KR101390246B1

KR101390246B1 - 임프린트 장치 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR101390246B1
Application number: KR1020100055176A
Authority: KR
Inventors: 에이고 카와카미
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2009-06-16
Filing date: 2010-06-11
Publication date: 2014-04-30
Also published as: JP5173944B2; US8734701B2; TW201100239A; KR20100135182A; JP2011003616A; TWI444287B; US20100314798A1

Abstract

기판상의 복수의 숏(shot) 위에 패턴을 형성하기 위해 상기 기판에 공급된 수지에 몰드의 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 숏(shot) 위에 패턴으로 형성된 상기 수지를 촬상하는 촬상부; 상기 기판상으로 수지를 공급하는 수지 공급부; 및 상기 임프린트 처리를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 촬상부는 상기 몰드의 패턴이 전사되는 위치에 대하여 상기 수지 공급부와 같은 측에 배치되고, 상기 제어부는, 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 패턴으로 형성된 수지의 적어도 일부의 영역의 화상과 기준 화상을 비교하여 상기 숏(shot) 위에 형성된 패턴의 양부를 판정한다.

Description

임프린트 장치 및 물품의 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}

본 발명은, 임프린트 장치, 및 해당 임프린트 장치에 사용한 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

자외선, X선 또는 전자빔에 의한 포토리소그래피를 사용한 반도체 디바이스에의 미세 패턴의 형성 방법을 대신하는 기술로서 임프린트 기술이 이미 알려져 있다. 임프린트 기술은, 미세한 패턴을 형성한 몰드를, 수지재료를 도포한 웨이퍼 등의 기판에 누름으로써, 수지 위에 패턴을 전사한다. 임프린트 기술에는 몇 개의 종류가 있다. 일 방법으로서, 광경화법이 PCT공보(WO)번호 2005-533393에 제안되어 있다. 광경화법은, 자외선 경화수지에 투명한 몰드를 누른 상태에서 감광시키고, 경화 후 그 몰드를 박리한다(이형한다). 이 광경화법에 의거한 임프린트 기술은, 온도제어가 비교적 용이하게 행할 수 있는 것이나 투명한 몰드를 거쳐 기판 상의 얼라인먼트 마크의 관찰을 할 수 있으므로 반도체 집적회로의 제조에 적합하다. 또한, 포개지는 다른 패턴을 고려하면, 제조하는 디바이스의 칩의 크기에 맞는 몰드를 제작하고, 기판 상의 각각의 숏(shot) 위에 상기 패턴을 순차로 전사하는 스텝-앤드-리피트 방식을 적용할 수 있다.

광경화법에 의거한 임프린트 장치에서는, 패턴 전사 후의 자외선 경화 수지(이하, 수지라고 부른다)에 잔여층이라고 칭하는, 기판표면과 요철 패턴의 오목부 바닥면과의 사이에 존재하는 그 수지의 불균일한 두께가 문제를 제기한다. 이것은, 수지의 잔여층의 두께(잔여층 두께)가 불균일할 때, 패턴 전사후의 기판에 대하여 실시되는 에칭 공정으로, 요철 패턴의 볼록부의 폭이 국부적으로 변화되고, 전사 패턴의 선폭 정밀도에 악영향을 끼치기 때문이다. 임프린트 장치에서는, 먼지의 존재도 심각한 문제를 제기하고, 그 먼지의 크기나 재질에 따라서 패턴 전사시에 상기 몰드의 요철 패턴이 파괴되는 경우도 있다. 어떠한 경우도, 그대로 기판상의 숏에 계속해서 전사를 행하면, 불량 숏의 수를 증가시키는 것만으로 바람직하지 못하다. 이러한 수지의 잔여층 두께 불균일성과 먼지의 존재 등의 전사 불량이 확인된 경우에는, 패턴 전사를 중지해야 한다. PCT공보(WO)번호 2007-523492에는, 전사의 양부를 판정하는 방법으로서, 단일 기판 상의 복수의 숏의 특성을 비교하여, 숏간의 변화를 조사하는 방법이 개시되어 있다.

그렇지만, PCT공보(WO)번호 2007-523492에 기재된 방법에서는, 기판마다 숏의 특성이 다른 경우, 기판마다 전사의 양부를 판정하는 기준도 달라져, 또 다른 문제를 제기하였다. 또한, PCT공보번호 2007-523492에 기재된 방법에서는, 숏간의 변화에 의거해 전사의 양부를 판정하므로, 첫번째의 숏에 대해서 양부를 판정할 수 없다.

