 장치이며, 기판 위에 형의 패턴을 전사한다. 임프린트 장치(100)는, 본 실시 형태에서는, 임프린트재의 경화법으로서, 자외선의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광 경화법을 채용한다.5 is a diagram showing the configuration of the
임프린트 장치(100)는, 형(103)을 보유 지지하는 형 헤드(104)와, 기판(106)을 보유 지지하는 스테이지(107)와, 임프린트재 공급부(33)를 갖는다. 임프린트 장치(100)는, 압력에 의해 응축되는 기체(응축성 기체)를 공급하는 기체 공급부(120)와, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간을 배기하는 배기 경로(130)와, 제어부(140)를 더 갖는다.The
형(103)은, 기판(106)에 대향하는 면에, 기판(106)(에 공급된 수지)에 전사해야 할 패턴이 형성된 패턴부(103a)를 갖는다. 형(103)은, 예를 들어 직사각형 형상의 외형을 갖고, 석영 등의 자외선을 투과하는 재료로 구성된다.The
형 헤드(104)는, 형(103)을 진공 흡인력 또는 정전기력에 의해 보유 지지(고정)한다. 형 헤드(104)는, 형(103)을 z축 방향으로 구동하는 구동 기구를 포함하고, 기판(106) 위의 임프린트재(미경화 수지)에 형(103)을 적절한 힘으로 접촉시켜, 기판(106) 위의 임프린트재(경화 수지)로부터 형(103)을 박리하는 기능을 갖는다.The
기판(106)은, 형(103)의 패턴이 전사되는 기판이며, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이나 SOI(Silicon on Insulator) 기판 등을 포함한다.The
스테이지(107)는, 기판(106)을 보유 지지하는 기판 척과, 형(103)과 기판(106)의 위치 정렬(얼라인먼트)을 행하기 위한 구동 기구를 포함한다. 이러한 구동 기구는, 예를 들어 조동 구동계와 미동 구동계로 구성되고, x축 방향 및 y축 방향으로 기판(106)을 구동한다. 또한, 이러한 구동 기구는, x축 방향 및 y축 방향뿐만 아니라, z축 방향 및 θ(z축 주위의 회전) 방향으로 기판(106)을 구동하는 기능이나 기판(106)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 구비하고 있어도 된다.The
임프린트재 공급부(33)는, 액체 상태의 광 경화형의 임프린트재를 기판(106) 위에 공급(도포)함으로써, 기판(106) 위에 수지층 RL을 형성한다. 기체 공급부(120)는, 형(103)과 기판(106)(수지층 RL) 사이의 공간에, 형(103)을 기판(106) 위의 임프린트재에 접촉시켰을 때의 압력에 의해 응축되는 기체(응축성 기체)를 공급한다. 바꾸어 말하면, 기체 공급부(120)는, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간에 있어서의 기체를 응축성 기체로 치환한다. 기체 공급부(120)는, 제어부(140)의 제어 하에 있어서, 형(103)을 기판(106) 위의 임프린트재에 접촉시켰을 때의 압력에 의해 충분히 응축되도록(즉, 미충전 결함의 발생을 충분히 방지하도록), 응축성 기체를 공급한다. 기체 공급부(120)는, 본 실시 형태에서는, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간 근방에 배치된 공급구(125)를 통하여, 응축성 기체를 공급한다. 단, 응축성 기체의 공급 방법은, 당업계에서 주지의 어떠한 방법도 적용하는 것이 가능한데, 예를 들어 응축성 기체를 공급하기 위한 공급구를 형(103)에 형성해도 된다. 또한, 기체 공급부(120)는, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간뿐만 아니라, 장치 전체 분위기(즉, 임프린트 장치(100)의 각 부를 수납하는 챔버 내)의 기체를 응축성 기체로 치환해도 된다. 또한, 기체 공급부(120)로부터 공급되는 기체는 투과성이 높은 기체(예를 들어 헬륨)와 응축성 기체를 혼합한 기체를 공급해도 된다. 이 투과성 가스는 형(103), 기판(106) 또는 임프린트재의 적어도 하나에 대하여 용해 또는 확산되는 성질을 갖는다. 기체 공급부(120)의 구체적인 구성이나 기능에 대해서는, 나중에 상세하게 설명한다.The imprint
배기 경로(130)는, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간에 기체 공급부(120)로부터 공급된 응축성 기체를 배기한다. 예를 들어, 응축성 기체 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판은 지구 온난화 계수가 950(CO2=1)으로 높고, 공급된 응축성 기체가 대기 중에 누설되지 않도록 할 필요가 있다. 배기 경로는 임프린트 장치(100)와는 별도로 설치된 도시하지 않은 정제 장치에 접속되고, 정제 장치에서 응축성 기체를 취출하여, 재이용한다.The
