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KR102162392B1 - 광 세정 처리 장치 - Google Patents

광 세정 처리 장치 Download PDF

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KR102162392B1
KR102162392B1 KR1020187036577A KR20187036577A KR102162392B1 KR 102162392 B1 KR102162392 B1 KR 102162392B1 KR 1020187036577 A KR1020187036577 A KR 1020187036577A KR 20187036577 A KR20187036577 A KR 20187036577A KR 102162392 B1 KR102162392 B1 KR 102162392B1
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KR
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processing chamber
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infrared
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KR1020187036577A
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게이타 요시하라
겐이치 히로세
Original Assignee
우시오덴키 가부시키가이샤
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Publication date
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Abstract

본 발명은, 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능한 광 세정 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면을 자외선에 의해 서정 처리하는 광 세정 처리 장치로서, 처리 대상인 템플릿이 배치되고, 처리용 가스가 공급되는 처리실을 형성하는 처리실 형성재와, 상기 처리실에 배치된 상기 템플릿에 간극을 두고 대향하여 설치된, 자외선을 투과시키는 창 부재를 가지는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치된, 상기 템플릿에 상기 창 부재를 통해 자외선을 조사하는 자외선 광원과, 상기 템플릿을 가열하는 가열 수단을 구비하는 것을 특징으로 한다.

Description

광 세정 처리 장치
본 발명은, 나노 임프린트용으로 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면을 자외선에 의해 세정 처리하기 위한 광 세정 처리 장치에 관한 것이다.
최근, 반도체 칩이나 바이오 칩의 제조에 있어서, 종래의 포토리소그래피 및 에칭을 이용한 패턴 형성 방법과 비교하여 저비용으로 제조하는 것이 가능한 방법으로서, 광 나노 임프린트 기술이 주목되고 있다.
이러한 광 나노 임프린트 기술을 이용한 패턴 형성 방법에 있어서, 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면에, 레지스트 잔사 등의 이물이 존재하면, 얻어지는 패턴에 흠결이 생기기 때문에, 템플릿의 표면을 세정 처리하는 것이 필요하다.
종래, 템플릿의 표면을 세정 처리하는 수단으로서, 템플릿의 표면에 자외선을 조사하는 것에 의해, 해당 템플릿의 표면에 부착된 이물을 분해 제거하는 광 세정 처리 장치가 제안되어 있다(특허문헌 1 참조).
일본국 특허공개 2011-155160호 공보
그러나, 상기 광 세정 처리 장치에 있어서, 템플릿의 표면을 충분히 세정 처리하기 위해서 상당히 긴 시간을 필요로 하고, 그 결과, 반도체 칩 등의 제조에 있어서 생산성이 저하된다는 문제가 있다.
여기서, 본 발명의 목적은, 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능한 광 세정 처리 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면을 자외선에 의해 세정 처리하는 광 세정 처리 장치에 있어서, 처리 대상인 템플릿이 배치되고, 처리용 가스가 공급되는 처리실을 형성하는 처리실 형성재와, 상기 처리실에 배치된 상기 템플릿에 간극을 두고 대향하여 설치된, 자외선을 투과시키는 창 부재를 가지는 하우징과, 상기 하우징 내에 배치된, 상기 템플릿에 상기 창 부재를 통해 자외선을 조사하는 자외선 광원과, 상기 템플릿을 가열하는 가열 수단을 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 광 세정 처리 장치에 있어서, 상기 가열 수단은, 상기 처리실 내에 배치되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 처리실 형성재는, 상기 창 부재에 대향하여 설치된 적외선 투과 창 부재를 가지고, 상기 가열 수단은, 상기 적외선 투과 창 부재의 외면에 대향하여 배치되어 있어도 좋다.
또한, 상기 가열 수단은, 적외선을 조사하는 카본 히터 또는 할로겐 히터로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 광 세정 처리 장치에 있어서, 상기 가열 수단은, 상기 창 부재에 설치된, 저항 가열에 의해 발열하는 발열체로 이루어진 것이어도 좋다.
본 발명의 광 세정 처리 장치에 의하면, 가열 수단에 의해, 템플릿을 가열하는 것이 가능하므로, 템플릿의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템플릿을 통해 가열된다. 이로 인해, 템플릿의 표면에 부착된 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다.
