专利名称：光处理装置及光处理方法
技术领域：
本发明关于光处理装置及光处理方法，更详细来说是关于适合用以将纳米压印 (Nanoimprint)装置的模板的表面进行干式洗净处理的光处理装置及光处理方法。
背景技术：
近年来，在半导体芯片及生物芯片的制造中，作为相较于利用以往的光微影 (photolithography)及蚀刻(etching)的图案形成方法能够以低成本进行制造的方法，光纳米压印(nanoimprint)技术逐渐受到注目。利用该光纳米压印技术的图案形成方法中，在应形成图案的基板(例如晶片)上， 通过涂布液状的光硬化性树脂来形成图案形成用材料层，对于该图案形成用材料层，使作为应形成的图案的底片的形成有图案的模板(模具)接触，在该状态下，对图案形成用材料层照射紫外线而使其硬化，其后，进行从获得的硬化树脂层剥离模板的工序(参照专利文献1及专利文献2)。在这种图案形成方法中，在模板的表面存在异物等时，获得的图案会产生缺陷，因此必须对模板的表面进行洗净处理。于是，作为对模板进行洗净处理的方法，公知有使用有机溶剂及碱或酸等的药品的湿式洗净法(参照专利文献3)。然而，在这种湿式洗净法中，存在由于有机溶剂或药品等将模板的一部分溶解而导致图案形状变形的危险。并且，从硬化树脂层剥离模板时，在该模板上附着有残留的光硬化性树脂等的情况下，必须在每次图案形成结束时，进行模板的洗净处理，而洗净处理需要相当长的时间，因此存在生产性明显降低的问题。另一方面，例如在液晶显示元件的制造中，作为玻璃基板的洗净处理的装置，使用光洗净处理装置(参照专利文献4)。专利文献1日本特开2000-194142号公报专利文献2日本特开2008-91782号公报专利文献3日本特开2009-266841号公报专利文献4日本特开平8-236492号公报然而，通过以往的光洗净处理装置对模板进行洗净处理时，存在以下的问题。作为光纳米压印的模板，例如使用由石英玻璃构成的模板，从尺寸稳定性及图案形状维持性的观点来看，该模板的温度管理非常重要。然而，在通过以往的光洗净处理装置对模板进行光洗净处理时，在光洗净处理时， 存在因为模板被照射紫外线或接受来自光洗净处理装置的紫外线透过窗的辐射热，模板的温度会上升的问题。
发明内容
本发明鉴于以上状况，目的在于提供一种能够抑制被处理物的温度上升的同时进行紫外线照射处理的光处理装置及光处理方法。本发明的光处理装置，具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯，其特征在于在上述紫外线透过窗的周围具有与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口。并且，本发明的光处理装置，具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯，以上述紫外线透过窗间隔着间隙与纳米压印装置的模板的图案面相对的方式配置，其特征在于在上述紫外线透过窗的周围，具有与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口，经由该气体流通口，在上述紫外线透过窗与上述模板之间的间隙，使冷却用气体流通。在本发明的光处理装置中，上述准分子灯具有整体为扁平板状的放电容器；配置于该放电容器的一面的高电压侧电极；以及配置于该放电容器的另一面的接地侧电极， 并以上述放电容器的配置有上述高电压侧电极的一面与上述紫外线透过窗相对的方式配置。本发明的光处理方法，其特征为将具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯的光处理装置，以使上述紫外线透过窗间隔着间隙与纳米压印装置的模板的图案面相对的方式配置，经由设置于上述紫外线透过窗的周围、并与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口，在上述紫外线透过窗与上述模板之间的间隙，使冷却用气体流通，同时对该模板照射紫外线。