JP6557625B2 - 基板の生産方法、および基板の生産システム - Google Patents
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Description
<基板の生産システム>
図1は、基板の生産システムの第1例を示す模式ブロック図である。
図1に示すように、基板の生産システム200aは、処理部201と、操作部202と、記憶部203と、制御装置204とを含む。
図2に示すように、基板処理ユニット208は、保持機構210と、第1液体供給機構211と、第2液体供給機構212と、凝固機構213と、解凍機構(融解機構)214と、処理カップ215とを含む。
図4は、第1実施形態の基板の生産方法の一例を示す流れ図である。図5(a)〜図5(h)は、第1実施形態の基板の生産方法の一例を示す模式断面図である。
図4中のステップST1に示すように、テンプレート100を、ローダー・アンローダー205を介して、生産システム200aに搬入する。
次に、図4中のステップST2に示すように、テンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、ローダー・アンローダー205から搬出し、前処理ユニット207に搬入する。前処理ユニット207内において、図5(a)に示すように、親水化処理を、テンプレート100に対して行う。テンプレート100は、例えば、石英基板1を含む。石英基板1のパターン面1aには、凸状のメサ2が設けられている。パターン領域3は、メサ2内に設けられる。
図4中のステップST3に示すように、親水化されたテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、前処理ユニット207から搬出し、基板処理ユニット208に搬入する。基板処理ユニット208内において、図5(b)に示すように、液膜10を、パターン面1a上に形成する。液膜10は、液体303、例えば、DIWを、第1液体供給機構211から、パターン面1a上に供給し、いわゆる“液張り”を行うことで、形成される。“液張り”を行った後、テンプレート100を回転させ、液膜10の厚さを、例えば、約50nmとなるように調節する。液膜10の厚さは、例えば、パターン領域3の掘り込み深さ約40nmの同等以上とされる。これにより、液膜10は、パターン領域3の凹部の底まで充填させやすくなる。なお、液膜10の厚さは、約50nmに限られるものではなく、パターン領域3の掘り込み深さや、ピッチの大きさで、様々に変更することが可能である。
図4中のステップST4、および図5(c)に示すように、基板処理ユニット208内において、液膜10を凝固、例えば、凍結させ、氷膜11を形成する。氷膜11は、冷却されたガス305を、凝固機構213から液膜10に吹き付けることによって形成される。冷却されたガス30の温度は、例えば、約−50°である。冷却されたガス30には、例えば、水分が極力排除され、湿度がほぼ0%である、いわゆるドライエアが使用される。液膜10を凍結させ、氷膜11を形成することにより、パターン面1aに付着していた微少なパーティクル、例えば、20nm以下のサイズのパーティクルが、氷膜11中に取り込まれる。
図4中のステップST5に示すように、氷膜11が形成されたテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、基板処理ユニット208から搬出し、基板反転ユニット209に搬入する。基板反転ユニット209内において、図5(d)に示すように、テンプレート100を反転させる。
図4中のステップST6に示すように、反転させたテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、基板反転ユニット209から搬出し、基板処理ユニット208に搬入する。基板処理ユニット208内において、図5(e)に示すように、氷膜11を解凍する。氷膜11の解凍に際し、テンプレート100を回転させながら、氷膜11の融点以上となるように温度が調節されたガス306を、解凍機構214から基板処理ユニット208内に吹き出す。これとともに、第2液体供給機構212から、氷膜11に、氷膜11の融点以上に温度が調節された液体304、例えば、DIWを供給する。液体304の温度は、例えば、4℃である。これにより、氷膜11は、ゆっくりと解凍される。氷膜11の解凍とともに、液体303、例えば、DIWを、第1液体供給機構211から、テンプレート100の裏面10bに供給し、裏面10bをリンスする。氷膜11が解凍された後も、パターン面10aには、しばらくの間、液体304、例えば、DIWを、第2液体供給機構212から供給する。これにより、パターン面10aをリンスする。図中、参照符号“12a、12b”は、リンス液の層を示している。
図4中のステップST7に示すように、氷膜11が解凍されたテンプレート100を、乾燥させることなく、基板搬送部206の搬送装置を用いて、基板処理ユニット208から搬出し、基板反転ユニット209に搬入する。基板反転ユニット209内において、図5(f)に示すように、テンプレート100を反転させる。
