KR101765365B1

KR101765365B1 - 임프린팅 장치, 디바이스 제조 방법 및 임프린팅 방법

Info

Publication number: KR101765365B1
Application number: KR1020140058223A
Authority: KR
Inventors: 다카시 도시마; 도모카즈 다키
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2013-05-16
Filing date: 2014-05-15
Publication date: 2017-08-07
Also published as: JP2014241398A; US10001702B2; US20140339721A1; KR20140135641A; CN104166306A; JP6333039B2

Abstract

몰드를 이용하여 기판 상의 수지에 패턴을 임프린팅하는 임프린팅 장치는 몰드 마크 및 기판 마크를 검출하는 검출기, 몰드 및 기판의 상대적 위치를 변경하는 구동 유닛, 수지를 경화시키는 경화 유닛 및 검출기, 구동 유닛 및 경화 유닛에 의해 수행되는 동작을 제어하는 제어기를 포함한다. 제어기는 검출된 몰드 마크 및 기판 마크에 따라 구동 유닛을 제어하여 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계, 얼라인먼트 단계 후에 몰드를 접촉시킨 상태에서 경화 유닛이 수지를 경화하도록 하는 경화 단계, 및 경화 단계 후에 검출기가 몰드 마크 및 기판 마크를 검출함으로써 수지가 경화된 후에 몰드 및 기판 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 검출 단계를 수행한다.

Description

임프린팅 장치, 디바이스 제조 방법 및 임프린팅 방법{IMPRINTING APPARATUS, DEVICE FABRICATION METHOD, AND IMPRINTING METHOD}

개시된 실시예는 기판 상의 수지에 몰드(mold)를 이용하여 패턴을 형성하는 임프린팅 장치, 그 임프린팅 장치를 이용하여 디바이스를 제조하는 디바이스 제조 방법, 및 임프린팅 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등의 디바이스를 제조하는 기술로서 임프린팅 기술이 공지되어 있다. 임프린팅 기술은 기판 상에 미경화의 수지를 공급하고, 수지와 (레티클에 대응하는) 몰드를 접촉시킨 상태에서 수지를 경화시킴으로써 수지에 패턴을 형성하는 기술이다. 임프린팅 기술에는, 수지의 열변형에 기초한 열경화형 또는 광에 의해 수지가 경화하는 광경화형 등의 임의의 임프린팅 방법이 있다.

디바이스의 제조에서는, 수지에 형성된 패턴을 마스크로 하여 그 하층을 에칭하거나 기판에 이온을 주입하는 프로세스를 반복한다. 따라서, 하층의 패턴에 대하여 상층의 패턴을 정확하게 정렬하는 것이 디바이스 성능을 확보하는데 중요하다.

일반적으로, 노광 장치는 레티클의 패턴과 기판의 패턴의 상대적 위치 어긋남(misalignment)(얼라인먼트 오차)를 보정하는 얼라인먼트 기능을 갖는다.

임프린팅 장치는 또한 노광 장치와 마찬가지로 얼라인먼트 기능을 갖는 것이 바람직하다. 노광 장치에서는 기판과 레티클이 비접촉하는 것에 반하여, 임프린팅 장치에서는 기판과 몰드가 수지를 통해 접촉한다. 이 때문에, 일본 특허 공개 2006-165371호 공보에는, 몰드와 기판 상의 수지가 접촉한 후에도, 기판과 몰드의 상대적인 위치 어긋남의 계측을 행하고, 이 위치 어긋남을 보정하여 수지가 경화되기 전에 기판과 몰드의 얼라인먼트를 행하는 것이 기재되어 있다.

그러나, 몰드와 수지가 접촉한 후에 기판과 몰드의 상대적 위치 어긋남을 보정한 후 수지를 경화하여도, 기판 상의 경화된 수지 패턴과 하층의 패턴의 상대적 위치 어긋남이 발생하는 것을 알았다. 이 상대적 위치 어긋남의 큰 원인의 적어도 하나가 수지의 수축에 관련된다. 수지의 경화를 시작한 후 수지가 충분히 경화(경화 완료)할 때까지 수지가 계속 수축하기 때문에, 수지의 수축에 따라 몰드에 응력이 가해진다. 이 몰드에 가해지는 응력 때문에, 기판과 몰드 사이의 상대적 위치 어긋남이 발생하는 것을 알았다.

이 때문에, 기판 상에 경화한 수지 패턴과 하층의 패턴 간의 상대적 위치 어긋남을 검사(오버레이 검사)를 할 필요가 있다. 종래에는, 상대적인 어긋남을 다음의 방식으로 검사하였다. 임프린팅 장치에 의해 기판 상의 전 샷 영역에 패턴을 전사한 후에, 검사를 위해 임프린팅 장치와 다른 오버레이 검사 장치에 기판을 반입한다. 전 샷 영역에 패턴을 전사한 후, 오버레이 검사 장치에 기판을 반입하여 검사하기 때문에, 상대적인 위치 어긋남을 검사하는데 시간이 걸리고, 결과적으로 생산성을 저하시킨다.

본 발명의 실시예는 수지 경화시 발생하는 상대적 위치 어긋남의 검사에 걸리는 시간을 줄임으로써 생산성의 저하를 줄일 수 있는 임프린팅 장치를 제공한다.

본 개시물의 실시예는 몰드를 이용하여 기판 상의 수지에 패턴을 임프린팅하는 임프린팅 장치로서, 상기 몰드 상에 설치된 몰드 마크 및 상기 기판 상에 설치된 기판 마크를 검출하는 검출기; 상기 몰드 및 상기 기판의 상대적 위치를 변경하는 구동 유닛; 상기 수지를 경화시키는 경화 유닛; 및 상기 검출기, 상기 구동 유닛 및 상기 경화 유닛에 의해 수행되는 동작을 제어하는 제어기를 포함하고, 상기 제어기는 상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 마크 및 상기 기판 마크에 따라 상기 구동 유닛을 제어하여 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계, 상기 얼라인먼트 단계 후에 몰드를 접촉시킨 상태에서 상기 경화 유닛이 상기 수지를 경화하도록 하는 경화 단계, 및 상기 경화 단계 후에 상기 검출기가 상기 몰드 마크 및 상기 기판 마크를 검출함으로써 상기 수지가 경화된 후에 상기 몰드 및 상기 기판 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 검출 단계를 수행하는 임프린팅 장치를 제공한다.

본 발명의 특징은 첨부된 도면을 참조한 다음의 예시적인 실시예로부터 자명해질 것이다.

본 발명에 따르면, 수지 경화시 발생하는 상대적 위치 어긋남의 검사에 걸리는 시간을 줄임으로써 생산성의 저하를 줄일 수 있다.

도 1은 임프린팅 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 제1 실시예에 따른 임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작을 나타내는 도면.
도 3의 (a) 및 (b)는 제1 실시예의 노광 공정시에 발생하는 상대적 위치 어긋남의 계측을 나타내는 도면.
도 4의 (a) 및 (b)는 제1 실시예의 노광 공정시에 발생하는 상대적 위치 어긋남의 보정을 나타내는 도면.
도 5는 제1 실시예에 따른 임프린팅 프로세스의 흐름을 나타내는 도면.
도 6은 제2 실시예의 임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작을 나타내는 도면.
도 7은 제2 실시예의 검출기의 이동 및 얼라인먼트 마크를 나타내는 도면.
도 8은 제2 실시예의 노광 공정시에 발생하는 상대적 위치 어긋남의 계측을 나타내는 도면.
도 9는 제2 실시예의 임프린팅 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 10은 제2 실시예에서 사용되는 몰드 및 마크를 나타내는 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예를 상세히 설명한다. 도면에 있어서, 유사한 컴포넌트는 유사한 참조 번호로 표기되며 중복 설명은 생략한다.

제1 실시예

임프린팅 장치에 관하여

도 1을 참조하여 임프린팅 장치(100)를 설명한다. 여기서, 기판(W) 상에 배치된 수지가 자외광의 조사에 의해 경화되는 광경화형의 임프린팅 방법을 적용한 임프린팅 장치(100)에 대하여 설명한다.

