KR102234141B1

KR102234141B1 - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법

Info

Publication number: KR102234141B1
Application number: KR1020170147737A
Authority: KR
Inventors: 료 나와타; 도시야 아사노; 히로시 사토
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2016-11-17
Filing date: 2017-11-08
Publication date: 2021-03-31
Also published as: JP2018082104A; JP6818523B2; KR20180055706A

Abstract

몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지의 목표 위치에 기초하여 결정되는 조작량에 기초하여, 상기 스테이지를 이동시키는 구동부와, 상기 몰드와 상기 기판의 상대적인 위치 어긋남을 계측하는 계측부와, 상기 스테이지의 이동을 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 계측부의 계측값에 기초하여 상기 목표 위치의 제1 보정량을 결정하는 처리와, 상기 몰드와 상기 임프린트재를 접촉시키고 나서 상기 임프린트재의 경화를 개시할 때까지 사이의 적어도 일부의 기간에 있어서의, 상기 계측부의 계측값 또는 해당 계측값에 대응하는 상기 제1 보정량의 최댓값보다도 작고, 또한, 최솟값보다도 큰 값 중 하나에 기초하여, 상기 목표 위치의 제2 보정량을 결정하는 처리를 행하고, 상기 임프린트재의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 상기 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 상기 제1 보정량으로부터 상기 제2 보정량으로 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치를 제공한다.

Description

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

본 발명은, 임프린트 장치 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스나 MEMS 등의 미세화의 요구가 진행되어, 종래의 포토리소그래피 기술에 추가로, 기판 상에 수 나노미터 오더의 미세한 패턴(구조체)을 형성할 수 있는 임프린트 기술이 주목받고 있다. 임프린트 기술은, 기판 상에 미경화의 임프린트재를 공급(도포)하고, 이러한 임프린트재와 몰드(형)를 접촉시켜서, 몰드에 형성된 미세한 요철 패턴에 대응하는 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 미세 가공 기술이다.

임프린트 기술에 있어서, 임프린트재 경화법의 하나로서 광 경화법이 있다. 광 경화법은, 기판 상의 샷 영역에 공급된 임프린트재와 몰드를 접촉시킨 상태에서 광을 조사하여 임프린트재를 경화시켜, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 방법이다.

반도체 디바이스의 제조 공정에 있어서는, 복수의 패턴이 중첩된다. 따라서, 기판에 형성되어 있는 패턴의 위치와, 몰드에 형성되어 있는 패턴의 위치를 맞출 필요가 있다. 임프린트 기술을 채용한 임프린트 장치에서는, 몰드와 기판의 위치 맞춤 방식으로서, 다이·바이·다이·얼라인먼트 방식을 채용하고 있다. 또한, 몰드와 기판의 위치 맞춤의 정밀도는, 오버레이 정밀도라고 불리고, 오버레이 정밀도를 향상시키기 위한 기술이 일본 특허 공표 제2012-507173호 공보나 일본 특허 공개 제2002-229602호 공보에 제안되어 있다.

일본 특허 공표 제2012-507173호 공보에 개시된 기술에서는, 몰드와 기판을 안정적으로 위치 맞춤하기 위해서, 캐스케이드 제어를 행하고 있다. 구체적으로는, 기판 스테이지의 위치 피드백 제어계를 마이너 루프로 하고, 기판 스테이지의 목표 위치(목표값)에 몰드와 기판의 상대 변위에 기초하여 연산된 보정량을 첨가하는 제어계를 메이저 루프로 하고 있다. 몰드와 기판의 상대 변위는, 몰드 및 기판 각각에 형성된 위치 맞춤 마크를 검출하여 구하고 있다. 캐스케이드 제어는, 임프린트재가 비선형인 특성을 억제하고, 몰드와 기판의 위치 맞춤을 안정적으로 행하는 것을 가능하게 하고 있다.

