KR20190024702A - Molding apparatus for molding composition on substrate using mold and method of manufacturing article - Google Patents

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Abstract

A molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold, which comprises: a first drive unit for being moved to least one of a frame holding unit and a substrate holding units in the first direction in which the mold is separated from the composition after the composition is molded by bringing the mold into contact with the composition; and a second drive unit for being moved to least one of the frame holding unit and the substrate holding units in the direction perpendicular to the first direction. The molding apparatus is moved to the second direction perpendicular to the first direction by the second drive unit and is moved in the third direction perpendicular to the first direction and intersecting the second direction, when the mold and the composition are separated from each other.

Description

형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치 및 물품의 제조 방법{MOLDING APPARATUS FOR MOLDING COMPOSITION ON SUBSTRATE USING MOLD AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold,
본 발명은 형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold and a method of manufacturing the article.
임프린트 장치는, 기판 상에 배치된 임프린트재(경화성 조성물)에 형틀을 접촉시켜 해당 임프린트재를 경화시킴으로써 해당 기판 상에 임프린트재의 경화물로 이루어지는 패턴을 형성한다. 임프린트 장치에서는, 기판 상에서 경화시킨 임프린트재로부터 형틀을 분리하는 이형 시, 형틀과 경화된 임프린트재의 계면(접촉부)에 큰 박리력이 인가된다. 이 힘에 의해, 형성되는 패턴의 변형을 야기하는 경우가 있고, 이것이 패턴의 결함으로 될 수 있다.In the imprint apparatus, a mold is brought into contact with an imprint material (curable composition) disposed on a substrate to cure the imprint material, thereby forming a pattern of the imprint material of the imprint material on the substrate. In the imprint apparatus, a large peeling force is applied to the interface (contact portion) of the mold and the cured imprint material during mold release to separate the mold from the imprint material cured on the substrate. This force may cause deformation of the formed pattern, which may be a defect in the pattern.
특허문헌 1에서는, 이형 시, 기판 보유 지지부인 척의 흡착 압력을 약화시킴으로써, 형틀을 뗄 때에 기판을 척으로부터 부상시킨다. 이에 의해, 형틀과 경화된 임프린트재의 계면에 발생하는 힘을 저감하고, 패턴의 변형에 의한 결함을 감소시키고 있다.In Patent Document 1, when releasing the substrate, the substrate is lifted from the chuck when the mold is lifted by weakening the adsorption pressure of the chuck which is the substrate holding portion. Thereby, the force generated at the interface between the mold and the cured imprint material is reduced, and defects due to deformation of the pattern are reduced.
또한, 특허문헌 2에서는, 이형 시, 형틀 및 기판의 적어도 한쪽을 기판면에 평행한 평면 내의 틸트 축 주위에서 틸트시키고, 틸트 축의 방향을 연속적 또는 간헐적으로 변경함으로써 틸트하는 방향을 변화시켜, 이형 시의 이형력을 저감하고 있다.In addition, in Patent Document 2, at the time of mold release, at least one of the mold and the substrate is tilted around a tilt axis in a plane parallel to the substrate surface, and the tilting direction is changed by changing the direction of the tilt axis continuously or intermittently, The releasing force of the roller is reduced.
미국 특허 출원 공개 제2006/0172031호 명세서U.S. Patent Application Publication No. 2006/0172031 일본 특허 제5669377호 공보Japanese Patent No. 5669377
반도체 디바이스나 촬상 소자, 표시 패널 등의 물품의 제조에 임프린트 방식을 적용하는 경우, 가능한 한 큰 면적을 일괄하여 임프린트함으로써, 스루풋을 향상시킬 수 있다. 이 경우, 형틀과 임프린트재가 접하는 면적은 커진다. 큰 면적을 일괄하여 임프린트할 경우, 이형 시에는 큰 면적의 형틀을 임프린트재로부터 분리하게 된다.When an imprint method is applied to the manufacture of articles such as a semiconductor device, an image pickup device, and a display panel, the throughput can be improved by collectively imprinting as large an area as possible. In this case, the area in contact with the mold and the imprint material becomes large. When a large area is collectively imprinted, a mold having a large area is separated from the imprint material at the time of mold release.
형틀과 기판을 기판면의 수직 방향으로 분리하여 이형할 경우, 박리는, 기판의 샷 영역의 외주로부터 중앙 방향으로 진행해 간다. 이 경우, 대략 미박리 영역이 샷 영역의 외주에 접하는 타원 형상으로 될 때, 점점 박리되고 있는 외측 모서리 부분이 가장 커지기 때문에, 형틀, 혹은, 기판에 가해지는 힘의 총합(이형력)이 최대로 된다. 따라서, 샷 영역의 면적이 커질수록, 이형력은 커지고, 기판 상에 형성된 임프린트재의 패턴에 결함이 발생한다는 문제가 발생하기 쉬워진다.When the mold and the substrate are separated and released in the direction perpendicular to the substrate surface, the peeling proceeds from the outer periphery of the shot area of the substrate toward the center. In this case, when the substantially unexcanned area becomes an elliptical shape tangent to the outer periphery of the shot area, the gradually increasing outer edge portion becomes largest, so that the total sum (release force) do. Therefore, the larger the area of the shot area, the larger the releasing force, and the more easily a defect occurs in the pattern of the imprint material formed on the substrate.
또한, 특허문헌 2에 의한 이형 방법에서는, 이형 중에 형틀 및 기판의 적어도 한쪽을 틸트시키기 때문에, 이형력을 충분히 저감하기 위하여 틸트양을 크게 하면, 형틀의 단부와 기판(경화성 조성물)이 접촉할 가능성이 있고, 기판면에 결함이 발생할 수 있다.Further, in the release method according to Patent Document 2, since at least one of the form frame and the substrate is tilted during mold release, if the amount of tilt is increased in order to sufficiently reduce the releasing force, the possibility of contact between the end portion of the mold and the substrate (curable composition) And defects may occur on the substrate surface.
그래서, 본 발명은 형틀과 기판을 이격시킬 때에 가해지는 힘을 저감하면서, 기판 상의 결함을 저감하는 것을 목적으로 한다.Therefore, the present invention aims to reduce defects on the substrate while reducing the force applied when the mold is separated from the substrate.
상기 과제를 해결하는 본 발명의 일측면으로서의 성형 장치는, 형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치이며, 형틀을 보유 지지하는 형틀 보유 지지부와, 기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와, 형틀과 조성물을 접촉시켜서 조성물을 성형한 후에 형틀과 조성물을 이격시키는 제1 방향에 있어서의, 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제1 구동부와, 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제2 구동부를 갖고, 형틀과 조성물을 이격시킬 때에, 상기 제2 구동부에 의해 상기 제1 방향에 대하여 수직인 제2 방향으로의 이동과 상기 제1 방향에 대하여 수직이며 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향으로의 이동을 행하는 것을 특징으로 한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold, comprising: a mold holding unit for holding a mold; a substrate holding unit for holding the substrate; A first driving part for moving at least one of the mold holding part and the substrate holding part in a first direction in which the composition is brought into contact with the composition to form the composition and then the mold is separated from the composition; And a second driving section that moves at least one of the mold holding section and the substrate holding section in a vertical direction when the mold is separated from the mold, And a second direction that is perpendicular to the first direction and intersects the second direction, Characterized in that for performing the same.
본 발명의 다른 특징들은 (첨부된 도면들을 참조하는)이하의 실시 형태들의 설명으로부터 자명할 것이다. Other features of the invention will be apparent from the following description of embodiments (with reference to the accompanying drawings).
본 발명에 따르면, 형틀과 기판을 이격시킬 때에 가해지는 힘을 저감하면서, 기판 상의 결함을 저감할 수 있다.According to the present invention, defects on the substrate can be reduced while reducing the force applied when the mold is separated from the substrate.
도 1은 제1 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태에 있어서의 이형 동작을 설명하는 도면이다.
도 3은 실시 형태에 있어서의 이형의 진행 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는 제2 실시 형태에 있어서의 이형 동작을 설명하는 도면이다.
1 is a diagram showing a configuration of an imprint apparatus according to the first embodiment.
Fig. 2 is a view for explaining the mold releasing operation in the first embodiment.
Fig. 3 is a diagram showing the progress of release in the embodiment. Fig.