도 2는, 도 1에 나타낸 광 세정 처리 장치에 있어서의 엑시머 램프의 사시도이다.
도 3은, 도 2에 나타낸 엑시머 램프의 설명용 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다.
도 6은, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시 형태에 대해 상세히 설명한다.
도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다. 도 1에 나타낸 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 템플릿의 표면을 광 세정 처리하기 위한 것이다. 처리 대상인 템플릿은, 예를 들어 석영 유리에 의해 구성되어 있다.
이러한 광 세정 처리 장치는, 처리 대상인 템플릿(1)이 배치된 처리실(11)을 형성하는 직육면체 형상의 상자형의 처리실 형성재(10)를 가진다. 템플릿(1)의 광 세정 처리중에 있어서, 처리실(11) 내에 오존이 발생하므로, 처리실 형성재(10)를 구성하는 재료로서는, 내자외선성을 가짐과 더불어 내오존성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 처리실 형성재(10)를 구성하는 재료의 구체적 예시로서는, 스테인리스 스틸, 경질 알루마이트 처리된 알루미늄 등을 들 수 있다.
처리실 형성재(10)의 바닥부에는 개구(12)가 형성되고, 상기 개구(12)를 막도록 광원 유닛(20)이 배치되어 있다. 또한, 처리실 형성재(10)에 있어서 바닥부 또는 천장부의 내면에는, 템플릿(1)의 4개의 귀퉁이를 유지하는 유지 부재(도시 생략)가 고정되어 있다. 또한, 처리실 형성재(10)에는, 처리실(11)에 처리용 가스를 공급하기 위한 가스 공급구(도시 생략) 및 처리실(11)내의 가스를 배출하는 가스 배출구(도시 생략)가 형성되어 있다.
광원 유닛(20)은, 직육면체의 상자형 하우징(21)을 가진다. 하우징(21)을 구성하는 재료로서는, 내자외선성을 가지는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 그 구체적인 예로서는, 경질 알루마이트 처리된 알루미늄 등을 들 수 있다.
하우징(21) 내에는, 자외선 광원으로서 엑시머 램프(25)가 배치되어 있다. 하우징(21)의 상면에는, 엑시머 램프(25)로부터의 자외선을 투과시키는 창 부재(22)가, 틀 형상의 고정판(23)에 의해 고정되어 설치되어 있다. 창 부재(22)를 구성하는 재료로서는, 예를 들어 합성 석영 유리를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 하우징(21)에는, 해당 하우징(21) 내에, 예를 들어 질소 가스 등의 퍼지용 가스를 공급하기 위한 퍼지용 가스 공급관(도시 생략)이 설치되어 있다.
그리고, 광원 유닛(20)은, 창 부재(22)가 처리실(11)에 배치된 템플릿(1)에 간극을 두고 대향하도록 배치되어 있다. 창 부재(22)의 외면과 템플릿(1)의 패턴면의 사이의 이간 거리는, 예를 들어 0.3~10.0mm이다.
엑시머 램프(25)는, 하우징(21) 내에 있어서, 창 부재(22)를 통해 템플릿(1)에 자외선을 조사하는 것이 가능하도록 배치되어 있다.
도 2는, 엑시머 램프(25)의 사시도이고, 도 3은, 도 2에 나타낸 엑시머 램프(25)의 설명용 단면도이다. 이 엑시머 램프(25)는, 내부에 방전 공간(S)이 형성된 전체가 평평한 판 형상의 방전 용기(26)를 가진다. 이 방전 용기(26)의 양단에는 소켓(29)이 설치되어 있다. 또한, 방전 용기(26)의 방전 공간(S) 내에는, 엑시머용 가스가 기밀하게 봉입되어 있다. 방전 용기(26)의 한 면에는, 망 형상의 고전압측 전극(27)이 배치되고, 해당 방전 용기(26)의 타면에는, 망 형상의 접지측 전극(28)이 배치되어 있다. 고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28) 각각은, 고주파 전원(도시 생략)에 전기적으로 접속되어 있다. 그리고, 엑시머 램프(25)는, 방전 용기(26)에 있어서 고전압측 전극(27)이 배치된 한 면이 하우징(21)에 있어 창 부재(22)와 대향하도록 배치되어 있다.