본 발명은, 공통의 기준을 사용하여 첫번째의 숏으로부터 몰드에 의한 성형의 양부를 판정할 수 있는 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명에 의하면, 기판상의 복수의 숏(shot) 위에 패턴을 형성하기 위해 상기 기판에 공급된 수지에 몰드의 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 숏(shot) 위에 패턴으로 형성된 상기 수지를 촬상하는 촬상부; 상기 기판상으로 수지를 공급하는 수지 공급부; 및 상기 임프린트 처리를 제어하는 제어부를 구비하고, 상기 촬상부는 상기 몰드의 패턴이 전사되는 위치에 대하여 상기 수지 공급부와 같은 측에 배치되고, 상기 제어부는, 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 패턴으로 형성된 수지의 적어도 일부의 영역의 화상과 기준 화상을 비교하여 상기 숏(shot) 위에 형성된 패턴의 양부를 판정한다.

본 발명의 또 다른 특징들을 첨부된 도면들을 참조하여 아래의 예시적 실시예들의 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은, 제 1 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성도다.
도 2는, 각 실시예에 따른 임프린트 장치의 제어 블록도다.
도 3은, 각 실시예에 따른 단일 레이어를 복수의 웨이퍼에 대하여 전사하는 처리의 흐름도다.
도 4는, 제 1 실시예에 따른 1장의 웨이퍼에 대하여 패턴을 전사하는 처리의 흐름도다.
도 5는, 각 실시예에 따른 전사 양부를 판정하는 처리의 흐름도다.
도 6은, 제 1 실시예에 따른 웨이퍼에 대하여 패턴을 전사하는 다른 처리의 흐름도다.
도 7은, 제 2 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성도다.
도 8은, 제 2 실시예에 따른 1장의 웨이퍼에 대하여 패턴을 전사하는 처리의 흐름도다.
도 9는, 제 2 실시예에 따른 웨이퍼에 대하여 패턴을 전사하는 다른 처리의 흐름도다.

이하, 첨부도면들을 참조하여, 본 발명에 따른 기판에 도포된 수지의 몰드에 의한 성형을 포함하는 임프린트 처리를 행해서 패턴을 기판 위에 형성하는 임프린트 장치에 관하여 설명한다.

도 1은 제 1 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성도이고, 도 2는 각 실시예에 따른 임프린트 장치의 제어 블록도다. 기판인 웨이퍼(1)는, 기판 척(chuck)(웨이퍼 척)(2)에 유지되어 있다. 미동(fine motion) 스테이지(3) 는, 웨이퍼(1)의 θ(z축을 중심으로 한 회전)방향 위치의 보정기능, 웨이퍼(1)의 z위치의 조정 기능, 및 웨이퍼(1)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖는다. 미동 스테이지(3)는, 웨이퍼(1)를 소정의 위치에 정렬하는데 사용된 XY스테이지(4) 위에 배치된다. 이하, 미동 스테이지(3)와 XY스테이지(4)를 합하여, 기판 스테이지(웨이퍼 스테이지)라고 총칭한다. XY스테이지(4)는 베이스 정반(5)에 놓여 있다. 미동 스테이지(3)의 위치를 계측하기 위해서, 레이저 간섭계(7)로부터 출사하는 광을 반사하는 참조 미러(6)는, 미동 스테이지(3) 위에 x 및 y방향(y방향은 도면에 나타내지 않는다)으로 대향하도록 부착된다. 참조번호 8 및 8'은, 베이스 정반(5) 위에 세우고, 천판(9)을 지지하는 지주다. 몰드(10)는, 웨이퍼(1)에 전사되는 요철의 패턴이 그 표면에 형성되고, (도면에 나타나 있지 않은) 기계적 유지 기구에 의해 몰드 척(11)에 유지된다. 몰드 척(11)은, (도면에 나타나 있지 않은) 기계적 유지 기구에 의해, 몰드 척 스테이지(12) 위에 놓인다. 몰드 척 스테이지(12)는, 몰드(10) 및 몰드 척(11)의 θ(z축을 중심으로 한 회전)방향위치의 보정기능 및 몰드(10)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖는다. 몰드 척(11)은, 그 x 및 y방향의 위치를 계측하기 위해서, 레이저 간섭계(7')로부터 출사하는 광을 반사하는 반사면을 가진다(y방향은 미도시됨). 몰드 척(11) 및 몰드 척 스테이지(12)는, UV 광원(16)으로부터 콜리메이터 렌즈(17)를 통과시켜서 출사되는 자외선(UV) 광을 몰드(10)에 통과시키는 개구를 각각 갖는다. 가이드 바아(guide bar) 플레이트(13)는, 그 일단이 몰드 척 스테이지(12)에 고정되고, 천판(9)을 통해 연장되어 있는 가이드 바아(14 및 14')의 타단을 고정한다.

