KR102204105B1 - 임프린트 시스템 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 시스템 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

레플리카 제조 장치는 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 패턴이 형성된 레플리카 기판을 가공하여 레플리카 몰드를 제조하며, 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 관리 장치에 전송한다. 임프린트 장치는 관리 장치로부터 데이터를 취득하고 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다.

Description

임프린트 시스템 및 물품 제조 방법
본 발명은 임프린트 시스템 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 장치에서는, 기판 상에 공급된 임프린트재와 패턴이 형성된 몰드를 서로 접촉시켜, 접촉 상태에서 임프린트재를 경화시킨다. 그 후, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리시킴으로써, 기판 상에 임프린트재의 패턴이 형성된다.
임프린트 장치를 사용해서 반도체 디바이스를 제조하는 경우에는, 몰드에 형성된 패턴에 확실하게 임프린트재를 충전시키는 것이 중요하다. 이 목적을 위해, 특허문헌 1은, 패턴에 따라서 임프린트재의 배치 레이아웃을 최적화하는 기술을 제안하고 있다.
또한, 임프린트 기술은, 예를 들어 특허문헌 2에 개시되어 있는 바와 같이, 마스터 템플릿을 사용해서 레플리카 템플릿을 제조하는 기술에도 이용될 수 있다.
미국 특허 제7360851호 일본 특허 공개 제2013-175671호
종래의 임프린트 기술에 따르면, 마스터 템플릿의 패턴과 레플리카 템플릿의 패턴 사이의 오목/볼록 관계가 반전된다. 그 때문에, 마스터 템플릿을 임프린트하는 레플리카 제조 장치와 레플리카 템플릿을 임프린트하는 디바이스 제조 장치(임프린트 장치) 사이에서 템플릿의 오목/볼록 관계가 반전된다. 따라서, 임프린트재의 레이아웃 등의 임프린트 처리에 관한 조건을 개별적으로 조정할 필요가 있다.
본 발명은 레플리카 몰드 제조 시의 임프린트 처리에 관한 조건을 디바이스 제조 시에 용이하게 재현할 수 있는 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하도록 구성되는 레플리카 제조 장치, 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치, 및 상기 레플리카 제조 장치와 상기 임프린트 장치에 통신가능하게 연결된 관리 장치를 포함하는 임프린트 시스템으로서, 상기 레플리카 제조 장치는, 상기 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 상기 레플리카 몰드를 제조하며, 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 상기 관리 장치에 전송하고, 상기 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하고, 상기 취득된 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 상기 패턴을 형성하는 상기 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는 임프린트 시스템이 제공된다.
본 발명에 따르면, 레플리카 몰드 제조 시의 임프린트 처리에 관한 조건을 디바이스 제조 시에 용이하게 재현할 수 있는 기술이 제공된다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부의 도면과 관련하여 행해지는 이하의 설명으로부터 명확해질 것이며, 첨부의 도면에서 유사 참조 부호는 그 도면 전체를 통해 동일하거나 유사한 부분을 지정한다.
명세서에 통합되며 그 일부를 구성하는 첨부의 도면은 본 발명의 실시형태를 나타내며 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 2a는 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 2b는 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 2c는 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 제어 동작을 설명하는 흐름도이다.
도 3은 상대 위치 오프셋을 사용한 기판 스테이지의 구동을 설명하는 도면이다.
도 4는 몰드와 임프린트재 사이의 접촉 상태를 도시하는 도면이다.
도 5는 클러스터 구성을 갖는 임프린트 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다.
도 6은 실시형태에 따른 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.
이하, 첨부의 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 단지 본 발명을 구현하는데 유리한 상세한 예를 나타내는 것이며, 첨부된 청구항의 범위를 제한하려는 것이 아니며, 실시형태에 설명된 특징의 조합 모두는 본 발명의 수단을 해결하는데 필수적인 것은 아니라는 것에 유의해야 한다.
(시스템 구성)
도 1은, 본 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 임프린트 시스템은 레플리카 제조 장치(100), 임프린트 장치(200), 및 관리 장치(300)를 포함할 수 있다. 관리 장치(300)는, 레플리카 제조 장치(100)와 임프린트 장치(200)에 통신가능하게 연결된다.
먼저 임프린트 장치(200)의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치(200)는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화용의 에너지를 부여함으로써, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.
임프린트재로서는, 경화용의 에너지에 의해 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 칭함)이 사용된다. 경화용의 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자기파는 예를 들어 그 파장이 10 nm 내지 1 mm의 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 UV 선일 수 있다. 경화성 조성물은 광의 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 재료 중, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유할 수 있고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다. 임프린트재는 임프린트재 공급 장치에 의해 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 또는 막 형상으로 기판 상에 공급될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는 예를 들어 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에는 기판의 재료와 상이한 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 기판은 예를 들어 실리콘 기판, 반도체 화합물 기판, 실리카 유리이다.
본 실시형태에서, 임프린트 장치(200)는 UV 선의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 그러나, 방법은 이에 한정되는 것이 아니라, 입열에 의해 임프린트재를 경화시키는 열경화법을 채용할 수도 있다.
임프린트 장치(200)에서, 기판 스테이지(220)는 기판(40)을 보유지지해서 이동하도록 구성된다. 상술한 임프린트재 공급 장치를 구성하는 디스펜서(230)는, 기판 스테이지(220)에 의해 보유지지된 기판(40) 위에 임프린트재(231)를 공급(배치)한다. 임프린트 헤드(210)는, 몰드(30)를 보유지지하고 몰드(30)를 기판(40) 상의 임프린트재(231)에 접촉시키도록 구성되는 구동 기구를 포함할 수 있다.
UV 선을 몰드(30)를 통해서 기판(40) 상의 임프린트재(231)에 조사해서 임프린트재(231)를 경화시키는 경화 유닛(24)은, 광원 유닛(240), 파장 선택 유닛(241), 광 감쇠 유닛(242), 슬릿 기구(243) 및 광량 계측 유닛(244)을 포함할 수 있다. 광원 유닛(240)은 임프린트재(231)를 경화시키기 위해 사용되는 UV 선을 발생시키는 광원을 포함한다. 광원에는, 예를 들어 고압 수은 램프, 크세논 램프, 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 파장 선택 유닛(241)은 예를 들어 서로 상이한 파장의 광 빔을 통과시키도록 구성되는 복수의 파장 필터, 및 해당 복수의 파장 필터로부터 선택되는 하나의 파장 필터를 광로에 대해 삽입/제거하는 기구를 포함할 수 있다. 광 감쇠 유닛(242)은 예를 들어 복수의 ND 필터와, 해당 복수의 ND 필터로부터 선택되는 하나의 ND 필터를 광로에 대해 삽입/제거하는 기구를 포함할 수 있다. 슬릿 기구(243)는 예를 들어 조명 영역의 형상을 규정하는 차광 블레이드와 해당 차광 블레이드를 구동하는 구동 기구를 포함할 수 있다. 광량 계측 유닛(244)은 UC 센서를 포함할 수 있고 광원 유닛(240)으로부터의 조사 광량을 계측할 수 있다.