제어부(140)는, CPU와 메모리 등을 포함하고, 임프린트 장치(100)의 전체(동작)를 제어한다. 제어부(140)는, 본 실시 형태에서는, 임프린트 장치(100)의 각 부를 제어하여, 임프린트 처리를 행하는 처리부로서 기능한다. 임프린트 처리란, 기판(106)에 공급된 임프린트재에 형(103)을 접촉시킨 상태로 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 형(103)을 박리함으로써 기판(106) 위에 형(103)의 패턴을 전사하는 처리를 의미한다.The
여기서, 임프린트재 공급부(33)의 구체적인 구성이나 기능에 대하여 설명한다. 임프린트재 공급부(33)는, 임프린트재를 수납하는 임프린트재 용기(111)와, 임프린트재를 공급하기 위한 디스펜서(113)를 포함한다. 임프린트재 공급부(33)로부터 임프린트재를 공급하면서 스테이지(107)를 이동(스캔 이동이나 스텝 이동)시킴으로써, 기판(106)(의 샷 영역) 위에 임프린트재를 공급하는 것이 가능해진다.Here, the specific configuration and function of the imprint
임프린트재 용기(111)는, 배관(112)을 통하여, 임프린트재를 디스펜서(113)에 공급한다. 디스펜서(113)는, 예를 들어 노즐을 라인 형상으로 배열한 라인 노즐을 포함하고, 피에조 제트 방식이나 마이크로 솔레노이드 방식 등에 의해 기판(106)에 1피코리터 정도의 액적을 균일하게 적하한다.The
본 실시 형태에서는, 응축성 기체는, 임프린트 장치(100)의 내부의 환경 하(온도 및 압력)에 있어서, 통상 시에 기체로서 존재하고, 임프린트 처리 시에(즉, 형(103)을 임프린트재에 접촉시켰을 때의 압력에 의해) 응축되는 특성을 갖는다.In the present embodiment, the condensable gas is normally present as a gas in the internal environment (temperature and pressure) of the
또한, 실온(23℃)에 있어서의 응축성 기체의 증기압이 0.05㎫보다도 낮은 경우에는, 예를 들어 배관에 발생하는 작은 압력차에 의해 응축성 기체가 응축되어, 응축성 기체의 공급량을 제어하는 것이 곤란해진다. 한편, 실온(23℃)에 있어서의 응축성 기체의 증기압이 1㎫보다도 높은 경우에는, 실온에서 임프린트 처리를 행할 때에, 응축성 기체를 응축시키기 위하여 필요한 압력이 커지기 때문에, 내압력성을 갖는 장치가 필요해져, 장치가 대규모로 되어 버린다. 따라서, 응축성 기체의 증기압은, 임프린트 처리를 행하는 온도에 있어서, 0.05㎫보다도 높고, 또한 1㎫보다도 낮은 것이 좋다. 또한, 응축성 기체의 증기압은, 대기압(0.1㎫) 부근이면 더 좋기 때문에, 0.1㎫보다도 높고, 또한 1㎫보다도 낮으면 좋다.In addition, when the vapor pressure of the condensable gas at room temperature (23 ° C.) is lower than 0.05 MPa, for example, the condensable gas is condensed by a small pressure difference generated in the pipe to control the supply amount of the condensable gas. things get difficult On the other hand, when the vapor pressure of the condensable gas at room temperature (23° C.) is higher than 1 MPa, when the imprint process is performed at room temperature, the pressure required for condensing the condensable gas becomes large, so an apparatus having pressure resistance is required, and the device becomes large-scale. Therefore, the vapor pressure of the condensable gas is preferably higher than 0.05 MPa and lower than 1 MPa at the temperature at which the imprint process is performed. In addition, since the vapor pressure of condensable gas is more preferable in it being near atmospheric pressure (0.1 MPa), it is good to be higher than 0.1 MPa and to be lower than 1 MPa.