그러나, 바닥 진동 등의 외란이 임프린트 장치에 가해지면, 몰드를 유지하는 유지부의 고유값과 기판 스테이지의 서보 대역의 차에 의해, 몰드와 기판 사이에 진동적인 상대 변위가 발생한다. 몰드와 기판 사이에 진동적인 상대 변위가 발생하면, 몰드와 기판의 상대 변위에 기초하여 연산되는 보정량도 진동적이 된다. 이러한 상태에서 몰드와 기판의 위치 맞춤을 종료하고, 보정량을 위치 맞춤 종료 시의 값에 홀딩해버리면, 이러한 보정량이 진동의 진폭의 단의 값(최댓값 또는 최솟값)이 되는 경우가 있고, 몰드와 기판 사이에 정상적인 상대 변위를 발생시켜 버린다. 몰드와 기판의 정상적인 상대 변위는, 오버레이 정밀도를 저하시키는 요인이 된다.

또한, 일본 특허 공개 제2002-229602호 공보에 개시된 기술에서는, 목표 위치의 명령 미분값이 비영(0)으로부터 영(0)이 되면 명령을 종료하고, 위치 명령 편차가 영이 되고 나서 다음 명령을 개시할 때까지는, 속도 지령으로서 영을 출력하고 있다. 그러나, 명령 종료 전에 속도 명령에 사용하고 있던 안정형 프리필터의 출력에 기초하여 연산된 값을 출력하고 있지는 않다.

본 발명의 일측면으로서의 임프린트 장치는, 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 기판을 유지하는 스테이지와, 상기 스테이지의 목표 위치에 기초하여 결정되는 조작량에 기초하여, 상기 스테이지를 이동시키는 구동부와, 상기 몰드와 상기 기판의 상대적인 위치 어긋남을 계측하는 계측부와, 상기 스테이지의 이동을 제어하는 제어부를 갖고, 상기 제어부는, 상기 계측부의 계측값에 기초하여 상기 목표 위치의 제1 보정량을 결정하는 처리와, 상기 몰드와 상기 임프린트재를 접촉시키고 나서 상기 임프린트재의 경화를 개시할 때까지 사이의 적어도 일부의 기간에 있어서의, 상기 계측부의 계측값 또는 해당 계측값에 대응하는 상기 제1 보정량의 최댓값보다도 작고, 또한, 최솟값보다도 큰 값 중 하나에 기초하여, 상기 목표 위치의 제2 보정량을 결정하는 처리를 행하고, 상기 임프린트재의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 상기 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 상기 제1 보정량으로부터 상기 제2 보정량으로 전환하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 몰드와 기판의 위치 맞춤에 유리한 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명의 추가적인 목적 또는 기타의 측면은, 이하, 첨부 도면을 참조하여 설명되는 바람직한 실시 형태에 의해 밝혀질 것이다.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 일측면으로서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 임프린트 장치에 있어서의 기판 스테이지의 목표 위치의 제2 보정량의 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은, 도 1a 및 도 1b에 도시하는 임프린트 장치에 있어서의 기판 스테이지의 목표 위치의 제2 보정량의 결정을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는, 물품의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여, 본 발명의 적합한 실시 형태에 대하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 첨부하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1a 및 도 1b는, 본 발명의 일측면으로서의 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(1)는 물품으로서의 반도체 디바이스 등의 제조에 사용되고, 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이다. 본 실시 형태에서는, 임프린트 장치(1)는 기판 상에 공급된 임프린트재와 몰드를 접촉시켜, 임프린트재에 경화용의 에너지를 부여함으로써, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다.

임프린트재에는, 경화용의 에너지가 부여됨으로써 경화하는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고 칭하는 경우도 있음)이 사용된다. 경화용의 에너지로서는 전자파, 열 등이 사용된다. 전자파로서는, 예를 들어 그 파장이 10nm 이상 1mm 이하의 범위로부터 선택되는 적외선, 가시광선, 자외선 등의 광을 사용한다.

경화성 조성물은, 광의 조사에 의해, 또는, 가열에 의해 경화하는 조성물이다. 광의 조사에 의해 경화하는 광 경화성 조성물은, 중합성 화합물과 광 중합 개시제를 적어도 함유하고, 필요에 따라, 비중합성 화합물 또는 용제를 함유해도 된다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨부형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 중합체 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종이다.

임프린트재는, 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막 형상으로 부여되어도 된다. 또한, 임프린트재는, 액체 분사 헤드에 의해, 액적 상태, 또는 복수의 액적이 연결되어서 형성된 섬 형상 또는 막 형상으로 기판 상에 부여되어도 된다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하이다.

