JP2011245384A - Light irradiation device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、エキシマランプを用いた光照射装置に関し、特に、ナノインプリント装置におけるテンプレートの表面をドライ洗浄処理するために好適な光照射装置に係わるものである。 The present invention relates to a light irradiation apparatus using an excimer lamp, and more particularly to a light irradiation apparatus suitable for performing a dry cleaning process on a template surface in a nanoimprint apparatus.
近年、半導体チップやバイオチップの製造において、従来のフォトリソグラフィーおよびエッチングを利用したパターン形成方法に比較して低コストで製造することが可能な方法として光ナノインプリント技術が注目されている。例えば、特開２０００−１９４１４２号公報などがこれである。
この光ナノインプリント技術を利用したパターン形成方法においては、パターンを形成すべき基板、例えば、ウエハ上に液状の光硬化性樹脂を塗布することによってパターン形成用材料層を形成し、このパターン形成用材料層に対して、形成すべきパターンのネガとなるパターンが予め形成されたテンプレートを接触させ、この状態でパターン形成用材料層に紫外線を照射して硬化させ、その後、得られた硬化樹脂層からテンプレートを剥がす工程が行われる。
In recent years, in the manufacture of semiconductor chips and biochips, an optical nanoimprint technique has attracted attention as a method that can be manufactured at a lower cost than conventional pattern formation methods using photolithography and etching. For example, this is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2000-194142.
In the pattern forming method using this optical nanoimprint technology, a pattern forming material layer is formed by applying a liquid photocurable resin on a substrate on which a pattern is to be formed, for example, a wafer, and this pattern forming material A template on which a pattern to be formed is previously formed is brought into contact with the layer. In this state, the pattern forming material layer is irradiated with ultraviolet rays and cured, and then the obtained cured resin layer is used. A process of peeling the template is performed.
このようなパターン形成方法においては、テンプレートのパターン形成面に異物などが存在すると、得られるパターンに欠陥が生じるため、テンプレートのパターン形成面を洗浄処理することが必要である。
このテンプレートを洗浄処理する方法としては、特許文献１に示されるように、溶剤やアルカリ、もしくは酸などの薬品を用いたウェット洗浄法が知られている。
しかしながら、このようなウェット洗浄法においては、有機溶剤や薬品などによってテンプレートの一部が溶解して、パターン形状が変形する恐れがあり、洗浄液を回収することも必要であって、その処理が煩雑となるという不具合があった。
また、硬化性樹脂層からテンプレートを剥がす際に、テンプレートに光硬化性樹脂の残滓が付着することがあり、パターン形成工程が終了する毎に、テンプレートのウェット洗浄処理を行うことが必要であって、このウェット洗浄処理に相当長い時間を要するため、生産性が著しく低下する、という問題がある。
In such a pattern formation method, if foreign matter or the like is present on the pattern formation surface of the template, defects are generated in the obtained pattern. Therefore, it is necessary to clean the pattern formation surface of the template.
As a method for cleaning this template, as shown in
However, in such a wet cleaning method, there is a possibility that a part of the template is dissolved by an organic solvent or chemicals and the pattern shape may be deformed, and it is necessary to collect the cleaning liquid, which is complicated. There was a problem of becoming.
Further, when the template is peeled off from the curable resin layer, a residue of the photocurable resin may adhere to the template, and it is necessary to perform a wet cleaning process on the template every time the pattern forming process is completed. Since the wet cleaning process requires a considerably long time, there is a problem that productivity is remarkably lowered.
この発明が解決しようとする課題は、ナノインプリント装置のテンプレートのパターン形成面を洗浄処理するに際して、エキシマランプを備えた光照射装置を用いることによって前記テンプレートをドライ洗浄して、その洗浄処理を効率的に、かつ短時間で処理できるようにした構造を提供するものであり、特に、下面にパターン形成面を有するテンプレートの下方から紫外線を照射し、前記テンプレートへの温度影響を極力抑制してドライ洗浄できる光照射装置の構造を提供するものである。 The problem to be solved by the present invention is that when the pattern forming surface of the template of the nanoimprint apparatus is cleaned, the template is dry-cleaned by using a light irradiation apparatus equipped with an excimer lamp, and the cleaning process is efficiently performed. In addition, it provides a structure that can be processed in a short time, and in particular, dry cleaning is performed by irradiating ultraviolet rays from below the template having a pattern forming surface on the lower surface to suppress the temperature effect on the template as much as possible. The structure of the light irradiation apparatus which can be provided is provided.
