KR101353715B1

KR101353715B1 - 임프린트 장치 및 패턴 전사 방법

Info

Publication number: KR101353715B1
Application number: KR1020100129305A
Authority: KR
Inventors: 히로시 사또
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-12-17
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2014-01-20
Also published as: JP5809409B2; TWI461842B; US9244342B2; KR20110069730A; TW201128302A; US20110147970A1; JP2011146689A

Abstract

임프린트 장치는, 기판의 각 샷에 형성된 마크와 형에 형성된 마크를 관찰하는 스코프 및 제어부를 포함한다. 제어부는 스코프에 의해 관찰을 수행하고, 관찰 결과에 기초하여 형에 대한 샷의 위치 어긋남량을 검출하고, 검출된 위치 어긋남량이 허용 범위 외이면, 베이스라인량의 재계측 및 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행한다.

Description

임프린트 장치 및 패턴 전사 방법{IMPRINT APPARATUS AND PATTERN TRANSFER METHOD}

본 발명은, 임프린트 장치 및 임프린트 장치를 사용한 패턴 전사 방법에 관한 것이다.

임프린트 기술은, 나노스케일의 미세 패턴의 전사를 가능하게 하며, 자기 기록 매체 및 반도체 디바이스를 양산하기 위한 나노리소그래피 기술의 하나로서 실용화되기 시작하고 있다. 임프린트 기술에서는, 전자선 노광 장치 등의 장치를 사용해서 미세 패턴을 갖는 형(mold)을 원판으로서 사용하여 실리콘 웨이퍼나 유리 플레이트 등의 기판 상에 미세 패턴이 형성된다. 이 미세 패턴은, 기판에 수지를 도포하고(기판 상에 수지를 분배하고(dispensing)), 수지를 개재하여 기판에 형의 패턴을 가압한 상태에서 그 수지를 경화시킴으로써 형성된다. 현 시점에 있어서 실용화되어 있는 임프린트 기술로서는, 열사이클법 및 광경화법이 있다. 열사이클법에서는, 열가소성 수지를 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하여 수지의 유동성을 높이고, 유동성이 높은 수지를 개재하여 기판에 형을 가압하고, 냉각한 후에 수지로부터 형을 분리함으로써 패턴이 형성된다. 광경화법에서는, 자외선 경화 수지를 개재하여 기판에 형을 가압하고, 이 상태에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시키고, 경화된 수지로부터 형을 분리함으로써 패턴이 형성된다. 열사이클법은, 온도 제어에 기인하여 전사 시간이 증가하고, 온도 변화에 기인하여 치수 정밀도가 저하한다. 그러나, 광경화법에서는, 그런 문제가 없다. 따라서, 현재로서는, 광경화법이 나노스케일의 반도체 디바이스의 양산에 유리하다.

수지의 경화 방법 및 용도에 따라서 다양한 임프린트 장치가 실현되어 왔다. 반도체 디바이스 등을 양산하기 위한 장치로서, SFIL(step and flash imprint lithography)을 사용한 장치가 효과적이다. SFIL에 적합한 임프린트 장치가 일본특허 제4185941호에 개시되어 있다. 이러한 임프린트 장치는, 기판 스테이지, 수지의 도포 기구, 임프린트 헤드, 광 조사계 및 위치 결정 마크를 검출하는 기구를 포함한다. 기판을 형과 정렬시키는 계측을 수행하기 위해, 상술된 바와 같은 임프린트 장치는 형을 기판에 가압할 때, 기판과 형에 형성된 마크들을 각 샷마다 광학적으로 동시에 관찰하고, 어긋남량을 보정해서 수지를 경화시키는 소위 다이-바이-다이(die-by-die) 방식을 채용한다.

그러나, 다이-바이-다이 방식에서는, 샷 마다 겹침 정밀도가 변화하기 때문에, 제품 성능의 확인이 필요하다. 후공정에서 모든 샷들에 대해서 제품 성능을 검사하는 것이 필요해진다. 또한, 각 샷마다 정렬을 수행하는데 긴 시간이 걸려, 생산성이 저하된다. 따라서, 전역 정렬 방식(global alignment method)이 현재 가장 빈번하게 사용된다. 이 방식에서는, 대표적인 몇 개 샷들의 마크들을 계측하고, 계측 결과를 기초로 통계 처리를 수행해서 모든 샷들을 동일 지표를 사용하여 성형한다. 전역 정렬 방식에서는, 동일 지표를 사용하여 성형하기 때문에, 몇 개 샷들을 후공정에서 샘플링해서 검사함으로써, 그 기판의 모든 샷들의 품질을 결정할 수 있다. 이것은 생산성을 증가시킨다. 또한, 전역 정렬 방식에서는, 계측 결과를 바탕으로, 기판을 형 아래에 급송하고 계측 결과에 기초하여 압인한다. 따라서, 기판을 관찰하는 검출계와 형의 상대 위치들(소위 베이스라인량(baseline amount))을 안정적으로 고정밀도로 검출할 필요가 있다. 통상은 미리 결정된 시간마다 베이스라인량을 계측함으로써, 정밀도를 보증하고 있다.