방전 용기(26)를 구성하는 재료로서는, 진공 자외선을 양호하게 투과시키는 것, 구체적으로는, 합성 석영 유리 등의 실리카 유리, 사파이어 유리 등을 사용하는 것이 가능하다.
고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28)을 구성하는 재료로서는, 알루미늄, 니켈, 금 등의 금속 재료를 사용하는 것이 가능하다. 또한, 고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28)은, 상기 금속 재료를 포함하는 도전성 페이스트를 스크린 인쇄하는 것에 의해, 또는 상기 금속 재료를 진공 증착하는 것에 의해, 형성하는 것도 가능하다.
방전 용기(26)의 방전 공간(S)에 봉입되는 엑시머용 가스로서는, 진공 자외선을 방사하는 엑시머를 생성할 수 있는 것, 구체적으로는, 크세논, 아르곤, 크립톤 등의 희가스, 또는, 희가스와, 브롬, 염소, 요오드, 불소 등의 할로겐 가스를 혼합한 혼합 가스 등을 사용하는 것이 가능하고, 이들 중에는, 크세논이 최적이다. 엑시머용 가스의 구체적인 예를, 방사되는 자외선의 파장과 같이 나타내면, 크세논 가스에서는 172nm, 아르곤과 요오드의 혼합 가스에서는 191nm, 아르곤과 불소의 혼합 가스에서는 193nm이다.
또한, 엑시머용 가스의 봉입 압력은, 예를 들어 10~100kPa이다.
제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서, 처리실 형성재(10)의 천장부에는, 적외선을 투과시키는 적외선 투과 창 부재(13)가 설치되어 있다. 처리실 형성재(10)의 외부에는, 템플릿(1)을 가열하는 가열 수단으로서, 적외선 투과 창 부재(13)를 통과하여 템플릿(1)에 적외선을 조사하는 램프 히터(30)가, 해당 적외선 투과 창 부재(13)에 대향하도록 배치되어 있다.
적외선 투과 창 부재(13)를 구성하는 재료로서는, 내열성을 가지고, 또한 진공 자외선을 투과시키지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 적외선 투과 창 부재(13)가 진공 자외선을 투과시키는 것인 경우에는, 엑시머 램프(25)로부터의 진공 자외선이 적외선 투과 창 부재(13)를 투과하는 것에 의해, 처리실 형성재(10)의 외부에 오존이 발생하므로, 바람직하지 않다. 적외선 투과 창 부재(13)를 구성하는 재료의 구체적인 예로서는, 파이렉스(pyrex)(등록 상표) 유리, 템팍스(TEMPAX) 유리(등록 상표) 등의 내열 유리, 용융 석영 유리, 게르마늄, 실리콘 등을 들 수 있다.
또한, 창 부재(22)와 적외선 투과 창 부재(13)의 거리가 충분히 떨어져 있는 경우에는, 진공 자외선이 처리실(11) 내의 대기 분위기에 흡수되어, 적외선 투과 창 부재(13)까지 도달하지 않으므로, 적외선 투과 창 부재(13)는 진공 자외선을 투과시키는 것이어도 좋다. 이 경우에는, 적외선 투과 창 부재(13)를 구성하는 재료의 구체적인 예로서는, 진공 자외선을 투과시키는 재료, 예를 들어 사파이어, 불화 칼슘, 불화 바륨 등을 사용하는 것이 가능하다.
램프 히터(30)로서는, 예를 들어 파장이 0.8~1000um의 적외선을 방사하는 것을 사용하는 것이 가능하다. 램프 히터(30)의 구체적인 예로서는, 할로겐 히터, 카본 히터 등을 들 수 있다. 이들 중에는, 할로겐 히터가 바람직하다.
할로겐 히터로서는, 반사경이 붙어있는 싱글 엔드 타입의 것, 더블 엔드 타입의 것 등을 사용하는 것이 가능하다.
또한, 램프 히터(30)에는, 적외선을 템플릿(1)에 집광하기 위한 반사 미러가 설치되어 있어도 좋다.