임프린팅 장치(100)는 임프린팅 동작을 수행하여 기판(W) 상에 패턴을 형성한다. 임프린팅 장치(100)는, 임프린팅 동작을 반복적으로 수행함으로써 기판(W) 상의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성할 수 있다. 1회의 임프린팅 동작에서는, 기판(W) 상에 배치된 수지가 패턴이 형성된 몰드(M)(레티클에 대응)와 접촉한 상태에서 경화되고 몰드(M)와 기판(W)의 간격을 넓게 함으로써 기판(W) 상에 패턴을 형성한다.

임프린팅 장치(100)는 자외광을 조사하는 조명(IL)(경화 유닛) 및 몰드(M) 상에 형성된 마크 및 기판(W) 상에 형성된 마크를 검출하는 검출기(AS)를 포함한다. 임프린팅 장치(100)는 또한 검출기(AS)를 지지하는 구조체(120), 몰드(M)를 유지하는 몰드 홀더(130) 및 기판(W)을 유지하는 기판 홀더(140)를 포함한다.

임프린팅 장치(100)는 또한 적어도 기판(W)에 직교하는 z축 방향으로 몰드 홀더(130)를 이동시키는 몰드 스테이지(131)(몰드 구동 유닛)를 포함한다. 몰드 스테이지(131)는 몰드 홀더(130)를 유지하고 몰드 홀더(130)를 z축 방향으로 이동시켜 몰드(M)가 기판(W) 상에 배치된 수지와 접촉하도록 할 수 있다. 몰드 스테이지(131)는 x축 또는 y축 방향 또는 각 축에 대하여 회전 구동하여도 된다.

임프린팅 장치(100)는 또한 적어도 기판(W)에 평행한 x축 및 y축 방향으로 기판 홀더(140)를 이동시키는 기판 스테이지(141)(기판 구동 유닛)를 포함한다. 기판 스테이지(141)는 기판 홀더(140)를 유지하고 구조체(110) 상에 설치된다. 기판 스테이지(141)는 z축 방향 또는 각 축에 대하여 회전 구동하여 된다.

임프린팅 장치(100)는 기판 홀더(140)를 지지하는 구조체(110) 및 기판(W) 상에 수지(R)을 공급하는 공급기(160)(디스펜서)를 포함한다. 조명(IL)으로부터의 자외광을 수지(R)에 조사하기 위하여, 몰드(M)는 석영 등의 광투과 재료로 이루어진다.

임프린팅 장치(100)는 또한 몰드 홀더(130) 및 기판 홀더(140)의 동작을 제어하는 제어기(CNT), 검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과를 이용하여 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치를 연산하는 연산기(CAL) 및 검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과 및 연산기(CAL)에 의해 얻어진 연산 결과를 저장하는 저장 유닛(DB)을 포함한다.

여기서, 제어기(CNT), 연산기(CAL) 및 저장 유닛(DB)이 임프린팅 장치(100)에 포함되는 경우를 설명하지만, 이들 컴포넌트는 임프린팅 장치(100)의 외부에 설치될 수 있다. 이 경우, 예를 들어, 임프린팅 장치(100)는 네트워크를 통해 (제어기(CNT), 연산기(CAL) 및 저장 유닛(DB)을 포함하는) 컴퓨터와 정보를 교환한다. 컴퓨터는 복수의 임프린팅 장치와 정보를 교환함으로써 복수의 임프린팅 장치의 임프린팅 동작을 제어하는 임프린팅 시스템일 수 있다. 제어기(CNT)는 임프린팅 장치(100)의 동작을 제어하는 프로그램을 저장하는 메모리(MRY) 및 메모리(MRY)에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서(PRC)를 포함한다. 실행되는 프로그램에 따라, 제어기(CNT)는 임프린팅 장치(100)의 개별 컴포넌트를 제어하는 신호를 출력한다.

저장 유닛(DB)만이 임프린팅 장치(100)의 외부에 설치될 수 있고, 복수의 임프린팅 장치에 대하여 하나의 저장 유닛(DB)이 설치되는 임프린팅 시스템에 포함될 수 있다. 임프린팅 장치(100)의 외부에 설치된 저장 유닛(DB)은 임프린팅 장치(100) 뿐만 아니라 복수의 노광 장치에 접속될 수 있다. 노광 조건에 관한 정보를 수집하거나 사용하는 몰드나 기판에 대응하는 적절한 장치 파라미터를 관리하기 위하여, 임프린팅 장치(100)의 외부에 설치된 서버가 저장 유닛(DB)으로서 사용될 수 있다.

얼라인먼트 동작

기판(W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(기판 마크(150)) 및 몰드(M) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(몰드 마크(151))가 몰드(M) 및 기판(W)의 얼라인먼트에 사용된다. 기판(W) 및 몰드(M)는 기판 마크(150) 및 대응하는 몰드 마크(151)가 서로 중첩하도록 배치된다. 이 상태에서, 예를 들어, 기판 마크(150) 및 몰드 마크(151)의 이미지 또는 기판 마크(150) 및 몰드 마크(151) 사이의 간섭에 의해 생성된 간섭 패턴이 얼라인먼트 스코프(alignment scope) 등의 검출기(AS)에 의해 검출된다. 얼라인먼트는 검출기(AS) 및 제어기(CNT)를 포함하는 얼라인먼트 유닛(후술)에 의해 수행된다. 검출기(AS)의 각각은 마크를 조사하는 조명계 및 마크로부터의 화상 또는 간섭 패턴을 수광하는 수광 소자를 포함하는 얼라인먼트 스코프이다.

검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과에 기초하여, 연산기(CAL)는 수지(R)를 경화하기 전의 기판(W) 및 몰드(M) 간의 상대적 위치 어긋남 (얼라인먼트 에러)을 결정한다. 수지(R)를 경화하기 전의 기판(W) 및 몰드(M) 간의 상대적 위치 어긋남은 기판 마크(150) 및 몰드 마크(151)를 검출함으로써 검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과에 기초하여 얼라인먼트 유닛에 포함되는 연산기(CAL)에 의해 수치로서 정량적으로 결정된다. 제어기(CNT)는 연산기(CAL)에 의해 얻어진 연산 결과를 입력 값으로서 수신하고 얼라인먼트 유닛에 포함되는 몰드 스테이지(131) 또는 기판 스테이지(141)를 구동하는 신호를 출력한다. 몰드 스테이지(131) 또는 기판 스테이지(141)는 제어기(CNT)로부터 출력된 신호에 따라 이동한다. 이 방식으로, 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치가 변경되고, 결과적으로, 몰드(M) 및 기판(W)이 정렬된다. 몰드 스테이지(131) 및 기판 스테이지(141)는 동시에 또는 순차적으로 구동될 수 있다.

수지(R)의 경화 전에 발생한 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남은 몰드 스테이지(131) 및 기판 스테이지(141)를 이런 방식으로 구동함으로써 저감(감소)된다. 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치의 변화에 더하여, 임프린팅 장치(100)는 몰드(M)를 변형시킬 수 있다. 얼라인먼트는 기판(W)의 임프린팅 영역(샷 영역)에 따라 몰드(M) 상의 패턴의 형상 및 크기(배율)을 조절함으로써 수행된다. 상술한 바와 같이, 얼라인먼트 유닛은 몰드(M)를 변형시키는 변형 메카니즘을 포함할 수 있다. 즉, 얼라인먼트 동작은 몰드 홀더(130) 상의 변형 메카니즘에 의해 몰드(M)의 형상 및 크기를 변경하는 것을 포함할 수 있다.

수지(R)가 임프린팅 장치(100)에 포함되는 공급기(160)에 의해 기판(W)의 샷 영역에 공급된다. 제어기(CNT)는 공급기(160)에 의해 공급될 수지(R)의 양 및 수지(R)가 공급될 타이밍을 제어한다. 상술한 바와 같이, 제어기(CNT)는 연산기(CAL)에 의해 얻어진 연산 결과를 그 입력 값으로서 수신한다. 검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과로부터 결정된 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남에 관한 정보는, 적어도 수지(R)가 기판(W) 상의 다음 샷 영역에 공급될 때 공급기(160) 또는 기판 홀더(140)를 제어하는데 사용될 수 있다. 기판(W)에 공급되는 수지(R)의 양이 증가할 수록, 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남이 증가한다. 따라서, 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치 어긋남량에 따라, 제어기(CNT)는 공급기(160)에 의해 공급될 수지(R)의 양 또는 사용될 노즐의 위치를 제어하고 기판 홀더(140)를 이동시켜 공급기(160) 아래에 샷 영역이 위치하도록 한다.