에어 실린더 또는 리니어 모터로 이루어지고 몰드 승강용의 리니어 액추에이터(15, 15')는, 가이드 바아(14 및 14')를 도 1의 z방향으로 구동하고, 몰드 척(11)에 유지된 몰드(10)를 웨이퍼(1)에 누르고, 그것을 제거한다. 얼라인먼트 선반(18)은, 천판(9)으로부터 지주(19, 19')에 의해 매달려 있고, 가이드 바아(14 및 14')가 상기 선반(18)을 통해 연장되어 있다. 정전용량 센서등의 갭(gap) 센서(20)는, 웨이퍼 척(2) 상의 웨이퍼(1)의 높이(평탄도)를 계측한다. 복수의 로드(load) 셀(21)(도 1에 미도시됨)은, 몰드 척(11) 또는 몰드 척 스테이지(12)에 부착되고, 몰드(10)의 가압력을 계측한다. 다이(die)마다 정렬하기 위한 TTM(Through-The-Mold) 얼라인먼트 스코프(30, 30')는, 웨이퍼(1)와 몰드(10)에 설치된 얼라인먼트 마크를 관찰하는데 사용된 광학계와 촬상계를 갖는다. TTM 얼라인먼트 스코프(30 및 30')를 사용하여, 웨이퍼(1)와 몰드(10)간의 x 및 y방향의 위치 어긋남을 계측한다. 수지를 도포하는 디스펜서 헤드(32)는, 웨이퍼(1)의 표면에 액상의 광경화 수지를 적하해서 도포하는 노즐을 구비하고 있다. CCD 카메라 등의 촬상부(이하, CCD카메라 40)(40)는, 몰드(10)에 의해 성형된 수지를 촬상하고, 칼라화상을 취득할 수 있다. CCD 카메라에 의한 촬영시에는, 백색광원(42)이 조명용으로 사용된다. 미동 스테이지(3) 위에는, 기준 마크대 상의 기준 마크(50)가 배치되어 있다. 제어부(100)는, 상기 장치를 제어하여 이상의 액추에이터와 센서를 제어함으로써 소정의 동작을 시킨다. 제어부(100)는, 후술하는 것처럼, 성형의 양부를 판정하는 판정부로서도 기능한다. 메모리(110)에는 CCD카메라(40)로 취득한 화상이 보존된다.

도 1 내지 도 4를 사용하여, 반도체 디바이스 제조시의 임프린트 장치의 동작에 관하여 아래에서 설명한다. 도 3은, 복수의 웨이퍼에, 단일의 몰드를 사용하여, 어떤 레이어의 패턴을 전사하는 처리의 흐름도다. 단계Sl에서, (도면에 나타나 있지 않은) 몰드 반송 기구가, 몰드 척(11)에 몰드(10)를 공급한다. 단계S2에서, TTM얼라인먼트 스코프(30,30')는, 몰드(10)의 (도면에 나타나 있지 않은) 얼라인먼트 마크와 미동 스테이지(3) 상의 기준 마크(50)를 동시에 관찰한다. 이 관찰 결과를 사용하여, 몰드 척 스테이지(12)는, 주로 몰드(10)의 θ(z축을 중심으로 한 회전)방향의 위치를 정렬한다. 단계S91에서, 제어부(100)는, CCD카메라(40)에 의한 성형된 수지의 촬영에 앞서 설정되어 보존되어 있는 기준화상을 메모리(110)로부터 판독한다. 그 기준화상은, 사용하는 기판, 표면, 몰드, 수지, 몰드의 가압 하중, 몰드의 가압 시간, UV 조사시간, 이형(release) 속도를 포함하는, 그 때의 임프린트 조건에서 미리 양호하게 성형된 숏의 기준상태에서의 수지의 화상이다. 기준화상은, 양호하게 성형된 기준상태의 수지의 상태를 시뮬레이션에 의해 취득되어도 좋다. 단계S92에서, (후술되는) 연속 불량 숏 카운터k가 0으로 리셋트된다. 단계S3에서, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 반송 기구가, 웨이퍼 척(2)에 웨이퍼(1)를 공급한다. 단계S4에서, XY스테이지(4)가 구동되어서, 갭 센서(20)가 웨이퍼(1) 전체면의 높이(평탄도)를 계측한다. 이 계측 데이터는, 후술하는 바와 같이, 몰드의 가압시에 웨이퍼(1)의 전사 숏면을 본 장치의 (도면에 나타나 있지 않은) 기준평면에 정렬하는데 사용된다.