发明的效果根据本发明，经由设置于紫外线透过窗的周围的气体流通口而使冷却用气体流通，来冷却紫外线透过窗，因此可以抑制由于来自该紫外线透过窗的辐射热而被处理物的温度上升，同时进行该被处理物的紫外线照射处理。并且，根据经由气体流通口而在紫外线透过窗与作为被处理物的模板之间的间隙，使冷却用气体流通的构造，除了紫外线透过窗的冷却外，还进行模板的冷却，因此可以切实地抑制模板的温度上升，同时进行该模板的紫外线照射处理。并且，根据以放电容器的配置有高电压侧电极的一面与紫外线透过窗相对的方式配置准分子灯的构造，即使放电容器的配置有接地侧电极的另一面与框体的内表面之间的分离距离较小，在准分子灯与框体之间也不会产生外部放电，所以可减低框体的厚度，并且可拉长放射紫外线的放电容器的一面与紫外线透过窗之间的分离距离，因而可进一步抑制紫外线透过窗的温度上升。
图1是表示本发明的光处理装置的一例的构造的说明图。图2是图1所示的光处理装置的说明用剖视图。图3是表示切断图1所示的光处理装置的一部分的说明用剖视图。图4是图1所示的光处理装置的准分子灯的立体图。
图5是图4所示的准分子灯的说明用剖视图。图6是表示搭载有本发明的光处理装置的纳米压印装置的一例的构造概略的说明图。图7是表示在图6所示的纳米压印装置中，光处理装置以其紫外线透过窗间隔着间隙与模板的图案面相对的方式配置的状态的说明图。图8是表示通过冷却用气体供给机构，使冷却用气体在模板与紫外线透过窗之间的间隙流通的状态的说明用剖视图。图9是表示本发明的光处理装置的变形例的说明用剖视图。图10是表示本发明的光处理装置的其他变形例的说明用剖视图。图11是表示本发明的光处理装置的其他变形例的说明用剖视图。图12是表示通过冷却用气体吸气机构，使冷却用气体在模板与紫外线透过窗之间的间隙流通的状态的说明用剖视图。图13是在实施例1及比较例1中测定的紫外线透过窗及模板的温度上升曲线图。符号说明1 模板2 模板保持机构3 处理室4:晶片台4a:晶片卡盘5 涂布装置6 加压机构7:除震台8 平台定盘9 紫外线光源10 框体11 紫外线透过窗12:间隔壁13:固定板14 气体流通路径15 气体流路构件15a 上缘部16:气体流通口17 冷却用气体流通管18 清除用气体流通管20:准分子灯21 放电容器22:高电压侧电极23:接地侧电极灯口
25 升压变压器30 光处理装置35 搬送臂G1，G2:冷却用气体S 放电空间Sl 灯收容室S2 电路室W:晶片
具体实施例方式以下，针对本发明的实施方式详细说明。图1是表示本发明的光处理装置的一例的构造的说明图，图2是图1所示的光处理装置的说明用剖视图。该光处理装置30用于对纳米压印装置中的模板的表面进行光洗净处理，以后述的紫外线透过窗11间隔着间隙与由模板保持机构2保持着的模板1的图案面相对的方式配置而被使用。该光处理装置30中的框体10的外形是大致长方体状，在该框体10内，灯收容室 Sl及电路室S2以隔着间隔壁12而并排的方式形成，在框体10的形成灯收容室Sl的部分的上表面，例如由石英玻璃形成的紫外线透过窗11通过框状的固定板13固定而被设置。如图3所示，在框体10上，沿着其两侧面各自的上缘部，设置有冷却用气体流过的矩形的筒状的气体流路构件15。具体说明的话，气体流路构件15分别具有以沿着其一侧面的上缘部1 而并排的方式形成的多个气体流通口 16，该气体流路构件15各自的一侧面以除了其上缘部15a以外与框体10的侧面接触的方式配置且被固定，由此，气体流通口 16 位于框体10的紫外线透过窗11的周围。并且，气体流路构件15经由冷却用气体流通管17 与冷却用气体供给机构(省略图示)连接。