조명(IL)로부터 조사된 광의 조사 시간 및 조사량은 기판(W) 상에 공급되는 수지(R)의 종류 및 양에 따라 변경된다. 제어기(CNT)는 조명(IL)의 조사 시간 및 조사량을 제어한다. 검출기(AS)에 의해 얻어진 검출 결과로부터 결정된 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남에 관한 정보는, 적어도 기판(W) 상의 다음 샷 영역 내의 수지(R)가 경화될 때 조명(IL)을 제어하는데 사용될 수 있다. 기판(W) 상에 공급된 수지(R)를 경화시키는 노광 시간이 증가함에 따라, 종종 수지(R)가 경화된 후에, 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남이 증가한다. 따라서, 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남량에 따라, 제어기(CNT)는 조명(IL)으로부터 조사된 광의 조사 시간 및 조사량을 변경할 수 있다.

임프린팅 동작

도 2를 참조하여 임프린팅 동작을 설명한다. 도 2는 1회(1 샷 영역)의 임프린팅 동작의 공정을 나타내는 도면이다. 기판(W) 상의 복수의 샷 영역에 대하여 임프린팅을 수행하는 경우, 도 2에 도시된 임프린팅 동작이 반복적으로 수행된다. 여기에 기재된 임프린팅 동작은 제어기(CNT)에 포함된 메모리(MRY)에 저장된 프로그램을 실행하는 프로세서(PRC)의 결과로서 임프린팅 장치(100)에 의해 수행된다.

단계(S1)에서, 수지(R)가 공급기(160)에 의해 기판(W) 상의 샷 영역에 공급된다 (수지 공급 단계). 기판(W) 상에 공급될 수지 액적(droplet)의 배치에 관한 배치 정보는 제어기(CNT)의 메모리(MRY)에 미리 저장되어 있다. 공급기(160)는 배치 정보에 따라 수지(R)를 공급하도록 제어된다. 수지 액적의 배치 정보는 사용되는 몰드(M) 상의 패턴 배치 및 잔여 층 두께(RLT)를 고려하여 결정된다. 예를 들어, RLT가 큰 경우, 수지(R)는, 액적 간의 간격이 좁고 액적 밀도가 높아지도록 하는 배치 정보에 기초하여 공급된다. 여기에서, RLT는 경화된 수지(R)에 의해 형성된 요철 패턴의 오목부의 표면(저면)과 임프린팅시의 기판(W)의 표면과의 사이의 수지(R)의 두께이다.

단계(S2)에서, 몰드(M) 상에 형성된 패턴은 기판(W) 상에 배치된 수지(R)와 접촉된다(몰드 압인 단계). 수지 공급 단계(S1)에서 수지(R)가 기판(W) 상의 샷 영역에 공급된 후에, 기판 스테이지(141)는 구동되어 기판(W) 상의 샷 영역이 몰드(M) 상에 형성된 대응 샷 영역에 대향하도록 기판(W)을 이동시킨다. 기판(W)이 이동된 후, 몰드 스테이지(131)가 구동되어 몰드 스테이지(131)가 기판 스테이지(141)에 근접하도록 하고, 결과적으로, 몰드(M) 상의 패턴이 기판(W) 상에 배치된 수지(R)와 접촉한다(몰드 압인 단계). 패턴이 수지(R)와 접촉하기 전에 검출기(AS)가 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있으면, 얼라인먼트는 접촉 전에 시작될 수 있다.

단계(S3)에서, 몰드(M) 상의 패턴은 수지(R)로 충전된다 (충전 단계). 충전 단계는 종종 몰드(M) 상의 패턴을 수지(R)로 충분히 충전(침지)하기 위하여 일정한 시간이 걸릴 수 있다. 충전 단계에서, 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치를 조절하여, 수지(R)가 경화될 때 몰드(M) 상의 패턴에 수지(R)의 미충전이 발생하지 않도록 수지(R)를 몰드(M) 상의 패턴에 충전시킨다. 충전 단계에 요하는 시간을 적절히 설정함으로써, 패턴의 미충전을 감소시킬 수 있다. 몰드(M)가 수지(R)를 사이에 두고 기판(W)와 접촉한 후에도, 몰드(M)와 수지(R)가 접촉하는 것에 의해 발생하는 수지(R) 경화 전의 상대적 위치 어긋남을 보정하기 위하여 얼라인먼트가 계속 수행된다.

단계(S4)에서, 조명(IL)(경화 유닛)은 수지(R)를 경화시키기 위하여 자외광(노광광)을 수지(R)에 조사한다(노광 단계). 일반적으로, 경화 유닛으로서의 조명(IL)으로부터의 자외광이 수지(R)에 도달할 때 수지(R)의 경화가 시작되는 것으로 고려된다. 따라서, 수지(R)의 경화가 시작되는 타이밍이 노광광의 조사가 시작되는 타이밍인 것으로 가정한다. 수지(R)의 경화가 시작된 후에, 얼라인먼트는 패턴의 파손 또는 수지(R)의 미충전을 유발하므로, 몰드(M) 및 기판(W)의 얼라인먼트는 수행되지 않는다. 또한, 검출기(AS)가 노광 단계(경화 단계)에서 얼라인먼트 마크를 검출하려고 시도 하더라도, 노광광이 노이즈가 되기 때문에 검출기(AS)는 얼라인먼트 마크를 검출할 수 없고, 경우에 따라서, 수지(R)의 경화 전의 상대적 어긋남이 결정되지 않을 수 있다.

단계(S4)에서 수지(R)의 경화를 완료한 후에, 몰드 스테이지(131)가 구동되어 몰드(M) 및 기판(W) 간의 간격을 증가시키고, 결과적으로 단계(S5)에서 경화된 수지(R)로부터 몰드(M)를 떨어 뜨린다(몰드 분리 단계). 대안으로, 몰드 분리 단계는 몰드 스테이지(131) 및 기판 스테이지(141)를 동시 또는 순차적으로 구동시킴으로써 수행될 수 있다. 몰드 분리 단계를 통해, 기판(W) 상에 원하는 패턴이 형성(전사)되고, 일련의 임프린팅 동작이 완료된다.

임프린팅시의 얼라인먼트

본 발명의 제1 실시예에 따른 얼라인먼트 동작은 도 2 내지 도 4의 (b)를 참조하여 설명한다. 도 3의 (a) 및 (b)는 패턴이 제1 기판 상의 제1 샷 영역에 형성될 때 수행되는 얼라인먼트를 나타낸다. 도 4의 (a) 및 (b)는 패턴이 제1 기판 상의 제2 샷 영역 이후의 샷 영역에 형성될 때 수행되는 얼라인먼트를 나타낸다.

도 3의 (a)는 노광 단계(S4)가 시작되기 전에 수행되는 얼라인먼트를 나타낸다. 수지 공급 단계(S1)에서 수지(R)가 공급된 기판(W)이 이동하여 몰드(M) 아래에 위치한다. 얼라인먼트 동작(얼라인먼트 단계)는 몰드 압인 단계(S2) 전에 시작된다. 특히, 얼라인먼트 유닛에 포함되는 검출기(AS)는 몰드 마크(151) 및 기판 마크(150)를 검출한다. 몰드(M) 및 기판(W)의 얼라인먼트를 수행하면서 몰드(M) 상의 패턴은 기판(W) 상에 배치된 수지(R)와 접촉한다. 임프린팅 동작이 수행될 때, 얼라인먼트는 도 2에 도시된 바와 같이 몰드 압인 단계(S2), 충전 단계(S3) 동안에도 계속되고, 노광광의 조사(수지(R) 경화)가 개시하기 전까지 수행된다. 얼라인먼트 단계의 정지와 노광광의 조사(수지(R)의 경화)의 개시가 동시에 수행될 수 있다.

노광광의 조사에 의해 수지(R)의 경화가 시작되기 직전까지 얼라인먼트 동작을 계속 수행함으로써, 수지(R)의 경화 전의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남이 감소된다. 수지(R)의 경화 전의 상대적인 위치 어긋남이 허용가능한 값이하가 된 후에 얼라인먼트 동작이 정지(얼라인먼트가 정지)한다.