임프린트 장치(1)는, 임프린트재의 경화법으로서 광 경화법을 채용하고 있다. 임프린트 장치(1)는 조사부(2)와, 기판 스테이지(4)와, 공급부(5)와, 얼라인먼트 스코프(6)와, 몰드 유지부(15)와, 스테이지 구동부(17)와, 위치 계측부(18)와, 본체 구조체(27)를 갖는다. 본체 구조체(27)는 마운트(29)를 개재하여, 바닥(100)에 지지되어 있다. 여기에서는, 기판 상의 임프린트재에 조사되는 자외선(9)의 광축에 평행한 방향을 Z축이라 하고, Z축에 수직인 평면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 및 Y축이라 한다.

조사부(2)는, 기판 상의 임프린트재(14)를 경화시킬 때에, 몰드(8)를 개재하여, 기판 상의 임프린트재(14)에 자외선(9)을 조사한다. 조사부(2)는, 예를 들어 광원(도시하지 않음)과, 이러한 광원으로부터 발해진 자외선(9)을 임프린트재(14)의 경화에 적합한 광으로 조정하는 광학계를 포함한다.

몰드(8)는 직사각형의 외주 형상을 갖고, 기판(10)에 대향하는 면에, 기판(10)에 전사해야 하는 요철 패턴(예를 들어, 회로 패턴)이 3차원 형상으로 형성된 패턴(8a)을 갖는다. 몰드(8)는, 자외선(9)을 투과시키는 것이 가능한 재료, 예를 들어 석영으로 구성되어 있다. 몰드(8)는 자외선(9)이 조사되는 면에, 평면 형상이 원형이고, 또한, 어느 정도의 깊이를 갖는 캐비티(오목부)를 갖는다.

몰드 유지부(15)는, 몰드(8)를 유지하는 몰드 척(11)과, 몰드 척(11)을 이동 가능하게 유지하는 몰드 구동부(12)를 포함한다. 몰드 척(11)은 몰드(8)에 있어서의 자외선(9)의 조사 영역의 외주 영역을 진공 흡착력이나 정전기의 힘에 의해 끌어당김으로써 몰드(8)를 유지한다. 예를 들어, 진공 흡착력에 의해 몰드(8)를 유지하는 경우, 몰드 척(11)은 외부에 설치된 진공 펌프(도시하지 않음)에 접속되고, 이러한 진공 펌프를 ON/OFF 함으로써, 몰드(8)의 착탈이 전환된다. 몰드 구동부(12)는 임프린트재(14)와 몰드(8)의 접촉(압인)이나 임프린트재(14)로부터의 몰드(8)의 분리(이형)를 선택적으로 행할 수 있도록, 몰드 척(11)을 Z축, θx축(X축 둘레), θy축(Y축 둘레)의 방향으로 이동시킨다. 몰드 구동부(12)에 채용 가능한 액추에이터로서는, 예를 들어 리니어 모터나 에어 실린더가 있다.

몰드 척(11)은 중심부(내측)에, 조사부(2)로부터의 자외선(9)이 기판 상의 임프린트재(14)에 조사되는 것을 가능하게 하는 개구 영역을 갖는다. 이러한 개구 영역에는, 개구 영역의 일부와 몰드(8)로 둘러싸인 공간을 밀폐 공간으로 하는 광 투과 부재(예를 들어, 유리판)가 설치되어 있다. 밀폐 공간의 내부 압력은, 진공 펌프 등을 포함하는 압력 조정 장치(도시하지 않음)에 의해 조정된다. 이러한 압력 조정 장치는, 예를 들어 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(8)를 접촉시킬 때, 밀폐 공간의 내부 압력을 그 외부의 압력보다도 높게 함으로써, 몰드(8)의 패턴(8a)(패턴면)을 기판(10)을 향하여 볼록 형상으로 변형시킨다. 이에 의해, 패턴(8a)의 중심부로부터 기판 상의 임프린트재(14)에 접촉시키는 것이 가능하게 되고, 패턴(8a)와 임프린트재(14) 사이에 기체(공기)가 잔류하는 것을 억제하고, 패턴(8a)의 구석구석까지 임프린트재(14)를 충전시킬 수 있다.

기판(10)은, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이나 SOI(Silicon on Insulator) 기판을 포함한다. 기판(10)에는, 몰드(8)의 패턴(8a)를 전사하기 위한 임프린트재(14)가 공급된다.