在框体10的灯收容室Sl内，配置有准分子灯20，在电路室S2内配置有升压变压器25等。并且，在图1中，18是用以对灯收容室Sl内供给例如氮气等清除用气体的清除用气体流通管。图4是准分子灯20的立体图，图5是图4所示的准分子灯20的说明用剖视图。该准分子灯20具有在内部形成有放电空间S的整体为扁平板状的放电容器21，在此放电容器21的两端设置有灯口 M，在该放电容器21的放电空间S内气密地封入有准分子用气体。 在放电容器21的一面配置有网状的高电压侧电极22，在该放电容器21的另一面配置有网状的接地侧电极23，高电压侧电极22及接地侧电极23分别连接于高频电压(省略图示)。 然后，准分子灯20以放电容器21的配置有高电压侧电极22的一面与框体10的紫外线透过窗11相对的方式配置。作为构成放电容器21的材料，可使用可良好地透过真空紫外线的材料，具体来说
可使用合成石英玻璃等的二氧化硅玻璃、蓝宝石玻璃等。作为构成高电压侧电极22及接地侧电极23的材料，可使用铝、镍、金等金属材料。 并且，高电压侧电极22及接地侧电极23也可通过将包含上述金属材料的导电性浆料进行丝网印刷，或将上述金属材料进行真空蒸镀来形成。作为封入至放电容器21的放电空间S内的准分子用气体，可使用可产生放射真空紫外线的准分子的气体，具体来说，可使用氙、氩、氪等稀有气体或混合稀有气体与溴、氯、 碘、氟等卤素气体的混合气体等。如将准分子用气体的具体范例与被放射的紫外线的波长一起表示的话，在氙气的情况下为172nm，在氩与碘的混合气体的情况下为191nm，在氩与氟的混合气体的情况下为193nm。并且，准分子用气体的封压例如10 lOOkPa。图6是表示搭载有本发明的光处理装置的纳米压印装置的一例的构造概略的说明图。在该图中，1是模板，2是保持模板1的模板保持机构，3是处理室。4是可动式的晶片台，在该晶片台4上配置有保持晶片W的晶片卡盘如。5是在晶片W的表面涂布作为图案形成用材料(压印材料)的液状的光硬化性树脂的喷墨方式的涂布装置，6是加压机构， 7是除震台，8是平台定盘，9是对由形成于晶片W上的光硬化性树脂所成的图案形成用材料层照射紫外线的紫外线光源。30是图1及图2所示的构造的光处理装置，该光处理装置30 固定于将该光处理装置30搬送至模板1的下方的搬送臂35。在这种纳米压印装置中，使在晶片卡盘如上保持着晶片W的晶片台4移动至涂布装置5的下方位置，利用该涂布装置5对晶片W的表面涂布液状的光硬化性树脂，由此，在晶片W上形成由光硬化性树脂所成的图案形成用材料层。接下来，使晶片台4移动至模板 1的下方位置，对于形成于晶片W上的图案形成用材料层，通过加压机构6使模板1接触并加压，在此状态下，对图案形成用材料层利用紫外线照射9经由模板1来照射紫外线，由此， 使图案形成用材料层硬化，之后，通过从获得的硬化树脂层剥离模板1，达成对于晶片W的图案形成。这种对于晶片W的图案形成进行1次或多次结束时，如图7所示，载置晶片W的晶片台4从模板1的下方位置移动至其侧方位置而退避，并且光处理装置30被搬送至模板1 的下方位置，以其紫外线透过窗11 (参照图3)间隔着间隙与模板1的图案面相对的方式配置。在此，紫外线透过窗11的外面与模板1的图案面之间的分离距离例如为0. 3 10.Omm0然后，在光处理装置30中，使冷却用气体供给机构动作，由此，将冷却用气体经由冷却用气体流通管17而供给至气体流路构件15，由此如图8所示，从形成于气体流路构件 15的气体流通口 16排出的冷却用气体Gl流通于紫外线透过窗11与模板1之间的间隙。 然后，在该状态下，通过使准分子灯20点灯，来自准分子灯20的紫外线经由紫外线透过窗 11，照射至模板1的图案面，由此，达成模板1的光洗净处理。之后，搬送光处理装置30而从模板1的下方位置退避，并且载置晶片W的晶片台 4移动至模板1的下方位置，执行对于该晶片W的图案形成。