그러나, 임프린트 장치로는, 형을 가압할 때나 형을 분리할 때에 힘이 가해지기 때문에, 형이나 기판의 위치가 변화할 수 있다. 이것은, 전역 정렬에 의해 취득한 정보나 베이스라인량을 변화시키기 때문에, 형의 패턴에 대한 샷의 위치 어긋남이 증가한다. 따라서, 본 발명은, 샷의 패턴에 대한 허용 범위를 초과하는 위치 어긋남이 발생하면, 그 위치 어긋남을 신속히 보정한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 베이스라인량과 전역 정렬 처리의 결과를 이용해서 기판의 샷과 형의 패턴을 정렬하고, 정렬된 기판의 샷에 도포되는 수지와 형의 패턴을 접촉시킨 상태에서 수지를 경화시킴으로써, 기판의 복수의 샷에 패턴을 순차 전사하는 임프린트 장치이며, 기판의 샷 각각에 형성된 마크와 형에 형성된 마크를 관찰하는 스코프; 및 제어부를 포함하고, 제어부는, 스코프에 의해 관찰을 수행하고, 관찰 결과에 기초하여 형에 대한 샷의 위치 어긋남량을 검출하고, 검출된 위치 어긋남량이 허용 범위 외이면, 베이스라인량의 재계측과 전역 정렬 처리의 재실행 중, 적어도 하나를 실행하는 임프린트 장치가 제공된다.

본 발명의 다른 특징들은 첨부 도면을 참조하여 하기의 예시적인 실시예들에 대한 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 임프린트 장치를 도시한 도면.
도 2는 임프린트 방법을 나타낸 흐름도.
도 3은 기판에 형성된 마크들의 예들을 나타낸 도면.
도 4는 베이스라인량의 계측의 예를 나타낸 흐름도.
도 5는 형과 스테이지 기준 부재에 형성된 마크들의 예들을 나타낸 도면.
도 6은 베이스라인량의 계측의 다른 예를 나타낸 흐름도.
도 7은 형을 변형하는 기구의 상면도.

이하에, 본 발명의 실시 형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

〔제1 실시 형태〕

제1 실시 형태의 임프린트 장치에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 지지 부재(3)가 패턴을 갖는 형(2)을 지지한다. 형(2)이 기판(1)에 도포되는 수지에 가압되고, 이 상태에서 수지를 경화시켜서 성형이 수행된다. 지지 부재(3) 내에는, 형(2)에 형성된 마크들(4)과 기판(1)의 각각의 샷에 형성된 마크들(13)을 광학적으로 관찰하는 스코프(6)가 결합되어 있다. 마크들(4 및 13) 사이의 상대적인 위치 관계를 계측할 수 있기만 하면 되므로, 스코프(6)는, 동시에 두 종류의 마크를 관찰하는 내부 결상 광학계를 포함하는 화상 관찰 스코프일 수 있거나, 또는 두 종류의 마크의 간섭 신호나 두 종류의 마크의 무아레와 같은 상승 효과에 의해 얻어진 신호를 검지하는 스코프일 수 있다. 스코프(6)는 2개의 마크(4 및 13)를 동시에 관찰할 수 있어야 할 필요는 없다. 예를 들어, 스코프(6)는, 스코프(6) 내부에 형성된 기준 위치(예를 들면, 마크나 센서면)에 대해, 마크들(4 및 13)의 위치를 관찰할 수 있고, 그것에 의해 마크들(4 및 13) 사이의 상대 위치 관계를 계측할 수 있다. 기판 스테이지 상에는, 기판 스테이지(7)의 위치 결정 기준으로서의 스테이지 기준 부재(8)가 탑재된다. 비축 정렬 스코프(off-axis alignment scope)(이하, OA 스코프라 함)(9)는 형(2)의 패턴 중심의 외부에 형성된다. OA 스코프(9)가 형(2)의 패턴면의 중심에 가까우면 가까울수록, 베이스라인량이 작아져서, 오차 성분이 작아진다. 베이스라인량은, 형(2)의 패턴면의 중심을 통과하고 패턴면에 직교하는 축과 OA 스코프(9)의 광축 사이의 거리이다. 형(2)의 패턴면의 중심을 통과하고 패턴면에 직교하는 축의 위치는, 스코프(6)의 계측 결과를 사용해서 산출된다. 제어부 C는, 기판(1)의 복수의 샷에 형성된 정렬 마크들(12)에 대해 OA 스코프(9)에 의해 수행된 관찰 결과를 처리해서 샷들의 각각의 위치를 결정하는 전역 정렬 처리를 수행한다. 본 실시 형태에서, 정렬 마크는 샷의 패턴에 대한 위치 어긋남을 검출하기 위한 마크(13)와는 다른 마크(12)이다. 그러나, 정렬 마크는 마크(13)일 수도 있다. 또한, 제어부 C는, 마크들(4 및 13)에 대해 스코프(6)에 의해 수행된 관찰 결과에 기초하여 샷의 패턴에 대한 위치 어긋남량을 검출하고, 검출된 위치 어긋남량이 허용 범위 내인지의 여부를 결정하고, 위치 어긋남량이 허용 범위외이면 위치 어긋남을 보정하는 조치를 실행한다.

