KR101005582B1 - 기판 정렬 모듈 및 이를 구비하는 리소그래피 장치 - Google Patents

기판 정렬 모듈 및 이를 구비하는 리소그래피 장치 Download PDF

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이재종
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김기홍
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한국기계연구원
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Abstract

기판과 스탬프의 위치를 정렬하고 정렬된 상태를 고정 및 유지시킬 수 있는 기판 정렬 모듈과 이를 구비하는 리소그래피 장치가 개시된다. 기판을 정렬하고 정렬된 기판 및 스탬프의 위치를 유지할 수 있는 기판 및 스탬프 모듈은, 기판이 장착되는 기판 홀더, 스탬프가 장착되는 스탬프 홀더 및 상기 스탬프 홀더 또는 상기 기판 홀더 중 일측에 구비되어 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시키는 기판 고정부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 기판 및 스탬프 모듈은 정렬된 기판을 고정시킨 상태로 기판 및 스탬프 모듈 자체가 이송 및 리소그래피 장치에 장착되어 리소그래피 공정이 수행된다.
임프린트 리소그래피(imprint lithography), 기판 및 스탬프 정렬

Description

기판 정렬 모듈 및 이를 구비하는 리소그래피 장치{ALIGNMENT MODULE FOR SUBSTRATE AND LITHOGRAPHY APPARATUS HAVING THE ALIGNMENT MODULE}
본 발명은 반도체 제조장치에 관한 것으로, 반도체 장치의 제조를 위한 임프린트 리소그래피 또는 포토 리소그래피 장치에서 기판 및 스탬프를 정렬하고 정렬된 상태를 고정 및 유지할 수 있는 기판 정렬 모듈 및 이를 구비하는 리소그래피 장치에 관한 것이다.
일반적으로 반도체 장치(semiconductor device)는 반도체 기판에 증착, 리소그래피(lithography), 식각, 화학기계적 연마(chemical mechanical polishing), 세정 및 건조, 이온주입, 그리고 검사 등과 같은 단위 공정들이 반복 수행됨에 따라 제조된다.
최근 반도체 장치는 집적도, 신뢰도 및 응답 속도 등을 향상시키는 방향으로 제조 기술이 발전되고 있으며, 미세 가공 기술에 대한 디자인 룰(design rule)이 엄격해지고 있다.
일반적으로, 반도체 장치의 제조를 위해서는 마이크로미터 혹은 나노미터 수준의 미세한 구조물을 제작해야 하는데, 마스크(Mask) 혹은 스탬프(Stamp)를 이용 하여 구조물의 형상을 전사시켜 대량으로 생산하는 방법과 마스크 혹은 스탬프 없이 임의의 형상을 제작하는 방법이 있다. 여기서, 전자의 경우, 마스크에 광을 조사하여 전사시키는 포토 리소그래피와 스탬프를 사용하여 물리적으로 압착시켜 전사시키는 임프린트 리소그래피가 있다.
그런데 포토 리소그래피 공정의 경우 가공 가능한 구조물의 미세도는 광원의 파장에 의존하므로, 미세 패턴의 마스크를 사용하더라도 광원의 파장 이하의 미세 구조물을 가공하기 어려우며, 빛의 간섭 효과의 영향으로 인해 반도체 소자의 집적도가 커짐에 따라 패턴의 CD(critical dimension)가 불균일하게 형성되는 문제점이 있다.
이러한 포토 리소그래피 공정의 문제점 및 한계를 극복하기 위해서 임프린트 리소그래피(imprint lithography) 공정이 개발되었다. 임프린트 리소그래피 공정은 패턴이 형성된 스탬프를 기판에 물리적으로 접촉시킨 후 에너지(자외선 또는 열(熱))를 인가하여 경화시켜 패턴을 전사하는 방법으로, 기존의 포토 리소그래피 공정으로는 구현하기 힘든 수십에서 수 나노 이하의 미세 패턴제작이 가능하다.