정렬 스코프(232)는, 디스펜서(230)에 의해 임프린트재(231)가 기판(40) 상에 배치된 후에 몰드(30)와 기판(40) 사이의 정렬을 행하도록 구성되는 현미경이다. 정렬 스코프(232)는 몰드(30)에 제공되어 있는 정렬 마크(31)와 기판(40)에 제공되어 있는 정렬 마크(41) 사이의 중첩 상태를 계측함으로써 상호 정렬을 행한다. 또한, 정렬 스코프(232)는, 몰드(30)에 제공되어 있는 정렬 마크(31)와 기판(40) 상에 배치되어 있는 임프린트재(231) 사이의 상대 위치 어긋남 정보를 취득할 수도 있다. 또한, 몰드(30)에는 식별 정보(ID)가 형성되어 있고, 이는 판독 유닛(251)에 의해 판독될 수 있다. 또한, 임프린트 장치(200)는, 몰드(30)를 기판(40) 상의 임프린트재(231)에 접촉시킬 때 및 몰드 분리를 행할 때의 상태를 관찰하도록 구성되는 촬상 유닛(221)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 촬상 유닛(221)은 기판 스테이지(220) 측에 제공되고, 기판의 이면 측으로부터 상을 촬상한다. 반대로, 촬상 유닛(221)은 임프린트 헤드(210) 측에 제공될 수 있고 몰드의 표면 측으로부터 상을 촬상할 수 있다.
제어 유닛(260)은, 예를 들어 CPU(261) 및 메모리(262)를 포함하고, 임프린트 장치(200)의 각 유닛을 제어한다. 예를 들어, 제어 유닛(260)은 이하의 방식으로 임프린트 처리를 행한다. 먼저, 디스펜서(230)에 의해, 기판(40) 위에 임프린트재(231)가 배치된다. 그 후, 몰드(30)를 임프린트 헤드(210)에 의해 하강시켜서 기판(40) 상의 임프린트재(231)와 접촉시킨다. 이에 의해, 임프린트재(231)는 몰드(30)에 형성되어 있는 패턴의 홈 안으로 유입한다. 이 상태에서, 경화 유닛(24)이 임프린트재(231)에 UV 선을 조사하게 함으로써 임프린트재(231)를 경화시킨다. 임프린트재(231)가 경화되면, 임프린트재(231)에 의한 몰드(30)의 패턴(회로 패턴)이 형성된다. 임프린트재(231)가 경화된 후, 몰드(30)를 임프린트 헤드(210)에 의해 상승시킴으로써, 경화된 임프린트재(231)로부터 몰드(30)를 분리한다(몰드 분리). 본 실시형태에서의 임프린트 처리는 대략 위에서 설명된 바와 같다.
본 실시형태에 따른 임프린트 장치(200)에서는, 임프린트 헤드(210)를 구동하여 몰드를 고정된 기판(40) 상의 임프린트재(231)에 접촉시킨다는 것에 유의한다. 그러나, 반대 구성도 가능하다. 즉, 기판 스테이지(220)를 구동해서 기판(40) 상의 임프린트재(231)를 고정된 몰드(30)에 접촉시킬 수 있다. 대안적으로, 임프린트 헤드(210)와 기판 스테이지(220)의 양자 모두가 상하로 구동될 수 있다. 즉, 임프린트 장치는 몰드(30)와 기판(40) 사이의 상대 위치를 변화시키도록 구성되는 구동 유닛을 포함하면 된다.
상술한 바와 같은 임프린트 장치(200)를 반도체 디바이스의 제조에 적용하는 경우, 몰드(30)의 반복 사용에 의한 열화가 문제가 될 수 있다. 본 실시형태에서는, 원판인 고가의 마스터 몰드로부터 저렴한 레플리카 몰드를 필요에 따라서 제조하고, 임프린트 장치(200)는 그 레플리카 몰드를 몰드(30)로서 사용하는 것이 상정된다. 레플리카 제조 장치(100)는 그러한 레플리카 몰드를 제조하는 장치이다.
레플리카 제조 장치(100)의 기본 구성은 임프린트 장치(200)와 대략 동일하다. 레플리카 제조 장치(100)에서, 기판 스테이지(120)는 레플리카 기판(20)을 보유지지해서 이동하도록 구성된다. 디스펜서(130)는, 기판 스테이지(120)에 의해 보유지지된 레플리카 기판(20) 위에 임프린트재(131)를 배치한다. 임프린트 헤드(110)는, 마스터 몰드인 몰드(10)를 보유지지하고, 몰드(10)를 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 접촉시키도록 구성되는 구동 기구를 포함할 수 있다. 경화 유닛(14)은 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)를 경화시킨다.
UV 선을 몰드(10)를 통해서 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 조사해서 임프린트재(131)를 경화시키는 경화 유닛(14)은, 광원 유닛(140), 파장 선택 유닛(141), 광 감쇠 유닛(142), 슬릿 기구(143) 및 광량 계측 유닛(144)을 포함할 수 있다. 광원 유닛(140)은 임프린트재(131)를 경화시키기 위해 사용되는 UV 선을 생성하는 광원을 포함한다. 광원에는, 예를 들어 고압 수은 램프, 크세논 램프, 엑시머 레이저 등을 사용할 수 있다. 파장 선택 유닛(141)은, 예를 들어 서로 다른 파장의 광 빔을 통과시키도록 구성되는 복수의 파장 필터, 및 복수의 파장 필터로부터 선택된 파장 필터를 광원과 몰드 사이의 광로 상에 배치하는 기구를 포함할 수 있다. 광 감쇠 유닛(142)은, 예를 들어 복수의 ND 필터, 및 복수의 ND 필터로부터 선택된 하나의 ND 필터를 광로에 대해 삽입/제거하는 기구를 포함할 수 있다. 슬릿 기구(143)는, 예를 들어 조명 영역의 형상을 규정하는 차광 블레이드와 차광 블레이드를 구동하는 구동 기구를 포함할 수 있다. 광량 계측 유닛(144)은 UC 센서를 포함할 수 있고 광원 유닛(140)으로부터의 조사 광량을 계측할 수 있다.
정렬 스코프(132)는, 디스펜서(130)에 의해 임프린트재(131)가 레플리카 기판(20) 상에 배치된 후에, 몰드(10)와 레플리카 기판(20) 사이의 정렬을 행하도록 구성되는 현미경이다. 정렬 스코프(132)가 몰드(10)에 제공되어 있는 정렬 마크(11)와 레플리카 기판(20)에 제공되어 있는 정렬 마크(21) 사이의 중첩 상태를 계측함으로써 상호 정렬을 행한다. 또한, 정렬 스코프(132)는, 몰드(10)에 제공되어 있는 정렬 마크(11)와 레플리카 기판(20) 상에 배치되고 있는 임프린트재(131) 사이의 상대 위치 어긋남 정보를 취득할 수도 있다. 또한, 몰드(10)에는 ID가 형성되어 있고, 이는 판독 유닛(151)에 의해 판독될 수 있다. 또한, 레플리카 제조 장치(100)는, 몰드(10)를 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 접촉시킬 때 및 몰드 분리를 행할 때의 상태를 관찰하도록 구성되는 촬상 유닛(121)을 포함할 수 있다. 도 1을 참조하면, 촬상 유닛(121)은 기판 스테이지(120) 측에 제공되고, 기판의 이면 측으로부터 상을 촬상한다. 반대로, 촬상 유닛(121)은 임프린트 헤드(110) 측에 제공될 수 있고, 몰드의 표면 측으로부터 상을 촬상할 수 있다.