이하에서는, 도 2에 도시된 흐름도를 참고해서 제1 실시 형태의 방법에 대해서 설명한다. 제어부 C는, 새로운 기판(1)이 탑재된 기판 스테이지(7)를 비축(OA) 스코프(9) 아래로 구동한다(2-1). OA 스코프(9)는, 대표적인 몇 개의 샷들의 기판에 형성된 정렬 마크들(12)을 광학적으로 관찰한다. 제어부 C는, 정렬 마크(12)에 대해 OA 스코프(9)에 의해 수행된 관찰 결과를 기초로 통계 처리를 수행하여, 기판(1) 상의 레이아웃에 따른 각 샷의 위치를 결정하는 전역 정렬 처리를 행한다(2-2).

도 3의 3A 부분에는 각 샷에 형성된 마크들의 예를 도시한다. 샷의 실제 소자부(10)의 주변에 스크라이브 라인들(scribe lines)(11)이 배열되고, OA 스코프(9)용의 정렬 마크(12) 및 스코프(6)용의 마크들(13)이 스크라이브 라인들(11) 상에 형성된다. 마크(12)로서는 X 방향 및 Y 방향으로 동시에 계측할 수 있는 2차원 마크를 상정하고 있지만, 1차원 방향만 계측할 수 있는 마크가 사용될 수 있다. 마크(13)로서는 1차원 방향으로만 계측할 수 있는 마크를 상정하고 있다. 그러나, 이차원적으로 계측할 수 있는 마크가 사용될 수 있고, 이 경우에는 마크들(13)의 수를 저감시킬 수 있다. 도 3의 3B 부분에 도시된 바와 같이, 하나의 형(2) 내에 복수의 샷이 있는 경우, 복수의 샷의 사이에 스크라이브 라인들이 형성되기 때문에, 이 스크라이브 라인들에 마크들(12 및 13)이 형성될 수 있다. 실제 소자부(10)에 빈 공간이 있으면, 스크라이브 라인들 대신 빈 공간에 마크들이 형성될 수 있다.

제어부 C는, 전역 정렬 처리의 결과에 기초하여 위치 보정을 행한 기판(1)을 베이스라인량에 기초하여 형(2) 아래로 이동시킨다(2-3). 수지가 도포 후 단시간밖에 성능을 유지할 수 없을 경우에는, 이 형(2) 아래로의 기판(1)의 구동시에 수지를 도포할 수 있다. 형(2) 아래로 이동된 기판(1)에 도포된 수지에 대하여 형(2)이 압인되고 수지가 경화되어 수지가 성형된다(2-6). 그 전에, 스코프(6)에 의해, 형(2)의 마크들(4)과 기판 상의 마크들(13)을 광학적으로 관찰하고, 제어부 C는 관찰 결과에 기초하여 샷의 패턴에 대한 위치 어긋남량을 검출한다(2-4). 이 위치 어긋남의 검출은, 형의 압인과 동시에 또는 압인의 직전에 행해질 수 있다.

위치 어긋남의 검출을 형의 압인과 동시에 수행하면, 위치 어긋남의 검출이 생산성을 저하시키지 않는다. 그러나 좋지 않은 검출 결과가 얻어진 경우, 가압 동작이 행해진 샷의 복구는 어렵기 때문에, 다음 샷의 임프린트 동작을 행하기 전에 보정 동작을 필요로 한다.

가압 후 충분한 시간이 경과한 때 수지가 형(2)에 충전된다. 경화용의 노광광을 투과시키기 위해서, 형(2)은 석영과 같은 투과 물질로 제작되는 경우가 많다. 따라서, 수지의 굴절률과 형(2)의 굴절률이 가까우면 형(2)의 마크들을 검출할 수 없다. 그러므로, 형(2)의 마크들(4)에 굴절률이 다른 물질을 피착해 두거나, 또는 검출광을 차광하는 물질로 마크들을 형성함으로써 이것을 피할 수 있다. 대안적으로, 압인 직후의 수지가 형(2)에 충전되어 있지 않은 상태에서, 재빠르게 계측함으로써 마크들을 검출할 수 있다.

위치 어긋남의 검출을 형의 압인의 직전에 행하면, 원치 않는 계측 결과가 샷으로부터 얻어진 경우, 수정 동작을 행함으로써 그 샷이 개선될 수 있다. 압인 동작과 위치 어긋남의 검출 동작을 병행해서 수행할 지의 여부는, 기판 프로세스 단계 등으로부터 결정할 수 있다. 위치 어긋남의 검출에 관해서는, 예를 들어, 시프트와 같은, 샷과 패턴 사이의 단순한 위치 어긋남은 X 방향과 Y 방향 각각으로 적어도 한군데에서 계측함으로써 검출할 수 있다.