할로겐 히터 등의 램프 히터(30)로부터 방사된 적외선 중, 어느 파장 영역의 적외선을 템플릿에 조사할지를 적외선 투과 창 부재(13)의 재질의 종류에 의해 선택하는 것이 가능하다.
예를 들어 적외선 영역의 적외선을 템플릿(1)에 조사하는 경우에는, 적외선 투과 창 부재(13)의 재질의 구체적인 예로서, 파이렉스(등록 상표) 유리, 템팍스 유리(등록 상표) 등의 내열 유리, 용융 석영 유리를 들 수 있다.
또한, 근적외선 영역부터 중적외선 영역의 적외선을 템플릿(1)에 조사하는 경우에는, 적외선 투과 창 부재(13)의 재질의 구체적인 예로서, 사파이어를 들 수 있다.
또한, 근적외선 영역부터 원적외선 영역의 적외선을 템플릿(1)에 조사하는 경우에는, 적외선 투과 창 부재(13)의 재질의 구체적인 예로서, 게르마늄, 실리콘, 불화 칼슘, 불화 바륨을 들 수 있다.
또한, 템플릿(1) 자체를 고온으로 가열하여도 문제없는 경우에는, 템플릿(1) 자체가 가열됨과 더불어, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물도 가열되므로, 더욱 효율적으로 된다. 템플릿(1) 자체를 가열할지 말지에 의해 적외선 투과 창 부재(13)를 원적외선을 투과시키는 부재로 할지, 원적외선을 흡수하는 부재로 할지를 선택하는 것이 바람직하다.
상기 광 세정 처리 장치에 있어서, 우선, 처리 대상인 템플릿(1)이, 처리실 형성재(10) 내에 설치된 유지 부재(도시 생략)에 유지된다. 이 상태에서, 램프 히터(30)가 점등됨과 더불어, 처리실 형성재(10)에 형성된 가스 공급구(도시 생략)로부터 처리용 가스가 처리실(11)에 공급된다. 그 결과, 램프 히터(30)로부터의 적외선이, 적외선 투과 창 부재(13) 및 템플릿(1)을 통해, 해당 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물질에 조사되는 것에 의해, 해당 이물이 가열된다. 또한, 처리실(11)은, 처리용 가스로 치환된다.
여기서, 적외선 투과 창 부재(13)의 재질로서 원적외선을 흡수하는 재료를 선택한 경우에는, 램프 히터(30)로부터 방사된 적외선 중, 파장이 0.8~2um의 근적외선은, 적외선 투과 창 부재(13) 및 템플릿(1) 각각을 투과하여, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물에 조사되어 흡수되는 결과, 이물이 가열된다. 한편, 파장이 4-1000um의 원적외선은, 적외선 투과 창 부재(13)에 흡수된다.
또한, 적외선 투과 창 부재(13)의 재질로서 원적외선을 투과시키는 재료를 선택한 경우에는, 원적외선은, 템플릿(1) 및 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물에 조사되어 흡수되는 결과, 이물과 더불어 템플릿(1) 자체를 가열하는 것이 가능하다.
그리고, 이 상태에서, 광원 유닛(20)에 있어서, 엑시머 램프(25)가 점등하는 것에 의해, 해당 엑시머 램프(25)로부터의 자외선이 창 부재(22)를 통해 템플릿(1)의 표면에 조사되어, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 실행된다.
그 후, 엑시머 램프(25) 및 램프 히터(30)가 소등되고, 이 상태에서, 처리용 가스의 공급이 계속되는 것에 의해, 템플릿(1)이 공랭됨과 더불어, 처리실(11) 내에 생긴 오존 등이 가스 배출구(도시 생략)로부터 배출된다.
위와 같이 하여, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성되고, 그 후, 템플릿(1)이 처리실(11)로부터 취출된다.
이상에 있어서, 처리용 가스로서는, 클린 드라이 에어(CDA) 등의 산소를 포함한 가스, 질소 가스, 또는 클린 드라이 에어와 질소 가스의 혼합 가스를 사용하는 것이 가능하다.
처리실(11)에 공급되는 처리용 가스의 유량은, 예를 들어 0~100L/min이다.