上記課題を解決するために、この発明に係る光照射装置は、エキシマランプと、該エキシマランプを収容するケーシングと、該ケーシングからエキシマ光を外部に出射するための光出射窓を備え、前記光出射窓は、中央光出射部と周辺の取り付けフランジ部とを備え、前記光出射部は、前記エキシマランプ側の裏面が前記フランジ部裏面より凹んでいて、該光出射部の肉厚がフランジ部の肉厚より薄くなっていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a light irradiation apparatus according to the present invention includes an excimer lamp, a casing that houses the excimer lamp, and a light emission window that emits excimer light to the outside from the casing. The exit window includes a central light exit portion and a peripheral mounting flange portion, and the light exit portion has a back surface on the excimer lamp side that is recessed from the back surface of the flange portion, and the thickness of the light exit portion is a flange portion. It is characterized by being thinner than the wall thickness.
また、前記光照射装置を用いたナノインプリント装置のテンプレート洗浄用光照射装置は、ナノインプリント装置におけるテンプレートの下面に形成されたパターン形成面に対して前記光照射装置の光出射窓を上方に向けて対向配置し、該テンプレートの下方からエキシマ光を照射することを特徴とする。 Further, the template cleaning light irradiation apparatus of the nanoimprint apparatus using the light irradiation apparatus faces the pattern formation surface formed on the lower surface of the template in the nanoimprint apparatus with the light emission window of the light irradiation apparatus facing upward. It arrange | positions and excimer light is irradiated from the downward direction of this template, It is characterized by the above-mentioned.
この発明の光照射装置によれば、光出射窓の中央の光出射部が周辺のフランジ部よりも肉薄に形成されているので、周辺フランジ部の取り付け強度を保持しつつ、内部のエキシマランプからの紫外光の透過を妨げることがなく、その透過率が高く光の有効利用が図られるという効果を奏する。
また、前記光照射装置をナノインプリントのテンプレート洗浄用として用いた際には、下面にパターン形成面を有するテンプレートの下方から紫外線を照射するので、テンプレートの有機汚染物が下方に落下しても、光出射窓上に落下するだけでエキシマランプへの付着を防止してその保護が図られる。
更には、光出射窓の中央光出射部が肉薄であるので、紫外線の吸収が少なくて発熱が抑えられ、しかも、その熱容量が小さいから、冷却風による冷却が有効に機能して、該窓が必要以上に発熱することがなく、テンプレートへの輻射熱による熱影響を抑えられるので、該テンプレートの温度管理を有効的に行える。
According to the light irradiating device of the present invention, since the light emitting portion at the center of the light emitting window is formed thinner than the peripheral flange portion, the inner excimer lamp maintains the mounting strength of the peripheral flange portion. There is an effect that the transmittance of the ultraviolet light is not hindered, the transmittance is high, and the light can be effectively used.
In addition, when the light irradiation device is used for cleaning a template of nanoimprint, since ultraviolet rays are irradiated from below the template having a pattern forming surface on the lower surface, even if organic contaminants on the template fall down, By simply falling on the exit window, it is possible to prevent adhesion to the excimer lamp and to protect it.
Further, since the central light exit portion of the light exit window is thin, heat absorption is suppressed with little absorption of ultraviolet rays, and since its heat capacity is small, cooling by cooling air functions effectively, and the window Since the heat does not generate more than necessary and the thermal effect of the radiant heat on the template can be suppressed, the temperature management of the template can be performed effectively.