스코프(6)에 의한 관찰 결과에 기초하여, 제어부 C는, 샷과 패턴 사이의 위치 어긋남량이 미리 설정한 허용 범위 내인지의 여부를 결정한다(2-5). 제어부 C가 위치 어긋남량이 허용 범위 내라고 결정하는 경우, 처리는 성형 단계(2-6)로 진행한다. 단계 2-4의 스코프(6)를 사용한 위치 어긋남량의 검출과 동시에 압인 동작이 수행되고 제어부 C가 위치 어긋남량이 허용 범위 내라고 판단한 경우, 제어부 C는 다음 샷에 대하여 임프린트 동작을 수행하도록 기판 스테이지(7)를 구동한다.

제어부 C가, 단계 2-5에서, 위치 어긋남량이 허용 범위 외라고 판단한 경우, 제어부 C는 위치 어긋남의 원인을 검출 결과로부터 추정하고, 원인에 따라 에러 대응을 위한 조치를 수행한다(2-7). 위치 어긋남량이 허용 범위 외인 원인으로서는, 형(2)의 위치나 형상이 변화한 것, 기판(1)의 위치나 형상이 변화한 것, 또는 장치 내부의 안정성이 변화한 것이 생각된다. 2번째 이후의 샷들에서 검출된 위치 어긋남량이 허용 범위 외이면, 제어부 C는 위치 어긋남량이 허용 범위 외인 원인을 검출 결과로부터 추정하고, 원인에 따른 에러 대응 조치를 수행한다.

도 3의 3C 내지 3G 부분은, 샷과 패턴 사이의 위치 어긋남의 예를 나타낸다. 예를 들어 시프트, 배율, 및 회전 등 중 어떤 것이 각 위치 어긋남의 원인일지는, 마크들(4)을 관찰하고, 마크들(4)의 마크들(13)에 대한 상대 위치 어긋남량들을 검출함으로써 추정할 수 있다. 추정의 예는 하기와 같다. 도 3의 3C 부분에 도시된 시프트는 각 관찰점들에서 마크들(4)이 마크들(13)로부터 일방향으로 시프트된 것을 검출함으로써 판별될 수 있다. 도 3의 3D 부분에 도시된 배율 어긋남은, 각 관찰점들에서 마크들(4)이 실제 소자부의 중심의 바깥쪽으로 또는 안쪽으로 균일하게 시프트된 것을 검출함으로써 판별될 수 있다. 도 3의 3E 부분에 도시된 사다리꼴형의 변형은, 마크들(4)이 실제 소자의 상하부 또는 좌우측에서 상이한 방향들로 도 3의 3D 부분에서 외부 또는 내부로 시프트된 것을 검출함으로써, 또는 마크들(4)이 실제 소자의 상하부 또는 좌우측에서 동일한 방향이지만 상이한 어긋남량들만큼 시프트된 것을 검출함으로써 판별된다. 도 3의 3F 부분에 도시된 비틀림 어긋남은, 도 3의 3C 부분에 도시된 마크들(4)이 시프트된 방향들이 실제 소자의 상하부 또는 좌우측에서 상이한 방향들로 시프트된 것을 검출함으로써 판별된다. 도 3의 3G 부분에 도시된 회전은, 도 3의 3F 부분에 도시된 마크들(4)이 실제 소자의 상하부 및 좌우측에서 상이한 방향들로 시프트되어, 실제 소자 내의 소정의 점을 중심으로 한 원을 그리는 것을 검출함으로써 판별된다. 상술된 위치 어긋남들은 판별의 예들이며, 본 실시예는 이 예들로 한정되지 않는다.

예를 들어, 도 3의 3C 부분에 도시된 바와 같이 시프트가 검출된 경우, 가능한 원인은, 형(2)이 지지 부재(3)로부터 시프트된 것, 베이스라인량이 변화한 것, 기판(1)이 기판 스테이지(7)로부터 시프트된 것 등이다. 따라서, 에러 대응 조치로서, 시프트량을 오프셋으로서 전역 정렬 처리의 결과에 더해서 보정하는 것이 수행될 수 있다. 오프셋으로서 단계 2-4에서 검출된 결과도 사용될 수 있다. 에러 대응 조치로서, 베이스라인량을 재계측하는 것이나 전역 정렬 처리를 재실행하는 것도 가능하다.