램프 히터(30)를 점등하고부터 광 세정 처리의 개시(엑시머 램프(25)의 점등)까지의 예열 시간은, 예를 들어 5~60초간이다.
광 세정 처리 중에 있어서, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물의 온도는, 예를 들어 50~200℃이다.
또한, 광 세정 처리의 처리 시간, 즉, 자외선의 조사 시간은, 예를 들어 3~600초간이다.
상기 광 세정 처리 장치에 의하면, 램프 히터(30)에 의해, 템플릿(1)을 가열하는 것이 가능하므로, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템플릿(1)을 통해 가열된다. 그로 인해, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿(1)의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
도 4는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다. 도 4에 나타낸 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 템플릿의 표면을 광 세정 처리하기 위한 것이다.
제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서, 램프 히터(30)는, 광원 유닛(20)의 하우징(21) 내에 있어서 엑시머 램프(25)의 배후에 배치되어 있다. 또한, 창 부재(22)는, 적외선을 투과시키는 재료로 구성되어 있다. 또한, 엑시머 램프(25)에 있어서 고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28)은 각각 망 형상이고(도 2 및 도 3 참고), 그로 인해, 방전 용기(26)에 있어서 고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28)이 형성되어있지 않은 부분이, 램프 히터(30)로부터의 적외선을 투과시키는 적외선 투과부가 된다.
제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서 나머지 구성은, 처리실 형성재(11)에 적외선 투과창 부재가 설치되지 않은 것을 제외하고, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
상기 광 세정 처리 장치에 있어서, 템플릿(1)이, 처리실 형성재(10) 내에 설치된 유지 부재(도시 생략)에 유지된 상태에서, 램프 히터(30)가 점등됨과 더불어, 처리실 형성재(10)에 형성된 가스 공급구(도시 생략)로부터 처리용 가스가 처리실(11)에 공급된다. 그 결과, 램프 히터(30)로부터의 적외선이, 엑시머 램프(25)의 방전 용기(26) 및 창 부재(22)를 통하여, 해당 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물에 조사되는 것에 의해, 해당 이물이 가열된다. 또한, 처리실(11)은, 처리용 가스로 치환된다.
여기서, 램프 히터(30)로부터 방사된 적외선 중, 근적외선은, 엑시머 램프(25)에 있어서 적외선 투과부, 즉, 방전 용기(26)에 있어서 고전압측 전극(27) 및 접지측 전극(28)이 형성되어 있지 않은 부분, 창 부재(22) 각각을 나란히 통과하여, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물에 조사되어 흡수되는 결과, 이물이 가열된다. 한편, 원적외선은, 방전 용기(26) 또는 창 부재(22)에 흡수된다.
그리고, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 장치와 동일하게, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성되고, 템플릿(1)이 처리실(11)로부터 취출된다.
이상에 있어서, 램프 히터(30)에 의한 예열 시간이나 기타 광 세정 처리 조건에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
상기 광 세정 처리 장치에 의하면, 램프 히터(30)에 의해, 템플릿(1)을 가열하는 것이 가능하므로, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템풀릿(1)을 통해 가열된다. 그로 인해, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿(1)의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
도 5는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다. 도 5에 나타낸 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 템플릿의 표면을 광 세정 처리하기 위한 것이다.
제3 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서, 광원 유닛(20)에 있어서 창 부재(22)의 내면에, 가열 수단으로서, 저항 가열에 의해 발열하는 띠형의 막으로 이루어지는 발열체(35)가 설치되어 있다. 이와 같은 발열체(35)는, 창 부재(22)에 전도성 페이스트를 인쇄하여 소성하는 것에 의해 형성하는 것이 가능하다. 발열체(35)의 발열량은, 예를 들어 0.5~10kW이다.
제3 실시 형태에 관한 광 세정 장치에 있어서 기타 구성은, 램프 히터(30)가 설치되어 있지 않은 것을 제외하고, 제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
상기 광 세정 처리 장치에 있어서, 템플릿(1)이, 처리실 형성재(10) 내에 설치된 유지 부재(도시 생략)에 유지된 상태로, 발열체(35)가 통전됨과 더불어, 처리실 형성재(10)에 형성된 가스 공급구(도시 생략)로부터 처리용 가스가 처리실(11)에 공급된다. 그 결과, 발열체(35)가 저항 가열에 의해 발열하고, 그 복사열에 의해, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 가열된다. 또한, 처리실(11)은, 처리용 가스로 치환된다.