또한, 응축성 기체는, 대기압(0.1㎫)에 있어서, 실온(23℃) 부근에서 응축되는 것이 좋다. 따라서, 응축성 기체의 비점은, 15℃ 이상 30℃ 이하이면 좋다. 응축성 기체의 비점이 15℃보다도 낮은 경우에는, 임프린트 장치(100)의 내부 온도를 제어하는 온도 제어 기구가 대규모로 되어 버린다. 한편, 응축성 기체의 비점이 30℃보다도 높은 경우, 응축성 기체를 응축시키기 위하여, 임프린트 장치(100)의 내부의 압력을 대기압으로부터 감압하거나, 혹은 임프린트 장치(100)의 내부 온도를 높이는 것이 필요해져, 장치가 대규모로 되어 버린다.In addition, it is good that condensable gas is condensed at room temperature (23 degreeC) vicinity in atmospheric pressure (0.1 MPa). Therefore, the boiling point of the condensable gas should just be 15 degreeC or more and 30 degrees C or less. When the boiling point of the condensable gas is lower than 15°C, the temperature control mechanism for controlling the internal temperature of the
이러한 응축성 기체로서는, 예를 들어 다음과 같은 것이 있다.Examples of such condensable gas include the following.
·실온(23℃)에서의 증기압이 0.1056㎫인 트리클로로플루오로메탄(비점(24℃)Trichlorofluoromethane having a vapor pressure of 0.1056 MPa at room temperature (23 ° C) (boiling point (24 ° C))
·실온(23℃)에서의 증기압이 0.14㎫인 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판(비점(15℃)1,1,1,3,3-pentafluoropropane with a vapor pressure of 0.14 MPa at room temperature (23 ° C) (boiling point (15 ° C))
또한, 본 실시 형태에 있어서의 광 경화형의 임프린트재는, 응축성 기체가 용해되는 임프린트재일 필요가 있다. 예를 들어, 아크릴 수지를 베이스로 하는 일반적인 임프린트용의 임프린트재에는, 응축성 기체의 일례인 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판이 용해된다.In addition, the photocurable imprint material in this embodiment needs to be an imprint material in which a condensable gas melt|dissolves. For example, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane, which is an example of a condensable gas, is dissolved in a general imprint material for imprint based on an acrylic resin.
예를 들어, 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판은 실온(23℃)에서의 증기압이 0.14㎫로 되어 있지만, 기체 공급부(120) 내에 있어서, 규정의 유량을 흘리기 위해서는, 가압할 필요가 있다. 그러나, 배관이나 밸브 등의 기기의 압력 손실에 의해, 증기압을 초과하면 액화되어 배관 내가 막혀 버리기 때문에, 흘릴 수 없다는 문제가 발생한다. 응축성 기체를 액화시키지 않고 규정의 유량을 흐르게 하는 방법에 대하여, 기체 공급부(120)의 구체적인 구성이나 기능과 아울러 설명한다.For example, 1,1,1,3,3-pentafluoropropane has a vapor pressure of 0.14 MPa at room temperature (23°C). Needs to be. However, since it liquefies and clogs the inside of a pipe when vapor pressure is exceeded by a pressure loss of apparatuses, such as piping and a valve, the problem that it cannot flow arises. A method of flowing a prescribed flow rate without liquefying the condensable gas will be described together with the specific configuration and function of the