에러 대응 조치로서 베이스라인량을 재계측하는 방법을 아래에서 설명한다. 도 4에 도시한 흐름도를 참조하여, 이하에서 임프린트 장치에서의 베이스라인량의 계측의 예를 설명한다. 스테이지 기준 부재(8) 상에는, OA 스코프(9)의 광축과 스코프(6)의 광축 사이의 거리를 계측하기 위해서, 도 5의 5B 부분에 도시된 바와 같이, 마크들(14) 및 마크(15)(제3 마크)가 형성되어 있다. 마크들(14)은 스코프(6)용의 마크들이며, 도 5의 5A 부분에 도시된 형(2)에 형성된 마크들(4)에 대응하는 위치들에 형성된다. 마크(15)는 OA 스코프(9)용의 마크이다. 제어부 C는 스테이지 기준 부재(8)를 OA 스코프(9) 아래로 구동한다(4-1). OA 스코프(9)는 스테이지 기준 부재(8)에 형성된 마크(15)를 관찰하고, OA 스코프(9) 내부의 기준 마크(도시되지 않음)에 대하여 마크(15)의 상대 위치를 계측함으로써, 마크(15)와 OA 스코프(9)의 상대 위치들을 산출한다(4-2). 대안적으로, OA 스코프(9)와 스테이지 기준 부재(8)의 상대 위치들은 OA 스코프(9)의 센서에 기초하여 계측될 수 있다. OA 스코프(9)는 OA 스코프(9)와 스테이지 기준 부재(8)의 상대 위치 정보를 제어부 C에 송신한다(4-3). 그러면, 제어부 C는, 스테이지 기준 부재(8)의 마크들(14)이 스코프(6) 아래에 위치되도록 기판 스테이지(7)를 구동한다(4-4). 마크들(14)의 이동 거리, 즉 기판 스테이지(7)의 구동량은 간섭계나 인코더 등에 의해 정밀하게 계측되고, 계측된 구동량은 제어부 C에 송신된다(4-5). 스코프(6)는 형(2)의 마크들(4)과 기준 부재(8)의 마크들(14)을 동시에 혹은 개별적으로 관찰해서 이들 마크들의 상대 위치들을 계측해서(4-6), 계측한 상대 위치 정보를 제어부 C에 송신한다(4-7). 마크들(14)과 마크(15) 사이의 위치 관계는, 묘화 정밀도에 의해 그리고 위치 관계의 사전 계측에 의해 보증될 수 있다는 것에 유의한다. 이 동작들에 의해, 스코프(6)와 OA 스코프(9) 사이의 상대 위치 관계(베이스라인량)가 산출된다(4-8). 산출 결과에 기초하여 베이스라인량을 보정하고, 처리는 성형 단계로 진행한다(4-9). 따라서, 스코프(6)를 기준으로 전역 정렬 처리를 수행하고, 베이스라인량만큼 기판을 급송함으로써, 어떠한 위치 어긋남도 없이 형의 압인을 수행할 수 있다.

또 다른 베이스라인 계측 방법을, 도 6을 참조해서 설명한다. 제어부 C는, 새로운 기판(1)이 탑재된 기판 스테이지(7)를 OA 스코프(9) 아래로 구동한다(6-1). OA 스코프(9)는, 대표적인 몇 개의 샷의 기판 상에 형성된 OA 스코프(9)용의 정렬 마크들(12)을 광학적으로 관찰한다. 제어부 C는, OA 스코프(9)로부터의 관찰 결과를 사용해서 전역 정렬 처리를 수행함으로써, 기판(1) 상의 레이아웃에 대응하는 위치 보정을 행한다(6-2). 이와 동시에, OA 스코프(9)는, OA 스코프(9) 내부의 기준 마크(도시되지 않음)에 대한 상대 위치를 계측함으로써 정렬 마크(12)와 OA 스코프(9)의 상대 위치들을 산출하고, 이 상대 위치 정보를 제어부 C에 송신한다(6-3). 베이스라인량에 기초하여 간섭계나 인코더 등에 의해 기판(1)의 위치가 정밀하게 계측되면서, 전역 정렬 처리에 의해 위치 보정이 행해진 기판(1)이, 제1 샷을 형(2) 아래로 위치 결정시키도록 급송된다(6-4). 간섭계나 인코더 등은 기판 스테이지(7)의 구동량을 제어부 C에 송신한다(6-5). 스코프(6)는, 형(2)의 마크들(4)과 형(2) 아래로 급송된 기판(1) 상의 마크들(13)을 광학적으로 관찰한다(6-6). 스코프(6)는, 마크들(13)과 스코프(6)의 상대 위치들을 산출하여, 제어부 C에 이 상대 위치 정보를 전송한다(6-7). 제어부 C는 이 정보에 기초하여 베이스라인량을 산출하고, 베이스라인량을 보정한다(6-8). 이에 의해, OA 스코프(9)와 스코프(6)의 상대 위치들, 즉 베이스라인량을 산출할 수 있다. 보정은 통상적으로, 압인 동작과 별도로 수행되기 때문에, 생산성의 관점에서 미리 결정된 시간마다 수행하는 것이 일반적이다. 그러나, 이 방법은 이 시퀀스에서와 같이 각 기판의 제1의 샷에 대한 베이스라인량을 판단함으로써 보정을 단시간 내에 수행할 수 있다. 베이스라인의 산출에 있어서 선택되는 샷은 전역 정렬 처리에 의해 실제로 선택된 계측 샷일 수 있거나, 또는 선택되지 않은 샷일 수도 있다. 샷 마다의 오프셋을 고려할 경우에는, 선택된 계측 샷을 사용할 수 있다. 본 실시예는 이 시퀀스로 한정되지 않고, 동일한 방법으로 베이스라인량을 샷 마다나 몇 개의 샷들마다 재계측하고, 베이스라인량을 보정하는 것도 가능하다는 것에 유의해야 한다.