Fig. 4 is a view for explaining a mold releasing operation in the second embodiment. Fig.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<제1 실시 형태>&Lt; First Embodiment >
먼저, 제1 실시 형태에 관한 임프린트 장치의 개요에 대하여 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 경화성 조성물을 형틀과 접촉시켜, 경화성 조성물에 경화용 에너지를 부여함으로써, 형틀의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.First, the outline of the imprint apparatus according to the first embodiment will be described. The imprint apparatus is an apparatus for forming a pattern of a cured product on which a concave-convex pattern of a mold is transferred by bringing the curable composition supplied on a substrate into contact with a mold and giving energy for curing to the curable composition.
경화성 조성물은, 경화용 에너지가 부여되는 것에 의해 경화되는 물질(미경화 상태의 수지라고 칭할 수도 있음)이다. 경화용 에너지로서는, 전자파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자파는, 예를 들어 그 파장이 10nm 이상 1mm 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 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 중합체 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 경화성 조성물은, 경화성 조성물 공급 장치(도시하지 않음)에 의해, 액적 형상, 혹은 복수의 액적이 연결되어서 이루어진 섬 형상 또는 막 형상으로 되어서 기판 상에 배치될 수 있다. 경화성 조성물의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 실리콘, 유리, 세라믹스, 금속, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료로 이루어지는 부재가 설치되어도 된다. 기판은, 예를 들어 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 석영 유리이다.The curable composition is a substance (also referred to as an uncured resin) which is cured by imparting curing energy. As the curing energy, electromagnetic wave, 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, for example, infrared light, visible light, ultraviolet light, or the like. The curable composition may be a composition which is cured by irradiation of light or by heating. Among them, the photo-curable composition which is cured by irradiation of light contains at least a polymerizable compound and a photopolymerization initiator, and may further contain a non-polymerizable compound or a solvent as required. The non-polymer compound is at least one member selected from the group consisting of a sensitizer, a hydrogen donor, an internal release agent, a surfactant, an antioxidant, and a polymer component. The curable composition can be placed on a substrate in a droplet shape or in an island shape or a film shape in which a plurality of droplets are connected by a curable composition supply device (not shown). The viscosity (viscosity at 25 캜) of the curable composition may be, for example, 1 mPa · s or more and 100 mPa · s or less. As the material of the substrate, for example, silicon, glass, ceramics, metal, resin and the like can be used. If necessary, a member made of a material different from that of the substrate may be provided on the surface of the substrate. The substrate is, for example, a silicon substrate, a compound semiconductor substrate, or quartz glass.
도 1은, 본 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시 형태에 있어서, 임프린트 장치(1)는 자외선의 조사에 의해 경화성 조성물(임프린트재)을 경화시키는 광경화법을 채용하지만, 이것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어 입열에 의해 경화성 조성물을 경화시키는 열경화법을 채용할 수도 있다. 또한, 이하의 각 도면에 있어서는, 형틀(몰드, 템플릿이라고도 함)에 대한 자외선의 조사 축과 평행인 방향으로 XYZ 좌표계에 있어서의 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 내에서 서로 직교하는 방향으로 X축 및 Y축을 취하는 것으로 한다.Fig. 1 is a diagram showing a configuration of an imprint apparatus 1 according to the present embodiment. In the present embodiment, the imprint apparatus 1 employs a photo-curing method for curing a curable composition (imprint material) by irradiation with ultraviolet rays, but the present invention is not limited thereto. For example, the imprint apparatus 1 may be formed by curing a curable composition A thermosetting method may be employed. In the following drawings, the Z axis in the XYZ coordinate system is taken in a direction parallel to the irradiation axis of the ultraviolet rays to the mold (mold, template), and the Z axis is taken in a direction perpendicular to the Z axis X axis and Y axis.
임프린트 장치(1)는 조명계 유닛(2)과, 형틀(3)을 보유 지지하는 임프린트 헤드(4)와, 기판(5)을 보유 지지하여 이동 가능한 기판 스테이지(6)와, 경화성 조성물(10)을 공급하는 디스펜서(7)와, 제어부(8)를 구비한다. 조명계 유닛(2), 임프린트 헤드(4), 디스펜서(7)는 구조체(12)에 의해 지지되어 있다.The imprint apparatus 1 includes an illumination unit 2, an imprint head 4 for holding a mold 3, a substrate stage 6 movable by holding the substrate 5, a curable composition 10, A dispenser 7 for supplying a control signal to the control unit 8, and a control unit 8. The illumination unit 2, the imprint head 4 and the dispenser 7 are supported by the structure 12.
조명계 유닛(2)은 임프린트 처리 시에, 형틀(3)에 대하여 자외선(자외광)을 조사한다. 조명계 유닛(2)은 광원(20)과, 광원(20)으로부터 사출된 자외선을, 경화성 조성물(10)로의 조사에 적절한 광으로 조정하기 위한 조명 광학계(21)를 포함한다. 광원(20)로서는, 예를 들어 자외선을 발생하는 할로겐 램프가 사용될 수 있다. 조명 광학계(21)는 렌즈 등의 광학 소자, 개구가 설치된 애퍼쳐, 조사 및 차광을 전환하는 셔터 등을 포함할 수 있다.The illumination unit 2 irradiates the mold 3 with ultraviolet light (ultraviolet light) during the imprint process. The illumination unit 2 includes a light source 20 and an illumination optical system 21 for adjusting the ultraviolet rays emitted from the light source 20 into light suitable for irradiation with the curable composition 10. As the light source 20, for example, a halogen lamp which generates ultraviolet rays may be used. The illumination optical system 21 may include an optical element such as a lens, an aperture provided with an aperture, a shutter for switching irradiation and shading, and the like.
형틀(3)은, 예를 들어 외형이 대략 직사각형이며, 예를 들어 디바이스의 회로 패턴 등의 요철 패턴이 3차원 형상으로 형성된 메사부(22)를 갖는다. 또한, 요철 패턴의 표면은, 기판(5)의 표면과의 밀착성을 유지하기 위해서, 고평면도로 가공되어 있다. 형틀(3)의 재질은, 석영 유리 등의 자외선을 투과시키는 것이 가능한 재료이다.The mold 3 has, for example, a substantially rectangular shape, and has a mesa portion 22 in which a concavo-convex pattern such as a device circuit pattern is formed in a three-dimensional shape. In addition, the surface of the concavo-convex pattern is processed in a high planar view in order to maintain adhesion with the surface of the substrate 5. The material of the mold 3 is a material capable of transmitting ultraviolet rays such as quartz glass.
임프린트 헤드(4)는 형상 보정 기구(4a)(배율 보정 기구)와, 흡착력이나 정전력에 의해 형틀(3)을 끌어 당겨서 보유 지지하는 몰드 척(4b)(형틀 보유 지지부)을 갖는다. 또한, 임프린트 헤드(4)는 몰드 척(4b)(즉 형틀(3))에 대하여 XY 평면 내에서 Z축에 수직인 방향에 있어서의 이동을 행하는 형틀 수평 구동 기구(4c)(제2 구동부)와, Z축 방향에 있어서의 이동을 행하는 형틀 연직 구동 기구(4d)(제1 구동부)를 갖는다.The imprint head 4 has a shape correcting mechanism 4a (magnification correcting mechanism) and a mold chuck 4b (a mold holding part) for holding and holding the mold 3 by attraction force or electrostatic force. The imprint head 4 also has a mold horizontal drive mechanism 4c (second drive portion) for performing movement in the direction perpendicular to the Z axis in the XY plane with respect to the mold chuck 4b (i.e., the mold 3) And a mold vertical driving mechanism 4d (first driving portion) for moving in the Z-axis direction.
형상 보정 기구(4a)는 형틀(3)의 외주부의 측면 영역에 대하여 각각 대향하도록 설치된 복수의 핑거를 갖는다. 이들 핑거를 구동하여 형틀(3)에 압축력을 가함으로써, 형틀(3)에 형성된 패턴 영역이 목표 형상으로 보정된다. 또한, 형상 보정 기구(4a)의 구성은, 이에 한정되지 않고, 예를 들어 형틀(3)에 대하여 인장력을 가하는 구성으로 해도 되고 또는 몰드 척(4b) 자체를 구동시킴으로써 형틀(3)과 몰드 척(4b)의 접촉면에 전단력을 부여하는 구성으로 해도 된다.The shape correcting mechanism 4a has a plurality of fingers provided so as to oppose to the side regions of the outer peripheral portion of the mold 3, respectively. By applying these compressors to the mold 3 by driving these fingers, the pattern area formed on the mold 3 is corrected to the target shape. The configuration of the shape correcting mechanism 4a is not limited to this. For example, the configuration of the shape correcting mechanism 4a may be such that a tensile force is applied to the mold 3 or by driving the mold chuck 4b itself, A shear force may be applied to the contact surface of the first contact portion 4b.