図4中のステップST8に示すように、反転させたテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、基板反転ユニット209から搬出し、基板処理ユニット208に搬入する。基板処理ユニット208内において、図5(g)に示すように、液体303、例えば、DIWを、第1液体供給機構211からパターン面10aに供給し、液体304、例えば、DIWを、第2液体供給機構211から裏面10bに供給する。これにより、パターン面10a、および裏面10bをリンスする。図中、参照符号“13a、13b”は、リンス液の層を示している。次に、図5(h)に示すように、テンプレート100を回転させ、テンプレート100を乾燥させる。
図4中のステップST9に示すように、乾燥されたテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、前処理ユニット208から搬出し、ローダー・アンローダー205に搬入する。次に、テンプレート100を、ローダー・アンローダー205を介して、生産システム200aから搬出する。これにより、第1実施形態に係る基板の生産方法の一例が終了する。
図6は、基板の生産システムの第2例を示す模式ブロック図である。
図7は、第2例の基板の生産システムに従った基板の生産方法の一例を示す流れ図である。図8(a)〜図8(d)は、第2例の基板の生産方法に従った模式断面図である。
図7中のステップST1に示すように、ブランク基板101を、ローダー・アンローダー205を介して、生産システム200bに搬入する。ブランク基板101は、例えば、レジスト層21が、石英基板1上に設けられたものである。レジスト層21は、例えば、電子線レジストである。レジスト層21は、石英基板1を加工するときに、例えば、エッチングマスクとして用いられる。
図7中のステップST10に示すように、ブランク基板101を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、ローダー・アンローダー205から搬出し、露光・現像ユニット215に搬入する。露光・現像ユニット215内において、例えば、電子線描画装置を用いて、“パターン”を、レジスト層21に描画(=露光)する。次に、描画されたレジスト層21を現像する。これにより、図8(b)に示すように、レジストパターン21aが、石英基板1上に形成される。レジストパターン21aに含まれた、例えば、“L/Sパターン”のような周期パターンは、メサ2上に形成される。
図7中のステップST11に示すように、レジストパターン21aが形成されたブランク基板101を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、露光・現像ユニット215から搬出し、エッチングユニット216に搬入する。エッチングユニット216内において、図8(c)に示すように、レジストパターン21aをマスクに用いて、ブランク基板101のメサ2の部分をエッチングする。これにより、メサ2内には、パターン領域3が形成される。
図7中のステップST12に示すように、パターン領域3が形成されたブランク基板101を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、エッチングユニット216から搬出し、アッシングユニット217に搬入する。アッシングユニット217内において、図8(d)に示すように、残ったレジストパターン21aをアッシングする。これにより、ブランク基板101からは、レジストパターン21aが除去される。これにより、ブランク基板101は、テンプレート100となる。
図7中のステップST2に示すように、テンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、アッシングユニット217から搬出し、前処理ユニット207に搬入する。この後、図4、および図5(a)〜図5(h)を参照して説明した生産方法に従って、テンプレート100を洗浄する。なお、テンプレート100を、アッシングユニット217から搬出した後、基板処理208に搬入し、リンスおよび乾燥を行ってから、前処理ユニット207に搬入してもよい。
図7中のステップST13に示すように、テンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、基板処理ユニット208から搬出し、寸法測定・検査ユニット218に搬入する。寸法測定・検査ユニット218内において、パターン領域3に形成されたパターンの寸法を測定し、寸法が許容範囲内に収まっているか否かを検査する。
図7中のステップST9に示すように、検査が終了したテンプレート100を、基板搬送部206の搬送装置を用いて、寸法測定・検査ユニット218から搬出し、ローダー・アンローダー205に搬入する。次に、テンプレート100を、ローダー・アンローダー205を介して、生産システム200bから搬出する。これにより、第2例の基板の生産システムに従った基板の生産方法の一例が終了する。