도 3의 3D, 3E 또는 3F 부분에 도시된 바와 같이 배율 어긋남, 사다리꼴형의 변형, 또는 비틀림 어긋남이 발생하면, 형(2)의 형상이 변화했을 수 있다. 따라서, 이 경우, 제어부 C는, 에러 대응 조치로서, 형(2)을 패턴면에 평행한 방향으로 변형하는 기구(형 보정 기구)를 사용해서 형(2) 자체의 형상을 변화시켜서 형상을 보정한다. 도 7에 보정 기구(16)의 일례를 나타낸다. 보정 기구(16)는 형의 측면들에 흡착하는 흡착부들(16a)과, 흡착부들(16a)을 형(2)에 대하여 가압하거나 흡착부들(16a)을 형(2)으로부터 멀어지게 하는 액추에이터들(16b)을 포함한다. 제어부 C는, 액추에이터(16b)의 구동량과 형(2)의 변형량 사이의 관계를 미리 취득하고, 이 관계와 계측 결과에 대응하는 필요한 변형량에 기초하여 액추에이터들(16b)을 구동한다. 제어부 C는, 단계 2-5에서 검출된 형(2)의 마크들(4)과 기판(1)의 마크들(13) 사이의 위치 어긋남량을 기초로 변형 정도를 산출할 수 있다. 대신에, 스코프(6)가, 스테이지 기준 부재(8) 상에 형성된 마크들(14)과 형(2) 상에 형성된 마크들(4) 중 복수의 마크들, 예를 들어, 마크(4-a)와 마크(14-a), 또는 마크(4-b)와 마크(14-b)의 위치들을 동시에 관찰할 수 있다. 마크들(14)의 배치는, 마크의 제조 에러만 있기 때문에 이미 공지되어 있으며, 프로세스에 의해 샷 상에 형성된 마크들(13)과는 달리 마크들(14)의 형상은 안정되어 있다. 따라서, 모든 마크들(14)이 정밀하게 관찰될 수 있다. 그러나, 레이아웃이 변화하면, 마크의 배치가 변화한다. 따라서, 도 5의 5C 부분에 도시된 바와 같이 소수의 마크들(14)이 스테이지 기준 부재(8) 상에 형성된다. 형(2)의 마크들(4)과 마크들(14), 예를 들어 마크(4-a)와 마크(14-i), 마크(4-b)와 마크(14-i), 및 마크(4-c)와 마크(14-j)가 기판 스테이지(7)를 구동함으로써 관찰된다. 이렇게 함으로써, 마크들(4) 모두와 마크들(14) 모두의 상대 위치들을 검출할 수 있다. 이에 의해, 제어부 C가, 예를 들면, 배율 어긋남, 사다리꼴형의 변형, 또는 비틀림 어긋남 등의 형(2)의 형상에 기인한 위치 어긋남을 검출한 경우, 제어부 C는 보정 기구(16)를 작동해서 위치 어긋남을 보정할 수 있다.

도 3의 3G 부분에 도시된 바와 같이 회전이 발생한 경우, 지지 부재(3)에 대하여 형(2)이 회전했거나, 또는 기판 스테이지(7)에 대하여 기판(1)이 회전했을 것이다. 따라서, 이 경우에는, 제어부 C가, 검출된 회전량을 보정하도록 기판 스테이지(7)를 회전시켜서 기판(1)과 형(2)과의 각도들을 맞춘다. 그러나, 예를 들면, 기판 스테이지(7)의 회전 가능량을 초과하여 형(2)이 회전된 경우에, 형(2)을 지지 부재(3)에 부착하고 형(2)을 지지 부재(3)로부터 탈착하는 장착 기구(5)가 형(2)을 지지 부재(3)로부터 일단 탈착하고, 그 후에 형(2)을 재부착하는 것도 가능하다. 대안적으로, 기판(1)이 형(2)에 대하여 상대적으로 회전하도록 제어부 C가 지지 부재(3)를 기판 스테이지(7)에 대하여 회전시킬 수 있다.

이상과 같이 에러 대응 조치가 종료할 때, 제어부 C는, 미성형 샷부터 압인 동작을 재개한다(2-8).