상술한 바와 같이, 패턴 충전 수지(R)가 노광광에 노광되기 시작할 때부터 수지(R)의 경화가 완료될 때까지는 얼라인먼트가 정지된다. 수지(R)를 경화시키는 동안, 수지(R)는 수축한다. 따라서, 수지(R)가 경화하는 동안 수지(R)가 수축함에 따라, 응력이 몰드(M)에 가해진다. 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치는 수지(R)의 수축에 의해 발생된 응력의 영향 때문에 변하고, 결과적으로, 상대적인 위치 어긋남이 수지(R)의 경화 후에 발생할 수 있다. 이러한 이유 때문에, 수지(R)의 경화 완료 후의 상대적 위치 어긋남은 수지(R)의 경화 전(얼라인먼트 정지시)보다 클 수 있다. 얼라인먼트는 노광 단계 동안 및 수지(R)의 경화 완료 후에 수행될 수 없지만, 얼라인먼트 마크는 몰드 분리 단계가 시작되기 전에 검출기(AS)에 의해 검출될 수 있다.

도 3의 (b)는 노광 단계(S4)의 완료 후의 얼라인먼트 마크의 검출을 나타낸다. 제1 실시예에 따른 임프린팅 프로세스는 노광 단계(경화 단계) 후에 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남을 결정하는 단계를 포함한다. 상대적 위치 어긋남을 결정하는 단계에서, 검출기(AS)는 수지(R)의 경화 완료 후의 얼라인먼트 마크를 검출한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 얼라인먼트 마크의 검출은 노광 단계 및 몰드 분리 단계 사이에서 수행되고, 수지(R)의 경화 후의 상대적 위치 어긋남은 상대적 위치 어긋남 결정 유닛에 의해 수치로서 정량적으로 결정된다. 단, 얼라인먼트 마크의 검출은 수지(R)의 경화 완료 또는 노광 단계의 완료와 동시에 수행될 수 있다.

여기서, 상대적 위치 어긋남 결정 유닛은 검출기(AS)에 의해 얻어진 얼라인먼트 마크의 검출 결과에 기초하여 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남을 결정하는 연산기(CAL)를 포함한다. 얼라인먼트 유닛 및 상대적 위치 어긋남 결정 유닛은 동일한 연산기(CAL)를 포함한다. 상대적 위치 어긋남 결정 유닛은 또한 검출기(AS)를 포함한다. 얼라인먼트 유닛 및 상대적 위치 어긋남 결정 유닛은 동일 또는 상이한 검출기(AS)를 포함할 수 있다. 연산기(CAL)에 의해 결정된 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(S) 사이의 상대적 위치 어긋남은 노광 단계 동안 발생한 오차(Δ)인 것으로 가정한다. 대안으로, 노광 단계 전(얼라인먼트 정지시) 및 후에 결정된 상대적 위치 어긋남 간의 차가 노광 단계 동안 발생한 에러(Δ)일 수 있다. 노광 단계 전의 상대적 위치 어긋남 및 노광 단계 후의 상대적 위치 어긋남 간의 차를 결정함으로써, (노광 단계 동안 발생한) 수지(R)의 경화에 의해 발생한 상대적 위치 어긋남량이 정확하게 결정될 수 있다.

수지(R)의 경화 완료 후에 얼라인먼트 마크가 검출되는 타이밍은 몰드 분리 단계 완료 후일 수 있다.

경화되는 수지(R)의 양이 증가할 수록, 노광 단계에서 발생하는 오차(Δ)가 증가하는 것을 실험을 통해 알 수 있다. 노광 단계에서 수지(R)를 경화시키는데 걸리는 노광 시간이 길수록, 노광 단계 동안 발생하는 오차(Δ)가 증가한다. 수지(R)를 경화하는데 필요한 노광량(조사량)은 광원으로부터의 광의 세기 및 노광 시간에 비례한다. 따라서, 광원으로부터 조사되는 광의 세기가 낮을수록, 노광 시간을 길어지고, 광의 세기가 높을수록, 노광 시간이 짧아진다.

필요한 조사량은 기판(W)에 공급되는 수지(R)의 양에 의존하여 변한다. 특히, 수지(R)의 양이 많을수록, 필요한 조사량은 증가한다. 수지(R)의 양은 몰드(M) 상에 형성된 패턴의 밀도 및 잔여 층 두께에 의존하여 변한다. 또한, 필요한 조사량은 임프린팅에 사용되는 수지(R)의 종류에 따라 변한다.

도 4의 (a) 및 (b)를 참조하여 노광 단계 동안 제1 샷 영역에서 발생한 오차(Δ)를 이용하여 얼라인먼트 정확도를 개선하는 방법을 설명한다. 수지(R)의 경화 동안 발생하는 상대적인 위치 어긋남은 사용되는 수지(R) 및 기판(W)의 종류에 따라 유사한 방향으로 발생하는 것을 알았다. 따라서, 제1 샷 영역에서 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 얻어진 오차(Δ)와 거의 동일한 오차가 제2 및 그 후속 샷 영역에서도 노광 동작 동안 발생할 것으로 간주할 수 있다. 따라서, 도 4의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2 샷 영역 이후의 샷 영역에 대하여, 제1 샷 영역에 대하여 결정된 오차(Δ)와 거의 동일한 위치 어긋남이 노광 단계 동안 발생하는 것으로 가정하여 얼라인먼트 타겟 값이 설정되고, 얼라인먼트가 수행된다. 특히, 오차(Δ)가 발생하는 방향과 반대 방향으로 몰드(M)가 기판(W)에 대하여 (-1×오차(Δ)만큼) 시프트하도록 얼라인먼트가 수행된다. 이 때의 기판 스테이지(141)의 이동 거리는 얼라인먼트 동작의 개시시에 검출기(AS)가 검출한 제2 샷 영역에서의 수지(R) 경화 전의 몰드(M)와 기판(W)의 상대적 위치 어긋남과 제1 샷 영역에서의 수지(R) 경화 후의 몰드(M)와 기판(W)의 상대적 위치 어긋남의 차이다. 수지(R)가 경화되기 전의 제2 샷 영역에서의 상대적 위치 어긋남이 제1 샷 영역에서 결정된 오차(Δ)와 동일하도록 기판 스테이지(141)가 이동한다.

얼라인먼트가 오차(Δ)에 따라 수행된 후, 수지(R)가 노광 단계에서 경화된다. 제2 샷 영역 이후의 샷 영역에서 노광 단계 동안 발생하는 오차는 노광 단계 동안 제1 샷 영역에서 발생한 오차(Δ)와 거의 동일한 것으로 가정한다. 이 경우, 도 4의 (b)에 도시된 바와 같이 경화 후의 얼라인먼트의 정밀도를 향상시킬 수 있다.

노광 단계에서 발생하는 오차(Δ)는 기판(W) 상의 샷 영역의 위치에 따라 변하는 경우도 상정할 수 있다. 몰드(M) 상에 형성된 패턴이 웨이퍼 상의 에지 샷 영역 등의 샷 영역 내의 수지(R)와 부분적으로 접촉하기 때문에, 몰드 압인 동안 이들 영역 내의 몰드(M) 및 기판(W)에 가해지는 응력은 다른 샷 영역과 다르다. 이 때문에, 에지 샷 영역 등의 샷 영역에서는 수지(R)의 수축에 의해 발생한 응력에 더하여, 그 이외의 요인에 의해 큰 오차가 발생한다. 이러한 오차는 웨이퍼 상의 샷 영역의 위치에 따라 유사한 방향으로 발생하는 것을 알았다. 이 경우, 제1 기판에 형성된 각 샷 영역에 대하여, 각각 노광 단계 동안의 오차를 결정한다. 제1 기판의 각 샷 영역에 대하여 결정된 오차(Δ)의 결과를 제2 기판 이후의 대응하는 샷 영역에 반영시켜서 얼라인먼트를 행해도 된다. 예를 들어, 제1 기판의 제1 샷 영역에 대하여 결정된 오차(Δ)를 제2 기판 이후의 제1 샷 영역에 대한 얼라인먼트에 반영시킨다. 또한, 제1 기판의 제2 샷 영역에 대하여 결정된 오차(Δ)를 제2 기판 이후의 제2 샷 영역에 대한 얼라인먼트에 반영시킨다. 마찬가지로, 제1 기판의 제N 샷 영역에 대하여 결정된 오차(Δ)를 제2 기판 이후의 제N 샷 영역에 대한 얼라인먼트에 반영시킨다.