기판 스테이지(4)는 기판(10)을 흡착력에 의해 끌어당기는 기판 척(16)을 개재하여, 기판(10)을 유지한다. 기판 스테이지(4)는 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(8)를 접촉시킬 때, 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤에 사용된다.

스테이지 구동부(17)는 기판 스테이지(4)를 X축, Y축, θz축의 방향으로 이동시킨다. 스테이지 구동부(17)에 채용 가능한 액추에이터로서는, 예를 들어 리니어 모터나 평면 모터가 있다. 스테이지 구동부(17)는, 본 실시 형태에서는 위치 계측부(18)에서 계측되는 기판 스테이지(4)의 위치나 기판 스테이지(4)의 목표 위치에 기초하여 결정되는 조작량에 기초하여, 기판 스테이지(4)를 이동시킨다.

공급부(5)는 몰드 유지부(15)의 근방에 배치되어 있다. 공급부(5)는 임프린트재(14)를 토출하는 디스펜서(5a)를 포함하고, 기판 상에 임프린트재(14)를 공급한다. 임프린트재(14)는, 본 실시 형태에서는 자외선(9)의 조사에 의해 경화되는 성질을 갖지만, 그 종류는 반도체 디바이스의 제조 공정 등의 각종 조건에 따라서 적절히 선택된다. 또한, 디스펜서(5a)로부터 토출되는 임프린트재(14)의 양은, 기판 상에 형성해야 하는 임프린트재(14)의 두께(잔막 두께)나 기판 상에 형성해야 하는 패턴의 밀도 등에 따라 적절히 결정된다.

얼라인먼트 스코프(6)는 몰드(8) 및 기판(10) 각각에 형성된 위치 맞춤 마크를 검출하여, 몰드(8)와 기판(10)의 X축 및 Y축의 각 방향의 위치 어긋남을 계측한다. 이와 같이, 얼라인먼트 스코프(6)는, 몰드(8)와 기판(10)의 X축 및 Y축의 각 방향이 상대적인 위치 어긋남을 계측하는 계측부로서 기능한다.

위치 계측부(18)는, 기판 스테이지(4)의 위치를 계측하는 기능을 갖는다. 위치 계측부(18)는, 예를 들어 간섭계나 인코더 등을 포함하고, 본 실시 형태에서는 기판 스테이지(4)의 각축의 방향 위치나 각도를 계측한다.

여기서, 조작량을 스테이지 구동부(17)에 부여하여 기판 스테이지(4)의 이동을 제어하는 제어부 CN에 대하여 설명한다. 제어부 CN은, 기판 스테이지(4)의 목표 위치(목표값)를 보정하기 위한 보정량을 결정하는 처리로서, 제1 처리와, 제2 처리를 행한다. 제1 처리는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(얼라인먼트 스코프(6)로 계측된 몰드(8)와 기판(10)의 상대적인 위치 어긋남)에 기초하여 기판 스테이지(4)의 목표 위치의 제1 보정량을 결정하는 처리이다. 제2 처리는, 몰드(8)와 기판 상의 임프린트재(14)가 접촉하고 있는 소정 기간에 있어서의 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값에 기초하여 기판 스테이지(4)의 목표 위치의 제2 보정량을 결정한다. 제2 처리에서는, 소정 기간에 있어서의 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값 또는 당해 계측값에 대응하는 제1 보정량의 최댓값보다도 작고, 또한, 최솟값보다도 큰 값 중 하나를 기판 스테이지(4)의 목표 위치의 제2 보정량으로서 결정한다. 또한, 제2 처리는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(의 변동)으로부터 제2 보정값을 직접적으로 결정해도 되고, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값에 기초하여 결정된 제1 보정값(의 변동)으로부터 제2 보정값을 결정해도 된다. 여기서, 몰드(8)와 기판 상의 임프린트재(14)가 접촉하고 있는 소정 기간이란, 몰드(8)와 기판 상의 임프린트재(14)를 접촉시키고 나서 임프린트재(14)의 경화를 개시할 때까지 사이의 적어도 일부의 기간이다. 그리고, 제어부 CN은, 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 스테이지 구동부(17)의 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 제1 보정량으로부터 제2 보정량으로 전환한다. 또한, 제어부 CN은, 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 제1 보정량으로부터 제2 보정량으로 전환한 후, 임프린트재(14)를 경화하고 있는 동안에는, 이러한 제2 보정량에 기초하여 결정되는 조작량을 스테이지 구동부(17)에 부여한다. 바꾸어 말하면, 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 제2 보정량에 홀딩한다.