상기의 실시 형태에서는, 제어부 C가 OA 스코프(9)로부터의 관찰 결과를 사용해서 전역 정렬 처리를 수행한다. 그러나, 기판(1) 상의 마크들(13)과 형(2)의 마크들(4)을 관찰해서 높은 검출 정밀도가 얻어지면, 제어부 C는 스코프(6)로부터의 관찰 결과를 사용해서 전역 정렬 처리를 수행할 수도 있다. 이 경우, 사용될 스코프가 스코프(6)뿐이기 때문에, 베이스라인량을 계측할 필요가 없어져, 생산성이 향상된다. 상술한 스코프(6)를 사용해서 마크들(4 및 13) 사이의 위치 어긋남량을 각 샷마다 또는 몇 개의 샷들마다 검출함으로써, 전역 정렬 처리의 결과의 유효성을 실시간으로 확인할 수 있다. 또한, 위치 어긋남량이 허용 범위 외이면, 즉시 에러 대응 조치를 수행함으로써, 불량품을 저감할 수 있다.

[물품의 제조 방법]

물품으로서 디바이스(예를 들면, 반도체 집적 회로 디바이스, 액정 표시 디바이스)를 제조하는 방법은, 상술한 임프린트 장치를 사용해서 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 또는 필름 형상 기판) 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 이 제조 방법은, 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다. 또한, 패터닝된 매체(기록 매체)나 광학 소자 등의 다른 물품을 제조할 때에는, 제조 방법이, 에칭 단계 대신, 패턴이 형성되어 있는 기판을 가공하는 다른 단계를 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법들에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 우수하다.

본 발명이 예시적인 실시예들을 참조하여 기술되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예들로 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 하기의 청구항들의 범위는 그러한 변형들과 동등한 구조들 및 기능들을 모두 포괄하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