한편, 리소그래피 공정을 통해 기판 상에 2차원 또는 3차원 구조물이 형성되는데, 3차원 구조물을 형성하기 위해서는 포토 리소그래피 또는 임프린트 리소그래피 공정을 1회 이상 수행하는 다층 패터닝 공정이 수행된다. 여기서, 다층 패터닝 공정의 경우 다수의 패터닝 공정을 순차적으로 수행하여 구조물을 형성하므로, 매 패터닝 시마다 직전 패터닝 단계에서 전사된 패턴과 현재 단계에서 패터닝하고자 하는 스탬프의 위치 정렬이 매우 중요하며, 이러한 스탬프와 기판의 위치 정렬 여 부는 제작된 구조물의 정확성 및 형상을 결정하는 중요한 요인 중 하나이다. 특히, 임프린트 리소그래피 공정은 기판의 정렬 후 기판에 대해 스탬프를 가압하는 과정에서 기판의 위치가 변경될 수 있으므로 기판 정렬 후 기판과 스탬프의 위치를 정밀하게 고정시키고 유지할 수 있는 장치 및 기술의 개발이 필요하다.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 실시예들은 임프린트 리소그래피나 포토 리소그래피 장치에서 기판을 정렬하고 정렬된 기판의 위치를 고정 및 유지시킬 수 있는 기판 정렬 모듈 및 이를 구비하는 리소그래피 장치를 제공하기 위한 것이다.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판을 정렬하고 정렬된 기판 및 스탬프의 위치를 유지할 수 있는 기판 및 스탬프 모듈은, 기판이 장착되는 기판 홀더, 스탬프가 장착되는 스탬프 홀더 및 상기 스탬프 홀더 또는 상기 기판 홀더 중 일측에 구비되어 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시키는 기판 고정부를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 기판 및 스탬프 모듈은 정렬된 기판을 고정시킨 상태로 기판 및 스탬프 모듈 자체가 이송 및 리소그래피 장치에 장착되어 리소그래피 공정이 수행된다.
실시예에서, 상기 기판 고정부는 상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더를 선택적으로 고정시킬 수 있도록 형성되고, 자기력, 정전기력, 공기압 중 어느 하나의 형태로 상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더를 고정시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더는 진공 척이나 정전 척 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있다.
한편, 상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예들에 따르면, 기판을 정렬하고 정렬된 기판 및 스탬프의 위치를 유지할 수 있는 기판 및 스탬프 모듈을 구비하는 리소그래피 장치는, 기판을 정렬하는 기판 정렬 모듈, 상기 기판과 스탬프가 장착되고 상기 스탬프의 패턴을 상기 기판에 전사하는 임프린트 모듈, 상기 기판 정렬 모듈과 상기 임프린트 모듈 사이에 구비되어 상기 기판 및 상기 스탬프를 이송하는 기판 이송 모듈 및 상기 기판 정렬 모듈에서 정렬된 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시킨 상태로 이송 및 상기 임프린트 모듈에 장착되는 기판 및 스탬프 모듈을 포함하여 구성될 수 있다.
실시예에서, 상기 기판 및 스탬프 모듈은, 기판이 장착되는 기판 홀더, 스탬프가 장착되는 스탬프 홀더 및 상기 스탬프 홀더 또는 상기 기판 홀더 중 일측에 구비되어 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시키는 기판 고정부를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 스탬프 홀더는 투과성 재질로 형성될 수 있다.
실시예에서, 상기 기판 정렬 모듈은, 상기 기판의 위치를 측정하는 기판 측정부 및 상기 기판 측정부에서 측정된 결과에 따라 상기 기판의 위치를 조정하는 기판 정렬 스테이지를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 상기 기판 정렬 스테이지는, 상기 기판의 각도를 조정하는 각도 조정 스테이지, 상기 기판의 높이를 조정하는 높이 조정 스테이지 및 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 수평 조정 스테이지를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 상기 수평 조정 스테이지는 제1 단위 수준으로 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 제1 수평 조정 스테이지 및 상기 제1 수평 조정 스테이지보다 더 세밀한 제2 단위 수준으로 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 제2 수평 조정 스테이지를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 기판 정렬 모 듈은 상기 기판 홀더를 고정시키는 기판 홀더 고정부와 상기 스탬프 홀더를 선택적으로 고정시키는 스탬프 홀더 고정부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 기판 홀더 고정부와 상기 스탬프 홀더 고정부는 자기력, 정전기력, 공기압 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더를 고정시킬 수 있다.
실시예에서, 상기 임프린트 모듈은 상기 스탬프의 패턴을 전사하고 상기 기판에 도포된 레지스트를 경화시키기 위한 패터닝부가 구비되고, 상기 패터닝부는 상기 기판 및 스탬프 모듈을 가압하는 가압부, 가열하는 가열부 및 상기 기판 및 스탬프 모듈에 광을 조사하는 광원부 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하여 구성될 수 있다.