또한, 노광 단계 동안 기판(W)의 주변부에 가까운 샷 영역에서 발생한 오차(Δ)는 기판(W)의 뒤틀림(warping) 등의 영향 때문에 기판(W)의 중심에 가까운 샷 영역의 오차보다 클 수 있다. 이 경우, 패턴이 주변부에 가까운 샷 영역에 형성될 때, 노광 단계 동안 발생한 오차(Δ)가 얼라인먼트에 반영될 수 있다.

수지(R)가 경화한 후에 남은 상대적 위치 어긋남은 기판(W) 상의 샷 영역의 위치 뿐만 아니라 기판(W)에 공급된 수지(R)의 양 및 종류 및 몰드 압인 시의 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치에 따라 다르다. 또한, 이러한 상대적 위치 어긋남은 충전 단계에서 요하는 시간, 노광광의 세기, 노광광의 조사 시간 등에 의해서도 달라질 수 있다.

따라서, 오차(Δ)의 정보를 제2 샷 영역 이후의 샷 영역에 반영시키는 방법으로서, 얼라인먼트 이외에도, 수지 공급 단계의 제어, 조사량의 제어에오차(Δ)의 정보를 반영시키는 것도 유효한 경우가 있다. 예를 들어, 기판(W)에 공급될 수지(R)의 양이 감소되거나 노광광의 세기가 증가하여 노광 시간을 줄일 수 있다. 또한, 오차(Δ) 및 노광 조건 간의 상관 관계를 확인하기 위하여, 임프린팅 장치(100)에 의해 생성된 노광 조건에 관한 파라미터 정보 및 수지(R)의 경화 후에 남은 상대적 위치 어긋남이 저장 유닛(DB)에 저장되어 최적 노광 조건의 파라미터를 결정할 수 있다.

수지(R)의 경화 완료 후(노광 단계의 완료), 기판(W) 상의 샷 영역 및 수지(R) 상에 형성된 패턴 간의 상대적 위치가 결정된다. 즉, 수지(R)의 경화 완료 후 얻어진 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남은 임프린팅 장치(100) 외부에 설치된 오버레이 검사 장치에 의해 몰드 분리 동작의 완료 후에 얻어진 상대적 위치 어긋남과 높은 상관을 가질 가능성이 높다. 이러한 이유로, 수지(R)의 경화 후에 남은 상대적 위치 어긋남은 종래의 외부 오버레이 검사 장치에 의해 수행된 상대적 위치 어긋남을 검사하는 작업을 치환할 수 있다. 특히, 수지(R)의 경화 후에 남은 상대적 위치 어긋남을 미리 결정된 판정 기준(기준치)과 비교함으로써, 패턴이 형성된 샷 영역에 결함이 있는지를 결정할 수 있다.

수지(R)의 경화 후의 상대적 위치 어긋남이 디바이스 제조에 필요한 허용치를 초과하면, 결과적인 디바이스에 결함이 발생한다. 따라서, 패턴이 형성된 기판에 대하여 오버레이 검사를 수행할 필요가 있다. 종래에, 기판의 샷 영역에 패턴을 형성한 후에 검사를 위하여 기판을 임프린팅 장치로부터 외부의 오버레이 검사 장치로 반송하였다. 이 때문에, 패턴이 형성된 샷 영역에 결함이 있는지에 대한 판정이 완료될 때까지, 임프린팅 장치에서 패턴을 형성할 수 없고, 임프린팅 장치의 생산성이 저하한다. 또한, 샷 영역이 결함있는 패턴을 포함하면, 기판 상의 수지는 때때로 제거되고, 패턴이 다시 형성된다. 이 경우, 종래에는, 패턴의 재형성 후에 기판을 외부 오버레이 장치로 반송하고 검사를 수행할 필요가 있다. 본 발명의 제1 실시예에서, 오버레이 검사는 패턴 형성 직후에 임프린팅 장치(100)에 의해 수행될 수 있다. 따라서, 오버레이 검사에 걸리는 시간을 단축할 수 있다. 또한, 오버레이 검사는 패턴이 샷 영역에 형성된 직후에 각 샷 영역에서 수행될 수 있다. 따라서, 웨이퍼의 다른 샷 영역에 패턴을 형성할 때 검사 결과를 이용할 수 있다. 결과적으로, 기판 상에서 고정밀 패턴 전사가 수행될 수 있다.

도 5는 제1 실시예에 따른 임프린팅 장치의 흐름을 나타내는 플로우챠트이다. 이 임프린트 프로세스는 임프린팅 장치(100)에 의해 수행된다. 도 5에 도시된 임프린팅 프로세스는 도 1에 도시된 제어기(CNT)에 포함된 메모리(MRY)에 저장된 프로그램의 실행 결과로서 수행된다. 또한, 제어기(CNT)에 포함되는 프로세서(PRC)는 메모리(MRY)에 저장된 프로그램을 처리한다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 상술한 임프린팅 동작은 제어기(CNT)에 포함된 메모리(MRY)에 저장된 프로그램에 따라 실행된다.

임프린팅 프로세스의 시작 후에, 기판(W)을 임프린팅 장치(100)에 반입한다 (S51). 특히, 기판 반송 유닛(미도시)은 임프린팅 장치(100)의 외부로부터 기판 홀더(140) 상에 기판(W)을 장착한다.

기판(W)이 반입된 후에, 기판(W) 상에 형성된 샷 영역의 배치를 계측한다 (S52). 특히, 검출기(AS)는 기판(W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하여 기판(W) 상에 형성된 샷 영역의 배치(위치)를 결정한다. 검출기(AS) 대신에, 몰드(M)를 통하지 않고 얼라인먼트 마크를 검출하는 오프축 얼라인먼트 스코프(off-axis alignment scope)가 사용될 수 있다.

샷 영역의 배치를 계측한 후에, 패턴이 전사될 샷 영역에 수지(R)를 공급하기 위하여 기판 스테이지(141)가 이동한다 (S53). 기판 스테이지(141)를 이동시킴으로써, 수지(R)가 도포될 샷 영역이 공급기(160)의 하부에 위치한다.

기판(W)이 이동된 후에, 제1 실시예에 따른 상술한 임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작이 수행된다 (S54). 임프린팅 동작에서, 도 2에서 기재된 단계(S1 내지 S5)가 수행된다. 얼라인먼트 동작(얼라인먼트의 개시/정지, 마크 검출)이 도 2에 도시된 타이밍에서 수행된다.

임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작이 수행된 후에, 기판(W) 상의 샷 영역에 패턴의 형성이 완료되었는지를 결정한다 (S55). 패턴의 형성이 완료되지 않았으면, 프로세스는 다음에 패턴이 형성될 샷 영역에 수지(R)를 도포하기 위하여 기판 스테이지(141)가 이동하는 단계(S53)로 복귀한다. 임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작이 S54에서 다시 수행된다.

패턴의 형성이 완료되었으면, 기판(W)이 임프린팅 장치(100)로부터 반출된다 (S56). 특히, 기판 반송 유닛(미도시)은 기판(W)을 기판 홀더(140)로부터 임프린팅 장치(100)의 외부로 반송한다. 그 후, 임프린팅 프로세스를 종료한다.

제2 실시예

상술한 제1 실시예에서, 노광 단계(S4) 후의 검출기(AS)에 의해 검출된 마크는 얼라인먼트 동작(얼라인먼트 단계 동안) 검출된 몰드 마크(151) 및 기판 마크(150)와 동일하지만, 수지(R)의 경화 완료 후에 검출된 마크는 이들 마크로 제한되지 않고 상이한 마크일 수 있다.

도 6은 제2 실시예에 따른 임프린팅 동작 및 얼라인먼트 동작을 나타낸다. 노광 단계(S4) 후에 검출기(AS)가 마크를 검출하기 전에, 검출기(AS)를 이동시킨다(스코프 구동). 특히, 얼라인먼트 단계에서 검출된 마크와 다른 마크가 검출되도록 검출기(AS)를 이동시킨다.