형틀 수평 구동 기구(4c)는 몰드 척(4b)을 Z축에 수직인 임의의 방향으로 병진 이동시키도록 설치된다. 형틀 연직 구동 기구(4d)는 기판(5) 상에 공급된 경화성 조성물(10)에 형틀(3)을 접촉시키기 위해서나 경화된 조성물(10)로부터 형틀을 이격시키기 위해서, 몰드 척(4b)을 Z축 방향으로 병진 이동시킨다. 또한, 형틀 연직 구동 기구(4d)는 형틀(3)을 θ 방향(Z축 둘레의 회전 방향)에 있어서의 위치를 조정하는 조정 기능이나, XY 평면에 대한 형틀(3)의 기울기를 조정하는 틸트 기능도 갖고 있다. 형틀 수평 구동 기구(4c)나 형틀 연직 구동 기구(4d)에 채용되는 액추에이터로서는 리니어 모터나 에어 실린더 등을 채용하는 것이 가능하다.The mold horizontal drive mechanism 4c is installed to translate the mold chuck 4b in an arbitrary direction perpendicular to the Z axis. The mold vertical driving mechanism 4d is a mechanism for driving the mold chuck 4b in the Z direction so as to bring the mold 3 into contact with the curable composition 10 supplied on the substrate 5 or to separate the mold from the cured composition 10. [ And translationally moved in the axial direction. The mold vertical driving mechanism 4d is provided with an adjusting function for adjusting the position of the mold 3 in the direction of? (Rotational direction around the Z axis), a function for adjusting the inclination of the mold 3 relative to the XY plane, Function. A linear motor, an air cylinder, or the like can be employed as the actuator employed in the mold horizontal drive mechanism 4c and the mold vertical drive mechanism 4d.
기판 스테이지(6) 및 기판 척(25)은 기판을 보유 지지하여 이동하는 기판 보유 지지부로서 기능한다. 기판 척(25)(흡착부)은 기판 스테이지(6) 상에 고정되어 있다. 기판 척(25)의 상면에는 다수의 구멍이 설치되어 있고, 이들의 구멍에는, 진공 장치 등의 흡착압 조정 기구(6b)가 접속되고, 구멍을 통하여 기판 척(25) 상면의 기체를 배출하도록 구성되어 있다. 기판(5)은 이면이 기판 척(25)의 상면과 접촉하도록 배치되고, 상기 진공 장치에 의해 기판(5)의 이면과 기판 척(25) 상면 사이의 기체를 배출함으로써, 기판(5)은 기판 척(25)에 흡착 보유 지지된다.The substrate stage 6 and the substrate chuck 25 function as a substrate holding portion for holding and moving the substrate. The substrate chuck 25 (suction portion) is fixed on the substrate stage 6. A plurality of holes are provided on the upper surface of the substrate chuck 25. These holes are connected to a suction pressure adjusting mechanism 6b such as a vacuum device and are configured to discharge gas on the upper surface of the substrate chuck 25 Consists of. The substrate 5 is arranged so that the back surface thereof is in contact with the upper surface of the substrate chuck 25 and the substrate 5 is evacuated by the vacuum apparatus between the back surface of the substrate 5 and the upper surface of the substrate chuck 25, And held on the substrate chuck 25 by suction.
임프린트 장치(1)는, 정반(32) 상에서, 기판 스테이지(6)(즉 기판(5))의 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 구동(위치 결정)을 행하는 기판 구동 기구(6a)를 갖는다. 기판 스테이지(6)의 X 방향 및 Y 방향에 있어서의 위치는 계측기(31)에 의해 계측될 수 있다. 기판 구동 기구(6a)는 추가로, Z축 방향에 있어서의 위치 및 θ 방향(Z축 둘레의 회전 방향)에 있어서의 위치를 조정하는 조정 기능이나, XY 평면에 대한 기판(5)의 기울기를 조정하는 틸트 기능도 갖고 있어도 된다.The imprint apparatus 1 has a substrate drive mechanism 6a for driving (positioning) the substrate stage 6 (that is, the substrate 5) in the X direction and the Y direction on the surface plate 32. The positions of the substrate stage 6 in the X and Y directions can be measured by the measuring device 31. [ The substrate driving mechanism 6a further has an adjustment function for adjusting the position in the Z-axis direction and the position in the [theta] direction (rotation direction around the Z axis), the adjustment function for adjusting the position of the substrate 5 with respect to the XY plane But may also have a tilt function for adjusting.
계측기(31)는 예를 들어 구조체(12)에 의해 지지된 간섭계일 수 있다. 계측기(31)는, 예를 들어 기판 척(25)을 향하여 계측광을 조사하고, 기판 척(25)의 단부면에 설치된 계측용 미러(30)로 반사된 계측광을 검출함으로써, 기판 스테이지(6)의 위치를 계측한다. 또한, 도 1에서는, 계측기(31)가 1개밖에 도시되지 않았만, 계측기(31)는 적어도 기판 스테이지(6)의 X 위치 및 Y 위치, 회전량 및 틸트양을 계측할 수 있는 수만큼 가질 수 있다.The meter 31 may be, for example, an interferometer supported by the structure 12. The measurement device 31 irradiates the measurement light toward the substrate chuck 25 and detects the measurement light reflected by the measurement mirror 30 provided on the end surface of the substrate chuck 25, 6) is measured. Although only one measuring instrument 31 is shown in Fig. 1, the measuring instrument 31 has at least the X position and Y position, the rotation amount, and the tilt amount of the substrate stage 6 as many as can be measured .
임프린트 장치(1)는 도시되지 않은 얼라인먼트 광학계에 의해, 기판(5) 또는 기판 척(25)에 형성된 얼라인먼트 마크를 관찰하여 위치 어긋남 정보를 취득할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(1)는 높이 측정 장치(29)에 의해, 기판(5) 상면까지의 거리를 측정할 수 있다. 형틀(3)의 패턴면과 높이 측정 장치(29)의 상대적인 높이는 사전에 계측되어 있기 때문에, 높이 측정 장치(29)에 의해 측정된 거리로부터, 기판(5) 상면으로부터 형틀(3)의 패턴면까지의 거리는 계산에 의해 구할 수 있다. 즉, 기판(5)과 형틀(3)의 거리를 측정할 수 있다.The imprint apparatus 1 can acquire positional displacement information by observing alignment marks formed on the substrate 5 or the substrate chuck 25 by an alignment optical system not shown. Further, the imprint apparatus 1 can measure the distance to the upper surface of the substrate 5 by the height measuring device 29. The relative height between the pattern surface of the mold 3 and the height measuring device 29 is measured in advance from the distance measured by the height measuring device 29 to the pattern surface of the mold 3 from the top surface of the substrate 5. [ Can be obtained by calculation. That is, the distance between the substrate 5 and the mold 3 can be measured.
디스펜서(7)는 기판(5) 상에 경화성 조성물(10)을 공급한다. 그 후, 형틀(3)을 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 하강시켜서 기판(5) 상의 경화성 조성물(10)과 접촉시키면, 경화성 조성물(10)은 형틀(3)의 패턴 홈부에 유입된다. 광원(20)으로부터 발해진 자외선은, 조명 광학계(21)를 통하여 형틀(3)을 통과하고, 기판(5) 상의 경화성 조성물(10)로 입사한다. 이렇게 하여 자외선이 조사된 경화성 조성물(10)은 경화된다. 경화된 조성물(10)에는, 형틀(3)의 패턴의 반전 패턴이 형성되게 된다. 조성물(10)이 경화된 후, 형틀(3)을 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 Z 방향으로 상승시킴으로써, 경화된 조성물(10)로부터 형틀(3)이 분리된다(이형).The dispenser 7 supplies the curable composition 10 onto the substrate 5. Thereafter, when the mold 3 is lowered by the mold vertical driving mechanism 4d and brought into contact with the curable composition 10 on the substrate 5, the curable composition 10 flows into the pattern groove of the mold 3. The ultraviolet rays emitted from the light source 20 pass through the mold 3 through the illumination optical system 21 and are incident on the curable composition 10 on the substrate 5. Thus, the curable composition 10 irradiated with ultraviolet rays is cured. In the cured composition 10, an inverted pattern of the pattern of the mold 3 is formed. After the composition 10 is cured, the mold 3 is separated from the cured composition 10 (release) by raising the mold 3 in the Z direction by the mold vertical drive mechanism 4d.