이상에서 본 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따르면, 기판을 정렬하고 정렬된 기판 및 스탬프가 고정된 상태로 이송되고 임프린트 모듈에 장착되므로 패턴을 전사시키는 과정뿐만 아니라 기판을 이송하고 스탬프를 장착하는 과정에서 기판의 위치가 어긋나는 것을 방지하고, 패턴을 정확하게 전사시킬 수 있다.
특히, 다층 패터닝에서 최초 형성된 레지스트 형상을 기준으로 기판 및 스탬프의 위치를 고정시킬 수 있어서 정확하게 패터닝 할 수 있다.
또한, 다양한 구조물을 정밀하게 제작 가능하므로 보다 집적도 높은 반도체 장치를 제작할 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 본 발명을 설명함에 있어서, 공지된 기능 혹은 구성에 대해 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략될 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 13을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 모듈(30) 및 리소그래피 장치에 대해 상세하게 설명한다. 본 실시예에 따르면 리소그래피 장치는, 도 10 내지 도 13에 도시한 바와 같이, 기판(1)을 정렬하기 위한 기판 정렬 모듈(30)과 패터닝을 위한 임프린트 모듈(20) 및 기판 및 스탬프 모듈(10)의 이송을 위한 기판 이송 모듈(40)로 구성되며, 기판(1)과 스탬프(2)가 정렬된 기판 및 스탬프 모듈(10) 단위로 임프린트 모듈(20)로 이송 및 장착되어 패터닝 공정이 수행된다.
한편, 이하에서는 임프린트 리소그래피(imprint lithography) 장치를 예로 들어 설명하지만 본 발명이 임프린트 리소그래피에 한정되는 것은 아니며, 포토 리소그래피(photo lithography) 장치에도 동일하게 적용할 수 있다.
먼저, 도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피 공정을 설명하기 위한 모식도들로서, 다층 패터닝 공정을 설명하기 위한 모식도들이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 기판(1)위에 레지스트(4)를 도포하고 제1 스탬프(2)를 레지스트(4)에 대해 가압하여 제1 스탬프(2)에 형성된 패턴을 레지스트(4)에 전사한다. 여기서, 4a는 제1 스탬프(2)의 패턴이 전사된 레지스트(4a)이다.
기판(1)에 3차원 구조물을 형성하기 위해서, 패턴이 전사된 레지스트(4a) 위 에 제2 레지스트(5)를 도포한 후 제2스탬프(3)를 가압하여 제2 스탬프(3)의 패턴을 전사시킨다. 여기서, 5a는 제2 스탬프(3)의 패턴이 전사된 레지스트(5a)이다.
여기서, 다층 패터닝 공정은, 도 1과 도 2에 도시한 바와 같이 2개 이상 다수의 스탬프(2, 3)를 이용하여 순차적으로 패턴을 전사하여 3차원 구조물을 형성하므로, 스탬프(2, 3)와 기판(1)의 위치 정렬이 중요하다. 도 2에서 'P'는 제2 스탬프(3)에서 전사하고자 하는 패턴 형상(P)을 나타내고, 'M'은 제2 스탬프(3)와 기판(1)을 정렬하기 위한 정렬 형상(M)을 나타낸다.
본 실시예에 따르면 스탬프(2)와 기판(1)의 위치를 정렬하기 위한 기판 정렬 모듈(30)과 정렬된 기판의 위치를 유지시키는 기판 및 스탬프 모듈(10)이 개시된다.
우선, 도 3 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 및 스탬프 모듈(10)에 대해 설명한다. 참고적으로, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 및 스탬프 모듈(10)의 모식도이고, 도 4와 도 5는 도 3의 기판 및 스탬프 모듈(10)에서 기판 정렬 동작을 설명하기 위한 모식도들이다. 한편, 설명의 편의를 위해 이하에서는 스탬프의 도면부호는 '2'를 사용하여 설명한다. 여기서 스탬프는 상술한 제1 스탬프를 포함하여 기판(1)에 패턴을 전사하기 위한 스탬프를 모두 포함하여 통칭한다.