제어 유닛(160)은, 예를 들어 CPU(161) 및 메모리(162)를 포함하며, 레플리카 제조 장치(100)의 각 유닛을 제어한다. 예를 들어, 제어 유닛(160)은 상술한 임프린트 장치(200)에 의한 임프린트 처리와 동일한 처리에 의해 레플리카 몰드의 제조를 제어한다. 더 구체적으로는, 먼저, 디스펜서(130)에 의해 레플리카 기판(20) 위에 임프린트재(131)를 배치한다. 그 후, 마스터 몰드인 몰드(10)를 임프린트 헤드(110)에 의해 하강시키고 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)와 접촉시킨다. 이에 의해, 임프린트재(131)는 몰드(10)에 형성되어 있는 패턴의 홈 안으로 유입한다. 이 상태에서, 경화 유닛(14)이 임프린트재(131)에 UV 선을 조사하게 함으로써 임프린트재(131)를 경화시킨다. 임프린트재(131)가 경화되면, 임프린트재(131)에 의한 몰드(10)의 패턴(회로 패턴)이 형성된다. 임프린트재(131)가 경화된 후, 몰드(10)는 임프린트 헤드(110)에 의해 상승됨으로써, 경화된 임프린트재(131)로부터 몰드(10)가 분리된다(몰드 분리).
본 실시형태에 따른 레플리카 제조 장치(100)에서는, 임프린트 헤드(110)를 구동하여 몰드를 고정된 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 접촉시킨다는 것에 유의한다. 그러나, 반대 구성도 가능하다. 즉, 기판 스테이지(120)를 구동해서 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)를 고정된 몰드(10)에 접촉시킬 수 있다. 또는, 임프린트 헤드(110)와 기판 스테이지(120)의 양자 모두를 상하로 구동시킬 수 있다. 즉, 레플리카 제조 장치는 몰드(10)와 레플리카 기판(20) 사이의 상대 위치를 변화시키도록 구성되는 구동 유닛을 포함하면 된다.
이와 같이 하여 형성된 임프린트재(131)에 의한 회로 패턴이 형성된 레플리카 기판(20)은 후속 가공의 에칭을 거치고, 요철 회로 패턴을 갖은 레플리카 몰드로서 완성된다. 이때, 공지의 반전 프로세스에 의해 패턴이 형성되면, 결과적으로, 레플리카 몰드에는 마스터 몰드인 몰드(10)와 동일한 회로 패턴이 형성된다. 임프린트 처리에 관한 조건은 제조하는 회로 패턴에 따라서 최적화될 수 있다는 것에 유의한다. 제어 유닛(160)은, 제조하는 회로 패턴에 따라, 이러한 조건을 선택하고, 회로 패턴이 레플리카 기판(20) 위에 형성되도록 임프린트 처리를 제어한다.
임프린트 장치(200)는 이렇게 제조된 레플리카 몰드를 몰드(30)로서 사용할 수 있다. 전술한 바와 같이, 반전 프로세스에 의해 패턴이 형성되는 경우, 레플리카 몰드인 몰드(30)에는 마스터 몰드인 몰드(10)와 동일한 회로 패턴이 형성된다. 본 실시형태에서, 임프린트 장치(200)에서의 레플리카 몰드인 몰드(30)에 대한 임프린트 처리에 관한 조건으로서, 레플리카 제조 장치(100)에서의 당해 레플리카 몰드의 제조시의 임프린트 처리에 관한 조건을 전용할 수 있다. 임프린트 처리에 관한 조건은 예를 들어 이하의 조건을 포함할 수 있다.
· 배치 조건: 임프린트재(131)의 레플리카 기판(20)에의 배치 위치 및 배치량을 나타내는 정보. 배치 조건은, 미충전 결함을 억제하고, 임프린트 처리 후의 기판 상의 임프린트재가 미리결정된 막 두께를 갖도록, 몰드(10)의 회로 패턴의 밀도 등에 기초하여 설정된다.
· 접촉 조건: 몰드(10)를 임프린트재(131)에 접촉시킬 때의 임프린트 헤드(110)의 구동량 등의 구동 유닛의 동작을 규정하는 정보.
· 조사 조건: 광원 유닛(140)으로부터 사출되는 UV 광의 광량 및 조사 시간 등의 정보인, 경화 유닛(14)의 동작을 규정하는 경화 조건.
· 몰드 분리 조건: 경화된 임프린트재(131)로부터 몰드(10)를 분리할 때의 임프린트 헤드(110)의 구동량 등의 구동 유닛의 동작을 규정하는 정보.
레플리카 제조 장치(100)에서의 이들 정보를 임프린트 장치(200)에서 전용하면, 디바이스 제조 시의 임프린트 처리에 관한 조건을 용이하게 결정할 수 있으며, 디바이스에 대해 레플리카 제조 시의 조건을 재현할 수 있다.
임프린트 처리에 관한 조건은 경화 유닛(14)에 관한 이하의 조건을 더 포함할 수 있다.
· 파장 선택 조건: 파장 선택 유닛(141)에서의 파장 필터의 선택 정보.
· 필터 선택 조건: 광 감쇠 유닛(142)에서의 ND 필터의 선택 정보.
· 슬릿 설정 조건: 슬릿 기구(143)의 구동에 관한 설정 정보.
경화 유닛(14)에 관한 이들 정보를 임프린트 장치(200)에서 전용하면, 몰드를 경화시킬 때의 조건을 레플리카 몰드 제조와 디바이스 제조 사이에서 일치시킬 수 있다. 이에 의해, 레플리카 제조 장치(100)에서의 임프린트재의 경화 상태는 임프린트 장치(200)에서 용이하게 재현될 수 있다.
관리 장치(300)는, 레플리카 제조 장치(100)에서의 레플리카 몰드 제조 시의 임프린트 처리에 관한 상술한 각종 조건을 포함하는 데이터를 저장하고, 임프린트 장치(200)로부터의 요구에 응답하여 데이터를 임프린트 장치(200)에 전송한다. 또한, 관리 장치(300)는 광량 계측 유닛(144)에 의한 광량 계측 결과도 임프린트 장치(200)에 전송할 수 있다. 이에 의해, 임프린트 장치(200)는 광 감쇠 유닛(242)의 선택 조건, 광원 유닛(240)의 조사 시간 등을 조정할 수 있다. 관리 장치(300)는 예를 들어 CPU(301) 및 메모리(302)를 포함하는 컴퓨터 장치에 의해 실현될 수 있다.
(상대 위치 오프셋)
레플리카 제조 장치(100)에서의 임프린트 처리에 관한 조건을 임프린트 장치(200)에 전용할 때, 2개의 장치의 임프린트 처리에서 기판과 그 위에 배치된 임프린트재 사이의 위치 관계의 어긋남이 발생할 수 있다(상대 위치 오프셋). 따라서, 본 실시형태에서, 이러한 위치 관계를 보정할 수 있다. 이하, 도 3을 참조하여, 상대 위치 오프셋을 사용한 기판 스테이지(220)의 구동에 대해서 설명한다.