또한, 본 실시 형태의 임프린트 장치(1)에서는, 거의 고정된 기판(5) 상의 경화성 조성물에 대하여 임프린트 헤드(4)를 구동하여 형틀(3)과 조성물(10)을 접촉시키는 구성으로 하고 있지만, 이와는 반대인 구성도 있을 수 있다. 즉, 고정된 형틀(3)에 대하여 기판 스테이지(6)를 구동하여 기판(5) 상의 경화성 조성물(10)에 형틀(3)을 접촉시키는 구성으로 해도 된다. 혹은, 임프린트 헤드(4)(형틀 연직 구동 기구(4d))와 기판 스테이지(6)를 각각 상하로 구동시키는 구성이어도 된다. 즉, 형틀(3)과 기판(5)의 간격을 상대적으로 변화시키는 구성이라면 된다.In the imprint apparatus 1 of the present embodiment, the imprint head 4 is driven to contact the mold frame 3 and the composition 10 with respect to the curable composition on the substantially fixed substrate 5. However, There may be an opposite configuration. That is, the mold 3 may be brought into contact with the curable composition 10 on the substrate 5 by driving the substrate stage 6 with respect to the fixed mold 3. Alternatively, the imprint head 4 (the mold vertical driving mechanism 4d) and the substrate stage 6 may be driven up and down, respectively. That is, it is sufficient that the distance between the mold 3 and the substrate 5 is relatively changed.
제어부(8)는 CPU(8a)나 메모리(8b) 등을 포함하고, 임프린트 장치(1)의 각 부를 통괄적으로 제어한다. 제어부(8)는, 예를 들어 광원(20), 형틀 연직 구동 기구(4d), 형틀 수평 구동 기구(4c), 기판 구동 기구(6a), 흡착압 조정 기구(6b), 디스펜서(7), 높이 측정 장치(29), 계측기(31) 등을 제어한다.The control unit 8 includes a CPU 8a, a memory 8b, and the like, and controls each unit of the imprint apparatus 1 in a general manner. The control unit 8 is connected to the control unit 8 through a control unit such as a light source 20, a mold vertical driving mechanism 4d, a mold vertical driving mechanism 4c, a substrate driving mechanism 6a, a suction pressure adjusting mechanism 6b, a dispenser 7, The height measuring device 29, the meter 31, and the like.
이어서, 도 2를 사용하여 이형 시의 거동에 대하여 설명한다. 도 2는 형틀(3), 기판(5), 기판 척(25) 등의 모식도이며, 10은 경화성 조성물을 나타내고 있다. 또한, 몰드 척(4b), 형틀 수평 구동 기구(4c), 형틀 연직 구동 기구(4d), 기판 스테이지(6)의 도시는 생략하였다.Next, the behavior at the time of mold release will be described with reference to Fig. 2 is a schematic view of a mold 3, a substrate 5, a substrate chuck 25 and the like, and 10 shows a curable composition. The mold chuck 4b, the mold frame horizontal drive mechanism 4c, the mold frame vertical drive mechanism 4d, and the substrate stage 6 are not shown.
형틀(3)의 메사부(22)에는, 기판(5)의 하나의 샷 영역의 크기에 상당하는 패턴이 형성되어 있다. 본 실시 형태에 있어서의 형틀(3)에서는, 메사(mesa)부(22)가 형성된 영역(도 2의 중앙 부분)의 두께가, 몰드 척(4b)에 의해 보유 지지되는 부분(도 2의 주변 부분)보다도 얇게 되어 있다. 즉, 형틀(3)의 상부와 몰드 척(4b) 사이에는, 밀폐 공간인 코어 아웃부(3h)가 형성되어 있다. 제어부(8)로부터의 제어 지시로, 도시하지 않은 압력 조정부에 의해 코어 아웃부(3h)의 공기압이 조정될 수 있다. 메사부(22)가 형성된 영역은, 코어 아웃부(3h)의 공기압이 조정됨으로써 변형된다.A pattern corresponding to the size of one shot region of the substrate 5 is formed on the mesa portion 22 of the mold 3. In the mold 3 of the present embodiment, the thickness of the region where the mesa portion 22 is formed (the central portion in Fig. 2) is larger than the thickness of the portion held by the mold chuck 4b ). That is, between the upper portion of the mold 3 and the mold chuck 4b, a core out portion 3h which is a closed space is formed. The air pressure of the core out portion 3h can be adjusted by a pressure adjusting portion (not shown) by a control instruction from the control portion 8. [ The region where the mesa portion 22 is formed is deformed by adjusting the air pressure of the core-out portion 3h.
메사부(22)를 기판(5)의 샷 영역 상에 공급된 경화성 조성물(10)에 접촉시킬 때, 압력 조정부에 의해 코어 아웃부(3h) 내를 가압하여, 형틀(3)(메사부(22))을 기판(5)에 대하여 볼록 형상으로 변형시킨다. 그 후, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 몰드 척(4b)(형틀(3))을 -Z 방향으로 이동시켜서, 형틀(3)을 기판(5)에 접근시킨다. 그리고, 메사부(22)가 기판(5) 상의 경화성 조성물(10)에 접촉함에 따라, 코어 아웃부(3h) 내의 압력을 낮추고, 형틀(3)을 평면으로 되돌려 간다. 이에 의해, 형틀(3)의 패턴과 경화성 조성물(10) 사이의 기체가 외측으로 순차 압출되어, 형틀(3)의 패턴과 경화성 조성물(10) 사이에 기포가 혼입되는 것이 저감된다. 그 후, 광원(20)으로부터 기판(5) 상의 경화성 조성물(10)로 자외선을 조사함으로써 경화성 조성물(10)이 경화된다. 이 상태가 도 2의 (a)에 도시되어 있다.When the mesa portion 22 is brought into contact with the curable composition 10 supplied onto the shot area of the substrate 5, the inside of the core out portion 3h is pressed by the pressure adjusting portion to form the mold 3 22) is deformed into a convex shape with respect to the substrate (5). Thereafter, the mold chuck 4b (mold 3) is moved in the -Z direction by the mold vertical driving mechanism 4d so that the mold 3 approaches the substrate 5. Then, Then, as the mesa portion 22 contacts the curable composition 10 on the substrate 5, the pressure in the core out portion 3h is lowered, and the mold 3 is returned to the flat surface. Thereby, the gas between the pattern of the mold 3 and the curable composition 10 is sequentially extruded outwardly, and the mixing of bubbles between the pattern of the mold 3 and the curable composition 10 is reduced. Thereafter, the curable composition 10 is cured by irradiating ultraviolet light from the light source 20 onto the curable composition 10 on the substrate 5. This state is shown in Fig. 2 (a).
그 후, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해, 경화된 조성물(10)로부터 형틀(3)을 분리하는 이형이 행하여진다. 이형은, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 몰드 척(4b)(형3)을 +Z 방향으로 이동시킴으로써 행하여진다. 이때, 제어부(8)는 형틀(3)과 조성물(10)이 접촉하고 있는 영역(샷 영역)에 있어서, 기판 척(25)이 기판(5)의 이면을 흡착하는 흡착력을 약화시키도록, 흡착압 조정 기구(6b)를 제어한다. 기판 척(25)은 흡착 영역으로서 복수의 부분 영역을 갖고, 서로 독립하여 흡착압을 조정할 수 있다. 그 때문에, 형틀(3)과 조성물(10)이 접촉하고 있는 영역과는 상이한 영역에서는 흡착력을 유지할 수 있다. 즉, 형틀과 조성물이 접촉하고 있는 영역에 대응하는 영역(제1 영역)에 있어서의 흡착력을, 제1 영역과는 상이한 영역에 있어서의 흡착력보다도 약화시킨 상태에서 형틀과 조성물을 이격시킬 수 있다. 형틀(3)과 조성물(10)이 접촉하고 있는 위치의 흡착 영역의 흡착력을 약화시킴으로써, 도 2의 (b)와 같이, 기판(5)의 샷 영역 및 그 근방은 기판 척(25)으로부터 부상한다. 이에 의해, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면에 발생하는 응력이 저감되고, 조성물(10)의 패턴의 변형에 의한 결함을 감소시킬 수 있다.Thereafter, mold releasing is performed to separate the mold 3 from the cured composition 10 by the mold vertical driving mechanism 4d. The mold release is performed by moving the mold chuck 4b (mold 3) in the + Z direction by the mold vertical driving mechanism 4d. At this time, the control unit 8 controls the substrate chuck 25 so as to weaken the attraction force for attracting the back surface of the substrate 5 in the area (shot area) where the mold frame 3 and the composition 10 are in contact And controls the pressure adjustment mechanism 6b. The substrate chuck 25 has a plurality of partial regions as the adsorption regions and can adjust the adsorption pressure independently of each other. Therefore, the attraction force can be maintained in a region different from the region where the mold 3 and the composition 10 are in contact with each other. That is, the mold and the composition can be separated from each other in a state in which the adsorption force in the region (first region) corresponding to the region where the mold is in contact with the composition is weaker than the adsorption force in the region different from the first region. The shot area of the substrate 5 and the vicinity thereof are lifted from the substrate chuck 25 as shown in Figure 2 (b) by weakening the attraction force of the adsorption area at the position where the mold 3 is in contact with the composition 10, do. Thereby, the stress generated at the interface between the mold 3 and the composition 10 is reduced, and defects due to the deformation of the pattern of the composition 10 can be reduced.