제어부 CN의 구체적인 구성이나 기능에 대하여 설명한다. 제어부 CN은, 본 실시 형태에서는 제1 제어계와, 제2 제어계를 포함하고, 제1 제어계를 마이너 루프로 하고, 제2제어계를 메이저 루프로 하는 캐스케이드 제어를 행한다. 제1 제어계는, 위치 계측부(18)의 계측값(위치 계측부(18)에서 계측된 기판 스테이지(4)의 위치)(101)과, 기판 스테이지(4)의 제1 목표 위치(41)의 차분을 제1 보상기(42)에서 증폭하여 스테이지 구동부(17)의 조작량(102)으로 하고 있다. 이에 의해, 본체 구조체(27)에 대하여 기판 스테이지(4)를 위치 결정할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 보상기(42)는 PID 보상기를 포함한다.

제2 제어계는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)과, 기판 스테이지(4)의 제2 목표 위치(61)의 차분을 제2 보상기(62)로 증폭하여 제1 보정량(362)으로 한다. 제2 보상기(62)는, 본 실시 형태에서는 PI 보상기를 포함하고, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 기초하여 제1 보정량(362)을 결정한다. 그리고, 제1 보정량(362)을 제1 목표 위치(41)에 가산함으로써, 몰드(8)와 기판(10)의 상대 변위를 저감하고 있다.

도 2에는, 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤의 공정에서의 제1 보정량(362)의 변화를 파선으로 나타내고 있다. 도 2에 있어서, 종축은 제1 보정량[nm]을 나타내고, 횡축은 시간[s]을 나타내고 있다. 도 2를 참조하건대, 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤을 개시한 직후에는, 몰드(8)과 기판(10)은 크게 어긋나 있기 때문에, 제1 보정량(362)이 크게 변화하고 있다. 그리고, 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤이 진행함에 따라서, 즉 기판 상의 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각이 가까워짐에 따라서, 제1 보정량(362)의 변화는 작아진다. 단, 몰드 유지부(15)의 고유값과, 기판 스테이지(4)의 서보 대역이 상이하기 때문에, 바닥 진동 등의 외란이 임프린트 장치(1)에 가해지면, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 진동적인 상대 변위가 발생한다. 제2 보상기(62)의 서보 대역은, 몇Hz 정도로 낮기 때문에, 몰드(8)와 기판(10)의 상대 변위의 고주파 성분을 억제할 수 없다. 그로 인해, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 진동적인 상대 변위가 발생하면, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 기초하여 연산(결정)되는 제1 보정량(362)도 진동적이 된다. 이러한 상태에서 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤을 종료하고, 제1 보정량(362)을 위치 맞춤 종료 시의 값에 홀딩해버리면, 도 2에 파선으로 나타낸 바와 같이, 제1 보정량(362)이 진동의 진폭의 단의 값이 되는 경우가 있다. 이 경우, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위를 발생시켜, 오버레이 정밀도를 저하시키는 요인이 된다.

제1 보정량(362)이 진동적이 되지 않도록, 제2 제어계에 저역 통과 필터를 추가하는 것도 생각된다. 그러나, 제2 제어계에 저역 통과 필터를 추가하면, 제2 제어계의 위상을 늦추므로, 서보 대역을 더욱 낮게 하지 않으면 안된다. 서보 대역을 낮게 하면, 제1 보정량(362)(몰드(8)와 기판(10)의 위치 어긋남)이 허용 범위에 들어갈 때까지의 시간이 느려지기 때문에, 임프린트 장치(1)의 스루풋을 저하시키게 된다.

그래서, 본 실시 형태에서는, 임프린트 장치(1)는 도 1a 및 도 1b에 도시한 바와 같이, 제2 보상기(62)의 후단에, 제3 보상기(63)와, 전환부(25)를 갖는다. 제3 보상기(63)는 제2 보상기(62)로부터의 출력, 즉 제1 보정량(362)에 기초하여 제2 보정량(363)을 결정하는 처리에 관한 연산을 행하는 연산기이다. 전환부(25)는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량(스테이지 구동부(17)의 조작량의 결정에 사용하는 보정량)을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다.