도 3의 좌측 도면은, 레플리카 제조 장치(100)에 의한 레플리카 몰드 제조 시의 몰드(10), 레플리카 기판(20) 및 그 위의 임프린트재(131) 사이의 위치 관계의 예를 나타낸다. 몰드(10) 상에는 정렬 마크(11) 및 회로 패턴(12)이 형성된다. 레플리카 기판(20) 상에는 검은색 원에 의해 표현되는 임프린트재(131)가 디스펜서(130)(제1 공급 유닛)에 의해 배치된다. 정렬 마크(11)와 디스펜서(130)에 의해 배치된 임프린트재(131) 사이의 상대 위치(ΔX 및 ΔY)가 정렬 스코프(132)(제1 계측 유닛)에 의해 계측된다. 여기에서 계측된 상대 위치(ΔX 및 ΔY)가 상대 위치 오프셋이다.
도 3의 우측 도면은, 임프린트 장치(200)에서의 몰드(30)(레플리카 몰드), 기판(40) 및 그 위의 임프린트재(231) 사이의 위치 관계의 예를 나타낸다. 몰드(30)에는, 마스터 몰드인 몰드(10)의 정렬 마크(11)에 대응하는 정렬 마크(31)와 회로 패턴(12)에 대응하는 회로 패턴(32)이 형성된다. 정렬 마크(31)가 마스터 몰드인 몰드(10)의 정렬 마크(11)를 전사함으로써 형성되는 경우, 정렬 마크(31)와 회로 패턴(32) 사이의 상대 위치는 정렬 마크(11)와 회로 패턴(12) 사이의 상대 위치와 동일하다. 정렬 마크(31)와 디스펜서(230)(제2 공급 유닛)에 의해 배치된 임프린트재(231) 사이의 상대 위치(ΔX 및 ΔY)는 정렬 스코프(232)(제2 계측 유닛)에 의해 계측된다. 여기에서 계측된 상대 위치가 좌측 도면에 도시된 레플리카 제조 장치(100)의 것과 상이한 경우, 그 상대 위치가 레플리카 제조 장치(100)의 상대 위치(ΔX 및 ΔY)가 되도록 기판 스테이지(220)를 구동해서 기판(40)을 이동시킨다.
이에 의해, 회로 패턴(12)과 임프린트재(131) 사이의 위치 관계를 회로 패턴(32)과 임프린트재(231)에서 재현할 수 있다.
(임프린트 시스템의 제어 동작)
본 실시형태에 따른 임프린트 시스템의 제어 동작에 대해서 도 2a 내지 도 2c의 흐름도를 참고하여 이하에서 설명한다. 레플리카 제조 장치(100)에서, 제어 유닛(160)의 메모리(162)는 임프린트 처리에 관한 미리설정된 조건을 저장한다.
레플리카 제조 장치(100)에서, 단계 S101에서, 제어 유닛(160)은, 메모리(162)에 저장되어 있는 배치 조건에 따라 디스펜서(130)를 제어하여, 레플리카 기판(20) 위에 임프린트재(131)를 배치한다. 단계 S102에서, 제어 유닛(160)은, 정렬 스코프(132)가, 몰드(10)의 정렬 마크(11)와 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131) 사이의 상대 위치를 계측하게 한다. 상대 위치의 계측값은 상대 위치 오프셋으로서 메모리(162)에 저장된다.
이어서, 단계 S103에서, 제어 유닛(160)은, 메모리(162)에 저장되어 있는 접촉 조건에 따라 임프린트 헤드(110)를 제어하여 몰드(10)를 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 접촉시킨다. 이때, 정렬 스코프(132)를 사용하여 몰드(10)와 레플리카 기판(20) 사이의 정렬도 행한다. 제어 유닛(160)은, 메모리(162)에 저장되어 있는 조사 조건에 따라 광원 유닛(140)을 제어하고 광원 유닛이 임프린트재(131)에 광을 조사하게 함으로써 임프린트재(131)를 경화시킨다. 임프린트재(131)가 경화된 후, 제어 유닛(160)은, 메모리(162)에 저장되어 있는 몰드 분리 조건에 따라 임프린트 헤드(110)를 제어하여, 임프린트재(131)로부터 몰드(10)를 분리하는 몰드 분리를 행한다.
단계 S104에서, 레플리카 기판(20)은, 후속 가공의 에칭을 거치고, 반전 프로세스를 사용하여, 몰드(10)와 동일한 회로 패턴이 형성된 레플리카 몰드로 가공된다.
단계 S105에서, 제어 유닛(160)은, 판독 유닛(151)을 사용하여, 레플리카 기판(20)에 미리 형성되어 있는 레플리카 기판 ID(50)를 레플리카 몰드 ID로서 판독한다. 단계 S106에서, 제어 유닛(160)은, 레플리카 몰드 ID와 연관지어 상대 위치 오프셋 및 임프린트 처리에 관한 조건을 포함하는 데이터를 관리 장치(300)에 전송한다. 임프린트 처리에 관한 조건은, 상술한 바와 같은 배치 조건, 접촉 조건, 조사 조건, 몰드 분리 조건, 파장 선택 조건, 필터 선택 조건, 및 슬릿 설정 조건 등을 포함할 수 있다.
관리 장치(300)는, 레플리카 제조 장치(100)로부터 수신한 데이터를 메모리(302)에 저장한다(단계 S301).
임프린트 장치(200)는, 레플리카 제조 장치(100)에 의해 제조된 레플리카 몰드를 몰드(30)로서 사용하여 임프린트 처리를 실행한다. 먼저, 단계 S201에서, 제어 유닛(260)은, 판독 유닛(251)을 사용하여, 임프린트 헤드(210)에 의해 보유지지 되어 있는 몰드(30)의 레플리카 몰드 ID(50)를 판독한다. 그 후, 제어 유닛(260)은, 판독한 레플리카 몰드 ID(50)를 포함하는 요구 데이터를 관리 장치(300)에 대하여 발행한다. 요구 데이터를 수신하면, 관리 장치(300)는, 그 요구 데이터에 포함되는 레플리카 몰드 ID(50)와 일치하는 ID를 포함하는 데이터를, 임프린트 장치(200)에 송신한다(단계 S302). 임프린트 장치(200)는, 이 데이터를 수신하고, 임프린트 처리에 관한 조건을 취득한다(단계 S202). 이들 취득된 조건은 메모리(262)에 저장된다.
단계 S203에서, 제어 유닛(260)은, 취득한 배치 조건에 따라 디스펜서(230)를 제어하여, 기판(40) 위에 임프린트재(231)를 배치한다. 단계 S204에서, 제어 유닛(260)은, 정렬 스코프(232)가, 몰드(30)의 정렬 마크(31)와 기판(40) 상의 임프린트재(231) 사이의 상대 위치를 계측하게 한다. 단계 S205에서, 제어 유닛(260)은, 이 계측에 의해 얻어지는 상대 위치와 단계 S202에서 취득된 상대 위치에 기초하여 기판 스테이지(220)를 구동한다. 예를 들어, 제어 유닛(260)은, 정렬 스코프(230)에 의해 계측되는 상대 위치와 단계 S202에서 취득된 상대 위치 사이의 거리가 허용 범위 내에 들어오도록 기판 스테이지(220)를 구동한다.