이어서, 본 실시 형태에서는, 이형 동작의 도중에, 기판(5)의 샷 영역 근방이 기판 척(25)으로부터 부상된 후, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 Z축에 수직인 방향에 있어서의 몰드 척(4b)(형틀(3))의 이동을 행한다. 도 2의 (c)는 형틀(3)을 +Z 방향으로 이동시킴과 함께 +X 방향으로 이동시킨 상태를 도시한 도면이다. 도 2의 (c)에 있어서, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면 중, 형틀(3)이 이동된 방향(+X 방향) 측에 있는 계면을 A, 메사부(22)에 대하여 반대측에 있는 계면을 B라 한다. 형틀(3)이 +X 방향으로 이동되면, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면 A와 B의 각각의 근방에서의 기판(5)의 변형 형상에 차가 발생하고, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면을 분리하는 힘은, 계면 A보다도 계면 B쪽이 커진다. 그 때문에, 계면 B에서는 계면 A와 비교하여, 형틀(3)이 조성물(10)로부터 박리되는 범위가 커진다.Next, in the present embodiment, after the vicinity of the shot area of the substrate 5 is lifted from the substrate chuck 25 in the middle of the mold releasing operation, the mold is moved in the direction perpendicular to the Z- The chuck 4b (the mold 3) is moved. 2 (c) is a view showing a state in which the mold 3 is moved in the + Z direction and in the + X direction. 2 (c), the interface at the side of the mold 3 in the shifted direction (+ X direction) is denoted by A, the interface at the opposite side to the mesa 22 B is called the interface. When the mold 3 is moved in the + X direction, a difference occurs in the deformed shape of the substrate 5 in the vicinity of the interfaces A and B between the mold 3 and the composition 10, The force for separating the interface of the substrate 10 becomes larger at the interface B than at the interface A. Therefore, in the interface B, the range in which the mold 3 is peeled off from the composition 10 is larger than in the interface A.
도 2의 (d)는 이형 시의 형틀(3)의 이동 모습의 일례를 도시한 도면이다. 형틀 연직 구동 기구(4d)(형틀(3))의 Z 방향(제1 방향)에 있어서의 변위(이동량)를 횡축으로 하고, 형틀 수평 구동 기구(4c)(형틀(3))의 X 방향(제2 방향) 또는 Y 방향(제3 방향)의 각각의 방향에 있어서의 변위를 각각 종축으로 나타내고 있다. 원점은, 형틀(3)과 조성물(10)을 이격시키기 시작했을 때의 형틀(3)의 위치를 나타낸다. 동도에 의하면, 형틀(3)은 이동 개시 시보다 +Z 방향으로 거리 Z1만큼 이동할 때까지는 X 방향 또는 Y 방향에 있어서의 이동은 행하여지지 않는다. 형틀(3)이 Z 방향의 거리 Z1에 달한 후, 형틀(3)은 X 방향 또는 Y 방향에 있어서의 이동이 개시되어, X 방향에는 진폭 a에서 Z 구동량에 대한 정현 함수, Y 방향에는 진폭 a에서 Z 구동량에 대한 여현 함수로 구동한다. 즉, X 방향 또는 Y 방향에 있어서, 형틀 수평 구동 기구(4c)(형틀(3))는 반경 a의 원형의 궤적으로 이동하면서 +Z 방향으로 이동한다. 원 궤적은, X 방향으로의 이동과 Y 방향으로의 이동을 포함하고, Z 방향에 수직인 방향(XY 평면)에 있어서 이동 방향이 변화하고 있음을 나타낸다. 여기서, X, Y 방향에 있어서의 형틀과 기판의 상대적인 거리의 최댓값인 진폭a, 즉, X, Y 방향에 있어서의 최대 구동량은, 이형 동작 중 일정해도 된다. 또한, 형틀(3)과 기판(5)의 Z 방향의 상대적 거리(형틀 연직 구동 기구(4d)에 의한 Z 방향으로의 구동량)에 따라서 진폭 a를 변화시켜도 된다. 또한, 형틀(3)과 기판(5)을 Z 방향으로 분리하는 속도에 따라서 진폭 a를 변화시켜도 된다.2 (d) is a view showing an example of the movement of the mold 3 at the time of mold release. (The amount of movement) of the mold vertical driving mechanism 4d (the mold 3) in the Z direction (first direction) is taken as the abscissa, (Second direction) or the Y direction (third direction) are denoted by vertical axes, respectively. The origin indicates the position of the mold 3 when the mold 3 starts to separate the composition 10 from the mold 3. According to the same figure, the mold 3 is not moved in the X direction or the Y direction until the mold 3 moves by the distance Z1 in the + Z direction from the start of movement. After the mold 3 reaches the distance Z1 in the Z direction, the mold 3 starts to move in the X direction or the Y direction. In the X direction, the sine function for the Z drive amount at the amplitude a, a to Z drive amount. That is, in the X direction or the Y direction, the mold horizontally driving mechanism 4c (mold 3) moves in the + Z direction while moving in the circular locus having the radius a. The circular trajectory includes the movement in the X direction and the movement in the Y direction, indicating that the movement direction changes in the direction (XY plane) perpendicular to the Z direction. Here, the amplitude a, which is the maximum value of the relative distance between the mold and the substrate in the X and Y directions, that is, the maximum driving amount in the X and Y directions may be constant during the mold releasing operation. The amplitude a may be changed according to the relative distance between the mold 3 and the substrate 5 in the Z direction (the amount of drive in the Z direction by the mold vertical driving mechanism 4d). The amplitude a may be changed according to the speed at which the mold 3 and the substrate 5 are separated in the Z direction.
본 실시 형태에 의한 형틀(3)과 조성물(10)의 이형의 진행 상태에 대하여 설명한다. 도 3은 이형 도중의 샷 영역을 Z축 방향 상측으로부터 본 도면이다. 도 3의 (a)는 형틀(3)을 X, Y 방향으로 이동하지 않고 Z 방향으로만 이동시키는 종래의 이형 방법의 경우를 나타낸다. 도 3의 (b)는 본 실시 형태에 의한 이형 방법의 경우를 나타내고 있다. 동도에 있어서 S는 기판(5)의 샷 영역, T는 형틀(3)이 조성물(10)로부터 이미 이형된 영역, U는 아직 이형되지 않은 접촉 영역을 나타낸다. 도 3 중의 화살표는 이형된 영역 T가 파선의 영역으로부터 실선의 영역으로 진행해 갈 때의 방향을 나타낸다.The progress of mold release of the mold 3 and the composition 10 according to the present embodiment will be described. Fig. 3 is a view of the shot area during the mold release from the upper side in the Z-axis direction. 3 (a) shows a case of a conventional mold release method in which the mold 3 is moved only in the Z direction without moving in the X and Y directions. Fig. 3 (b) shows the case of the release method according to the present embodiment. In the figure, S represents a shot region of the substrate 5, T represents a region already shaped from the composition 10 of the mold 3, and U represents a contact region which has not yet been deformed. The arrows in Fig. 3 indicate the directions in which the deformed area T advances from the area of the broken line to the area of the solid line.