기판 및 스탬프 모듈(10)은 기판(1)과 스탬프(2)를 정렬하고 정렬된 기판(1)과 스탬프(2)를 고정된 상태로 유지시킨다. 기판 및 스탬프 모듈(10)은 기판(1)이 장착되어 지지되는 기판 홀더(11)와 스탬프(2)가 장착되어 지지되는 스탬프 홀 더(12) 및 기판(1)을 고정시키는 기판 고정부(13)로 이루어진다. 예를 들어, 기판 홀더(11)는 진공을 제공하여 기판(1)을 고정시키는 진공 척일 수 있다. 또한, 스탬프 홀더(12) 역시 진공을 제공하여 스탬프(2)를 고정시키는 진공 척일 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판 홀더(11)와 스탬프 홀더(12)는 정전척과 같이 기판(1)과 스탬프(2)를 고정시킬 수 있는 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있다.
기판 정렬 모듈(30)은 기판(1) 및 기판 홀더(11)를 수평 방향으로 이동시킴으로써 기판(1)의 위치를 스탬프(2)에 대해 정렬시키고, 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이, 기판 및 스탬프 모듈(10)은 상기와 같이 정렬된 기판(1)의 위치를 고정시키기 위해서 기판 홀더(11)를 고정시킨다. 그리고 기판 고정부(13)는 스탬프 홀더(12)에 대해 기판 홀더(11)를 고정시킴으로써 기판(1) 및 스탬프(2)의 정렬 상태를 유지시킬 수 있다.
여기서, 기판 고정부(13)는 선택적으로 기판 홀더(11)를 고정시키거나 해제할 수 있도록 형성되고, 기판 홀더(11)를 고정된 상태로 유지할 수 있도록 형성된다. 예를 들어, 기판 고정부(13)는 스탬프 홀더(12)와 기판 홀더(11) 사이에서 스탬프 홀더(12)에 구비되고 기판 홀더(11)를 고정시킬 수 있도록 구비된다. 또한, 도 3의 원 내부 도면과 같이, 기판 고정부(13)는 기판 홀더(11)의 고정을 위한 구동부(131)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 구동부(131)는 솔레노이드(solenoid)에 의해 구동되는 액추에이터(actuator)일 수 있다.
그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 기판 고정부(13)는 자기력, 정전기력, 공기압 등 실질적으로 다양한 형태를 적용할 수 있다. 일 예로 기판 고정부(13)는 마그네틱 베이스(Magnetic base)와 같이 자기력을 사용할 수 있다. 이 경우, 기판 홀더(11)를 철과 같이 자성체로 형성하고 기판 고정부(13)는 내부에 회전 가능한 영구자석을 장착하여 영구자석을 회전시킴으로써 기판 홀더(11)와 기판 고정부(13)의 접촉면에 흐르는 자기력을 형성하거나 해제하여 기판 홀더(11)와 기판 고정부(13)를 결합 또는 해제할 수 있다. 또한, 기판 고정부(13)용 구동부(131) 역시 전기를 이용하는 모터나 솔레노이드, 공압을 이용한 회전 실린더 등 실질적으로 다양한 형태가 사용될 수 있다.
다음으로, 도 6 내지 도 10를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 모듈(30)에 대해 설명한다. 참고적으로, 도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 모듈(30)의 구성 및 기판 정렬 동작을 설명하기 위한 모식도들이고, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 스테이지(32)를 설명하기 위한 모식도이다.
기판 정렬 모듈(30)은 하우징(35)과 기판(1)과 스탬프(2)의 위치를 정렬하기 위해서 기판(1)의 위치를 검출하는 기판 측정부(31), 기판(1)의 위치를 조정하는 기판 정렬 스테이지(32) 및 기판(1)으로 이루어진다. 그리고 기판 및 스탬프 모듈(10)에 기판(1)과 스탬프(2)를 장착하기 위한 기판 홀더 고정부(33)와 스탬프 홀더 고정부(34)로 구성된다.
기판 측정부(31)는 기판(1)과 스탬프(2)의 상대적인 위치를 측정하고 측정된 결과에 따라 기판 정렬 스테이지(32)를 조정하여 기판(1)의 위치를 조정 및 정렬한 다. 여기서, 기판 측정부(31)는 기판(1)의 위치를 측정할 때, 기판(1)에 전사된 레지스트(4a, 5a)에서 정렬 형상(M)을 측정함으로써 기판(1)의 위치를 측정할 수 있으며, 그 측정된 결과에 따라 기판(1)과 스탬프(2)의 위치를 정렬할 수 있다.