図１、図３は、本発明の断面図であり、図において、本発明の光照射装置１は、ケーシング２と、その内部に収納されたエキシマランプ３とを有し、前記ケーシング２には、エキシマランプ３からの紫外光を出射する、例えば、石英ガラスからなる光出射窓４が設けられている。そして、前記ケーシング２内は不活性ガス雰囲気に置換されており、例えば、窒素ガスが充填されている。
また、エキシマランプ３は、その詳細は図示しないが、石英ガラス等の透光性部材からなる放電容器と、この放電容器の内部に封入された放電ガスと、放電容器の表面に設けられた一対の電極とを備えている。前記放電容器の内部に封入される放電ガスは、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または希ガスと臭素、塩素、沃素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどである。
なお、エキシマランプ３はその横断面が扁平４角形状のものを図示したが、その形状はこれに限られず、例えば丸型であってもよい。また、本数も１本でなく数本を並列配置するものであってもよい。
1 and 3 are cross-sectional views of the present invention. In the figure, the
The
The
図２に示すように、前記光出射窓４は中央の光出射部５とその周辺のフランジ部６とを有している。そして、光出射部５は前記エキシマランプ側の裏面５ｂが前記フランジ部６の裏面６ｂより凹んでいて、該光出射部５の肉厚ｔ１がフランジ部６の肉厚ｔ２より薄くなっている。
また、前記光出射窓４のフランジ部６は、その光出射側の表面６aが前記光出射部５の表面５aより凹む段差部７を有し、該段差部７で取り付け片８によって前記ケーシング２に取り付けられている。
このとき、取り付け片８の上面が光出射部５の表面５ａと面一、もしくはこれ以下となるようにされており、こうすることにより光出射窓５を洗浄対象のテンプレート１０に近接配置させることができる。
As shown in FIG. 2, the
Further, the flange portion 6 of the
At this time, the upper surface of the
図１においては、この光照射装置１をナノインプリント装置のテンプレート洗浄用に用いた例が示されている。
光照射装置１は、下面にパターン形成面１０ａを有するテンプレート１０の下方に配置され、その光出射窓４が前記テンプレート１０の該パターン形成面１０ａに対向するように配置される。なお、前記テンプレート１０は紫外線透過性材料、例えば、石英ガラスからなる。
In FIG. 1, the example which used this
The
ナノインプリント装置の全体概略構造が図４に示されていて、ハウジング１１内のテンプレート１０の下方には基板Ｗを搭載した支持台１２が位置しており、この支持台１２はテンプレート１０に対して進退自在になっていて、図４（Ａ）はその直下のパターン形成処理位置に位置した状態を示している。このとき、光照射装置１はテンプレート１０の直下位置より後退して待機位置にいる。
なお、前記テンプレート１０の上方には、図示しないレジスト硬化用紫外線光源が配置されていて、テンプレート１０が降下して支持台１２上の基板Ｗに押圧された後に、前記紫外線光源からテンプレート１０を介して該基板Ｗに紫外線が照射される。
The overall schematic structure of the nanoimprint apparatus is shown in FIG. 4, and a
A resist curing ultraviolet light source (not shown) is disposed above the
図４（Ｂ）は、硬化処理後にテンプレート１０が基板Ｗから剥離されて上昇され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄する状態を示しており、支持台１２はテンプレート１０の下方から退避し、光照射装置１が該下方位置に前進配置されている。
１回もしくは何回かの硬化処理を行ったテンプレート１０のパターン形成面１０ａの凹凸にはレジスト等の残滓が付着しており、このテンプレート１０のパターン形成面１０ａを洗浄するために、光照射装置１のエキシマランプ３から光出射窓４を経て紫外線が照射され、該テンプレート１０のパターン形成面１０ａに付着した有機汚染物が洗浄除去されるものである。
FIG. 4B shows a state in which the
Residue such as a resist adheres to the unevenness of the
上記構成によって、テンプレート１０から除去された有機汚染物は、光出射窓４上に落下するので、下方のエキシマランプ３に付着することがなく、ランプの保護が図られる。
そして、光出射窓４の光出射部５の肉厚ｔ１をフランジ部６の肉厚ｔ２より薄くしたために、フランジ部６の取り付け強度は維持したままで、光出射部５での光透過率の低下を抑制し光の有効利用が図られる。
また、光出射部５はその肉薄のために光の吸収が少なく、発熱が抑えられとともに、熱容量が小さなものとなるので、図示しない冷却手段からの冷却風によって十分に冷却され、該光出射部５からの輻射熱によってテンプレート１０が加熱されてしまうようなことが防止される。
このようなナノインプリント装置では、テンプレート１０の温度管理が非常に厳しく要求され、本発明の光照射装置は十分にこの要求に応えられるものである。
With the above configuration, the organic contaminants removed from the
Then, since the thickness t1 of the
Further, since the
In such a nanoimprint apparatus, the temperature management of the