그 후, 단계 S206에서, 제어 유닛(260)은, 단계 S202에서 취득되어 메모리(262)에 저장되어 있는 접촉 조건에 따라 임프린트 헤드(210)를 제어하여 몰드(30)를 기판(40) 상의 임프린트재(231)에 접촉시킨다. 이때, 정렬 스코프(232)를 사용해서 몰드(30)와 기판(40) 사이의 정렬도 행한다. 제어 유닛(260)은, 단계 S202에서 취득되어 메모리(262)에 저장되어 있는 조사 조건에 따라 경화 유닛(24)을 제어하고, 경화 유닛이 임프린트재(231)에 광을 조사하게 함으로써 임프린트재(231)를 경화시킨다. 임프린트재(231)가 경화된 후, 제어 유닛(260)은, 단계 S202에서 취득되어 메모리(262)에 기억되어 있는 몰드 분리 조건에 따라 임프린트 헤드(210)를 제어하여, 임프린트재(231)로부터 몰드(30)를 분리하는 몰드 분리를 행한다.
상술한 처리에 따르면, 임프린트 장치(200)에서의 레플리카 몰드인 몰드(30)에 대한 임프린트 처리에 관한 조건으로서, 레플리카 제조 장치(100)에서의 레플리카 몰드 제조시의 임프린트 처리에 관한 조건이 전용된다. 이에 의해, 미충전 결함을 억제하면서 레플리카 기판(20)에 회로 패턴을 형성할 때 형성되는 회로 패턴을 기판(40) 위에 재현할 수 있다.
마스터 몰드(몰드(10))의 정렬 마크(11)는 회로 패턴과 동시에 레플리카 기판(20)에 전사될 수 있다는 것에 유의한다. 이 경우, 레플리카 몰드(몰드(30))의 정렬 마크(31)로서, 마스터 몰드의 정렬 마크(11)를 전사함으로써 형성되는 마크가 사용될 수 있다. 그 때문에, 회로 패턴과 정렬 마크의 묘화 오차에 의해 유발되는 어떠한 문제도 없이 임프린트재의 배치 위치를 조정할 수 있다.
본 실시형태에 따른 배치 조건은, 상술한 바와 같이, 기판에의 임프린트재의 배치 위치뿐만 아니라 임프린트재의 배치량의 정보도 포함할 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 디스펜서(130)의 각 노즐마다의 임프린트재의 배치량의 정보를 메모리(162)에 저장해 두고, 임프린트 장치(200)에 정보를 통지한다. 임프린트 장치(200) 측에서는, 제어 유닛(260)은, 디스펜서(230)의 각 노즐마다의 임프린트재 배치량의 정보로부터의 차이를 산출하고 배치량을 보정한다. 이에 의해, 장치 사이의 임프린트재의 배치량의 차이를 고려하지 않고, 임프린트재의 배치량을 조정할 수 있고, 임프린트재에 의해 기판 상에 형성되는 패턴의 막 두께를 재현할 수 있다. 예를 들어, 피에조 타입 노즐에서는, 임프린트재를 압출할 때의 전압값 또는 개방 시간에 의해 임프린트재의 배치량을 보정할 수 있다.
(장치의 고유 오프셋 고려)
이하, 레플리카 제조 장치(100)와 임프린트 장치(200) 각각이 고유의 오프셋을 갖는 경우에 대해서 설명한다. 예로서, 레플리카 제조 장치(100)의 디스펜서(130)와 임프린트 장치(200)의 디스펜서(230) 각각이 설치 위치 오프셋을 갖는 경우를 설명한다. 레플리카 제조 장치(100)의 디스펜서(130)의 설치 위치 오프셋을 ΔX130으로 한다. 또한, 임프린트 장치(200)의 디스펜서(230)의 설치 위치 오프셋을 ΔX230으로 한다. 기준이 되는 몰드를 사용하여 사전에 장치 사이에서 기준을 일치시키면, 장치 사이의 차이를 상쇄할 수 있다. 기준 몰드의 패턴 오차가 ΔXm0인 경우, 기준 몰드를 사용하여 레플리카 제조 장치(100)에 의해 계측되는 정렬 마크(11)와 임프린트재(131) 사이의 상대 위치(ΔXreplica ref)는 이하에 의해 주어진다:
ΔXreplica ref = ΔXm0 + ΔX130
마찬가지로, 실제의 디바이스 제조에서 사용되는 몰드의 패턴 오차를 ΔXm1로 하면, 실제의 디바이스 제조에서 사용하는 몰드를 사용할 때의 도 3에 도시된 레플리카 제조 장치(100)에서의 ΔX는 이하에 의해 주어진다:
ΔX = ΔXm1 + ΔX130
기준 몰드의 계측 결과(ΔXreplica ref)와 실제의 디바이스 제조에서 사용되는 몰드의 계측 결과(ΔX) 사이의 차이를 산출하면, 장치에 고유한 설치 오프셋(ΔX130)을 제외한 결과(ΔXoffset)가 이하에 의해 구해질 수 있다:
ΔXoffset = ΔX - ΔXreplica ref = (ΔXm1 + ΔX130) - (ΔXm0 + ΔX130) = ΔXm1 - ΔXm0
이어서, 기준 몰드를 사용하여 임프린트 장치(200)에서 계측되는 정렬 마크(31)와 임프린트재(231) 사이의 상대 위치(ΔXimprint ref)는 이하에 의해 주어진다:
ΔXimprint ref = ΔXm0 + ΔX230
여기서, 실제의 디바이스 제조에서 사용하는 몰드를 사용할 때에는, ΔXimprint ref에 레플리카 제조 장치(100)에서 산출한 ΔXoffset를 가산한다. 이에 의해, 디바이스 제조에서 사용하는 몰드의 패턴 오차(ΔXm1) 및 임프린트 장치(200)의 디스펜서(230)의 설치 위치 오프셋(ΔX230)만을 고려하여 도 3에 도시된 임프린트 장치(200)의 ΔX의 목표 위치를 구할 수 있다.
ΔX = ΔXimprint ref + ΔXoffset = (ΔXm0 + ΔX230) + (ΔXm1 - ΔXm0) = ΔXm1 + ΔX230
여기서, ΔX에 대해서 설명했다. ΔY에 대해서도 동일한 보정이 이루어질 수 있으며, 그에 대한 설명은 생략한다. 여기서는, 디스펜서의 설치 위치의 오프셋에 대해서 설명했다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 기준 몰드를 사용해서 장치 사이의 기준 일치를 행함으로써, 디스펜서의 토출 위치, 정렬 스코프의 계측 위치, 스테이지의 기준 위치 등에 대해서도 장치 사이의 차이를 상쇄시킬 수 있다.