在以上内容中，流通于紫外线透过窗11与模板1之间的间隙的冷却用气体的流量例如为100 lOOOL/min，冷却用气体的温度例如为10 35°C。并且，对于模板1的紫外线的照射时间例如为3 3600秒。根据上述光处理装置30，经由位于框体10的紫外线透过窗11的周围的气体流通口 16而在紫外线透过窗11与作为被处理物的模板1之间的间隙，使冷却用气体流通，由此冷却紫外线透过窗11及模板1，因此能够切实地抑制因为紫外线的照射及来自紫外线透过窗11的辐射热而发生的模板1的温度上升，同时进行该模板1的紫外线照射处理。并且，准分子灯20因为以放电容器21的配置有高电压侧电极22的一面与紫外线透过窗11相对的方式配置，即使放电容器21的配置有接地侧电极23的另一面与框体10 的内表面之间的分离距离较小，在准分子灯20与框体10之间也不会产生外部放电，所以可减低框体10的厚度，并且可增大放射紫外线的放电容器21的一面与紫外线透过窗11之间的分离距离，因此可进一步抑制紫外线透过窗11的温度上升。以上，说明了本发明的实施方式，但是本发明不限定于上述实施方式，可施加各种变更。(1)在本发明中，气体流通口 16只要位于紫外线透过窗11的周围即可，具体的气体流路构件15的配置位置及气体流通口 16的形成位置能够根据作为被处理物的模板1及保持其的模板保持机构2的尺寸来适当变更。例如，图1 图3所示的光处理装置是模板保持机构2的宽度(图3中左右方向的大小)大于框体10的宽度的范例，但是，在模板保持机构2的宽度与框体10的宽度相同时，如图9所示，作为气体流路构件15，可以使用在其一侧面的中央位置上沿着筒轴方向并排的方式形成有多个气体流通口 16的结构，也可以是以该气体流路构件15各自的一侧面以除了比形成有其气体流通口 16的中央位置更上侧的区域之外与框体10的侧面接触的方式进行配置。并且，在模板保持机构2的宽度小于框体10的宽度时，如图10所示，作为气体流路构件15，使用以其下面沿着筒轴方向并排的方式形成有多个气体流通口 16的结构，也可以是该气体流路构件15沿着框体10的上表面的两侧缘部，从该框体10的上表面从上方分离而配置。进而，在模板保持机构2的宽度大于框体10的宽度时，如图11所示，也可以是如下结构将气体流路构件15配置于框体10内的上部内表面，从气体流路构件15的内部经由延伸于框体10的上表面的气体流通路径14，从形成于该框体10的上表面的紫外线透过窗11的周围的气体流通口 16放出冷却用气体，由此，在紫外线透过窗11与模板1之间的间隙，使冷却用气体流通。(2)气体流路构件15可以与冷却用气体吸气机构连接来代替与冷却用气体供给机构连接。在这种构造中，通过使冷却用气体吸气机构动作，如图12所示，在形成于气体流路构件15的气体流通口 16，吸收存在于其周围的冷却用气体G2，结果，冷却用气体流通于紫外线透过窗11与模板1之间的间隙。并且，也可以是一方的气体流路构件15连接于冷却用气体供给机构，另一方的气体流路构件15连接于冷却用气体吸气机构。(3)本发明的光处理装置的处理对象不限定于纳米压印装置的模板，也可以适用于需要紫外线照射装置的各种物品。〈实施例1>根据图1 图3的构造，制作下述规格的光处理装置。框体灯收容室的尺寸是IOOmmX 250mmX80mm，紫外线透过窗由石英玻璃制，其纵横的尺寸是60mmX 60mm，厚度是4mm。气体流路构件内部的纵横尺寸是8mmX 17mm,长度是200mm，直径分别是2mm的圆形的8个气体流通口以20mm的间距形成。准分子灯放电容器的材质是石英玻璃，在其内部封入有氙气，发光长度是50mm，发光宽度是 45mm，输出是15W。并且，该准分子灯在框体内，以放电容器的配置有高电压侧电极的一面与紫外线透过窗相对的方式配置，该准分子灯与该紫外线透过窗之间的分离距离为30mm。