단계S5에서, 프리얼라인먼트(pre-alignment) 계측기(도시 생략)가, 웨이퍼(1) 위에 선행해서 전사된 프리얼라인먼트(도시 생략)를 촬상해 관찰한다. 제어부(100)는, 화상처리에 의해 웨이퍼(1)의 본 장치에 대한 x, y방향의 어긋남을 계측하고, 그 계측 결과에 근거하여 웨이퍼(1)의 θ(z축을 중심으로 한 회전)방향의 위치 보정을 행한다. 단계S6에서, TTM얼라인먼트 스코프(30, 30')가, 웨이퍼(1) 위의 특정한 샘플 계측 숏에 있어서, 몰드(10)상의 얼라인먼트 마크(도시 생략)와 웨이퍼(1) 상의 얼라인먼트 마크(도시 생략)를 동시에 관찰한다. 그리고, 제어부(100)는, x, y방향의 상대적 위치 어긋남 양을 계측한다. 이것들의 x방향 및 y방향의 위치 어긋남으로부터 θ(z축을 중심으로 한 회전)방향의 위치 어긋남도 산출된다. 그 후, 상기의 샘플 계측 숏에서의 TTM얼라인먼트 스코프에 의한 계측결과에 의거하여, 제어부(100)는, 웨이퍼(1) 상의 각 숏에 있어서의 x방향, y방향 및 θ방향의 어긋남을 예측하고, 숏마다의 전사처리를 실행할 때의 웨이퍼 스테이지의 위치 정렬 목표 위치를 결정한다. 이것은, 스텝 앤드 리피트 방식의 반도체 투영 노광 장치에서 이용된 글로벌 얼라인먼트 계측 방법과 같은 방법이다. 단계S7에서, 웨이퍼(1) 상의 각 숏에 대하여, 도 4에 나타내는 흐름도에 의거한 패턴 전사 처리가 행해진다.

전체 숏의 전사처리가 종료하면, 단계S8에서, (도면에 나타나 있지 않은) 웨이퍼 반송 기구가 웨이퍼(1)를 웨이퍼 척(2)으로부터 회수한다. 그리고, 단계S9에서, 제어부(100)는, 계속해서 패턴 전사 처리를 행하는 웨이퍼가 있는 것인가 아닌가를 판정한다. 전사 처리를 행하는 웨이퍼가 있는 경우에는, 단계S3으로 되돌아가고, 전사 처리를 행하는 웨이퍼가 없는 경우에는 단계SlO으로 진행된다. 단계SlO에서, (도면에 나타나 있지 않은) 몰드 반송 기구가 몰드 척(11)으로부터 몰드(10)를 회수한다. 끝으로, 단계S93에서, 기준화상을 클리어 하고, 복수의 웨이퍼에 대한 패턴의 전사처리를 종료한다.

도 4는, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 임프린트 장치를 사용하여, 1장의 웨이퍼에 패턴을 전사할 때 실행된 처리의 흐름도이고, 도 3의 단계S7에 해당한다. 이하, 도 4와 도 1, 도 2를 참조하여, 제 1 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작, 기능 등에 관해 설명한다. 도 4를 참조하면, 단계S701에서, 제어부(100)는, XY스테이지(4)를 구동하고, 웨이퍼(1)가 놓인 웨이퍼 척(2)을 이동시키고, 웨이퍼(1) 상의 패턴의 전사 장소(숏)를 디스펜서 헤드(32) 아래의 위치에 위치시킨다. 단계S702에서, 디스펜서 헤드(32)는, 웨이퍼(1) 상의 목표의 숏에 광경화 수지를 도포한다. 단계S703에서, 제어부(100)는, 해당 숏의 평면이 몰드(10)의 요철 패턴과 대향하는 위치에 위치되도록 XY스테이지(4)를 구동한다. 이 경우에, 웨이퍼 스테이지는, 도 3의 단계S6의 얼라인먼트 계측의 결과에 의거하여 결정되어 보정된 얼라인먼트 목표 위치로 이동한다. 한층 더, 제어부(100)는, 미동 스테이지(3)에 의해 웨이퍼 척(2)의 z방향의 높이와 기울기를 조정하고, 전술한 웨이퍼 높이의 계측 데이터를 기초로 하여, 웨이퍼(1)의 상기 숏의 표면을 본 장치의 기준평면(도면에 나타내지 않는다)에 정렬한다. 단계S704에서, 제어부(100)는, 리니어 액추에이터(15, 15')를 구동하여 상기 몰드 척(11)을 소정 위치까지 하강시킨다. 단계S705에서, 제어부(100)는, 몰드 척(11) 또는 몰드 척 스테이지(12)에 부착된 복수의 로드 셀(21)(도 1에 도면에 나타나 있지 않음)의 출력에 의거하여, 몰드(10)의 가압력이 적절한 값인가 아닌가를 판정한다. 가압력이 소정의 범위밖에 속하는 경우, 단계S705에서는 NO로 판정하고, 단계S706으로 진행된다.