제3 보상기(63)는 도 2에 도시한 바와 같이, 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전보다도 전의 시간(소정 기간)에 있어서 제2 보상기(62)로부터 출력되는 제1 보정량(362)에 기초하여, 제2 보정량(363)을 결정하는 연산을 행한다. 제3 보상기(63)는 제2 보정량(363)을 결정하는 연산으로서, 예를 들어 위치 맞춤의 개시 후에 산출되는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362) 중, 소정 기간에 있어서의 제1 보정량(362)의 평균값 및 표준 편차를 구하는 처리를 행한다. 그리고, 제3 보상기(63)는, 제1 보정량(362)의 평균값에 표준 편차를 더한 값으로부터, 제1 보정량(362)의 평균값에서 표준 편차를 뺀 값까지의 범위 내의 값의 하나를 제2 보정량(363)으로서 결정한다. 또한, 전환부(25)는, 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다. 바꾸어 말하면, 전환부(25)는 도 2에 실선으로 나타낸 바와 같이, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을, 소정 기간 내의 제1 보정량(362)의 최댓값보다도 작고 또한 최솟값보다도 큰, 제1 보정량(362)의 평균값±표준 편차의 범위 내의 값 중 하나에 홀딩한다. 이에 의해, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량이 진동적이 되는 것을 억제하고, 또한 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)의 평균값±표준 편차의 범위 내의 값 중 하나에 홀딩할 수 있다. 따라서, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

제3 보상기(63)는 제2 보정량(363)을 결정하는 연산으로서, 위치 맞춤의 개시 후에 산출되는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362) 중, 소정 기간에 있어서의 제1 보정량(362)의 평균값을 구하는 처리를 행해도 된다. 그리고, 제3 보상기(63)는 제1 보정량(362)의 평균값을 제2 보정량(363)으로서 결정한다. 또한, 전환부(25)는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다. 바꾸어 말하면, 전환부(25)는 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을, 제1 보정량(362)의 평균값에 홀딩한다. 이에 의해, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량이 진동적이 되는 것을 억제하고, 또한, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)의 평균값에 홀딩할 수 있다. 따라서, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

제3 보상기(63)는 제2 보정량(363)을 결정하는 연산으로서, 위치 맞춤의 개시 후에 산출되는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362) 중, 소정 기간에 있어서의 제1 보정량(362)의 중앙값 및 표준 편차를 구하는 처리를 행해도 된다. 소정 기간에 있어서의 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362)의 중앙값 및 표준 편차를 구하는 처리를 행해도 된다. 그리고, 제3 보상기(63)는 제1 보정량(362)의 중앙값에 표준 편차를 더한 값으로부터, 제1 보정량(362)의 중앙값에서 표준 편차를 뺀 값까지의 범위 내의 값 중 하나를 제2 보정량(363)으로서 결정한다. 또한, 전환부(25)는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다. 바꾸어 말하면, 전환부(25)는 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을, 제1 보정량(362)의 중앙값±표준 편차의 범위 내의 값 중 하나에 홀딩한다. 이에 의해, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량이 진동적이 되는 것을 억제하고, 또한, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)의 중앙값±표준 편차의 범위 내의 값 중 하나에 홀딩할 수 있다. 따라서, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

제3 보상기(63)는 제2 보정량(363)을 결정하는 연산으로서, 위치 맞춤의 개시 후에 산출되는, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362) 중, 소정 기간에 있어서의 제1 보정량(362)의 중앙값을 구하는 처리를 행해도 된다. 그리고, 제3 보상기(63)는, 제1 보정량(362)의 중앙값을 제2 보정량(363)으로서 결정한다. 또한, 전환부(25)는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다. 바꾸어 말하면, 전환부(25)는 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을, 제1 보정량(362)의 중앙값에 홀딩한다. 이에 의해, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량이 진동적이 되는 것을 억제하고, 또한, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)의 중앙값에 홀딩할 수 있다. 따라서, 몰드(8)과 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

여기서, 도 2에 도시하는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각인 소정 시간 전보다도 전의 어느 시간대, 즉 소정 기간은, 몰드(8)와 기판(10)의 상대적인 위치 어긋남이 미리 정해진 허용 범위에 들어가는 시간이다. 소정 기간은, 미리 설정되어 있고, 예를 들어 도 1a에 도시한 바와 같이, 타이머 T를 사용하여, 몰드(8)와 기판(10)의 위치 맞춤을 개시하는 시각으로부터의 경과 시간을 계측해도 된다. 또한, 소정 기간은, 도 1b에 도시한 바와 같이, 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 기초하여 결정해도 된다.