도 7은 제2 실시예의 검출기(AS)의 이동 및 몰드(M) 및 기판(W) 상에 형성된 마크를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같이, 검출기(AS)를 x축 및 y축 방향으로 구동시킴으로써, 검출기(AS)의 계측 시야(170)를 몰드(M) 상에 다른 마크가 형성되는 위치로 이동시킨다. 검출기(AS)를 이동시킴으로써, 노광 단계 전에 얼라인먼트 동작 동안 검출된 얼라인먼트 마크와 다른 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)가 검출될 수 있다.

도 8은 노광 단계(S4)의 완료 후의 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)의 검출을 나타낸다. 제2 실시예에 따른 임프린팅 프로세스는 노광 단계(경화 단계) 후에 검출기(AS)를 이동(스코프 구동)시는 단계 및 스코프 구동 후에 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남을 결정하는 단계를 포함한다. 상대적 위치 어긋남을 결정하는 단계에서, 검출기(AS)는 수지(R)의 경화 완료 후에 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)를 검출한다. 대안으로, 수지의 경화 완료와 동시에 마크를 검출할 수 있다.

도 1에 도시된 임프린팅 장치(100)에서는, 노광 단계 후에 스코프 구동이 수행되지 않는 한, 스코프 구동이 수행될 때 조명(IL)으로부터 조사된 노광광이 차단될 수 있다. 반면에, 도 9에 도시된 임프린팅 장치(200)에서는, 노광 단계 전 및 후에 스코프 구동이 수행될 수 있다. 도 9에 도시된 임프린팅 장치(200)에서는, 조명(IL)으로부터 조사된 노광광이 전파하는 광경로 및 몰드(M) 및 기판(W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크의 검출에 사용되는 광 경로가 하프 미러(HM)에 의해 떨어져 있다. 얼라인먼트 마크의 검출에 사용되는 광 경로는 렌즈 및 미러 등의 광 소자를 포함하는 광학계(180)를 포함한다. 검출기(AS)는 광학계(180)를 통해 몰드(M) 및 기판(W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출할 수 있다. 조명(IL)으로부터 조사된 노광광이 차단되지 않기 때문에, 노광 단계 동안 검출기(AS)를 이동시킬 수 있다.

도 6에 도시된 노광 단계 후에 수행되는 마크의 검출에서는, 스코프 구동에 의해 검출기(AS)의 계측 시야(170)를 이동시킴으로써, 검출기(AS)는 얼라인먼트 동작 동안 검출된 몰드 마크(151) 및 기판 마크(150)와 다른 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)를 검출한다.

도 10은 제2 실시예에서 사용되는 몰드(M) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(몰드 마크(151)) 및 몰드 마크(151a) 및 패턴이 형성된 칩 영역(153)을 포함하는 샷 영역(152)의 배치를 나타낸다. 도 10에 도시된 바와 같이, 몰드(M) 상에 형성된 몰드 마크(151a)가 샷 영역(152)의 칩 영역(153) 사이의 스크라이브선 내에 배치된다. 또한, 기판(W) 상에, 기판 마크(150 및 150a)가 몰드 마크(151 및 151a)의 위치에 대응하는 위치(기판(W) 상의 대응하는 샷 영역내)에 형성된다. 검출기(AS)는 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)를 동시에 검출할 수 이고 상대적 위치 어긋남을 계측할 수 있다. 제1 실시예에서처럼, 상대적 위치 어긋남의 계측 결과를, 다음의 샷 영역이나 다음의 기판 이후의 임프린팅 프로세스 동안 노광 단계가 수행되기 전의 얼라인먼트 동작에 사용한다. 이로써 고차 보정을 행할 수 있다.

또한, 제2 실시예에 따른 검출기(AS)의 상술한 구동 및 마크의 검출을 복수회 반복적으로 수행함으로써, 검출된 마크의 수를 증가시킬 수 있다. 또한, 제1 실시예에서처럼 노광 단계 후에 몰드 마크(151) 및 기판 마크(150)를 검출한 후에 제2 실시예에서처럼 검출기(AS)를 구동시켜 몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a)를 상이한 위치에서 검출할 수 있다. 이와 같이 각각의 검출기(AS)가 2개 이상의 몰드 마크(151) 및 기판 마크(150)를 검출함으로써, 고차 성분의 보정을 행할 수 있다.

제2 실시예에서, 얼라인먼트 마크(몰드 마크(151) 및 기판 마크(150))는 각 샷 영역의 4개의 코너에 배치되고, 다른 마크(몰드 마크(151a) 및 기판 마크(150a))가 칩 영역 사이의 스크라이브 선 내에 배치되지만, 마크의 배치는 이 예로 제한되지 않는다. 또한, 제2 실시예에서, 6개의 칩 영역(153)이 형성된 샷 영역(152)을 각각 갖는 몰드(M) 및 기판(W)이 사용되지만, 칩 영역(153)의 수는 6으로 제한되지 않는다.

이렇게 수지(R)가 기판(W) 상에서 경화된 후에 얼라인먼트 마크와 다른 마크를 검출함으로써, 각 샷 영역의 고차 성분의 상대적 위치 어긋남이 계측될 수 있고, 결과적으로, 이 위치 어긋남을 정정함으로써 패턴이 형성될 수 있다. 왜곡 등의 고차 위치 어긋남(얼라인먼트 오차)를 정정할 수 있고, 임프린팅시의 얼라인먼트 오차를 감소시킬 수 있다.

그외의 사항

본 발명의 실시예에서, 수지(R)의 경화가 완료된 후에 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 결정된 상대적 위치 어긋남에 관한 정보 또는 수지(R)의 경화 개시로부터 수지(R)의 경화 완료까지의 사이에 발생하는 상대적인 위치 어긋남의 변화량(오차(Δ))에 관한 정보를 저장 유닛(DB)에 저장한다. 저장 유닛(DB)에 저장된 정보는, 계측 타겟 기판(W)에 사용되는 것과 동일 또는 유사한 임프린팅 조건을 갖는 샷 영역에 대하여 임프린팅이 수행될 때 사용된다. 저장 유닛(DB)은 복수의 임프린팅 장치에 접속될 수 있다. 다른 임프린팅 장치에 의해 결정된 수지(R)의 경화 후의 상대적 위치 어긋남량에 관한 정보가 사용될 수 있다.

복수의 샷 영역의 노광 단계 동안 발생한 오차(Δ)가 저장될 수 있고, 복수의 오차(Δ)는 통계적으로 처리되어 얼라인먼트 보정 값을 결정할 수 있다. 또한, 발생하는 오차(Δ)가 사용되는 수지(R)의 종류에 따라 다른 경우, 수지(R)의 종류 및 발생한 오차(Δ)를 서로 연관시켜 정보를 축적한다. 기판(W) 상에 공급될 수지(R)의 양은 몰드(M) 상에 형성된 패턴에 따라 다를 수 있다. 발생한 오차(Δ)가 몰드(M)의 종류 및 공급되는 수지(R)의 양에 따라 다른 경우, 몰드(M)의 종류, 공급되는 수지(R)의 양 및 발생한 오차(Δ)를 서로 연관시켜 정보를 축적한다.

임프린팅 장치(100)에 의해 설정된 노광 조건 및 기판(W)의 종류, 기판(W)에 관한 레이아웃 정보, 사용되는 수지(R)의 종류 및 층 두께 계측 장치에 의해 계측된 수지층의 두께 등 축적된 정보를 조합하여 해석한다. 해석 결과로부터, 다음에 임프린팅을 행할 샷 영역에 대하여 최적의 얼라인먼트 동작의 타겟 값을 설정한다. 이에 의해, 수지(R) 경화 후의 상대적 위치 어긋남을 저감시킬 수 있다.

샷 영역 마다 검출기(AS)를 이용하여 얼라인먼트 마크가 검출된다. 따라서, 샷 영역마다 연산기(CAL)에 의해 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적 위치가 결정된다. 따라서, 샷 영역 마다 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 위치 어긋남이 결정된다. 결정된 위치 어긋남은 미리 설정된 기준 값(판정값)과 비교된다. 이렇게 하여, 샷 영역에 전사되는 패턴에 결함이 있는지를 판정할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 임프린팅 장치는 임프린팅 장치(100)에 의해 패턴이 형성된 기판(W)을 임프린팅 장치(100)의 외부로 반송해야 하는 필요성 및 오버레이 검사 장치에 의해 검사를 수행해야 하는 필요성을 제거하면서 패턴 형성 및 오버레이 검사를 수행할 수 있다. 수지(R)의 경화 완료 후에 패턴이 형성된 샷 영역 마다 상대적 위치 어긋남을 계측할 수 있다. 따라서, 샷 영역 마다 수지(R)의 경화 후의 상대적 위치 어긋남을 관리할 수 있고 허용 범위 밖에 있는 이상(abnormal) 샷 영역을 신속히 검출할 수 있다.