Claims

베이스라인량(baseline amount)과 전역 정렬 처리의 결과를 이용해서 기판의 샷과 형(mold)의 패턴을 정렬하고, 정렬된 상기 기판의 샷에 도포되는 수지와 상기 형의 패턴을 접촉시킨 상태에서 상기 수지를 경화시킴으로써, 상기 기판의 복수의 샷에 상기 패턴을 순차 전사하는 임프린트 장치이며,
상기 기판의 샷 각각에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 관찰하는 스코프; 및
제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 스코프에 의해 관찰을 수행하고, 상기 관찰 결과에 기초하여 상기 형에 대한 상기 샷의 위치 어긋남의 양을 검출하고, 검출된 상기 위치 어긋남의 양이 허용 범위 외이면, 상기 베이스라인량의 재계측과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중, 적어도 하나를 실행하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 전역 정렬 처리는, 상기 스코프와는 다른 제2 스코프를 사용하여 상기 기판의 각 샷에 형성된 마크에 대해 수행된 관찰 결과를 처리해서 각 샷의 위치를 결정하는 처리이며,
상기 베이스라인량은, 상기 제2 스코프와 상기 형의 상대 위치에 관한 양인, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 위치 어긋남의 양은, 상기 기판의 각 샷마다 검출되는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 형을 변형시키는 기구를 더 포함하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 시프트이면, 상기 제어부는 상기 베이스라인량의 계측의 재실행과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 배율 어긋남, 비틀림 어긋남 및 사다리꼴형의 변형 중 어느 하나이면, 상기 제어부는 상기 배율 어긋남, 비틀림 어긋남 및 사다리꼴형의 변형 중 검출된 것을 보정하도록 상기 기구를 작동시키는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 기판을 유지하는 기판 스테이지;
상기 형을 지지하는 지지 부재; 및
상기 지지 부재에 상기 형을 부착하고 상기 지지 부재로부터 상기 형을 탈착하는 장착 기구를 더 포함하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 시프트이면, 상기 제어부는 상기 베이스라인량의 계측의 재실행과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 회전이면, 상기 제어부는 상기 회전의 양을 보정하도록 상기 기판 스테이지를 상기 형에 대하여 상대적으로 회전시키는 것과, 상기 장착 기구에 의해 상기 형을 상기 지지 부재로부터 탈착하고, 그 후에 상기 형을 상기 지지 부재에 재부착하는 것 중 하나를 실행하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
검출된 상기 위치 어긋남의 양이 상기 허용 범위 내이면, 상기 제어부는 상기 베이스라인량의 재계측과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 없이, 상기 베이스라인량과 상기 전역 정렬 처리의 결과를 사용하여, 상기 기판의 복수의 샷에 도포된 수지에 상기 형의 패턴을 순차 전사하는, 임프린트 장치.
베이스라인량과 전역 정렬 처리의 결과를 이용해서 기판의 샷과 형의 패턴을 정렬하고, 정렬된 상기 기판의 샷에 도포되는 수지와 상기 형의 패턴을 접촉시킨 상태에서 상기 수지를 경화시킴으로써, 상기 기판의 복수의 샷에 상기 패턴을 순차 전사하는 임프린트 장치이며,
상기 기판의 샷 각각에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 관찰하는 스코프; 및
제어부를 포함하고,
상기 제어부는, 상기 스코프에 의해 관찰을 수행하고, 상기 관찰 결과에 기초하여 상기 형에 대한 상기 샷의 위치 어긋남의 양을 검출하고, 검출된 상기 위치 어긋남의 양이 허용 범위 외이면, 상기 전역 정렬 처리의 결과에 검출된 상기 위치 어긋남의 양을 더하여 얻어진 결과를 이용하여, 상기 기판의 복수의 샷에 도포되는 수지에 상기 형의 패턴을 순차 전사하는, 임프린트 장치.
제7항에 있어서,
상기 전역 정렬 처리는, 상기 스코프와는 다른 제2 스코프를 사용하여 상기 기판의 각 샷에 형성된 마크에 대해 수행된 관찰 결과를 처리해서 각 샷의 위치를 결정하는 처리이며,
상기 베이스라인량은, 상기 제2 스코프와 상기 형의 상대 위치에 관한 양인, 임프린트 장치.
제7항에 있어서,
상기 위치 어긋남의 양은 상기 기판의 각 샷마다 검출되는, 임프린트 장치.
제9항에 있어서,
상기 형을 변형시키는 기구를 더 포함하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 시프트이면, 상기 제어부는 상기 베이스라인량의 계측의 재실행과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 배율 어긋남, 비틀림 어긋남 및 사다리꼴형의 변형 중 어느 하나이면, 상기 제어부는 상기 배율 어긋남, 비틀림 어긋남 및 사다리꼴형의 변형 중 검출된 것을 보정하도록 상기 기구를 작동시키는, 임프린트 장치.
제9항에 있어서,
상기 기판을 유지하는 기판 스테이지;
상기 형을 지지하는 지지 부재; 및
상기 지지 부재에 상기 형을 부착하고 상기 지지 부재로부터 상기 형을 탈착하는 장착 기구를 더 포함하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 시프트이면, 상기 제어부는 상기 베이스라인량의 계측의 재실행과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행하고,
상기 위치 어긋남이 상기 형에 대한 상기 샷의 회전이면, 상기 제어부는 상기 회전의 양을 보정하도록 상기 기판 스테이지를 상기 형에 대하여 상대적으로 회전시키는 것과, 상기 장착 기구에 의해 상기 형을 상기 지지 부재로부터 탈착하고, 그 후에 상기 형을 상기 지지 부재에 재부착하는 것 중 하나를 실행하는, 임프린트 장치.
기판의 복수의 샷에 도포되는 수지와 형의 패턴을 접촉시킨 상태에서 상기 수지를 경화시킴으로써, 상기 기판의 복수의 샷에 상기 패턴을 순차 전사하는 패턴 전사 방법이며,
상기 기판의 제1 샷에 패턴을 전사하기 전에 베이스라인량을 계측하고 전역 정렬 처리를 실행하는 단계;
상기 전역 정렬 처리의 결과에 기초하여, 상기 기판의 샷에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 스코프로 관찰할 수 있는 위치에 상기 기판이 탑재되는 스테이지 이동 단계;
상기 샷에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 관찰하여, 상기 형에 대한 상기 기판의 상기 샷의 위치 어긋남의 양을 검출하는 단계; 및
검출된 상기 위치 어긋남의 양이 허용 범위 내인지를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 위치 어긋남의 양이 상기 허용 범위 내이면, 상기 베이스라인량과 상기 전역 정렬 처리의 결과를 사용하여, 상기 기판의 상기 복수의 샷에 도포되는 수지에 상기 형의 패턴을 순차 전사하고,
검출된 상기 위치 어긋남의 양이 상기 허용 범위 외이면, 상기 베이스라인량의 재계측과 상기 전역 정렬 처리의 재실행 중 적어도 하나를 실행하는, 패턴 전사 방법.
기판의 복수의 샷에 도포되는 수지와 형의 패턴을 접촉시킨 상태에서 상기 수지를 경화시킴으로써, 상기 기판의 복수의 샷에 상기 패턴을 순차 전사하는 패턴 전사 방법이며,
상기 기판의 제1 샷에 패턴을 전사하기 전에 베이스라인량을 계측하고 전역 정렬 처리를 실행하는 단계;
상기 전역 정렬 처리의 결과에 기초하여, 상기 기판의 샷에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 스코프로 관찰할 수 있는 위치에 상기 기판이 탑재되는 스테이지 이동 단계;
상기 샷에 형성된 마크와 상기 형에 형성된 마크를 관찰하여, 상기 형에 대한 상기 기판의 상기 샷의 위치 어긋남의 양을 검출하는 단계; 및
검출된 상기 위치 어긋남의 양이 허용 범위 내인지를 결정하는 단계를 포함하고,
상기 위치 어긋남의 양이 상기 허용 범위 내이면, 상기 베이스라인량과 상기 전역 정렬 처리의 결과를 사용하여, 상기 기판의 상기 복수의 샷에 도포되는 수지에 상기 형의 패턴을 순차 전사하고,
검출된 상기 위치 어긋남의 양이 상기 허용 범위 외이면, 상기 전역 정렬 처리의 결과에 검출된 상기 위치 어긋남의 양을 더해서 얻어진 결과와 상기 베이스라인량 중 하나를 사용해서 상기 기판의 복수의 샷에 도포된 수지에 상기 형의 패턴을 순차 전사하는, 패턴 전사 방법.