이제까지는, 제3 보상기(63)가 소정 기간에 있어서의 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362)을 통계 처리하여 얻어지는 값(평균값, 중앙값, 표준 편차 등) 중 하나를 제2 보정량(363)으로서 결정하는 경우에 대하여 설명하였다. 단, 제3 보상기(63)는 저역 통과 필터에 치환하는 것도 가능하다. 이 경우, 도 3에 실선으로 나타낸 바와 같이, 저역 통과 필터를 거쳐, 소정 기간에 있어서의 얼라인먼트 스코프(6)의 계측값(301)에 대응하는 제1 보정량(362)의 고주파 성분을 제거함으로써 얻어지는 값 중 하나를 제2 보정량(363)으로서 결정한다. 그리고, 전환부(25)는 임프린트재(14)의 경화를 개시하는 시각의 소정 시간 전에, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)으로부터 제2 보정량(363)으로 전환한다. 바꾸어 말하면, 전환부(25)는 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을, 저역 통과 필터를 거쳐 제1 보정량(362)으로부터 고주파 성분을 제거한 값에 홀딩한다. 이에 의해, 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량이 고주파에서 진동하는 것을 억제하고, 또한 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량을 제1 보정량(362)의 평균값 근방 값에 홀딩할 수 있다. 따라서, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 상술한 바와 같이, 얼라인먼트 스코프(6)의 소정 기간 내의 계측값(301)으로부터 직접 제2 보정량을 결정해도 된다. 예를 들어, 얼라인먼트 스코프(6)의 소정 기간 내의 계측값(301)의 평균값에 표준 편차를 더한 값으로부터, 제1 보정량(362)의 평균값에서 표준 편차를 뺀 값까지의 범위 내의 값 중 하나를 산출한다. 그리고, 당해 산출된 하나의 값에 대응하는 보정량을 제2 보정량(363)으로 해도 된다. 이것에 의해서도, 계측값(301)의 최댓값보다 작고 또한 최솟값보다 큰 값에 대응하는 보정량을 제1 목표 위치(41)에 가산하는 보정량으로 할 수 있다. 따라서, 결정된 제2 보정량(363)에 홀딩함으로써, 몰드(8)와 기판(10) 사이에 정상적인 상대 변위가 발생하는 것을 저감하고, 오버레이 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

임프린트 장치(1)를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로, 사용된다. 물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 또는 형 등이다. 전기 회로 소자로서는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM 등의 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA 등의 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형으로서는, 임프린트용의 몰드 등을 들 수 있다.

경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.

이어서, 물품의 구체적인 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4a에 도시한 바와 같이, 절연체 등의 피가공재가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(10)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해, 피가공재의 표면에 임프린트재(14)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 상태가 된 임프린트재(14)가 기판 상에 부여된 모습을 나타내고 있다.

도 4b에 도시한 바와 같이, 임프린트용의 몰드(8)를 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(14)를 향해, 대향시킨다. 도 4c에 도시한 바와 같이, 임프린트재(14)가 부여된 기판(10)과 몰드(8)를 접촉시켜, 압력을 가한다. 임프린트재(14)는 몰드(8)와 피가공재의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용의 에너지로서 광을 몰드(8)를 개재하여 조사하면, 임프린트재(14)는 경화된다.

도 4d에 도시한 바와 같이, 임프린트재(14)를 경화시킨 후, 몰드(8)와 기판(10)을 분리하면, 기판 상에 임프린트재(14)의 경화물 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 몰드(8)의 오목부가 경화물의 볼록부에, 몰드(8)의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한 형상으로 되어 있고, 즉 임프린트재(14)에 몰드(8)의 요철 패턴이 전사되게 된다.

도 4e에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 에칭을 행하면, 피가공재의 표면 중, 경화물이 없는, 또는 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈이 된다. 도 4f에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재의 표면에 홈이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴을 제거했지만, 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용의 막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은 이들 실시 형태에 한정되지 않는 것은 말할 필요도 없고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.