응축성 기체 용기(121)에는 응축성 기체가 가압되어 액체의 상태로 보관되어 있다. 본 실시 형태에서는 임프린트 장치(100) 내에 응축성 기체 용기(121)를 구성하고 있지만, 공장 설비로부터 기체 상태로 응축성 기체를 공급해도 된다. 또한, 임프린트 장치(100) 밖에 응축성 기체 용기(121)를 설치하여, 공급해도 된다.In the
응축성 기체 용기(121)로부터 기화된 응축성 기체는 밸브 VL1, 배관(122)을 통하여 매스 플로우 콘트롤러(질량 유량계)(123)에 공급된다. 매스 플로우 콘트롤러(123)는 제어부(140)에서 제어되어, 규정 유량이 흐르도록 유량을 제어한다. 응축성 기체는 매스 플로우 콘트롤러(123)로부터 배관(122)을 통하여, 공급구(125)로부터 형(103)과 기판(106)의 공간에 공급된다.The condensable gas vaporized from the
배관(122)은 온도 조정부(124)에 의해 덮여 있어서, 배관(122)을 소정의 온도로 유지할 수 있다. 배관(122)을 소정의 온도로 유지함으로써, 응축성 기체의 온도도 소정의 온도로 유지할 수 있다. 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판을 실온(23℃)보다 높임으로써, 증기압을 0.14㎫보다 높일 수 있고, 기체 상태로 소정의 유량을 흐르게 하는 것이 가능해진다.The
온도 조정부(124)는 배관(122)의 전체를 덮어도 되고, 일부를 덮어도 된다. 또한, 매스 플로우 콘트롤러(123)나 밸브 VL1, 공급구(125)의 각 기기를 덮어도 된다. 온도 조정부(124)는 응축성 기체가 액화되는 개소를 선택하여 덮는 것이 가능하다.The
임프린트 처리를 행하고 있지 않은 상태에 있어서, 응축성 기체는 가압된 채 그대로, 배관(122) 내에 머무르게 된다. 이미 설명한 바와 같이, 임프린트 처리를 행하고 있지 않은 상태에 있어서도 항상 온도 조정부(124)는 배관(122)을 계속하여 가열할 필요가 있어, 소비 전력이 증대된다는 문제가 있다. 또한, 장치의 전원을 오프한 경우, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 혹은 온도 조정부(124)가 고장난 경우에 있어서는, 배관(122)의 온도가 낮아지고, 동시에 응축성 기체의 온도도 낮아져, 가압된 상태의 응축성 기체는 액화되어 버린다는 문제가 있다.In the state in which the imprint process is not performed, the condensable gas remains in the
임프린트 처리를 행하고 있을 때는, 밸브 VL1은 개방되고, 밸브 VL2와 밸브 VL3은 폐쇄되어 있어, 응축성 기체 용기(121)로부터 응축성 기체가 배관(122)을 통하여 매스 플로우 콘트롤러(123)에 공급된다. 임프린트 처리를 행하고 있지 않을 때는, 매스 플로우 콘트롤러(123) 내의 밸브가 폐쇄되어, 배관(122) 내는 가압 상태로 된다. 이때, 밸브 VL1을 폐쇄하고, 밸브 VL3을 개방함으로써, 배관(122) 내의 응축성 기체는 압력 조정기(127), 배관(128)을 통하여 배기 경로(130)로 배출된다.When the imprint process is being performed, the valve VL1 is opened, the valve VL2 and the valve VL3 are closed, and the condensable gas is supplied from the
예를 들어, 장치 내의 온도가 실온(23℃)과 동일한 경우, 압력 조정기(127)의 설정 압력을, 대기압 0.10㎫ 내지 0.14㎫ 사이로 설정하면, 배관(122) 내의 압력은 1,1,1,3,3-펜타플루오로프로판의 증기압(0.14㎫)보다 낮아진다. 그로 인해, 온도 조정부(124)에 의해 배관(122)의 가열을 행하지 않아도, 배관(122) 내의 응축성 기체는 액화되지 않는다. 온도 조정부(124)의 가열을 행하지 않기 때문에, 장치(100)의 소비 전력을 억제할 수 있다.For example, when the temperature in the device is the same as room temperature (23° C.), if the set pressure of the
압력 조정기(127)의 설정 압력은 대기압 0.10㎫ 내지 0.14㎫ 사이로 설정한다고 설명했지만, 배관(122) 내에 대기가 들어가, 대기에 의한 오염을 방지하는 관점에서는 압력 조정기(127)의 설정 압력은 대기압 0.10㎫보다 약간 높이는 것이 바람직하다.Although it has been described that the set pressure of the