기판 홀더 고정부(33)와 스탬프 홀더 고정부(34)는 각각 기판 홀더(11)와 스탬프 홀더(12)를 고정한다. 기판 정렬 모듈(30)의 동작을 살펴보면, 도 7에 도시한 바와 같이, 기판 홀더 고정부(33)에 기판(1)이 장착된 기판 홀더(11)가 장착되면 기판 홀더 고정부(33)가 기판 홀더(11)의 위치를 정렬하고 고정시킨다. 그리고 도 8에 도시한 바와 같이, 스탬프(2)가 장착된 스탬프 홀더(12)가 장착되면 스탬프 홀더 고정부(34)가 스탬프 홀더(12)를 고정시킨다.
여기서, 기판 홀더 고정부(33)와 스탬프 홀더 고정부(34)의 동작 원리 및 구조는 상술한 기판 고정부(13)와 유사하며, 기판 홀더(11) 및 스탬프 홀더(12)를 고정시킨다. 즉, 기판 홀더 고정부(33)는 장착된 기판 홀더(11)를 선택적으로 고정시키거나 해제할 수 있도록 형성되고, 스탬프 홀더 고정부(34)는 장착된 스탬프 홀더(12)를 선택적으로 고정 및 해제할 수 있도록 형성된다. 또한, 기판 홀더 고정부(33)와 스탬프 홀더 고정부(34)는 자기력, 정전기력, 공기압 등 실질적으로 다양한 형태를 가질 수 있으며, 전기 구동 모터나 솔레노이드, 공압을 이용한 회전 실린더 등 실질적으로 다양한 형태의 구동부가 구비될 수 있다.
그리고 도 9에 도시한 바와 같이, 기판 정렬 스테이지(32)가 기판 홀더(11)를 스탬프 홀더(12)에 대해, 즉, 상부 방향으로 이송하여 스탬프(2)와 기판(1)을 밀착시킨다. 그리고 기판 정렬 스테이지(32)는 상기와 같이 기판(1)과 스탬프(2) 가 밀착된 상태에서 기판 홀더(11)를 수평 방향으로 이송하여 기판(1)을 정렬한다.
기판 정렬 스테이지(32)는 기판 홀더(11) 하부에 구비되어 기판(1)의 위치를 정렬하는 중에 발생할 수 있는 기판(1)의 위치를 세밀하게 조정하는 역할을 한다. 예를 들어, 기판 정렬 스테이지(32)는 기판(1)의 각도 오차를 조정하기 위한 각도 보상부(321)와 기판(1)의 높이 오차를 조정하기 위한 기판 높이 조정 스테이지(322), 그리고 기판(1)의 수평 위치를 조정하기 위한 제1 수평 조정 스테이지(323)와 제2 수평 조정 스테이지(324)로 구성될 수 있다.
여기서, 수평 조정 스테이지(323, 324)는 기판(1)의 위치를 보다 세밀하고 정확하게 조정하기 위해서 2단계의 단위 체계로 기판(1)의 수평 위치를 조정할 수 있다. 예를 들어, 수평 조정 스테이지(323, 324)는 마이크로미터 수준으로 위치를 조정할 수 있는 제1 수평 조정 스테이지(323)와 나노미터 수준으로 위치를 조정할 수 있는 제2 수평 조정 스테이지(324)로 구성될 수 있다. 여기서, 수평 조정 스테이지(323, 324)을 2개로 구성함으로써 기판(1)의 수평 위치 정렬 시 기판(1)의 위치를 나노미터 수준까지 정확하게 정렬할 수 있을 뿐만 아니라, 마이크로미터 수준에서 일차 정렬한 후 나노미터 수준으로 정렬하므로 처음부터 나노미터 수준에서 정렬하는 것에 비해 작업 시간을 효과적으로 단축할 수 있다.
한편, 각도 보상부(321)는 높이 조정 스테이지(322)가 기판(1)을 스탬프(2)에 대해 상승 밀착시킬 때 각도 보상부(321)이 변형되면서 수동적으로 기판(1)의 각도를 보상할 수 있다. 이와는 달리 각도 보상부(321)는 능동적으로 기판(1)의 각도를 보상하도록 별도의 구동부(미도시)가 구비되는 것도 가능하다.