수지(R)의 경화 후에 상대적 위치 어긋남의 계측 결과에 기초하여 상세히 계측될 샷 영역 또는 칩 영역을 특정하고 더 높은 정밀도를 갖는 오버레이 검사 장치를 이용하여 계측을 수행할 수 있다. 즉, 임프린팅 장치에 의해 간략화된 검사를 수행할 수 있고 간략화된 검사 결과에 기초하여 오버레이 검사 장치에 의해 세부적인 검사가 수행될 수 있다. 검사는 모든 샷 영역에 대하여 수행되지 않고 선택된 제한된 수의 샷 영역에 대해서만 미리 수행하고, 따라서, 검사 장치가 오버레이 검사를 수행하는데 걸리는 시간은 단축될 수 있다.

검사를 통해 임프린팅 장치(100)에 의해 얻어진 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남이 허용 범위 내에 있으면, 얼라인먼트 동작에 의해 얻어진 계측 결과를 이용하여 다른 샷 영역에 대하여 임프린팅을 수행한다. 반면에, 수지(R)의 경화 후의 몰드(M) 및 기판(W) 간의 상대적 위치 어긋남이 허용 범위 밖에 있으면, 기판(W) 상에 배치된 수지(R) 상에 형성된 패턴 및 기판(W) 사이의 상대적인 위치 어긋남이 임프린팅 장치(100)의 외부 오버레이 검사 장치를 이용하여 계측된다. 외부 검사 장치는 수지(R)의 경화 후의 정밀한 상대적인 위치 어긋남을 계측하는데 사용된다. 계측된 기판과 다른 기판 상에 패턴이 형성될 때, 외부 검사 장치에 얻어진 계측 결과를 이용하여 몰드(M) 및 기판(W)의 얼라인먼트가 수행될 수 있다.

상술한 어느 실시예에서도, 자외광을 이용한 광경화형의 임프린팅에 대하여 설명하였다. 상술한 조명(IL)은 수지를 경화하는 경화 유닛으로서 기능한다. 본 발명의 실시예에서, 다른 파장 범위의 광이 이용될 수 있다. 기판(W) 상에 공급되는 수지(R)의 종류는 조사된 광의 파장에 따라 적절히 결정될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예는 광경화형의 임프린팅 뿐만 아니라 열을 이용하여 수지를 경화시키는 열경화형 임프린트에 적용될 수 있다. 이 경우, 경화 유닛으로서 조명 대신에 수지에 열을 공급하는 히터(열원)가 사용된다.

디바이스 제조 방법

디바이스(반도체 집적 회로 디바이스, 액정 디스플레이 디바이스, 또는 MEMS(micro-electro-mechanical system) 등)의 제조 방법은, 상술한 임프린팅 장치를 이용하여 기판(웨이퍼, 글래스 플레이트 또는 필름 기판 등)에 패턴을 전사(형상)하는 단계를 포함한다. 제조 방법은 패턴이 전사된 기판을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 패터닝된 매체(기록 매체) 또는 광학 소자 등의 다른 물품을 제조하는 경우에, 제조 방법은 에칭 단계 대신에 패턴이 전사된 기판을 처리하는 처리 단계를 포함할 수 있다.

반도체 집척 회로 디바이스는 집적 회로가 웨이퍼 상에 형성되는 프리프로세싱 및 프리프로세싱을 통해 웨이퍼 상에 형성된 집적 회로 칩이 처리되고 제품으로서 완료되는 포스트프로세싱을 통해 제조된다. 프리프로세싱은 상술한 임프린팅 방법 또는 임프린팅 장치를 이용하여 기판 상의 수지에 몰드 상의 패턴을 전사하는 단계를 포함한다. 포스트프로세싱은 어셈블리 단계(다이싱 또는 본딩) 및 패키징 단계(실링)를 포함한다. 액정 디스플레이 디바이스는 투명 전극을 형성하는 단계를 통해 제조된다. 투명 전극을 형성하는 단계는 투명 도전막이 기상 증착된 글래스 기판에 수지를 도포하는 단계 및 상술한 임프린팅 방법 또는 임프린팅 장치를 이용하여 수지가 도포된 글래스 기판에 몰드 상의 패턴을 전사하는 단계를 포함한다. 실시예에 따른 디바이스 제조 방법은 종래의 디바이스보다 낮은 비용으로 더 높은 품질의 디바이스를 제조하도록 한다.

본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명하지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 제한되지 않는다. 다음의 청구범위는 이러한 모든 변형 및 동등 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석이 부여된다.