형틀(3)을 X, Y 방향으로 이동시키지 않고 Z 방향으로만 이동시키는 종래의 이형 방법에서는, 형틀(3)과 조성물(10)의 박리는 샷 영역 S의 외주로부터 중앙을 향하여 진행한다. 그에 대하여 본 실시 형태에 의한 이형 방법에서는, 형틀(3)을 X, Y 방향에 있어서 원형의 궤적을 이동시키면서 Z 방향으로 이동시킨다. 이에 의해, 형틀(3) 및 기판(5)은 도 2의 (c)에 도시된 상태로 됨과 함께, 계면 A, B의 위치가 샷 영역 S의 중심 둘레에서 연속적으로 바뀐다. 형틀(3)이 조성물(10)로부터 박리되는 범위가 큰 계면 B의 위치가 샷 영역 S의 중심 둘레에서 연속적으로 바뀜으로써, 도 3의 (b)의 화살표와 같이 형틀(3)과 조성물(10)이 박리되는 영역은 샷 영역 S의 외주로부터 내측을 향해서 와권형으로 순서대로 진행한다.In the conventional release method in which the mold 3 is moved only in the Z direction without being moved in the X and Y directions, the separation of the mold 3 and the composition 10 proceeds from the outer periphery of the shot area S toward the center. On the contrary, in the release method according to the present embodiment, the mold 3 is moved in the Z direction while moving the circular locus in the X and Y directions. 2 (c), and the positions of the interfaces A and B are continuously changed around the center of the shot area S. In this state, The position of the interface B in which the mold 3 is peeled off from the composition 10 is continuously changed around the center of the shot area S so that the mold 3 and the composition 10 ) Are peeled from the outer periphery of the shot area S toward the inner side and in a winding manner.
종래의 이형 방법에 의해 도 3의 (a)와 같이 이형이 진행될 경우, 타원 형상의 접촉 영역 U 외측의 전체 둘레가 동시에 이형되어 가, 타원 형상의 접촉 영역 U 외측 전체 둘레에 있어서의 이형에 가해지는 힘의 총합이 이형력으로 된다. 한편, 본 실시 형태의 이형 방법에 의하면, 도 3의 (b)와 같이, 와권형으로 이형이 진행되므로, 이형력은 형틀(3)과 조성물(10)이 박리하는 위치 근방의 국소적인 영역에 가해지는 힘의 총합으로 된다. 따라서, 종래의 이형 방법과 비교하여 본 실시 형태의 이형 방법에 의하면, 조성물(10)로부터 동시에 박리되는 형틀 영역의 면적이 작아지므로, 이형력을 저감할 수 있다.3 (a), the entire outer circumference of the elliptical contact region U is simultaneously deformed so as to deform the elliptical contact region U on the outer circumference of the entire outer circumference The sum of the losing forces becomes the releasing force. 3 (b), the mold releasing force is applied to the mold 3 and the local area near the position where the composition 10 is peeled off, as shown in Fig. 3 (b) The sum of the applied forces. Therefore, according to the release method of the present embodiment as compared with the conventional release method, since the area of the template area to be simultaneously peeled off from the composition 10 becomes small, releasing force can be reduced.
또한, 종래의 이형 방법에서는 샷 영역의 면적이 커질수록, 이형 초기에 있어서의 접촉 영역 U의 타원의 직경이 커지므로 이형력이 커진다. 그러나, 본 실시 형태의 이형 방법에 의하면, 국소적인 영역에서만 이형력이 발생하므로, 샷 영역의 면적이 커졌다고 해도 이형력의 증대를 억제할 수 있다. 따라서, 본 실시 형태의 이형 방법에 의하면, 이형력을 저감시키는 효과는 커진다.In addition, in the conventional release method, the larger the area of the shot area, the larger the diameter of the ellipse of the contact area U at the initial stage of mold release, and the releasing force becomes larger. However, according to the mold releasing method of the present embodiment, since the releasing force is generated only in the local area, it is possible to suppress the increase of releasing force even if the area of the shot area is large. Therefore, according to the release method of the present embodiment, the effect of reducing the releasing force is increased.
추가로 본 실시 형태에서는, 이형 시에 형틀(3)에 대하여 X, Y 방향에 있어서의 이동과 Z 방향에 있어서의 이동을 행하므로, 형틀(3)을 기울이는 것만으로 이형력을 저감하는 종래 기술과 같이 형틀(3)의 단부가 기판(5)에 근접하여 접촉하여 기판면을 손상된다고 하는 문제는 발생하기 어렵다.Furthermore, in the present embodiment, since the movement in the X and Y directions and the movement in the Z direction are performed with respect to the mold 3 at the time of mold release, the conventional technique of reducing the releasing force by merely tilting the mold 3 There is a problem that the edge of the mold frame 3 comes into contact with the substrate 5 in close proximity to damage the substrate surface.
이상과 같이, 본 실시 형태의 이형 방법에 의하면, 기판의 샷 영역의 면적이 큰 경우에 있어서도, 이형력을 저감할 수 있다.As described above, according to the release method of the present embodiment, even when the area of the shot area of the substrate is large, the releasing force can be reduced.
또한, 본 실시 형태에서는, 형틀(3)으로서, 요철 패턴을 설치한 회로 패턴 전사용 형틀에 대하여 설명했지만, 요철 패턴이 없는 평면부를 갖는 형틀(블랭크 템플릿)이어도 된다. 블랭크 템플릿은, 평면부에 의해 기판 상의 조성물을 평탄화하도록 성형하는 평탄화 장치에 사용된다. 즉, 본 실시 형태는, 형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치에 적용할 수 있다.In this embodiment, the circuit pattern transfer mold provided with the concavo-convex pattern is described as the mold 3, but it may be a mold (blank template) having the flat portion without the concavo-convex pattern. The blank template is used in a planarizing apparatus for shaping a composition on a substrate by a planar portion. That is, this embodiment can be applied to a molding apparatus for molding a composition on a substrate by using a mold frame.
본 실시 형태에 있어서, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의한 형틀(3)의 X, Y 방향에 있어서의 이동에 대해서는, 진원의 궤적으로 연속적으로 이동시키는 경우를 설명하였다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 Z 방향에 대하여 수직인 제2 방향으로의 이동과 Z 방향에 대하여 수직이며 제2 방향에 교차하는 방향으로의 이동을 행하면 된다. 또한, 이동 궤적은 타원형의 궤적이어도 된다. 또한, 형틀(3)의 위치가 샷 중심 둘레에서 연속적으로 변화하는 궤적, 즉, Z 방향에 평행인 축 주위에 형틀 수평 구동 기구(4c)를 선회시켜도 된다. 또한, 이동도 연속적이지 않고, 정지와 이동 방향의 반전 등을 포함하는 간헐적인 이동 등, 이동의 방향을 간헐적으로 변화시켜도 마찬가지의 효과가 있다. 또한, 형틀(3)을 X, Y 방향에 있어서 이동시킬 때, 형틀(3)을 Z 방향으로도 이동시키고 있으므로, 엄밀하게는 XY 평면에 따른 이동은 되지 않지만, 본 실시 형태에서는 X, Y 방향에 있어서의 이동 성분에 대하여 설명하고 있다.In the present embodiment, the movement of the mold 3 in the X and Y directions by the mold horizontal drive mechanism 4c has been described as a case where the mold 3 is moved continuously along the locus of origin. However, the present invention is not limited to this, and movement in the second direction perpendicular to the Z direction and movement in the direction perpendicular to the Z direction and crossing the second direction may be performed by the mold horizontal drive mechanism 4c. The movement locus may be an elliptical locus. Further, the mold frame horizontal driving mechanism 4c may be turned around a locus where the position of the mold 3 continuously changes around the shot center, that is, around the axis parallel to the Z direction. The same effect can also be obtained by intermittently changing the direction of movement, such as intermittent movement including stopping and reversal of the movement direction, and the movement is not continuous. Since the mold 3 is also moved in the Z direction when the mold 3 is moved in the X and Y directions, the mold 3 is not exactly moved along the XY plane. However, in the present embodiment, The moving component in the first embodiment is described.
본 실시 형태에 있어서는, 이형 시에, 임프린트 헤드(4)에 설치된 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 형틀(3)을 X, Y 방향에 있어서 이동시킨다고 하였다. 그러나, 이에 한정하지 않고, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의한 이동은 행하지 않고, 기판 스테이지(6)의 기판 구동 기구(6a)를 사용하여 기판(5)을 X, Y 방향에 있어서 이동시켜서, 형틀(3)과 기판(5)을 상대적으로 이동시켜도 된다. 또한, 형틀 수평 구동 기구(4c)와 기판 구동 기구(6a)의 양쪽을 구동시켜도 된다.In the present embodiment, the mold 3 is moved in the X and Y directions by the mold horizontal drive mechanism 4c provided on the imprint head 4 at the time of mold release. However, the present invention is not limited to this, and the substrate driving mechanism 6a of the substrate stage 6 may be used to move the substrate 5 in the X and Y directions without moving by the mold horizontal driving mechanism 4c, The mold 3 and the substrate 5 may be relatively moved. Further, both the mold horizontal drive mechanism 4c and the substrate drive mechanism 6a may be driven.