Claims

몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
상기 기판을 유지하는 스테이지와,
상기 스테이지의 목표 위치에 기초하여 결정되는 조작량에 기초하여, 상기 스테이지를 이동시키는 구동부와,
상기 몰드와 상기 기판의 상대적인 위치 어긋남을 계측하는 계측부와,
상기 스테이지의 이동을 제어하는 제어부
를 갖고,
상기 제어부는, 상기 계측부의 계측값에 기초하여 상기 목표 위치를 보정하기 위한 제1 보정량을 결정하는 처리와, 상기 몰드와 상기 임프린트재를 접촉시키고 나서 상기 임프린트재의 경화를 개시할 때까지 사이의 적어도 일부의 기간에 있어서의, 상기 계측부의 계측값 또는 해당 계측값에 대응하는 상기 제1 보정량의 최댓값보다도 작고, 또한, 최솟값보다도 큰 값 중 하나에 기초하여, 상기 목표 위치를 보정하기 위한 제2 보정량을 결정하는 처리를 행하고, 상기 임프린트재의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 상기 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 상기 제1 보정량으로부터 상기 제2 보정량으로 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 상기 제1 보정량으로부터 상기 제2 보정량으로 전환한 후, 상기 임프린트재를 경화하고 있는 동안에는, 상기 제2 보정량에 기초하여 결정되는 조작량을 상기 구동부에 부여하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값을 통계 처리하여 얻어지는 값 중 하나를 상기 제2 보정량으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값의 평균값 및 표준 편차를 구하는 처리를 포함하고, 상기 평균값에 상기 표준 편차를 더한 값으로부터, 상기 평균값에서 상기 표준 편차를 뺀 값까지의 범위 내의 값 중 하나를 상기 제2 보정량으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값의 평균값을 구하는 처리를 포함하고, 상기 평균값을 상기 제2 보정량으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값의 중앙값 및 표준 편차를 구하는 처리를 포함하고, 상기 중앙값에 상기 표준 편차를 더한 값으로부터, 상기 중앙값에서 상기 표준 편차를 뺀 값까지의 범위 내의 값 중 하나를 상기 제2 보정량으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제3항에 있어서, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값의 중앙값을 구하는 처리를 포함하고, 상기 중앙값을 상기 제2 보정량으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리는, 상기 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값에 기초하여 결정된 상기 제1 보정량에 기초하여 상기 제2 보정량을 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 제2 보정량을 결정하는 처리에 관한 연산을 행하는 연산기를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 기간은, 상기 몰드와 상기 기판의 상대적인 위치 어긋남이 미리 정해진 허용 범위에 들어가는 시간인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제10항에 있어서, 상기 기간은, 미리 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제10항에 있어서, 상기 기간은, 상기 계측부의 계측값에 기초하여 결정되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
상기 기판을 유지하는 스테이지와,
상기 스테이지의 목표 위치에 기초하여 결정되는 조작량에 기초하여, 상기 스테이지를 이동시키는 구동부와,
상기 몰드와 상기 기판의 상대적인 위치 어긋남을 계측하는 계측부와,
상기 스테이지의 이동을 제어하는 제어부
를 갖고,
상기 제어부는,
저역 통과 필터를 포함하고,
상기 계측부의 계측값에 기초하여 상기 목표 위치를 보정하기 위한 제1 보정량을 결정하는 처리와, 상기 저역 통과 필터를 거쳐, 상기 몰드와 상기 임프린트재를 접촉시키고 나서 상기 임프린트재의 경화를 개시할 때까지 사이의 적어도 일부의 기간에 있어서의 상기 계측부의 계측값의 고주파 성분을 제거함으로써 얻어지는 값 중 하나를 상기 목표 위치를 보정하기 위한 제2 보정량으로서 결정하는 처리를 행하고, 상기 임프린트재의 경화를 개시하는 시각보다 전에, 상기 조작량의 결정에 사용하는 보정량을 상기 제1 보정량으로부터 상기 제2 보정량으로 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
제1항의 임프린트 장치를 사용하여 패턴을 기판에 형성하는 공정과,
상기 공정에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 공정과,
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
제13항의 임프린트 장치를 사용하여 패턴을 기판에 형성하는 공정과,
상기 공정에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 공정과,
처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.