단계S706에서, 제어부(100)는, 리니어 액추에이터(15, 15')에 의해 몰드 척(11)의 z방향의 위치를 변화시키거나, 또는 미동 스테이지(3)에 의해 웨이퍼 척(2)의 z방향의 위치를 변화시킴으로써, 몰드(10)의 가압력의 조정을 행한다. 제어부(100)는, 소정의 가압력이 얻어질 때까지 단계S705와 단계S706의 루프를 반복한다. 단계S705에서 몰드(10)의 가압력이 적절하다고 판정되면, 단계S705에서 YES로 판정하고, 단계S707로 진행된다. 단계S707에서, UV광원(16)은, 소정 기간동안 UV광을 상기 숏에 조사한다. UV 광의 조사가 완료하면, 단계S708에서, 제어부(100)는, 리니어 액추에이터(15, 15')를 구동해서 몰드 척(11)을 상승시키고, 몰드(10)를 웨이퍼(1)상의 경화된 수지로부터 떼어놓는다. 단계S709a에서, 제어부(100)는, XY스테이지(4)를 구동하고, 전사 후의 숏이 CCD카메라(40) 아래의 위치에 위치되도록 웨이퍼(1)를 이동시킨다.

단계S790에서, 도 5에 나타내는 흐름도에 따라 전사 후의 숏의 양부판정이 제어부(100)에 의해 행해진다. 도 5를 참조하면, 단계S791에서, 백색광원(42)은, 전사후의 숏에 백색광을 조사하고, CCD 카메라(40)가 상기 전사후의 숏의 수지의 상태를 촬상한다. 단계S792에서, 제어부(100)는, 도 3의 단계S91에서 설정된 기준화상과 단계S791에서 취득된 화상을 비교한다. 비교 대상으로서, 상기 취득된 화상의 적어도 일부의 영역을 사용할 수 있다. 성형불량이 수지의 잔여층 두께 불균일성에 기인하는 경우, 성형불량은 숏 전체에 미치는 것이 많으므로, 이 경우에는 상기 취득된 화상 전체가 비교 대상으로서 사용된다. 한편, 성형불량이 먼지의 존재에 기인하는 경우에는, 성형불량이 숏의 일부의 영역에 머무르기도 한다. 이러한 경우에는, 상기 취득된 화상의 일부의 영역은, 비교 대상으로서 사용된다.

단계S793에서, 제어부(100)는, 상기 촬상된 숏에 있어서의 수지의 화상과 기준화상과의 차이가 허용범위외인가 아닌가를 판정한다. 보다 구체적으로는, 수지가 먼지를 집거나, 수지가 잔여층 두께 불균일성이 있는 경우에는, 상기 취득된 화상에 색조의 변화가 관찰된다는 현상을 이용하여 그 판정처리를 시행한다. 예를 들면, 상기 취득된 화상의 히스토그램을 기준화상의 히스토그램과 비교하는 판정방법을 이용할 수 있다. 이 방법은, 일본국 공개특허공보 특개평 10-336506호에 개시되어 있다. 즉, 이 방법은, 색차 히스토그램간의 상관도를 사용한다. 예를 들면, 기준화상에 대한, 전사후의 화상의 색차 히스토그램의 상관도가 90％이하인 경우에는, 전사 불량이라고 판정한다. 또한, 상기 취득된 화상과 기준화상과의 차분이 기준값을 초과하는 화소의 수를 사용하는 판정방법을 이용할 수 있다. 한층 더, 2개의 화상간의 XYZ색계에서의 상대 거리에 의거해 상기 판정처리를 행하는 것이 가능하다. 기준화상에 대하여, 전사후의 숏의 화상의 상대 거리가 소정값이상 떨어져 있는 경우에, 제어부(100)는 전사 불량이라고 판정한다. 소정값으로서는, XYZ색계에 있어서의 MacAdam의 편차타원을 사용할 수 있다. 예를 들면, XYZ색계에서, 전사후의 숏 화상이 기준화상에 대한 MacAdam의 편차타원 외측에 위치하는 경우, 전사 불량이라고 판정하여도 좋다. 일본특허 제3811728호에는, XYZ색계를 이용해서 박막의 막두께를 측정하는 방법이 개시되어 있다. 그렇지만, 본 발명은, 막두께 자체의 어떠한 산출도 필요로 하지 않는다.