<基板処理ユニット>
図9は、第2実施形態の基板処理ユニットの一例を示す模式平面図である。図10(a)〜図10(b)は、図9中のX−X線に沿う模式断面図である。図11は、図9中のXI−XI線に沿う模式断面図である。図9、図10(a)、図10(b)、図11において、図2に示した保持機構210、第1液体供給機構211、第2液体供給機構212、および解凍機構214の図示は、省略する。
・例えば、基板処理ユニット208aの外部から内部へ、パーティクルが送り込まれることを抑制できる
・基板処理ユニットの内部に存在していた微小なパーティクルを、巻き上げる可能性も、冷却されたガス305を用いる場合に比較して、低い
という、利点を得ることができる。
図12は、第2実施形態の第1変形例を示す模式断面図である。
図12に示すように、第1変形例が、図9、図10(a)、図10(b)、および図11に示した凝固機構213aと異なるところは、可動体321を洗浄する洗浄機構326を、さらに備えていることである。洗浄機構326は、例えば、待機位置SPに設けられる。待機位置SPは、可動体321が待機する位置である。洗浄機構326は、待機位置SPにおいて、上下に移動する。洗浄機構326は、洗浄時以外は、例えば、可動体321の下方に位置される。洗浄時は、上昇し、可動体321に近接、もしくは接する。
図13は、第2実施形態の第2変形例を示す模式断面図である。
図13に示すように、第2変形例が、図9、図10(a)、図10(b)、および図11に示した凝固機構213aと異なるところは、可動体321の、対向面321a以外の面を、空間328を介して囲む断熱材329を、さらに備えていることである。
図14は、第2実施形態の第3変形例を示す模式平面図である。図15は、図14中のXV−XV線に沿う模式断面図である。図16(a)〜図16(b)は、図14中のXVI−XVI線に沿う断面図である。
図17は、第2実施形態の第4変形例を示す模式断面図である。
図17に示すように、第4変形例が、図9、図10(a)、図10(b)、および図11に示した基板処理ユニット208と異なるところは、解凍機構214aが、内部に、例えば、赤外線ランプ332を含むことである。解凍機構214aは、例えば、テンプレート100を保持する保持機構(図示せず)210の下方に、設けられる。
図18は、第2実施形態の第5変形例を示す模式断面図である。
図18に示すように、第4変形例が、図9、図10(a)、図10(b)、および図11に示した基板処理ユニット208と異なるところは、可動体321を、テンプレート100を間に挟み、上下に設けたことである。
図19は、第2実施形態の第6変形例を示す模式平面図である。図20は、図19中のXX−XX線に沿う模式断面図である。
図21(a)〜図21(c)は、第6変形例の原理を示す模式断面図である。
図21(a)〜図21(c)に示すように、液膜10は凍結する際に、体積を膨張させる。このため、凍結する際に、パターン面1a上のパーティクル336を持ち上げ、パーティクル336を、パターン面1aから引き離す。
Claims (5)
- (a) 液体を、パターン面を有する基板上に供給し、液膜を、前記パターン面上に形成する工程と、
(b) 前記液膜を凝固させ、凝固膜を形成する工程と、
(c) 前記凝固膜が形成された前記基板を反転させる工程と、
(d) 前記基板を反転させた状態で前記凝固膜に液体を供給することにより、前記凝固膜を融解する工程と、
を備えた、基板の生産方法。 - 前記(a)工程の前に、
(e) 前記パターン面を、親水化する工程、
を備えた、請求項1に記載の基板の生産方法。 - 前記(b)工程は、前記液膜の熱を吸熱体に吸収し、前記液膜を凝固させる、請求項1または2に記載の基板の生産方法。
- パターン面を有する基板を保持する保持機構と、液体を前記パターン面に供給する供給機構と、前記パターン面に形成された液膜を凝固させ、凝固膜を形成する凝固機構と、前記凝固膜を融解する融解機構と、を含む基板処理装置を含む基板処理ユニットと、
基板を反転させる反転機構を含む基板反転ユニットと、
を備え、
前記基板反転ユニットは、前記凝固膜が形成された基板を反転し、前記融解機構は、前記基板を反転させた状態で前記凝固膜に液体を供給することにより前記凝固膜を融解する基板の生産システム。 - パターン面を有する基板を保持する保持機構と、液体を前記パターン面に供給する供給機構と、前記パターン面に形成された液膜を凝固させ、凝固膜を形成する凝固機構と、前記凝固膜を融解する融解機構と、を含む基板処理装置を含む基板処理ユニットと、
基板を反転させる反転機構を含む基板反転ユニットと、
前記凝固膜が形成された前記基板を前記基板処理ユニットから前記基板反転ユニットに搬送し、反転された前記基板を前記基板反転ユニットから前記基板処理ユニットに搬送する基板搬送部と、
を備えた基板の生産システム。
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