本発明の光照射装置１の一実施形態例を示すと、ケーシング２の寸法は、１００ｍｍ×２５０ｍｍ×８０ｍｍで、光出射窓４は石英ガラス製で、その縦横寸法は８０ｍｍ×８０ｍｍ、光出射部５の肉厚ｔ１＝１ｍｍ、フランジ部６の肉厚ｔ２＝３ｍｍである。
エキシマランプ３は石英ガラス製放電容器の内部にキセノンガスが封入され、発光長が５０ｍｍ、発光幅が４５ｍｍ、出力が１５Ｗである。
In one embodiment of the
The
以上説明したように、本発明の光照射装置は、光出射窓の光出射部の肉厚を周辺のフランジ部よりも薄くしたので、フランジ部の取り付け強度を維持したままで、光出射部の光透過率の低下を抑制して良好なものとし、また、当該部位の発熱を抑え、かつ、冷却風による冷却の効果を向上できるので、光出射窓の輻射熱による照射対象への熱影響を極力抑えることができる。
この光照射装置をナノインプリント装置におけるテンプレートの洗浄用光照射装置として使用する場合、特に温度管理が厳しく要求されるテンプレート洗浄への適用が好適なものとなる。
またこの場合、テンプレートの下方からエキシマ光を照射するので、光洗浄によりテンプレートから剥離した有機汚染物が光出射窓上に落ちるので、エキシマランプに直接落下してこれに付着することが防止でき、その保護が図られる。
As described above, in the light irradiation device of the present invention, the thickness of the light emitting part of the light emitting window is made thinner than the peripheral flange part, so that the mounting strength of the flange part is maintained and the light emitting part of the light emitting part is maintained. Suppresses the decrease in light transmittance, makes it good, suppresses the heat generation of the part, and improves the cooling effect by cooling air, so that the heat influence on the irradiation target due to the radiant heat of the light exit window is minimized Can be suppressed.
When this light irradiation apparatus is used as a template cleaning light irradiation apparatus in a nanoimprint apparatus, it is particularly suitable for application to template cleaning that requires severe temperature control.
In this case, since excimer light is irradiated from below the template, organic contaminants peeled off from the template by light washing fall on the light exit window, so that it can be prevented from falling directly on the excimer lamp and adhering to it. That protection is achieved.
１ 光照射装置
２ ケーシング
３ エキシマランプ
４ 光出射窓
５ 光出射部
６ フランジ部
７ 段差部
８ 取り付け片
１０ テンプレート
１０ａ パターン形成面
１１ ハウジング
１２ 支持台
Ｗ 基板
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記光出射窓は、中央光出射部と周辺の取り付けフランジ部とを備え、前記光出射部は、前記エキシマランプ側の裏面が前記フランジ部裏面より凹んでいて、該光出射部の肉厚がフランジ部の肉厚より薄くなっていることを特徴とする光照射装置。 In a light irradiation apparatus including an excimer lamp, a casing that accommodates the excimer lamp, and a light emission window for emitting excimer light to the outside from the casing,
The light exit window includes a central light exit portion and a peripheral mounting flange portion, and the light exit portion has a back surface on the excimer lamp side that is recessed from the back surface of the flange portion. A light irradiation device characterized by being thinner than the thickness of the flange portion.
The template irradiation light irradiation apparatus of the nanoimprint apparatus according to claim 3, wherein the light irradiation apparatus is movable forward and backward with respect to the template.
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