이렇게 하여, 기준화상과 전사후의 숏의 화상간의 차이가 허용범위외인 경우에는, 단계S793에서 NO로 판정하고, 단계S795로 진행된다. 단계S795에서, 제어부(100)는, 연속 불량 숏 카운터k를 1씩 카운트 업한다. 단계S796에서, 제어부(100)는, 상기 연속 불량 숏 카운터k가 소정의 카운트 값으로서 3인가 아닌가를 판정한다. 이것은, 몰드의 소위 셀프 크리닝 효과를 고려하여, 연속 3숏미만의 전사 불량이, 전사 불량이라고 하지 않기 때문이다. 연속 불량 숏 카운트가 3에 이르는 경우, 단계S796에서는 YES로 판정하고, 단계S797로 진행된다. 단계S797에서, 제어부(100)는, 불량 기판으로서 판정된 기판의 회수 또는 몰드의 교환을 지시하는 신호를 출력한다. 예를 들면, 제어부(100)는, 전사 불량이 발생한 취지의 메시지를 (도면에 나타나 있지 않은) 본 장치의 조작 화면에 표시한다. 이 경우, 제어부(100)는, 불량 기판이라고 판정된 기판의 회수, 또는, 몰드의 교환을 지시하는 메시지를 출력하도록 구성되어도 된다. 한편, 연속 불량 숏 카운터k의 카운트 값이 3이 아닌 경우에, 단계S796에서는 NO로 판정하여, 도 5의 흐름도(도 4의 단계S790)를 종료한다. 상기 단계S793에서, 기준화상과 전사후의 숏의 화상과의 차이가 허용범위내인 경우에는, 단계S793에서는 YES로 판정하고, 단계S794에서 연속 불량 숏 카운터k를 0으로 리셋트한다. 그 후, 도 5의 흐름도를 종료한다.

이렇게 하여, 연속해서 불량 숏이라고 판정되는 숏의 수가 3미만일 경우에는, 셀프 크리닝 효과에 의해 먼지가 제거된 것이라고 판정하고, 웨이퍼 전체의 전사 불량이라고 하지 않는다. 3숏미만의 불연속 전사 불량이 발생한 경우에는, 숏의 번호를 해당 웨이퍼의 식별 번호(예를 들면, 웨이퍼ID라고 칭한다)와 함께, 임프린트 장치를 제어하는 (도면에 나타나 있지 않은) 호스트 장치에 알린다. 그리고, 웨이퍼의 전사 이력의 관리와 전사후의 패턴 검사장치등에 의한 검사를 용이하게 하는 것이 가능해진다. 이때, 단계S796에서 연속 불량 숏의 수를 판정하는데 사용된 값은 3에 한정되지 않고, 전사 상황에 따라 적당하게 변경가능하다. 이렇게 하여, 도 4의 전사의 양부 판정을 행하는 단계S790은 실행된다.

도 4를 다시 참조하면, 단계S790의 다음에 단계S709b에서, 제어부(100)는, XY스테이지(4)를 구동하고, 다음에 전사처리를 행하는 숏이 디스펜서 헤드(32) 아래의 위치에 오도록 웨이퍼(1)를 이동시킨다. 단계S710에서, 제어부(100)는, 웨이퍼(1)상의 전체 숏의 패턴 전사처리가 종료한 것인가 아닌가, 혹은 전사 불량이 검출되었는지를 판정한다. 미 전사처리의 숏이 있고, 전사 불량이 검출되지 않은 경우에는, 단계S710에서는 NO로 판정하고, 단계S702로 되돌아간다. 미 전사처리의 숏이 없는 경우 또는 전사 불량이 검출된 경우에는, 단계S710에서는 YES로 판정하고, 단계S711로 진행된다. 단계S711에서, 제어부(100)는, 웨이퍼(1)의 회수(도 3의 단계S8)를 준비하기 위해서 소정의 위치로 XY스테이지(4)를 구동한다.

이상, 도 4를 사용하여, 1장의 웨이퍼에 패턴을 전사할 때의 임프린트 장치의 동작 및 기능에 관하여 설명했다. 또한, 도 4에서 전사 불량이 검출된 경우에, 먼지의 부착을 고려하여, 몰드를 임프린트 장치로부터 자동적으로 회수하고, 세정 또는 교환하여도 좋다. 이에 따라 단일 웨이퍼의 연속 전사처리 또는 다른 웨이퍼의 전사처리가 준비가 된다. 도 1에서, 간략함을 기하기 위해서, CCD카메라(40)와 백색광원(42)을 몰드(10)를 가로질러디스펜서 헤드(32)의 반대측에 배치하고 있지만, 이것들을 몰드(10)에 대하여 같은 측에 배치해도 좋다. 이 경우에는, 단계S709a 및 단계S709b에서의 XY스테이지(4)의 이동량을 감소시킬 수 있다. 한층 더, 도 6에 나타나 있는 바와 같이, 단계S708의 뒤에, 다음에 전사처리를 행하는 숏을 디스펜서 헤드(32) 아래의 위치에 위치하도록 웨이퍼(1)를 이동시키는 단계S709와 병행하여, 전사의 양부판정을 행하는 단계S790을 실행하여도 좋다. 이 경우, 도 5의 단계S791에서는, XY스테이지(4)의 이동중에 전사후의 숏을 촬상한다. 이에 따라, 촬상하기 위해 XY스테이지(4)를 정지시킬 필요가 없으므로, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