또한, 본 실시 형태에서는 이형 시에 형틀(3)과 기판(5)을 변형시켰지만, 반드시 변형시키지는 않아도 된다. 구체적으로는, 기판 형틀(3)과 조성물(10)이 접촉하고 있는 위치의 흡착 영역의 흡착력을 약화시켜서 이형을 행했지만, 흡착력을 약화시키지 않아도 본 실시 형태의 이형 방법을 적용할 수 있다. 또한, 코어 아웃부(3h)의 공기압의 조정을 하지 않고서 본 실시 형태의 이형 방법을 적용할 수 있다.In the present embodiment, the mold 3 and the substrate 5 are deformed at the time of mold release, but they are not necessarily deformed. Specifically, the releasing operation is carried out by weakening the adsorption force of the adsorption region at the position where the substrate form frame 3 and the composition 10 are in contact. However, the releasing method of the present embodiment can be applied without weakening the adsorption force. Also, the release method of the present embodiment can be applied without adjusting the air pressure of the core out 3h.
<제2 실시 형태>&Lt; Second Embodiment >
다음으로 제2 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에 의한 임프린트 장치의 구성에 대해서는, 도 1에 도시된 구성과 같다. 또한, 형틀(3)을 경화성 조성물(10)에 압박하고, 자외선을 경화성 조성물(10)에 조사하여 경화시킬 때까지(즉 이형 전)의 동작 및 도 2의 (b)에 도시된 이형 중의 동작까지는 제1 실시 형태와 같다.Next, the second embodiment will be described. The configuration of the imprint apparatus according to the present embodiment is the same as that shown in Fig. The operation of pressing the mold 3 against the curable composition 10 and irradiating ultraviolet rays to the curable composition 10 to cure it (i.e., before the mold release) and the operation during mold release shown in Fig. 2 (b) Are the same as in the first embodiment.
본 실시 형태에 있어서의 이형 동작에서는, 도 2의 (b)와 같이 이형 동작의 도중에 기판(5)의 박리 위치 근방이 기판 척(25)으로부터 부상된 후, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 형틀(3)을 +Z 방향으로 구동함과 함께, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 형틀(3)을 XY 평면 내에서 구동한다. 그와 동시에 도 4에 도시된 바와 같이, 형틀 연직 구동 기구(4d)(제3 구동부)에 의해, 형틀(3)이 XY 평면 내에 있어서 변위된 방향(도 4에서는 X의 +방향)의 형틀(3)의 단부가 기판(5)에 접근하도록, XY 평면에 대하여 형틀(3)을 기울인다. 형틀(3)의 변위는, 형틀(3)과 기판(5)을 이격시키기 시작했을 때의 위치로부터의 변위로 한다. 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 형틀(3)을 XY 평면 내에서 구동시켰을 때에, 형틀(3)이 변위된 방향에 의해 기울기의 방향을 바꾼다. 즉, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의해 X, Y 방향으로 변위시켰을 때의 변위에 따라, 형틀 연직 구동 기구(4d)에 의한 기울기의 변경을 행한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 형틀(3)이 X 방향으로 이동함과 함께 기울어짐으로써, 형틀 수평 구동 기구(4c)에 의해 형틀(3)을 XY 평면 내에서만 구동하는 제1 실시 형태와 비교하여, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면 B를 분리하는 힘은 더 커진다.In the mold releasing operation of the present embodiment, after the vicinity of the peeling position of the substrate 5 is lifted from the substrate chuck 25 during the mold releasing operation as shown in Fig. 2B, The mold 3 is driven in the + Z direction and the mold 3 is driven in the XY plane by the mold horizontal drive mechanism 4c. At the same time, as shown in Fig. 4, the mold frame vertical driving mechanism 4d (the third driving section) forms the mold 3 in the direction in which the mold frame 3 is displaced in the XY plane 3 is tilted with respect to the XY plane so that the end of the mold 3 approaches the substrate 5. The displacement of the mold 3 is defined as the displacement from the position at which the mold 3 and the substrate 5 are separated from each other. When the mold frame 3 is driven in the XY plane by the mold frame horizontal drive mechanism 4c, the direction of the tilt is changed by the direction in which the mold frame 3 is displaced. In other words, the inclination of the mold vertical driving mechanism 4d is changed in accordance with the displacement when it is displaced in the X and Y directions by the mold vertical driving mechanism 4d. As compared with the first embodiment in which the mold frame 3 is driven only in the XY plane by the mold frame horizontal drive mechanism 4c by moving the mold frame 3 in the X direction and inclining as shown in Fig. So that the force separating the mold 3 from the interface B of the composition 10 becomes larger.
본 실시 형태에 있어서도, 형틀(3)의 XY 평면 내의 이동은 제1 실시 형태와 마찬가지지만, 그와 함께, 형틀(3)의 XY 평면 내에 있어서 변위된 방향측의 형틀(3)의 단부가 항상 기판(5)으로 다가오는 방향으로 기울도록 형틀(3)의 기울기를 제어한다. 이에 의해, 제1 실시 형태와 마찬가지로, 이형은 샷 영역의 외주로부터 내측으로 와권형으로 진행하고, 종래의 이형 방법과 비교하여 이형력을 저감할 수 있다. 그 외에, 형틀(3)과 조성물(10)의 계면 B를 분리하는 힘을 제1 실시 형태보다도 크게 할 수 있으므로, 제1 실시 형태보다도 샷 영역 전체면을 이형할 때까지의 시간을 단축할 수 있고, 임프린트 장치에 스루풋을 향상시킬 수 있다.Also in this embodiment, the movement of the mold 3 in the XY plane is the same as that of the first embodiment, and at the same time, the end of the mold 3 on the direction side displaced within the XY plane of the mold 3 is always The inclination of the mold 3 is controlled so as to incline toward the substrate 5 in the approaching direction. Thereby, as in the first embodiment, the releasing moves from the outer periphery of the shot area to the inner side and rolls, and the releasing force can be reduced as compared with the conventional releasing method. In addition, since the force for separating the mold 3 from the interface B of the composition 10 can be made larger than that in the first embodiment, it is possible to shorten the time until the entire surface of the shot area is released And it is possible to improve the throughput of the imprint apparatus.
한편, 본 실시 형태에서는 이형 시에 형틀(3)의 XY 평면 내에서의 구동과 기울기 구동을 동시에 행함으로써, 이형 시에 형틀(3)의 기울기만을 행하는 이형 방법과 비교하여 형틀(3)의 기울기양을 저감시킬 수 있고, 형틀(3)과 기판(5)이 접촉하는 문제가 발생하기 어렵게 할 수 있다.On the other hand, in the present embodiment, by performing the driving and the tilt driving simultaneously in the XY plane of the mold 3 at the time of mold release, compared with the mold release method of performing only the inclination of the mold 3 at the time of mold release, So that it is possible to reduce the amount of contact between the mold 3 and the substrate 5.
또한, 제2 실시 형태에 있어서도, 형틀(3)의 XY 평면 내의 구동은, 형틀(3)의 위치가 샷 중심 둘레에서 연속적으로 변화하는 궤적이라면 되고, 구동도 연속적이 아니라, 정지나 이동 방향 반전 등의 간헐적인 구동을 포함해도 된다. 또한, 형틀(3)의 기울기를 변경하는 대신, 기판 스테이지(6)의 기판 구동 기구(6a)에 의해 기판(5)의 기울기를 변경해도 되고, 형틀(3)과 기판(5)의 기울기의 변경을 조합하여 행해도 된다.Also in the second embodiment, the driving of the mold 3 in the XY plane may be a trajectory in which the position of the mold 3 continuously changes around the center of the shot, and the driving is not continuous, May be intermittently driven. Instead of changing the inclination of the mold 3, the inclination of the substrate 5 may be changed by the substrate driving mechanism 6a of the substrate stage 6, or the inclination of the inclination of the mold 3 and the substrate 5 may be changed. Or may be performed in combination.
<물품 제조 방법>&Lt; Method of manufacturing article >
이어서, 상술한 임프린트 장치를 이용한, 물품(반도체 IC 소자, 액정 표시 소자, 컬러 필터, MEMS 등)의 제조 방법을 설명한다. 물품은, 전술한 임프린트 장치를 사용하고, 형틀을 사용하여 기판(웨이퍼, 유리 기판 등) 상의 경화성 조성물에 패턴을 형성하는 공정과, 패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정과, 다른 주지의 가공 공정에 의해 제조된다. 다른 가공 공정에는, 에칭, 다이싱, 본딩, 패키징 등이 포함된다. 본 제조 방법에 의하면, 종래보다도 고품위의 물품을 제조할 수 있다.Next, a method of manufacturing an article (a semiconductor IC element, a liquid crystal display element, a color filter, a MEMS or the like) using the above-described imprint apparatus will be described. The article can be obtained by a process comprising the steps of forming a pattern on a curable composition on a substrate (wafer, glass substrate or the like) by using the above-mentioned imprint apparatus, processing the substrate on which the pattern is formed, Lt; / RTI &gt; Other processing steps include etching, dicing, bonding, packaging, and the like. According to the present manufacturing method, it is possible to produce an article of higher quality than the conventional one.