장치 전원을 오프한 경우나, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 밸브 VL3을 비통전 시에 개방하는 기구로 되어 있는 경우, 배관(122) 내의 압력은 압력 조정기(127)의 설정 압력이 되어, 배관(122) 내의 응축성 기체의 액화를 방지할 수 있다. 압력 조정기(127)는 설정 압력을 일정하게 해도 되고, 임의로 바꿀 수 있는 기구를 가져도 된다. 또한, 제어부(140)가 장치(100) 내의 온도나 배관(122) 내의 압력으로부터 설정 압력을 바꾸어도 된다. 압력 조정기(127)는, 당업계에서 주지된 어떠한 방법이든 적용하는 것이 가능하며, 대표적인 것으로서, 스프링의 힘으로 밸브가 개폐되는 압력을 조정하는 릴리프 밸브가 있다.When the device power supply is turned off, when power supply to the device is stopped, or when the valve VL3 is opened when de-energized, the pressure in the
다른 방법으로서, 배관(122)을 질소 등의 불활성 가스로 퍼지하는 방법에 대하여 설명한다. 임프린트 처리를 행하지 않을 때나, 장치의 전원을 끄는 경우, 밸브 VL1과 밸브 VL3을 폐쇄하고, 밸브 VL2를 개방한다. 이에 의해, 퍼지 기체 공급부(126)로부터 질소 등의 불활성 가스를 공급하여, 배관(122) 내를 응축성 기체로부터 불활성 가스로 치환할 수 있다. 퍼지 기체 공급부(126)로부터 공급된 퍼지 가스는, 배관(122)을 통하여 매스 플로우 콘트롤러(123)에 공급된다. 매스 플로우 콘트롤러(123)는 제어부(140)에서 제어되어, 규정 유량이 흐르도록 유량을 제어한다. 퍼지 가스는 매스 플로우 콘트롤러(123)로부터 배관(122)을 통하여, 공급구(125)로부터 배출된다. 여기서, 퍼지 가스는 매스 플로우 콘트롤러(123)의 유량을 제로로 하고, 밸브 VL3을 개방하여, 압력 조정기(127)를 통하여, 배기 경로(130)에 배출되도록 해도 된다.As another method, a method of purging the
퍼지 가스는 질소 등의 불활성 가스여도 되고, CDA(클린 드라이 에어)로 해도 된다.The purge gas may be an inert gas such as nitrogen, or may be CDA (clean dry air).
이미 설명한 배관(122) 내를 감압하는 방법과 퍼지하는 방법은, 유로 전환부(밸브 VL1, 밸브 VL2, 밸브 VL3)에서 전환하는 것보다, 장치의 가동 상태에 따라 임의로 선택할 수 있다. 또한, 장치(100) 내의 온도나 배관(122) 내의 압력, 장치의 가동 상태로부터 제어부(140) 하에서, 자동으로 전환하도록 해도 된다.The method of depressurizing the inside of the
배관(122) 내를 감압하는 방법과 퍼지하는 방법에 있어서는, 배관(122)이 대기에 접촉하는 일이 없기 때문에, 클린도가 유지될 수 있다. 또한, 매스 플로우 콘트롤러(123)는 유량을 제어함과 함께 비통전 시에 내부의 밸브를 닫는 기능을 갖고 있다. 매스 플로우 콘트롤러(123)는 전원의 공급이 없는 경우에도 내부의 밸브를 폐쇄하고 있기 때문에, 공급구(125)로부터의 대기의 유입을 방지하여, 배관(122)의 밀폐성을 유지하기 때문에, 배관(122)의 클린도를 유지할 수 있다.In the method of depressurizing the inside of the
임프린트 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 임프린트재는 임프린트재 용기(111)로부터 배관(112)을 통하여, 임프린트재를 디스펜서(113)에 공급한다. 기판(106) 위의 대상 샷 영역(이것으로부터 형(103)의 패턴을 전사하는 샷 영역)이 디스펜서(113) 하에 위치하도록 스테이지(107)를 이동시켜, 기판(106) 위의 대상 샷 영역에 임프린트재를 공급한다. 이에 의해, 기판(106) 위에는 임프린트재에 의한 수지층 RL이 형성된다.An operation of the
이어서, 기판(106) 위의 대상 샷 영역이 형(103) 하에 위치하도록 스테이지(107)를 이동시켜, 대상 샷 영역에 공급된 임프린트재에 형(103)을 접촉시킨다. 이때, 형(103)과 기판(106)(임프린트재) 사이의 공간에는, 기체 공급부(120)로부터 응축성 기체가 공급되어 있다. 따라서, 형(103)과 기판(106) 사이의 공간이 응축성 기체로 치환된 환경 하에 있어서, 형(103)이 대상 샷 영역에 공급된 임프린트재가 접촉되게 된다.Next, the
이어서, 기판(106) 위의 임프린트재와 형(103)이 접촉된 상태에 있어서, 형(103)을 개재하여, 기판(106) 위의 임프린트재에 자외선을 조사하여 임프린트재를 경화시킨다. 이어서, 기판(106) 위의 경화된 임프린트재로부터 형(103)을 박리한다. 이에 의해, 기판(106) 위의 대상 샷 영역에 형(103)의 패턴이 전사된다.Next, in a state in which the imprint material on the