100: 임프린팅 장치
IL: 조명
CAL: 연산기
DB: 저장 유닛
CNT: 제어기
PRC: 프로세서
MRY: 메모리

Claims

몰드를 이용하여 기판 상의 복수의 샷 영역에 순차적으로 수지의 패턴을 형성하는 임프린팅 장치로서,
상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 샷 영역에 설치된 마크를 검출하는 검출기;
상기 몰드 및 상기 기판의 상대적 위치를 변경하는 구동 유닛;
미경화 수지를 경화시키는 경화 유닛; 및
상기 검출기, 상기 구동 유닛 및 상기 경화 유닛에 의해 수행되는 동작을 제어하는 제어기
를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 소정 샷 영역에 설치된 마크에 따라 상기 구동 유닛을 제어하여 상기 소정 샷 영역과 상기 몰드와의 얼라인먼트를 수행하고,
상기 얼라인먼트의 수행 후에 상기 몰드를 상기 소정 샷 영역 상의 미경화 수지에 접촉시킨 상태에서 해당 미경화 수지를 경화시키고,
상기 미경화 수지를 경화시킨 후에, 상기 검출기가 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역 각각에 설치된 마크를 검출함으로써 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역의 상대적 위치 어긋남량을 결정하고,
상기 소정 샷 영역보다 이후에 상기 수지의 패턴이 형성되는 다른 샷 영역과 상기 몰드의 얼라인먼트를, 상기 소정 샷 영역에 대해서 결정된, 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역의 상대적 위치 어긋남량과, 상기 검출기에 의해 획득된 상기 몰드 및 상기 다른 샷 영역 각각에 설치된 마크의 검출 결과를 이용해서 수행하는 임프린팅 장치.
삭제
몰드를 이용하여 복수의 기판 상에 수지의 패턴을 형성하는 임프린팅 장치로서,
상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 기판 상에 설치된 마크를 검출하는 검출기;
상기 몰드 및 상기 기판의 상대적 위치를 변경하는 구동 유닛;
미경화 수지를 경화시키는 경화 유닛; 및
상기 검출기, 상기 구동 유닛 및 상기 경화 유닛에 의해 수행되는 동작을 제어하는 제어기
를 포함하고,
상기 제어기는,
제1 기판에 대해서, 상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 마크에 따라 상기 구동 유닛을 제어하여 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계, 상기 얼라인먼트 단계 후에 상기 몰드를 접촉시킨 상태에서 상기 경화 유닛이 상기 미경화 수지를 경화시키도록 하는 경화 단계, 및 상기 경화 단계 후에 상기 검출기가 상기 몰드 상에 설치된 상기 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 상기 마크를 검출함으로써 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 제1 기판 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 검출 단계를 수행되도록 하고, 또한
상기 제1 기판보다 이후에 패턴이 형성되는 제2 기판에 대해서, 상기 제1 기판에 대해서 획득된 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 제1 기판 간의 상대적 위치 어긋남량과, 상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제2 기판 상에 설치된 마크의 검출 결과를 이용해서, 상기 미경화 수지의 경화 전의 상기 몰드 및 상기 제2 기판의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계를 수행하도록 하는, 임프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 제어기는 또한 상기 상대적 위치 어긋남량을 미리 설정된 기준값과 비교함으로써, 임프린팅된 상기 패턴에 결함이 있는지 여부를 결정하는 임프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역 중의 하나의 샷 영역에 대하여 결정된 상기 상대적 위치 어긋남량이 허용 범위 내에 있지 않으면, 상기 제어기는 상기 샷 영역의 후속 샷 영역에 대한 임프린팅의 수행을 중지하는 임프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역은 제1 샷 영역 및 상기 제1 샷 영역 후에 임프린팅되는 제2 샷 영역을 포함하고,
상기 임프린팅 장치는 상기 복수의 샷 영역의 각각에 상기 미경화 수지를 공급하는 공급기를 더 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 샷 영역에 대하여 결정된 상대적 위치 어긋남량을 상기 제2 샷 영역에 공급될 미경화 수지의 양을 보정하는데 이용하는 임프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역은 제1 샷 영역 및 상기 제1 샷 영역 후에 임프린팅되는 제2 샷 영역을 포함하고,
상기 경화 유닛은 상기 미경화 수지를 경화시키는 사용되는 광을 조사하는 조명을 포함하고,
상기 제어기는 상기 제1 샷 영역에 대하여 결정된 상대적 위치 어긋남량을 상기 제2 샷 영역에 조사될 광량을 보정하는데 이용하는 임프린팅 장치.
제1항에 있어서,
상기 얼라인먼트 시, 상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크가 경화 후에 상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크와 각각 다른 임프린팅 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어기는 상기 소정 샷 영역에 관한 상기 몰드가 상기 수지와 접촉한 상태에서의 상기 얼라인먼트 후에 상기 검출기를 이동시키고 상기 검출기가 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역 각각에 설치된 마크를 검출하도록 하는 임프린팅 장치.
제1항, 제4항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 검출기가 상기 경화 후에 2개 이상의 위치에서 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역 각각에 설치된 마크를 검출하도록 하는 임프린팅 장치.
몰드를 이용하여 기판 상의 복수의 샷 영역에 순차적으로 수지의 패턴을 형성하는 임프린팅 장치를 이용하여 기판 상에 수지의 패턴을 형성하는 단계; 및
형성된 상기 패턴을 이용하여 상기 기판을 가공하는 단계
를 포함하고,
상기 임프린팅 장치는,
상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 샷 영역에 설치된 마크를 검출하는 검출기;
상기 몰드 및 상기 기판의 상대적 위치를 변경하는 구동 유닛;
미경화 수지를 경화시키는 경화 유닛; 및
상기 검출기, 상기 구동 유닛 및 상기 경화 유닛에 의해 수행되는 동작을 제어하는 제어기
를 포함하고,
상기 제어기는,
상기 검출기에 의해 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 소정 샷 영역에 설치된 마크에 따라 상기 구동 유닛을 제어하여 상기 소정 샷 영역과 상기 몰드와의 얼라인먼트를 수행하고,
상기 얼라인먼트 후에 몰드를 상기 소정 샷 영역 상의 미경화 수지에 접촉시킨 상태에서 해당 미경화 수지를 경화시키고,
상기 미경화 수지를 경화시킨 후에, 상기 검출기가 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크를 검출함으로써 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 검출하고,
상기 소정 샷 영역보다 후에 상기 수지의 패턴이 형성되는 다른 샷 영역과 상기 몰드의 정렬을, 상기 소정 샷 영역에 대해서 검출된, 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역의 상대적 위치 어긋남량과, 상기 검출기에 의해 상기 몰드 및 상기 다른 샷 영역 각각에 설치된 마크의 검출 결과를 이용해서 수행하는 디바이스 제조 방법.
몰드를 이용하여 기판 상의 복수의 샷 영역에 순차적으로 수지의 패턴을 형성하는 임프린팅 방법으로서,
상기 임프린팅 방법은,
상기 기판 상의 미경화 수지가 경화되기 전에 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 소정 샷 영역에 설치된 마크를 검출하는 단계;
상기 미경화 수지가 경화되기 전에 얻어진 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 미경화 수지가 경화되기 전의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 단계;
얼라인먼트를 수행하여 상기 미경화 수지가 경화되기 전의 상기 상대적 위치 어긋남량을 감소시키는 단계;
상기 미경화 수지가 경화된 후 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크를 검출하는 단계;
상기 미경화 수지가 경화된 후에 얻어진 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 단계; 및
상기 소정 샷 영역보다 후에 상기 수지의 패턴이 형성되는 다른 샷 영역과 상기 몰드의 정렬을, 상기 소정 샷 영역에 대해서 검출된, 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 소정 샷 영역의 상대적 위치 어긋남량과, 상기 몰드 및 상기 다른 샷 영역 각각에 설치된 마크의 검출 결과를 이용해서 수행하는 단계
를 포함하는 임프린팅 방법.
삭제
몰드를 이용하여 복수의 기판 상에 수지의 패턴을 형성하는 임프린팅 방법으로서,
제1 기판에 대해서,
상기 제1 기판 상의 미경화 수지가 경화되기 전에 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 마크를 검출하는 단계;
상기 미경화 수지가 경화되기 전에 얻어진 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 미경화 수지가 경화되기 전의 상기 몰드 및 상기 제1 기판 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 단계;
얼라인먼트를 수행하여 상기 미경화 수지가 경화되기 전의 상기 상대적 위치 어긋남량을 감소시키는 단계;
상기 미경화 수지가 경화된 후 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 상기 마크를 검출하는 단계;
상기 미경화 수지가 경화된 후에 얻어진 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제1 기판 상에 설치된 상기 마크의 검출 결과를 이용하여 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 제1 기판 간의 상대적 위치 어긋남량을 결정하는 단계; 및
상기 제1 기판보다 이후에 패턴이 형성되는 제2 기판에 대해서, 상기 제1 기판에서 결정된 상기 미경화 수지가 경화된 후의 상기 몰드 및 상기 제1 기판 간의 상대적 위치 어긋남량과, 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 제2 기판 상에 설치된 마크의 검출 결과를 이용해서, 상기 미경화 수지의 경화 전의 몰드 및 상기 제2 기판의 얼라인먼트를 수행하는 얼라인먼트 단계를 수행하는 단계
를 포함하는 임프린팅 방법.
제12항 또는 제14항에 있어서,
상기 미경화 수지가 경화된 후의, 상기 상대적 위치 어긋남량을 미리 설정된 기준값과 비교함으로써, 임프린팅된 상기 패턴에 결함이 있는지 여부를 결정하는 임프린팅 방법.
제12항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역 중의 하나의 샷 영역에 대하여 상기 미경화 수지가 경화된 후에 결정된 상기 상대적 위치 어긋남량이 허용 범위 내에 있지 않으면, 상기 하나의 샷 영역의 후속 샷 영역에 대하여 수행되는 임프린팅이 정지되는 임프린팅 방법.
제12항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역은 제1 샷 영역 및 상기 제1 샷 영역 후에 임프린팅되는 제2 샷 영역을 포함하고,
상기 미경화 수지가 경화된 후 상기 제1 샷 영역에 대하여 결정된 상기 상대적 위치 어긋남량이 상기 제2 샷 영역에 공급될 미경화 수지의 양을 보정하는데 사용되는 임프린팅 방법.
제12항에 있어서,
상기 복수의 샷 영역은 제1 샷 영역 및 상기 제1 샷 영역 후에 임프린팅되는 제2 샷 영역을 포함하고,
상기 미경화 수지가 경화된 후 상기 제1 샷 영역에 대하여 결정된 상기 상대적 위치 어긋남량이 상기 미경화 수지를 경화하기 위하여 상기 제2 샷 영역에 조사될 광량을 보정하는데 사용되는 임프린팅 방법.
제12항에 있어서,
상기 미경화 수지가 경화된 후에 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크가, 상기 미경화 수지가 경화되기 전에 상기 상대적 위치 어긋남량이 결정될 때 검출된 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크와 각각 다른 임프린팅 방법.
제1항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 경화 유닛이 상기 미경화 수지를 경화시키도록 경화 후에 경화된 수지로부터 상기 몰드를 분리시키기까지, 상기 검출기가 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 기판 상에 설치된 마크를 검출하도록 제어하는 임프린팅 장치.
제12항에 있어서,
상기 미경화 수지가 경화된 후 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크를 검출하는 단계 동안에, 상기 몰드가 경화된 수지로부터 분리되기 전까지 상기 몰드 상에 설치된 마크 및 상기 소정 샷 영역에 설치된 마크가 검출되는 임프린팅 방법.