(제어 프로파일의 전용)
변형으로서, 임프린트 처리 시의 제어 프로파일을 임프린트 처리에 관한 조건으로서 전용하는 예를 설명한다. 레플리카 제조 장치(100)는, 레플리카 기판(20) 위에 임프린트재(131)를 배치한 후에, 마스터 몰드인 몰드(10)를 임프린트재(131)에 접촉시킨다. 이때, 레플리카 제조 장치(100)는, 몰드(10)의 패턴면을, 레플리카 기판(20)을 향해서 볼록 형상으로 변형시키고 나서 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 몰드(10)를 접촉시킨다. 이 경우, 몰드(10)의 패턴면(10a)이 그 중심으로부터 외측을 행해서 임프린트재(131)에 접촉해 간다. 이에 의해, 몰드(10)와 임프린트재(131) 사이에 기포가 갇히는 것이 억제된다. 몰드 분리를 행할 때에는, 반대로, 몰드(10)의 패턴면의 외측으로부터 중심부를 향해서 몰드를 임프린트재(131)로부터 서서히 분리함으로써, 레플리카 기판(20) 상에 형성되는 임프린트재의 패턴이 결손되는 것을 방지한다. 이때의 상태가 촬상 유닛(121)에 의해 촬상된다.
레플리카 제조 장치(100)는, 임프린트 처리시, 레플리카 기판 ID(50)와 촬상 유닛(121)에 의해 촬상된 화상에 기초하는 몰드(10)와 임프린트재(131) 사이의 접촉 상태의 계측 결과(제어 프로파일)를 포함하는 관리 데이터를 관리 장치(300)에 전송한다.
도 4는 접촉 상태의 개념도를 나타낸다. 접촉 상태(4A)는 몰드(10)를 상기와 같이 변형시키면서 레플리카 기판(20) 상의 임프린트재(131)에 접촉시키고, 그 후에 몰드 분리를 행하는 상태 천이를 나타낸다. 접촉부의 화상(4B)은, 촬상 유닛(121)에 의해 촬상된 화상에 기초하여 계측되는, 접촉 상태(4A)에 수반하는, 임프린트재(131)를 통해서 몰드(10)와 레플리카 기판(20)이 접촉하는 부분의 상태 천이를 나타내는 화상이다. 몰드와 기판 사이의 거리(4C)는, 접촉 상태(4A)에 수반하는 임프린트 헤드(110)에 의한 몰드(10)의 위치(몰드(10)와 레플리카 기판(20) 사이의 거리)의 변화를 나타낸다. 접촉부의 영역(4D)은, 접촉부의 화상(4B)의 상태 천이에 수반하는 임프린트재(131)를 통해서 몰드(10)와 레플리카 기판(20)이 접촉하는 부분의 면적의 변화를 나타낸다. 접촉 속도(4E)는, 몰드와 기판 사이의 거리(4C)의 상태 천이에 수반하는 임프린트 헤드(110)에 의한 몰드(10)의 이동 속도의 변화를 나타낸다. 가속도(4F)는, 몰드와 기판 사이의 거리(4C)의 상태 천이에 수반하는 임프린트 헤드(110)에 의한 몰드(10)의 이동 가속도의 변화를 나타낸다. 관리 데이터에 포함되는 제어 프로파일은 접촉부의 화상(4B) 그 자체일 수 있거나 또는 접촉부의 면적(4D)의 값일 수 있다.
임프린트 장치(200)에서도, 촬상 유닛(221)은 몰드(30)를 기판(40) 상에 배치된 임프린트재(231)에 접촉시키고 몰드 분리를 행할 때의 접촉 상태를 관찰한다. 임프린트 장치(200)는, 판독 유닛(251)에 의해 몰드(30)에 형성되어 있는 ID(50)를 판독하고, 관리 장치(300)로부터, 판독된 ID에 따른 임프린트 처리에 관한 조건으로서의 제어 프로파일을 취득한다. 임프린트 장치(200)에서도 마찬가지로, 몰드(30)의 패턴면이 그 중심부로부터 외측을 향해서 임프린트재(231)에 접촉해 간다. 이는, 몰드(30)와 임프린트재(231) 사이에 기포가 갇히는 것을 억제한다. 몰드 분리를 행할 때에는, 반대로, 몰드(30)의 패턴면이 외측 부분으로부터 중심부를 향해서 임프린트재(231)로부터 서서히 분리됨으로써, 기판(40) 상에 형성되는 임프린트재의 패턴이 결손되는 것을 방지한다. 이때의 상태가 촬상 유닛(221)에 의해 촬상된다. 촬상된 결과의 데이터가 관리 장치(300)에 저장되어 있는 관리 데이터(접촉부의 화상(4B) 또는 접촉부의 면적(4D)에 대응)와 비교된다. 비교의 결과 데이터가 상이하면, 몰드(30)의 변형량 또는 몰드(30)와 기판(40) 사이의 상대 위치를 변화시키는 구동 유닛(예를 들어, 임프린트 헤드(210))의 구동 속도를 보정한다. 이에 의해, 레플리카 기판의 제조시의 임프린트 처리에서의 몰드의 접촉 및 분리 상태 및 결함 억제 정밀도를 디바이스 제조 시의 임프린트 처리에서 재현할 수 있다.
또한, 상술한 임프린트 처리에 관한 조건에 대해서는, 상기의 접촉 상태에 관한 정보 대신에, 거리(4C), 속도(4E) 및/또는 가속도(4F)의 정보를 사용할 수 있다. 임프린트 헤드(110 및 210)의 구동 조건을 일치시키면, 레플리카 몰드 제조와 디바이스 제조 사이에서 임프린트재에 대한 몰드의 접촉 속도를 일치시킬 수 있다. 이에 의해, 레플리카 제조 시에 최적화된 임프린트 처리에 관한 조건을 디바이스 제조 시에 용이하게 재현할 수 있다.
또한, 임프린트 처리에 관한 조건은 구동 유닛의 구동력의 정보일 수 있다. 예를 들어, 접촉 및 몰드 분리 시의 임프린트 헤드(110)의 구동축의 추력, 예를 들어 액추에이터의 전류값을 모니터하고 제어 유닛(160)의 메모리(162)에 저장하며, 그것을 제어 유닛(260)에 통지한다. 이에 의해, 임프린트 헤드(210)는, 이 통지된 전류값을 구동 시의 추력에 피드백할 수 있고, 레플리카 몰드 제조와 디바이스 제조 사이에서 몰드의 패턴부에 가해지는 응력을 일치시킬 수 있다. 그 결과, 레플리카 몰드 제조 시에 최적화된 접촉 및 몰드 분리 조건을 디바이스 제조 시에 용이하게 재현할 수 있다.
또한, 임프린트 처리에 관한 조건은 몰드의 자세의 정보일 수 있다. 촬상 유닛(121 및 221) 각각 대신에 기판의 표면의 기울기 또는 갭을 계측하도록 구성되는 변위계를 제공한다. 레플리카 몰드 제조 시의 접촉 및 몰드 분리 시의 패턴면과 임프린트재가 배치되는 면의 기울기를 제어 유닛(160)의 메모리(162)에 저장하고, 그것을 제어 유닛(260)에 통지한다. 통지된 기울기의 정보를 디바이스 제조 시에 피드백한다. 이에 의해, 레플리카 몰드 제조와 디바이스 제조 사이에서 접촉 및 몰드 분리에서의 자세를 일치시킬 수 있다. 이 결과, 레플리카 몰드 제조 시에 최적화된 임프린트재의 막 두께 불균일 또는 몰드 분리 시의 패턴에 대한 응력 조건을 디바이스 제조 시에 용이하게 재현할 수 있다.