다음에 도 7을 참조하여, 제 2 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작, 기능 등에 관하여 설명한다. 도 7의 같은 참조번호는, 도 1과 같은 기능을 갖는 부품을 나타내고, 그 설명을 반복하지 않는다. 도 7을 참조하면, 참조번호 41은 UV광원(16)으로부터의 광로에 배치되고, 몰드(10)를 거쳐서 웨이퍼(1)측으로부터 출사하는 반사광을 구부려서 CCD카메라(40)에 이끄는 빔 스플리터를 나타낸다. 간략함을 기하기 위해서, 도 7은 하나의 TTM얼라인먼트 스코프 30'를 나타내지 않는다. 복수매의 웨이퍼에 단일의 몰드를 사용하여, 어떤 레이어의 패턴을 전사하는 처리의 흐름도는 도 3과 같다. 도 8은, 제 2 실시예의 임프린트 장치를 사용해서 1장의 웨이퍼에 패턴을 전사하는 처리의 흐름도로, 도 3의 단계S7에 해당한다. 도 8의 같은 단계번호는, 도 4와 같은 동작을 행하는 단계를 나타내고, 그 설명을 생략한다.

이하, 도 7, 도 8 및 도 2를 참조하여, 제 2 실시예의 임프린트 장치의 동작, 기능 등에 관하여 설명한다. 도 8은, 도 4와의 차이는, 전사의 양부판정을 행하는 단계S790이 단계S708에서의 이형 직후에 행해지는 점이다. 이 경우, 수지를 경화시키는데 필요한 파장 범위의 제1의 광(UV광)과, 이 파장 범위와는 다른 파장 범위의 제2의 광(백색광)을 선택적으로 사출할 수 있는 광원(16)이, 사용될 수 있다. 예를 들면, 광원(16)은, 다파장의 광원이고, (도면에 나타나 있지 않은) 파장 선택 필터를 내장한다. 단계S707에서 상기 자외선 경화 수지를 경화시키기 위해서 UV광을 조사할 때, 그 수지에, 파장 선택 필터를 거쳐 UV광만을 조사한다. 상기 이형 후, 도 5의 단계S791에서 전사후의 숏의 촬영을 행하는 경우에는, UV광원(16)은 파장 선택 필터에 의해 자외선 범위를 제거하여 백색광을 상기 숏에 조사한다. 웨이퍼(1) 상의 자외선 경화 수지에서 반사된 광은, 빔 스플리터(41)에 의해 CCD카메라(40)를 향해 구부러지고, 전사 후의 상기 숏의 화상으로서 촬영된다. 도 8에 있어서, 그 밖의 동작은 도 4와 같아서, 그 설명은 생략한다.

도 9는, 제 2 실시예의 임프린트 장치를 사용하여, 1장의 웨이퍼에 패턴을 전사하는 별도의 처리의 흐름도이고, 도 8과 같이, 도 3의 단계S7에 해당한다. 도 9의 같은 단계 번호는, 도 4와 같은 동작을 행하는 단계를 나타내고, 그 설명을 생략한다. 이하, 도 7, 도 9 및 도 2를 참조하여, 제 2 실시예의 임프린트 장치의 동작, 기능 등에 관하여 설명한다. 도 9는, 도 8과의 차이는, 성형의 양부의 판정을 행하는 단계S790이 단계S707의 UV광조사 이전에 행해지는 점이다. 이 경우, 상기한 바와 같이, 상기 광원(16)은, (도면에 나타나 있지 않은) 파장 선택 필터를 내장하는 다파장 광원이다. 도 5의 단계S791에서는, 경화되기 전의 성형된 자외선 경화 수지의 상태를 촬상하기 위해서, 상기 광원(16)으로부터 백색광이 자외선 경화 수지에 조사된다. 다시 말해, 소정의 가압력으로 몰드(10)를 상기 수지에 누른 상태에서, 광원(16)이 자외선 범위를 제외한 백색광을 그 수지에 조사하고, 전사 영역을 CCD카메라(40)로 촬상한다. 수지의 경화전이여도, 잔여층 두께 불균일 또는 먼지가 있으면, 수지의 경화 후와 마찬가지로 관찰할 수 있다. 따라서, 도 9에 있어서, 단계S790의 상기 전사 영역의 체크 직후에, 전사의 양부 판정을 행한다. 불량이라고 판정된 경우에는, UV광의 조사를 행하기 전에 웨이퍼를 회수할 수 있다. 이런 연유로, 도 9일 경우에 전사의 양부 판정에 사용된 기준화상은, 먼지나 불량이 거의 없고 전사 후의 결과가 양호한 경우에 UV광 조사전의 화상을 사용한다.