이와 같이, 본 실시 형태의 임프린트 장치(100)에 의하면, 응축성 기체가 배관(122) 내에서 액화되는 것을 방지하여, 장치의 소비 전력을 억제할 수 있다. 또한, 배관(122) 내의 클린도를 유지할 수 있다.In this way, according to the
<제4 실시 형태><Fourth embodiment>
이어서, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 임프린트 장치에 대하여 설명한다. 도 6은 본 실시 형태의 임프린트 장치(101)의 구성을 도시하는 도면이다.Next, an imprint apparatus according to a fourth embodiment of the present invention will be described. 6 is a diagram showing the configuration of the
본 실시 형태의 특징은, 퍼지 기체 공급부(126)로부터의 공급 경로에 히터(129)를 설치하는 것, 퍼지 기체 공급부(126), 히터(129), 밸브 VL2, 밸브 VL3이 UPS(무정전 전원 장치)에 접속되는 것이다. 또한, 본 실시 형태의 임프린트 장치(101)의 구성은, 제3 실시 형태에 관한 임프린트 장치(100)(도 5)와 마찬가지이기 때문에, 각 구성 요소의 부호는, 임프린트 장치(100)와 동일하게 하고, 설명을 생략한다.The feature of this embodiment is that the
본 실시 형태에 관한 임프린트 장치(101)의 동작에 대하여 설명한다. 장치의 전원을 오프한 경우, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 혹은 온도 조정부(124)가 고장난 경우, 배관(122)이 가열되지 않기 때문에, 배관(122) 내의 응축성 기체가 액화될 가능성이 있다. UPS(무정전 전원 장치)에 접속된 밸브 VL3을 개방함으로써, 배관(122) 내의 응축성 기체는 압력 조정기(127)를 통하여, 배출되어 배관(122) 내의 압력을 압력 조정기의 설정 압력까지 낮출 수 있다.An operation of the
다른 방법으로서, UPS(무정전 전원 장치)에 접속된 퍼지 기체 공급부(126)로부터 퍼지 가스를 공급하여, 히터(129)에서 퍼지 가스를 가열하고, 밸브 VL2를 개방함으로써 배관(122)에 퍼지 가스를 공급할 수 있다. 퍼지 가스를 히터(129)에서 가열함으로써, 배관(122) 내에서 응축성 기체가 액화된 경우에도, 액화된 응축성 기체의 기화를 촉진시켜, 배관(122) 내의 막힘을 제거할 수 있다.As another method, the purge gas is supplied from the purge
장치의 전원을 오프한 경우, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 혹은 온도 조정부(124)가 고장난 경우에도, 배관(122) 내의 응축성 기체가 액화를 방지하거나, 혹은 액화된 응축성 기체를 제거할 수 있다. 또한, 장치 복구 후, 단시간에 응축성 기체를 공급할 수 있기 때문에, 장치의 가동률을 높일 수 있다.When the power of the device is turned off, when the power supply to the device is stopped, or even when the
본 실시 형태에서는, 장치의 전원을 오프한 경우, 장치에 대한 급전이 중단된 경우, 혹은 온도 조정부(124)가 고장난 경우에 대하여 기재했지만, 배관(122) 내에서 응축성 기체가 액화된 경우의 제거 방법으로서 활용할 수 있다.In this embodiment, the case where the power supply of the device is turned off, the power supply to the device is interrupted, or the case where the
임프린트 처리를 행하고 있을 때나 임프린트 처리를 행하지 않을 때의 양쪽에 있어서, 퍼지 기체 공급부(126)로부터의 퍼지 가스를 히터(129)에서 가열하여, 배관(122) 내에 공급하는 것이 가능하다. 히터(129)에서 가열된 퍼지 가스는 배관(122), 매스 플로우 콘트롤러(123)를 통하여, 공급구(125)로부터 배출할 수 있다. 또한, 밸브 VL3, 압력 조정기(127), 배관(128)을 통하여 배기 경로(130)로 배출할 수 있다.The purge gas from the purge
이에 의해, 각 부의 액화된 응축성 기체의 기화를 촉진하여, 단시간에 액화된 응축성 기체를 제거할 수 있다.Thereby, vaporization of the liquefied condensable gas of each part can be accelerated|stimulated, and the liquefied condensable gas can be removed in a short time.