그리고, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하게, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성되고, 템플릿(1)이 처리실(11)로부터 취출된다.
이상에 있어서, 발열체(35)에 통전하고부터 광 세정 처리의 개시(엑시머 램프(25)의 점등)까지의 예열 시간은, 예를 들어 5~60초간이다. 기타 광 세정 처리 조건에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
상기의 광 세정 처리 장치에 의하면, 발열체(35)에 의해, 템플릿(1)을 가열하는 것이 가능하므로, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템플릿(1)을 통해 가열된다. 그로 인해, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿(1)의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
도 6은, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치의 구성을 나타낸 설명용 단면도이다. 도 6에 나타낸 광 세정 처리 장치는, 나노 임프린트에 사용되는 템플릿의 표면을 광 세정 처리하기 위한 것이다.
제4 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서, 처리실(11) 내에, 템플릿(1)을 가열하는 가열 수단으로서, 템플릿(1)에 적외선을 조사하는 램프 히터(30)가, 템플릿(1)의 이면에 대향하도록 배치되어 있다.
제4 실시 형태에 관한 광 세정 장치에 있어서 기타 구성은, 하우징(21) 내에 있어서 엑시머 램프(25)의 배후에 램프 히터(30)가 설치되어 있지 않은 것을 제외하고, 제2 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
램프 히터(30)로서는, 카본 히터를 사용하는 것이 바람직하다.
카본 히터는, 불활성 가스가 봉입된 석영관 내에 탄소 섬유로 이루어지는 발열체가 배치되어 이루어지는 것이다. 카본 히터로부터 방사된 적외선은, 예를 들어 파장이 2.0~4.0um의 중적외선의 영역에 피크를 가지는 것이다. 이 중적외선은, 템플릿(1)을 구성하는 석영 유리에 흡수되므로, 템플릿(1)을 효율 좋게 가열하는 것이 가능하다.
상기 광 세정 처리 장치에 있어서, 템플릿(1)이, 처리실 형성재(10) 내에 설치된 유지 부재(도시 생략)에 유지된 상태로, 램프 히터(30)가 점등됨과 더불어, 처리실 형성재(10)에 형성된 가스 공급구(도시 생략)로부터 처리용 가스가 처리실(11)에 공급된다. 그 결과, 램프 히터(30)로부터의 적외선이, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물에 조사되는 것에 의해, 해당 이물이 가열된다. 또한, 처리실(11)은, 처리용 가스로 치환된다.
여기서, 램프 히터(30)로부터 방사된 적외선 중, 근적외선은, 템플릿(1)을 투과하고, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물에 조사되어 흡수되는 결과, 이물이 가열된다. 한편, 중적외선 및 원적외선은, 템플릿(1)에 흡수되는 결과, 템플릿(1)이 가열되어, 이물에 전열된다.
그리고, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하게, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성되고, 템플릿(1)이 처리실(11)로부터 취출된다.
이상에 있어서, 램프 히터(30)에 있어서의 예열 시간이나 기타 광 세정 처리 조건에 대해서는, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하다.
상기의 광 세정 처리 장치에 의하면, 램프 히터(30)에 의해, 템플릿(1)을 가열하는 것이 가능하므로, 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템플릿(1)을 통해 가열된다. 그로 인해, 템플릿(1)의 표면에 부착된 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿(1)의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
이상으로, 본 발명의 실시 형태를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 형태에 한정되지 않고, 각종의 변경을 더하는 것이 가능하다.
(1) 가열 수단으로서, 램프 히터(30)나 발열체(35) 대신에, 처리실에 공급되는 처리용 가스를 가열하는 것을 사용하는 것이 가능하다.
이와 같은 가열 수단을 가지는 광 세정 처리 장치에 있어서는, 처리실 형성재(10) 내에 설치된 유지 부재(도시 생략)에 유지된 상태로, 램프 히터(30)가 점등됨과 더불어, 처리실 형성재(10)에 형성된 가스 공급구(도시 생략)로부터, 가열된 처리용 가스가 처리실(11)에 공급되는 것에 의해, 처리실(11)이, 가열된 처리용 가스로 치환된다.