그리고 기판(1)의 정렬이 완료되면, 상술한 도 3 내지 도 5에 도시한 바와 같이 기판 고정부(13)가 기판 홀더(11)를 고정시킴으로써 기판(1)과 스탬프(2)가 정렬된 상태를 유지할 수 있다. 그리고 기판 홀더(11)의 고정이 완료되면 기판 홀더 고정부(33)와 스탬프 홀더 고정부(34)의 기능을 해제하여 기판 홀더(11)와 스탬프 홀더(12)의 고정을 해제함으로써, 기판 및 스탬프 모듈(10)을 기판 정렬 모듈(30)에서 분리할 수 있다.
상기와 같이 기판 정렬 모듈(30)에서 기판 및 스탬프 모듈(10)의 정렬이 완료되면 기판 및 스탬프 모듈(10) 자체가 임프린트 모듈(20)로 이송되어 패터닝 공정이 수행된다.
이하에서는, 본 실시예에 따른 리소그래피 장치의 구성 및 임프린트 모듈(20)의 구성과 동작을 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다. 참고적으로, 도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 모식도들로서, 기판 정렬 모듈(30)과 임프린트 모듈(20) 사이의 이송 동작과 패터닝 공정을 설명하기 위한 모식도들이다.
임프린트 모듈(20)은 스탬프(2)의 패턴을 기판(1)에 전사하기 위한 패터닝부가 구비된다. 예를 들어, 패터닝부는 기판(1)을 가열하는 기판 가열부(21)와 기판(1)을 스탬프(2)에 대해 가압하는 기판 가압부(22) 및 기판 가열부 지지부(23), 그리고 기판(1) 및 스탬프(2)에 빛을 조사하는 광원부(24)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 기판 가열부(21)로부터 발생하는 열과 기판 가압부(23)에서 가해지는 압력, 그리고 광원부(24)에서 조사되는 빛에 의해 기판(1)에 도포된 레지스트(4, 5, 도 1, 2 참조)에 전달되어 레지스트(4, 5)를 경화시킨다. 여기서, 레지스트 경화를 위한 패터닝부는 상술한 방법 중 하나가 개별적으로 적용되거나 또는 두 가지 이상의 방법이 동시에 적용될 수 있으며, 이는 기판(1)에 도포된 레지스트의 특성에 따라 결정될 수 있다.
한편, 기판 및 스탬프 모듈(10)에 대해 가압하거나 열을 가하거나 광을 조사하는데, 스탬프 홀더(12)는 광원부(24)에서 조사된 광을 스탬프(2)를 통해 기판(1)에 전달할 수 있도록 투과성 재질로 형성된다. 또한, 스탬프 홀더(12)는 스탬프(2)에 형성된 패턴을 전사할 수 있는 일부 또는 전체가 투과성 재질로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따르면 기판 정렬 모듈(30)에서 기판(1)과 스탬프(2)를 정렬하고 정렬된 기판(1) 및 스탬프(2)의 위치가 고정된 상태로 임프린트 모듈(20)로 이송 및 장착되므로 이송 중에 또한 기판(1)을 가압하는 임프린트 리소그래피 공정 중에 기판(1)의 위치가 틀어지는 것을 방지할 수 있다.