<물품 제조 방법의 실시 형태><Embodiment of article manufacturing method>
임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 혹은 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 혹은 형 등이다. 전기 회로 소자로서는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM과 같은, 휘발성 혹은 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형으로서는, 임프린트용의 형 등을 들 수 있다.The pattern of the cured product formed by using the imprint apparatus is permanently used in at least a part of various articles or temporarily when various articles are manufactured. The article is an electric circuit element, an optical element, MEMS, a recording element, a sensor, or a mold. Examples of the electric circuit element include volatile or nonvolatile semiconductor memories such as DRAM, SRAM, flash memory, and MRAM, and semiconductor elements such as LSI, CCD, image sensor, and FPGA. Examples of the mold include a mold for imprinting.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 혹은, 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행하여진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.The pattern of the cured product is used as it is as a constituent member of at least a part of the article, or is temporarily used as a resist mask. After etching or ion implantation is performed in the processing step of the substrate, the resist mask is removed.
이어서, 물품 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 7의 (a)에 도시하는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속하여, 잉크젯법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형상이 된 임프린트재(3z)가 기판 위에 부여된 모습을 나타내고 있다.Next, the article manufacturing method will be described. As shown in Fig. 7(a), a substrate 1z such as a silicon substrate on which a material to be processed such as an
도 7의 (b)에 도시하는 바와 같이, 임프린트용의 형(4z)을, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 위의 임프린트재(3z)를 향하여, 대향시킨다. 도 7의 (c)에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 형(4z)을 접촉시켜, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 형(4z)과 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용의 에너지로서 광을 형(4z)을 개재시켜 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.As shown in Fig. 7(b), the imprint die 4z is made to face the side on which the concave-convex pattern is formed toward the
도 7의 (d)에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 형(4z)과 기판(1z)을 분리하면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 형의 오목부가 경화물의 볼록부에, 형의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한 형상으로 되어 있으며, 즉, 임프린트재(3z)에 형(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다.As shown in Fig. 7(d), after curing the
도 7의 (e)에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 형으로 하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 없거나 혹은 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)이 된다. 도 7의 (f)에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는 경화물의 패턴을 제거했지만, 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용의 막, 즉, 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.As shown in Fig. 7(e), when etching is performed by setting the pattern of the cured product to an etch-resistant type, the portion of the surface of the material to be processed 2z without the cured product or remaining thin is removed, and the
10: 임프린트 장치
20: 기판 보유 지지부
21: 기판
23: 기판 스테이지
33: 임프린트재 공급부
33, 40: 형 보유 지지부
41: 형
50: 광 조사부
52: 조명 광학계10: imprint device
20: substrate holding part
21: substrate
23: substrate stage
33: imprint material supply unit
33, 40: mold holding part
41: older brother
50: light irradiation unit
52: illumination optical system
Claims (11)
제1 공급구를 포함하고, 상기 기판 위의 상기 임프린트재와 상기 형 사이의 공간에 상기 제1 공급구로부터 상기 접촉에 의해 액화되는 응축성 기체를 포함하는 제1 기체를 공급하는 제1 공급부와,
제2 공급구를 포함하고, 상기 공간에 상기 제2 공급구로부터 상기 임프린트재, 상기 형 및 상기 기판 중 적어도 하나를 투과하는 투과성 기체를 포함하는 제2 기체를 공급하는 제2 공급부와,
상기 공급 공정 후 상기 접촉 공정 전에, 상기 공간 내에서 상기 제1 기체와 상기 제2 기체의 혼합이 행해지도록, 상기 제1 공급부 및 상기 제2 공급부를 제어하는 제어부
를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.An imprint apparatus for performing an imprint process comprising a supplying step of supplying an imprint material onto a substrate, and a contacting step of bringing the imprint material and a mold into contact after the supplying step,
a first supply unit including a first supply port and supplying a first gas including a condensable gas liquefied by the contact from the first supply port to a space between the imprint material and the mold on the substrate; ,
a second supply unit including a second supply port and supplying a second gas containing a permeable gas passing through at least one of the imprint material, the mold, and the substrate from the second supply port to the space;
A control unit configured to control the first supply unit and the second supply unit so that the first gas and the second gas are mixed in the space after the supplying process and before the contacting process
Imprint apparatus, characterized in that it has.