그리고, 제1 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치와 동일하게, 템플릿(1)의 광 세정 처리가 달성되고, 템플릿(1)이 처리실(11)로부터 취출된다.
이상에 있어서, 가열된 처리실 가스의 온도는, 예를 들어 50~200℃이다.
상기의 광 세정 처리 장치에 의하면, 가열 수단에 의해 처리용 가스가 가열되므로, 그 처리용 가스에 의해 템플릿(1)의 표면에 부착된 레지스트 잔사 등의 이물이 템플릿(1)을 통해 가열되고 해당 이물의 분해 반응이 촉진되고, 그 결과, 템플릿(1)의 표면의 세정 처리를 단시간에 실행하는 것이 가능하다.
(2) 제3 실시 형태에 관한 광 세정 처리 장치에 있어서, 발열체(35)는, 창 부재(22)의 외면(템플릿(1)에 대향하는 면)에 설치되어 있어도 좋다. 다만, 이와 같은 구성에 있어서, 발열체(35)는 처리실(11)에 노출되게 되므로, 처리실(11) 내에, 발열체(35)를 구성하는 재료에 기인하는 먼지가 혼입될 우려가 있으므로, 발열체(35)는, 창 부재(22)의 내면에 설치되어 있는 것이 바람직하다.
(실시예 1) 도 6에 나타낸 구성에 따라 자외선 처리 장치를 제작하였다. 이 자외선 처리 장치의 사양은 이하와 같다. 이를 자외선 처리 장치(1)이라 한다.
- 히터 램프: 카본 히터
- 카본 히터의 전력: 3kW
- 카본 히터의 크기: 100mm×200mm
- 카본 히터의 직경: 5mm
- 카본 히터 하면으로부터 템플릿 상면까지의 거리: 50mm
상기 자외선 처리 장치(1)를 사용하여, 하기의 광 세정 처리 조건(처리 가스의 공급 조건 및 자외선 조사 조건 및 가열 조건)에 의해, 특정 두께로 레지스트가 도포된 피처리물(템플릿)의 광 세정 처리를 행했다.
- 처리 가스 종류: CDA(Clean Dry Air)
- 처리 가스 공급량: 1L/min
- 처리 가스 퍼지 시간: 60초간
- 창 부재에 있어서의 자외선 조도: 70mW/㎠
- 자외선 조사 시간: 35초간
- 카본 히터에 의한 가열 시간: 50초간
- 템플릿에 도포된 레지스트의 온도: 100℃
그 결과, 레지스트를 제거하는 속도가 2nm/s였다.
또한, 카본 히터에 의한 가열 시간 50초간은, 처리 가스의 퍼지 시간 60초간에 포함되므로, 카본 히터에 의한 가열 시간이 템플릿의 세정 처리에 있어서 쓰루풋(throughput)에 추가되지 않는다.
(실시예 2) 도 1에 나타낸 구성에 따라 자외선 처리 장치를 제작하였다. 이 자외선 처리 장치의 사양은 이하와 같다. 이를 자외선 처리 장치(2)이라 한다.
- 적외선 투과 창 부재: 템팍스 유리(등록 상표)
- 적외선 투과 창 부재의 크기:
Figure 112018126621483-pct00001
50mm
- 적외선 투과 창 부재의 두께: 2mm
- 적외선 투과 창 부재 하면으로부터 창 부재 상면까지의 거리: 80mm
- 램프 히터: 할로겐 히터
- 할로겐 히터의 전력: 500W
상기 자외선 처리 장치(2)를 사용하여, 하기의 광 세정 처리 조건(처리 가스의 공급 조건 및 자외선 조사 조건 및 가열 조건)에 의해, 특정 두께로 레지스트가 도포된 피처리물(템플릿)의 광 세정 처리를 행했다.