또한, 기판 정렬 모듈(30)에서 기판(1)의 위치를 정밀하게 정렬하고 정렬된 상태를 고정시키므로 패터닝의 정밀도를 향상시킬 수 있으며, 불량 발생을 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상술한 실시예들에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양 한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 상술한 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 특허청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
도 1과 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 리소그래피 공정에서 다층 패터닝 공정을 설명하기 위한 모식도들;
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 및 스탬프 모듈과 기판 및 스탬프 모듈에서 기판 정렬 동작을 설명하기 위한 모식도들;
도 6 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 모듈에서 기판 및 스탬프 모듈의 장착 및 정렬 동작을 설명하기 위한 모식도들;
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 기판 정렬 스테이지를 설명하기 위한 모식도;
도 11 내지 도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 리소그래피 장치의 모식도들로서, 기판 정렬 모듈에서 임프린트 모듈로 기판 및 스탬프 모듈의 이송 동작 및 패터닝 동작을 설명하기 위한 모식도들이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1: 기판(substrate) 2, 3: 스탬프(stamp)
4, 5: 레지스트(resist) 4a, 5a: 패턴이 전사된 레지스트
10: 기판 및 스탬프 모듈(module) 11: 기판 홀더(holder)
12: 스탬프 홀더 13: 기판 고정부
131: 구동부 20: 임프린트 모듈
21: 기판 가열부 22: 기판 가압부
23: 기판 가열부 지지부 24: 광원부
30: 기판 정렬 모듈 31: 기판 측정부
32: 기판 정렬 스테이지(stage) 321: 기판 각도 보상부
322: 기판 높이 조정 스테이지 323: 제1수평 조정 스테이지
324: 제2수평 조정 스테이지 33: 기판 홀더 고정부
34: 스탬프 홀더 고정부 35: 기판 정렬부 하우징
40: 기판 이송 모듈

Claims (10)

  1. 기판이 장착되는 기판 홀더;
    스탬프가 장착되는 스탬프 홀더; 및
    상기 스탬프 홀더 또는 상기 기판 홀더 중 일측에 구비되어 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시키는 기판 고정부;
    를 포함하고,
    상기 기판 홀더에 상기 기판이 장착되고 상기 스탬프 홀더에 상기 스탬프가 장착된 상태에서 상기 기판 및 상기 스탬프를 이송하고 리소그래피 장치에 장착되는 기판 및 스탬프 모듈.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더는 진공 척이나 정전 척 중 어느 하나의 형태를 갖는 기판 및 스탬프 모듈.
  4. 기판을 정렬하는 기판 정렬 모듈;
    상기 기판과 스탬프가 장착되고 상기 스탬프의 패턴을 상기 기판에 전사하는 임프린트 모듈;
    상기 기판 정렬 모듈과 상기 임프린트 모듈 사이에 구비되어 상기 기판 및 상기 스탬프를 이송하는 기판 이송 모듈; 및
    상기 기판 정렬 모듈에서 정렬된 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시킨 상태로 이송 및 상기 임프린트 모듈에 장착되는 기판 및 스탬프 모듈;
    을 포함하고,
    상기 기판 정렬 모듈은,
    상기 기판의 위치를 측정하는 기판 측정부; 및
    상기 기판 측정부에서 측정된 결과에 따라 상기 기판의 위치를 조정하는 기판 정렬 스테이지;
    를 포함하는 리소그래피 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기판 및 스탬프 모듈은,
    기판이 장착되는 기판 홀더;
    스탬프가 장착되는 스탬프 홀더; 및
    상기 스탬프 홀더 또는 상기 기판 홀더 중 일측에 구비되어 상기 기판과 상기 스탬프를 고정시키는 기판 고정부;
    를 포함하고, 상기 스탬프 홀더를 투과성 재질로 형성된 리소그래피 장치.
  6. 삭제
  7. 제4항에 있어서,
    상기 기판 정렬 스테이지는,
    상기 기판의 각도를 조정하는 각도 조정 스테이지;
    상기 기판의 높이를 조정하는 높이 조정 스테이지; 및
    상기 기판의 수평 위치를 조정하는 수평 조정 스테이지;
    를 포함하는 리소그래피 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수평 조정 스테이지는 제1 단위 수준으로 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 제1 수평 조정 스테이지 및 상기 제1 수평 조정 스테이지보다 더 세밀한 제2 단위 수준으로 상기 기판의 수평 위치를 조정하는 제2 수평 조정 스테이지를 포함하는 리소그래피 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 기판 정렬 모듈은 상기 기판 홀더를 고정시키는 기판 홀더 고정부와 상기 스탬프 홀더를 선택적으로 고정시키는 스탬프 홀더 고정부를 포함하고,
    상기 기판 홀더 고정부와 상기 스탬프 홀더 고정부는 자기력, 정전기력, 공기압 중 어느 하나의 방식을 이용하여 상기 기판 홀더 또는 상기 스탬프 홀더를 고정시키는 리소그래피 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 임프린트 모듈은 상기 스탬프의 패턴을 전사하고 상기 기판에 도포된 레지스트를 경화시키기 위한 패터닝부가 구비되고,
    상기 패터닝부는 상기 기판 및 스탬프 모듈을 가압하는 가압부, 가열하는 가열부 및 상기 기판 및 스탬프 모듈에 광을 조사하는 광원부 중 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 리소그래피 장치.
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