상기 기판을 보유 지지하고, 상기 임프린트재 공급부에 의해 상기 임프린트재의 공급이 행하여지는 제1 위치와 상기 접촉이 행하여지는 제2 위치 사이의 경로를 따라 상기 샷 영역이 이동하도록 가동의 보유 지지부
를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 경로를 따라 상기 샷 영역이 이동하는 경우의 상기 보유 지지부의 위치에 따라, 상기 제1 공급부에 의한 상기 제1 기체의 공급 및 상기 제2 공급부에 의한 상기 제2 기체의 공급을 제어하는
것을 특징으로 하는 임프린트 장치.The method of claim 1 , further comprising: an imprint material supply unit supplying the imprint material to a shot region of the substrate;
A movable holding portion holding the substrate and moving the shot region along a path between the first position at which the imprint material is supplied and the second position at which the contact is made by the imprint material supply unit.
including,
The control unit may control supply of the first gas by the first supply unit and supply of the second gas by the second supply unit according to a position of the holding unit when the shot region moves along the path. to control
Imprint apparatus, characterized in that.
상기 제어부는, 상기 경로를 따른 상기 샷 영역의 이동이 개시되기 전에 상기 제1 공급부에 의한 상기 제1 기체의 공급을 개시하고, 상기 경로를 따른 상기 샷 영역의 이동에 수반하여 상기 제2 공급부에 의한 상기 제2 기체의 공급을 개시하는
것을 특징으로 하는 임프린트 장치.3. The method of claim 2,
The control unit may start the supply of the first gas by the first supply unit before the movement of the shot region along the path starts, and may be configured to start supplying the first gas to the second supply unit according to the movement of the shot region along the path. to start the supply of the second gas by
Imprint apparatus, characterized in that.
상기 제어부는, 상기 경로를 따른 상기 샷 영역의 이동이 개시되기 전에 상기 제2 공급부에 의한 상기 제2 기체의 공급을 개시하고, 상기 경로를 따른 상기 샷 영역의 이동에 수반하여 상기 제1 공급부에 의한 상기 제1 기체의 공급을 개시하는
것을 특징으로 하는 임프린트 장치.3. The method of claim 2,
The control unit may start the supply of the second gas by the second supply unit before the movement of the shot region along the path is started, and may be configured to start supplying the second gas to the first supply unit according to the movement of the shot region along the path. to start the supply of the first gas by
Imprint apparatus, characterized in that.
상기 제어부는, 상기 경로를 따른 상기 샷 영역의 이동 동안, 상기 제1 공급부에 의한 상기 제1 기체의 공급과 상기 제2 공급부에 의한 상기 제2 기체의 공급을 교대로 행하는
것을 특징으로 하는 임프린트 장치.3. The method of claim 2,
The control unit is configured to alternately supply the first gas by the first supply unit and supply the second gas by the second supply unit during movement of the shot region along the path.
Imprint apparatus, characterized in that.
상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 공정
을 갖고, 상기 처리가 행하여진 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.A step of forming a pattern on a substrate using the imprint apparatus according to any one of claims 1 to 10;
Process of processing the substrate on which the pattern is formed
and manufacturing an article from the substrate on which the process has been performed.
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Patent Citations (5)
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---|---|---|---|---|
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JP2014060385A (en) | 2012-08-24 | 2014-04-03 | Canon Inc | Imprint device and imprint method, manufacturing method of article using the same |
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JP2016111201A (en) * | 2014-12-05 | 2016-06-20 | キヤノン株式会社 | Imprint device and manufacturing method of material |
JP2016201485A (en) * | 2015-04-13 | 2016-12-01 | キヤノン株式会社 | Imprint device, imprint method, and goods manufacturing method |
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