- 처리 가스 종류: CDA(Clean Dry Air)
- 처리 가스 공급량: 1L/min
- 처리 가스 퍼지 시간: 60초간
- 창 부재에 있어서의 자외선 조도: 70mW/㎠
- 자외선 조사 시간: 35초간
- 할로겐 히터에 의한 가열 시간: 600초간
- 템플릿에 도포된 레지스트의 온도: 100℃
그 결과, 레지스트를 제거하는 속도가 2nm/s였다.
또한, 본 실시예의 조건의 전력에서는, 할로겐 히터에 의한 가열 시간이 600초 정도 걸리나, 레지스트를 제거하는 속도는, 실시예 1의 자외선 처리 장치와 동등하였다.
(비교예) 적외선 투과 창 부재 및 할로겐 히터를 설치하지 않은 것 이외에는, 자외선 처리 장치(2)와 동일한 사향의 자외선 처리 장치(3)를 제작하였다.
상기 자외선 처리 장치(3)를 사용하여, 하기의 광 세정 처리 조건(처리 가스의 공급 조건 및 자외선 조사 조건 및 가열 조건)에 의해, 실시예와 동일한 특정 두께로 레지스트가 도포된 피처리물(템플릿)의 광 세정 처리를 행했다.
- 처리 가스 종류: CDA(Clean Dry Air)
- 처리 가스 공급량: 1L/min
- 처리 가스 퍼지 시간: 60초간
- 창 부재에 있어서의 자외선 조도: 70mW/㎠
- 자외선 조사 시간: 100초간
그 결과, 레지스트를 제거하는 속도가 0.7nm/s였다.
상기 결과로부터, 실시예 1에 관한 자외선 처리 장치(1) 및 실시예 2에 관한 자외선 처리 장치(2)에 의하면, 카본 히터 또는 할로겐 히터로 이루어지는 가열 수단이 설치되어 있음으로써, 레지스트를 제거하는 속도를 대폭 올릴 수 있는 것이 가능하고, 따라서, 레지스트의 세정 처리 시간을 단축하는 것이 가능한 것이 확인되었다.
1: 템플릿 10: 처리실 형성재
11: 처리실 12: 개구
13: 적외선 투과 창 부재 20: 광원 유닛
21: 하우징 22: 창 부재
23: 고정판 25: 엑시머 램프
26: 방전 용기 27: 고전압측 전극
28: 접지측 전극 29: 소켓
30: 램프 히터 35: 발열체
S: 방전 공간

Claims (5)

  1. 나노 임프린트에 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면을 자외선에 의해 세정 처리하는 광 세정 처리 장치로서,
    처리 대상인 템플릿이 배치되고, 처리용 가스가 공급되는 처리실을 형성하는 처리실 형성재와,
    상기 처리실에 배치된 상기 템플릿에 간극을 두고 대향하여 설치된, 자외선을 투과시키는 창 부재를 가지는 하우징과,
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 템플릿에 상기 창 부재를 통해 자외선을 조사하는 자외선 광원과,
    상기 템플릿을 가열하는 가열 수단을 구비하고,
    상기 처리실 형성재는, 상기 창 부재에 대향하여 설치된 적외선 투과 창 부재를 가지고,
    상기 가열 수단은, 상기 적외선 투과 창 부재의 외면에 대향하여 배치되어 있는 것을 특징으로 하는, 광 세정 처리 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 가열 수단은, 적외선을 방사하는 카본 히터 또는 할로겐 히터로 이루어지는, 광 세정 처리 장치.
  3. 나노 임프린트에 사용되는 석영 유리로 이루어지는 템플릿의 표면을 자외선에 의해 세정 처리하는 광 세정 처리 장치로서,
    처리 대상인 템플릿이 배치되고, 처리용 가스가 공급되는 처리실을 형성하는 처리실 형성재와,
    상기 처리실에 배치된 상기 템플릿에 간극을 두고 대향하여 설치된, 자외선을 투과시키는 창 부재를 가지는 하우징과,
    상기 하우징 내에 배치되고, 상기 템플릿에 상기 창 부재를 통해 자외선을 조사하는 자외선 광원과,
    상기 템플릿을 가열하는 가열 수단을 구비하고,
    상기 가열 수단은, 상기 창 부재에 설치된, 저항 가열에 의해 발열하는 발열체로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 광 세정 처리 장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
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