作为被处理物，制作图案面的图案区域的尺寸是53mmX 53mm，厚度是5mm的石英玻璃所成的模板。在该模板的图案面上，以紫外线透过窗间隔Imm的间隙与纳米压印装置的模板的图案面相对的方式配置上述光处理装置，并且在紫外线透过窗及模板上分别安装有温度测定用的K热电偶。接下来，通过使连接于气体流路构件的气体供给机构动作，经由气体流通口在紫外线透过窗与模板之间的间隙，使作为冷却用气体的25°C的空气流通，同时使准分子灯点灯，由此进行模板的紫外线照射处理。在此，流通于紫外线透过窗与模板之间的间隙的冷却用气体的流量为200L/min。然后，调查对于模板的紫外线照射处理时间与模板及紫外线透过窗的上升温度的关系。图13表示结果。〈比较例1>使用在实施例1中制作的光处理装置，除了在紫外线透过窗与模板之间的间隙不使冷却用气体流通之外，其他部分相同，进行模板的紫外线照射处理，调查对于模板的紫外线照射处理时间与模板及紫外线透过窗的上升温度的关系。图13表示结果。在图13中，Al表示实施例1的紫外线透过窗的温度上升曲线，A2表示实施例1的模板的温度上升曲线，Bl表示比较例1的紫外线透过窗的温度上升曲线，B2表示比较例1 的模板的温度上升曲线。由图13可知，根据实施例1的光处理装置，可以确认能够在抑制被处理物的温度上升的同时进行紫外线照射处理。
权利要求
1.一种光处理装置，具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯， 其特征在于在上述紫外线透过窗的周围具有与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口。
2.一种光处理装置，具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯， 以上述紫外线透过窗间隔着间隙与纳米压印装置的模板的图案面相对的方式配置，其特征在于在上述紫外线透过窗的周围，具有与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口，经由该气体流通口，在上述紫外线透过窗与上述模板之间的间隙，使冷却用气体流通。
3.如权利要求1或2所述的光处理装置，其特征在于上述准分子灯具有整体为扁平板状的放电容器；配置于该放电容器的一面的高电压侧电极；以及配置于该放电容器的另一面的接地侧电极，并以上述放电容器的配置有上述高电压侧电极的一面与上述紫外线透过窗相对的方式配置。
4.一种光处理方法，其特征在于将具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯的光处理装置，以使上述紫外线透过窗间隔着间隙与纳米压印装置的模板的图案面相对的方式配置，经由设置于上述紫外线透过窗的周围、并与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口，在上述紫外线透过窗与上述模板之间的间隙，使冷却用气体流通，同时对该模板照射紫外线。
全文摘要
提供一种光处理装置及光处理方法，能够抑制被处理物的温度上升的同时进行紫外线照射处理。本发明的光处理装置，具备具有紫外线透过窗的框体以及配置于该框体内的准分子灯，其特征为在上述紫外线透过窗的周围，具有与冷却用气体供给机构或冷却用气体吸气机构连接的气体流通口。并且，上述准分子灯具有整体为扁平板状的放电容器；配置于该放电容器的一面的高电压侧电极；以及配置于该放电容器的另一面的接地侧电极，并且优选以上述放电容器的配置有上述高电压侧电极的一面与上述紫外线透过窗相对的方式配置。
文档编号G03F7/00GK102218414SQ201110029588
公开日2011年10月19日 申请日期2011年1月24日 优先权日2010年1月28日
发明者中岛明信, 山口真典, 杉冈晋次, 藤次英树 申请人:优志旺电机株式会社