(클러스터 장치에의 적용)
도 5는, 클러스터 구성의 임프린트 시스템의 구성을 도시하는 블록도이다. 도 5에 도시된 레플리카 제조 장치(100) 및 관리 장치(300)의 구성은 도 1과 동일하며, 그에 대한 설명은 생략한다. 도 5에서는, 도 1의 임프린트 장치(200)와 동일한 구성을 각각 갖는 복수의 임프린트 유닛을 포함하는 클러스터 장치(400)가 제공된다.
클러스터 장치(400)는, 제1 임프린트 유닛(471), 제2 임프린트 유닛(472), 및 제3 임프린트 유닛(473)을 포함하는 복수의 임프린트 유닛과, 몰드의 ID를 판독하는 판독 유닛(451)과, 반송 기구(480)와, 제어 유닛(460)을 포함한다. 제1 임프린트 유닛(471), 제2 임프린트 유닛(472), 및 제3 임프린트 유닛(473)의 각각은 도 1에 도시된 임프린트 장치(200)와 동일한 구성을 갖는다. 반송 기구(480)는, 클러스터 장치(400)에 반입된 몰드를 제어 유닛(460)에 의해 지정된 임프린트 유닛에 반송한다.
관리 장치(300)는, 임프린트 처리에 관한 조건을 포함하는 데이터를 각각의 임프린트 장치에 분배할 수 있다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(460)은, 클러스터 장치(400)에 몰드(레플리카 템플릿)가 반입되면, 판독 유닛(451)에 의해 몰드의 ID를 판독한다. 제어 유닛(460)은, 판독된 ID에 대응하는 데이터를, 관리 장치(300)에 요구하고, 관리 장치(300)로부터 데이터를 수신한다. 제어 유닛(460)은, 반송 기구(480)를 제어해서 레플리카 몰드를 대상 임프린트 유닛에 반송하며, 또한 수신된 데이터를 임프린트 유닛에 송신한다. 각각의 임프린트 유닛은 상술한 바와 같이 수신된 데이터에 따라 임프린트 처리를 실행한다. 이에 의해, 각각의 임프린트 유닛에서, 레플리카 제조 장치(100)에서 레플리카 기판에 회로 패턴을 형성할 때에 형성되는 회로 패턴을 디바이스 기판 상에 재현할 수 있다.
부가적으로, 복수의 임프린트 유닛이 고유한 오프셋을 갖는 경우, 전술한 바와 같이 기준 몰드를 사용해서 사전에 레플리카 제조 장치(100)와 각각의 임프린트 유닛 사이에서 기준을 일치시킴으로써, 장치 사이의 차이를 상쇄한다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 또는 각종 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 및 불휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후에, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 도 6을 참조하여 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 단계 SA에서, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비한다. 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로서 기판에 부여된 상태를 나타낸다.
단계 SB에서, 임프린트용 몰드(4z)의, 요철 패턴을 갖는 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대향시킨다. 단계 SC에서, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1)을 몰드(4z)와 접촉시키고 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 경화용의 에너지를 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)가 경화된다.
단계 SD에서, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(4z)를 기판(1z)으로부터 분리한다. 그리고, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 요철 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.
단계 SE에서, 경화물의 패턴을 내 에칭 패턴으로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔류하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 단계 SF에서, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 제거하지 않고 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
<다른 실시형태>
본 발명은 상술한 실시형태 중 하나 이상의 기능을 실현하도록 구성되는 프로그램을 네트워크 또는 저장 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고 시스템 또는 장치의 컴퓨터의 하나 이상의 프로세서에 의해 프로그램을 판독 및 실행하는 처리에 의해 실현될 수도 있다. 본 발명은 또한 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해 실현될 수도 있다.
본 발명은 상기 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 변형이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위를 공공에 알리기 위해서, 이하의 청구항이 이루어진다.
본 출원은 전문이 본원에 참조로 통합되는 2016년 12월 9일에 출원된 일본 특허 출원 제2016-239776호의 이익을 청구한다.

Claims (15)

  1. 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하도록 구성되는 레플리카 제조 장치, 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치, 및 상기 레플리카 제조 장치와 상기 임프린트 장치에 통신가능하게 연결된 관리 장치를 포함하는 임프린트 시스템이며,
    상기 레플리카 제조 장치는, 상기 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 상기 레플리카 몰드를 제조하며, 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 상기 관리 장치에 전송하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하고, 취득된 상기 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 상기 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 시스템.
  2. 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하도록 구성되는 레플리카 제조 장치, 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치, 및 상기 레플리카 제조 장치와 상기 임프린트 장치에 통신가능하게 연결된 관리 장치를 포함하는 임프린트 시스템의 레플리카 제조 장치이며,
    상기 레플리카 제조 장치는, 상기 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 상기 레플리카 몰드를 제조하며, 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 상기 관리 장치에 전송하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하고, 취득된 상기 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 상기 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 레플리카 제조 장치.
  3. 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하도록 구성되는 레플리카 제조 장치, 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치, 및 상기 레플리카 제조 장치와 상기 임프린트 장치에 통신가능하게 연결된 관리 장치를 포함하는 임프린트 시스템의 관리 장치이며,
    상기 레플리카 제조 장치가, 상기 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 상기 레플리카 몰드를 제조한 후, 상기 관리 장치는, 상기 레플리카 제조 장치로부터 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 수신하고, 수신된 상기 데이터를 상기 임프린트 장치에 송신하며,
    상기 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하고, 취득된 상기 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 상기 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 관리 장치.