이제까지 본 발명을 예시적인 실시 형태들을 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 상술된 실시 형태들로 제한되는 것은 아님을 이해해야 한다.  이하 청구 범위의 범주는 모든 이러한 변형예들과 균등의 구조나 기능을 아우르는 가장 넓은 범위로 해석해야 한다.While the present invention has been described with reference to exemplary embodiments, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The scope of the following claims is to be accorded the broadest interpretation so as to encompass all such modifications and equivalent structures and functions.
본 출원은, 2017년 8월 29일자 일본 특허 출원 제2017-164417호에 기초하는 우선권을 주장하며, 그 내용은 모두 본 명세서에 참조로서 원용된다.This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2017-164417, filed on August 29, 2017, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

Claims (16)

  1. 형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치이며,
    형틀을 보유 지지하는 형틀 보유 지지부와,
    기판을 보유 지지하는 기판 보유 지지부와,
    형틀과 조성물을 접촉시켜서 조성물을 성형한 후에 형틀과 조성물을 이격시키는 제1 방향에 있어서의, 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제1 구동부와,
    상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제2 구동부를 갖고,
    형틀과 조성물을 이격시킬 때에, 상기 제2 구동부에 의해 상기 제1 방향에 대하여 수직인 제2 방향으로의 이동과 상기 제1 방향에 대하여 수직이며 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향으로의 이동을 행하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    A molding apparatus for molding a composition on a substrate using a mold,
    A mold holding portion for holding a mold,
    A substrate holding portion for holding a substrate;
    A first driving part for moving at least one of the mold holding part and the substrate holding part in a first direction for contacting the mold with the composition to form the composition,
    And a second driving section for moving at least one of the mold holding section and the substrate holding section in a direction perpendicular to the first direction,
    A second driving unit that moves in a second direction perpendicular to the first direction and moves in a third direction perpendicular to the first direction and intersecting the second direction by the second driving unit when the mold and the composition are separated from each other, Is performed.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부에 의한 이동의 방향을 연속적 또는 간헐적으로 변화시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the direction of movement by the second driving unit is changed continuously or intermittently.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는, 상기 제1 방향에 평행한 축의 주위에, 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽을 선회시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the second driving portion turns at least one of the mold holding portion and the substrate holding portion around a shaft parallel to the first direction.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는, 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서 상기 제2 구동부에 의한 이동의 궤적이 타원형의 궤적을 포함하도록, 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽을 이동시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    The second drive unit may move at least one of the mold holding unit and the substrate holding unit such that the locus of movement by the second driving unit includes an elliptical trajectory in a direction perpendicular to the first direction Molding device.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는, 상기 제1 구동부에 의한 상기 제1 방향으로의 이동량에 따라, 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부의 상대적인 거리의 최댓값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    The second drive unit changes the maximum value of the relative distance between the mold holding unit and the substrate holding unit in the direction perpendicular to the first direction in accordance with the amount of movement in the first direction by the first driving unit .
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는, 형틀과 기판의 거리에 따라, 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부의 상대적인 거리의 최댓값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the second driving unit changes a maximum value of a relative distance between the mold holding unit and the substrate holding unit in a direction perpendicular to the first direction according to a distance between the mold and the substrate.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 구동부는, 상기 제1 구동부에 의한 상기 제1 방향으로의 이동의 속도에 따라, 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부의 상대적인 거리의 최댓값을 변화시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the second driving portion is configured to move the mold holding portion in a direction perpendicular to the first direction by a maximum distance of a relative distance between the mold holding portion and the substrate holding portion in accordance with the speed of the movement by the first driving portion in the first direction Of the molding material.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 보유 지지부는 상기 기판을 흡착하는 흡착부를 갖고,
    형틀과 조성물의 접촉 영역에 대응하는 제1 영역에서의 상기 흡착부에 의한 흡착력을, 상기 제1 영역과는 다른 제2 영역에서의 상기 흡착부에 의한 흡착력보다 약화시킨 상태에서, 형틀과 조성물을 이격시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the substrate holding portion has an adsorption portion for adsorbing the substrate,
    In the state in which the adsorption force by the adsorption section in the first region corresponding to the contact region of the mold and the composition is weakened by the adsorption force by the adsorption section in the second region different from the first region, And is spaced apart from each other.
  9. 제1항에 있어서,
    형틀과 조성물의 접촉 영역에서의 형틀 부분을 구부린 상태에서 형틀과 조성물을 이격시키는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    And the mold is separated from the mold while the mold part in the contact area between the mold and the composition is bent.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 방향에 대하여 수직인 평면에 대하여 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 기울기를 변경하는 제3 구동부를 갖고,
    형틀과 조성물을 이격시킬 때에, 상기 제2 구동부에 의한 이동과 함께, 상기 제3 구동부에 의한 기울기의 변경을 행하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    And a third driving section for changing the inclination of at least one of the mold holding section and the substrate holding section with respect to a plane perpendicular to the first direction,
    And wherein when the mold is separated from the composition, the inclination of the mold is changed by the third driving part together with the movement by the second driving part.
  11. 제10항에 있어서,
    형틀과 기판을 이격시키기 시작했을 때의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부의 위치로부터 상기 제2 구동부에 의해 상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향으로 변위시켰을 때의 변위에 따라, 상기 제3 구동부에 의한 기울기의 변경을 행하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    11. The method of claim 10,
    In accordance with a displacement when the mold is displaced in the direction perpendicular to the first direction by the second driving portion from the position of the mold holding portion and the substrate holding portion when the mold is separated from the substrate, And the inclination of the mold is changed.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 성형 장치는, 형틀의 패턴을 조성물에 접촉시킴으로써 조성물의 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Characterized in that the molding apparatus forms a pattern of the composition by bringing a pattern of a mold frame into contact with the composition.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 성형 장치는, 형틀의 평면부를 조성물에 접촉시킴으로써 조성물을 평탄하게 하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 성형 장치.
    The method according to claim 1,
    Wherein the molding apparatus is configured to flatten the composition by bringing the flat portion of the mold frame into contact with the composition.
  14. 제12항에 기재된 상기 성형 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 공정과,
    패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정을 포함하고,
    가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
    Forming a pattern on a substrate by using the molding apparatus according to claim 12;
    And processing the patterned substrate,
    &Lt; / RTI &gt; wherein the article is produced from the processed substrate.
  15. 형틀을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 방법이며,
    형틀과 조성물을 접촉시켜서 조성물을 성형하는 공정,
    형틀과 조성물을 이격시키는 제1 방향에 있어서의, 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제1 구동 공정과,
    상기 제1 방향에 대하여 수직인 방향에 있어서의 상기 형틀 보유 지지부와 상기 기판 보유 지지부 중 적어도 한쪽의 이동을 행하는 제2 구동 공정을 갖고,
    형틀과 조성물을 이격시킬 때에, 상기 제2 구동부에 의해 상기 제1 방향에 대하여 수직인 제2 방향으로의 이동과 상기 제1 방향에 대하여 수직이며 상기 제2 방향에 교차하는 제3 방향으로의 이동을 행하는 것을 특징으로 하는 성형 방법.
    A molding method for molding a composition on a substrate using a mold,
    A step of molding the composition by bringing the mold into contact with the mold,
    A first driving step of moving at least one of the mold holding part and the substrate holding part in a first direction for separating the mold from the mold,
    And a second driving step of moving at least one of the mold holding portion and the substrate holding portion in a direction perpendicular to the first direction,
    A second driving unit that moves in a second direction perpendicular to the first direction and moves in a third direction perpendicular to the first direction and intersecting the second direction by the second driving unit when the mold and the composition are separated from each other, Is performed.
  16. 제15항에 기재된 상기 성형 방법에 의해 기판에 패턴을 형성하는 공정과,
    패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정을 포함하고,
    가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
    Forming a pattern on a substrate by the forming method according to claim 15;
    And processing the patterned substrate,
    &Lt; / RTI &gt; wherein the article is produced from the processed substrate.
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JPS5669377A (en) 1979-11-12 1981-06-10 Nippon Steel Corp Surface treatment method of zinc
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