이상과 같이, 제 2 실시예에서는, CCD카메라(40)에 의한 전사 영역의 촬영을 위한 XY스테이지 이동이 필요하지 않으므로, 본 장치의 스루풋을 향상할 수 있다. 또한, 디스펜서 헤드(32)에 대한 CCD카메라(40)의 배치에 제약이 없어지기 때문에, 본 장치의 설계 자유도가 증가할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 기판상의 복수의 숏에 패턴을 전사할 때에, 1장의 기판에 관한 패턴 전사동안에 불량 숏을 검출하고, 그 불량 숏의 증가를 방지하는 것이 가능한 임프린트 장치를 제공할 수 있다. 따라서, 고수율을 보장할 수 있는 임프린트 장치를 제공할 수 있다. 사전에 같은 조건으로 전사해서 보존되어 있는 화상과 비교해서 전사의 양부를 판정하므로, 사용하는 몰드의 패턴 구조가 변해도 보통 전사의 양부를 판정할 수 있다.

[물품의 제조 방법]

물품으로서의 디바이스(반도체 집적회로소자, 액정표시 소자등)의 제조 방법은, 전술한 임프린트 장치를 사용해서 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 또는 필름형 기판)에 패턴을 전사(형성)하는 처리를 포함한다. 한층 더, 상기 제조 방법은, 패턴을 전사한 기판을 에칭하는 처리를 포함할 수 있다. 또한, 패터닝된 미디어(기록 매체)나 광학소자등의 다른 물품을 제조할 때, 상기 제조 방법은, 에칭 대신에, 패턴을 전사한 기판을 가공하는 다른 처리를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 관하여 설명했다. 본 발명은 이것들의 실시예에 한정되지 않고, 전체적인 본 발명의 개념의 범위 내에서 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

본 발명을 예시적 실시예들을 참조하여 기재하였지만, 본 발명은 상기 개시된 예시적 실시예들에 한정되지 않는다는 것을 알 것이다. 아래의 청구항의 범위는, 모든 변형, 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 아주 넓게 해석해야 한다.

Claims

기판상의 복수의 숏(shot) 위에 패턴을 형성하기 위해 상기 기판에 공급된 수지에 몰드의 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서,
상기 숏(shot) 위에 패턴으로 형성된 상기 수지를 촬상하는 촬상부;
상기 기판상으로 수지를 공급하는 수지 공급부; 및
상기 임프린트 처리를 제어하는 제어부를 구비하고,
상기 촬상부는 상기 몰드의 패턴이 전사되는 위치에 대하여 상기 수지 공급부와 같은 측에 배치되고,
상기 제어부는, 상기 촬상부에 의해 촬상된 상기 패턴으로 형성된 수지의 적어도 일부의 영역의 화상과 기준 화상을 비교하여 상기 숏(shot) 위에 형성된 패턴의 양부를 판정하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 적어도 일부의 영역의 화상의 히스토그램과, 상기 기준 화상의 히스토그램을 비교하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 상기 적어도 일부의 영역의 화상과 상기 기준 화상과의 차분이 기준값을 초과하는 화소의 수에 의거하여 상기 숏(shot) 위의 상기 패턴의 전사 불량을 판정하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 허용범위 이외의 복수의 숏(shot) 위에 형성된 패턴을 소정의 회수로 형성할 때, 전사 불량이라고 판정하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는, 전사 불량이라고 판정했을 경우에, 상기 전사 불량이라고 판정된 기판의 회수 또는 몰드의 교환을 지시하는 신호를 출력하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 수지를 경화시키는데 필요한 파장 범위의 제 1 광과, 상기 제 1 광의 파장 범위와 다른 파장 범위의 제2 광을 교대로 사출하는 광원을 더 구비하고,
상기 촬상부는, 상기 제2 광이 상기 수지에 조사된 상태에서 상기 수지를 촬상하는 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 촬상부는, 상기 수지가 경화되기 전에 상기 숏(shot) 위에 패턴으로 형성된 수지를 촬상하는, 임프린트 장치.
청구항1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용해서 패턴을 기판에 형성하는 단계; 및
상기 패턴을 형성한 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하는, 물품 제조방법.
제 1 항에 있어서,
상기 복수의 숏(shot) 각각에 패턴이 형성될 때마다, 상기 제어부는 상기 복수의 숏(shot) 각각에 형성된 패턴의 양부를 판정하는, 임프린트 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 몰드가 경화된 수지로부터 제거된 후, 상기 촬상부는 기판을 지지하는 기판 스테이지가 패턴이 전사되는 다음 숏(shot)이 상기 수지 공급부 아래 부분에 위치되도록 이동되는 경우 상기 몰드에 의한 패턴으로 형성된 수지를 촬상하는, 임프린트 장치.