  4. 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 몰드를 제조하도록 구성되는 레플리카 제조 장치, 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치, 및 상기 레플리카 제조 장치와 상기 임프린트 장치에 통신가능하게 연결된 관리 장치를 포함하는 임프린트 시스템의 임프린트 장치이며,
    상기 레플리카 제조 장치는, 상기 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 상기 레플리카 몰드를 제조하며, 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 상기 관리 장치에 전송하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하고, 취득된 상기 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 상기 기판 상의 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는,
    상기 레플리카 기판에 형성되어 있는 제1 식별 정보를 판독하도록 구성되는 제1 판독 유닛을 포함하고,
    상기 조건을, 상기 제1 판독 유닛에 의해 판독된 상기 제1 식별 정보와 연관지어서 상기 데이터에 포함시키고, 상기 데이터를 상기 관리 장치에 전송하며,
    상기 임프린트 장치는,
    상기 레플리카 몰드에 형성되어 있는 제2 식별 정보를 판독하도록 구성되는 제2 판독 유닛을 포함하고,
    상기 제2 판독 유닛에 의해 판독된 상기 제2 식별 정보를 포함하는 요구 데이터를 상기 관리 장치에 대하여 발행하며,
    상기 관리 장치는, 수신된 상기 요구 데이터에 포함되는 상기 제2 식별 정보와 일치하는 식별 정보를 포함하는 데이터를 상기 임프린트 장치에 송신하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는,
    상기 레플리카 기판 상에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 제1 공급 유닛; 및
    상기 마스터 몰드에 형성되어 있는 정렬 마크와 상기 제1 공급 유닛에 의해 상기 레플리카 기판 상에 공급된 임프린트재 사이의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛을 포함하고,
    상기 제1 계측 유닛에 의해 계측된 상대 위치를 상기 데이터에 포함시키며,
    상기 임프린트 장치는,
    상기 기판을 보유지지해서 이동하도록 구성되는 기판 스테이지;
    상기 기판 상에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 제2 공급 유닛;
    상기 레플리카 몰드에 형성되어 있는 정렬 마크와 상기 제2 공급 유닛에 의해 상기 기판 상에 공급된 임프린트재 사이의 상대 위치를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛; 및
    상기 데이터에 포함되는 상대 위치와 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측되는 상대 위치에 기초하여 상기 기판 스테이지의 위치를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제2 계측 유닛에 의해 계측된 상대 위치와 상기 데이터에 포함되는 상대 위치 사이의 거리가 허용 범위 내에 들어오도록 상기 기판 스테이지의 위치를 제어하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  8. 제4항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 임프린트 시스템은 복수의 임프린트 장치를 포함하고,
    상기 관리 장치는 상기 데이터를 각각의 임프린트 장치에 분배하며,
    각각의 임프린트 장치는, 상기 관리 장치로부터 수신된 상기 데이터에 포함되는 상기 조건에 따라 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는 상기 레플리카 기판 상에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 제1 공급 유닛을 포함하며,
    상기 조건은 상기 제1 공급 유닛에 의한 임프린트재의 상기 레플리카 기판에의 공급을 규정하는 배치 조건을 포함하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 기판 상에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 제2 공급 유닛을 포함하고, 상기 관리 장치를 통해 얻어지는 상기 데이터에 포함되는 상기 배치 조건에 기초하여 상기 제2 공급 유닛에 의한 임프린트재의 상기 기판에의 배치를 행하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는 상기 마스터 몰드와 상기 레플리카 기판 사이의 상대 위치를 변화시키도록 구성되는 제1 구동 유닛을 포함하고,
    상기 조건은, 상기 마스터 몰드를 상기 레플리카 기판 상의 임프린트재에 접촉시킬 때의 상기 제1 구동 유닛의 동작을 규정하는 접촉 조건을 더 포함하며,
    상기 임프린트 장치는, 상기 레플리카 몰드와 상기 기판 사이의 상대 위치를 변화시키도록 구성되는 제2 구동 유닛을 포함하고, 상기 관리 장치를 통해 얻어지는 상기 데이터에 포함되는 상기 접촉 조건에 기초하여, 상기 제2 구동 유닛으로 하여금, 상기 레플리카 몰드를 상기 기판 상의 임프린트재에 접촉시키도록 하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는 상기 레플리카 기판 상의 임프린트재를 경화시키도록 구성되는 제1 경화 유닛을 포함하고,
    상기 조건은, 상기 제1 구동 유닛에 의해 상기 마스터 몰드를 상기 레플리카 기판 상의 임프린트재에 접촉시킨 후에 상기 임프린트재를 경화시킬 때의 상기 제1 경화 유닛의 동작을 규정하는 경화 조건을 더 포함하며,
    상기 임프린트 장치는, 상기 기판 상의 임프린트재를 경화시키도록 구성되는 제2 경화 유닛을 포함하고, 상기 제2 구동 유닛에 의해 상기 레플리카 몰드를 상기 기판 상의 임프린트재에 접촉시킨 후에 상기 관리 장치를 통해 얻어지는 상기 데이터에 포함되는 상기 경화 조건에 기초하여, 상기 제2 경화 유닛으로 하여금, 상기 임프린트재를 경화시키도록 하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 조건은, 상기 마스터 몰드를 상기 제1 경화 유닛에 의해 경화된 임프린트재로부터 분리시키는 몰드 분리를 행할 때의 상기 제1 구동 유닛의 동작을 규정하는 몰드 분리 조건을 더 포함하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 제2 구동 유닛으로 하여금, 상기 관리 장치를 통해 얻어지는 상기 데이터에 포함되는 상기 몰드 분리 조건에 기초하여 상기 제2 경화 유닛에 의해 경화된 임프린트재로부터 상기 레플리카 몰드를 분리시키는 몰드 분리를 행하도록 하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 경화 유닛은,
    제1 광원;
    서로 상이한 파장의 광 빔을 통과시키도록 구성되는 복수의 제1 파장 필터; 및
    상기 복수의 제1 파장 필터로부터 선택된 파장 필터를 상기 제1 광원과 상기 마스터 몰드 사이의 광로에 배치하도록 구성되는 제1 파장 선택 유닛을 포함하고,
    상기 조건은 상기 제1 파장 선택 유닛에서의 파장 필터에 대한 선택 정보를 더 포함하며,
    상기 제2 경화 유닛은,
    제2 광원;
    서로 상이한 파장의 광 빔을 통과시키도록 구성되는 복수의 제2 파장 필터; 및
    상기 복수의 제2 파장 필터로부터 선택된 파장 필터를 상기 제2 광원과 상기 레플리카 몰드 사이의 광로에 배치하도록 구성되는 제2 파장 선택 유닛을 포함하고,
    상기 임프린트 장치는, 상기 제2 파장 선택 유닛으로 하여금, 상기 관리 장치를 통해 얻어지는 상기 데이터에 포함되는 상기 선택 정보에 기초하여 상기 복수의 제2 파장 필터로부터 이용될 파장 필터를 선택하게 하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 레플리카 제조 장치는, 상기 제1 구동 유닛에 의해 상기 마스터 몰드를 상기 레플리카 기판 상의 임프린트재에 접촉시킨 후 상기 몰드 분리가 행해질 때까지의 상태를 촬상하도록 구성되는 촬상 유닛을 포함하고,
    상기 데이터는 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상을 포함하며,
    상기 임프린트 장치는 상기 데이터에 포함되는 상기 화상에 기초하여 임프린트 처리를 행하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  15. 물품을 제조하는 물품 제조 방법이며,
    레플리카 제조 장치가, 마스터 몰드를 사용하여 레플리카 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하게 하고, 상기 패턴이 형성된 상기 레플리카 기판을 가공하여 레플리카 몰드를 제조하게 하는 단계;
    상기 레플리카 제조 장치가 상기 임프린트 처리에 관한 조건의 데이터를 상기 레플리카 제조 장치로부터 관리 장치에 전송하게 하는 단계;
    임프린트 장치가 상기 관리 장치로부터 상기 데이터를 취득하게 하는 단계;
    상기 임프린트 장치가, 취득된 상기 데이터에 포함되는 임프린트 처리에 관한 상기 조건에 따라 상기 레플리카 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재 패턴을 형성하게 하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    처리된 상기 기판으로부터 상기 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품 제조 방법.
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