KR102280003B1 - 몰드, 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 반도체 물품 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

임프린트 장치에 사용하는 몰드는, 패턴이 형성된 패턴부 및 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하고, 주변부에는 임프린트재를 경화시키는 경화광을 차광하고 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 차광부가 제공된다.

Description

몰드, 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 반도체 물품 제조 방법{MOLD, IMPRINTING METHOD, IMPRINT APPARATUS, AND METHOD FOR MANUFACTURING A SEMICONDUCTOR ARTICLE}
본 개시내용은 몰드, 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등을 제조하기 위한 임프린트 기술에서는, 패턴이 형성된 몰드와 기판 상에 공급된 임프린트재를 접촉시키고, 그 상부에 광을 조사하여, 임프린트재를 경화시킴으로써, 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하고 있다. 임프린트재를 기판 상에 공급할 때, 기판 상의 전체면이나 기판 상의 복수의 샷 영역에 임프린트재를 공급하는 방법이 알려져 있다.
몰드의 패턴부를 기판 상에 공급된 임프린트재와 접촉시킨 후, 임프린트재를 경화시키기 위해서 몰드를 통해 기판에 광을 조사한다. 이 경우, 패턴부 바로 아래의 샷 영역에 인접하는 샷 영역에 광이 조사되는 것을 방지하기 위해, 광의 조사 범위를 고정밀도로 제어할 필요가 있다.
조사 범위를 고정밀도로 제어하는 방법은 일본 특허 출원 공개 제2015-12034호에 논의되어 있다. 일본 특허 출원 공개 제2015-12034호에 따르면, 몰드에는 몰드의 두께가 얇은 오목부에 패턴부를 둘러싸도록 차광부가 제공되는 방식으로 차광부가 제공된다. 또한, 일본 특허 출원 공개 제2015-204399호에는 몰드의 하면에 패턴부를 둘러싸도록 제공된 차광부가 제공된 몰드가 논의되어 있다.
한편, 일본 특허 출원 공개 제2015-130384호에서 논의된 임프린트 장치에서는, 몰드측 마크와 기준 마크를 사용하여 몰드 얼라인먼트를 수행한다. 몰드측 마크는 몰드의 패턴부의 외측에 제공된다. 기준 마크는 몰드의 패턴부의 외측의 영역 하부의 기준 플레이트에 제공된다.
일본 특허 출원 공개 제2015-130384호에서 몰드의 패턴부의 외측 영역의 하부의 기준 마크를 몰드를 통해 검출하는 구성에, 일본 특허 출원 공개 제2015-12034호나 일본 특허 출원 공개 제2015-204399호에서 논의된 조사 범위 제어용 차광부를 제공할 수 없었다. 또한, 몰드의 패턴부의 외측 영역의 하부의 인접 샷 영역의 임프린트재를 검출하고 싶을 경우, 일본 특허 출원 공개 제2015-12034호나 일본 특허 출원 공개 제2015-204399호에서 논의된 조사 범위 제어용 차광부를 몰드에 제공할 수 없었다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 임프린트 장치에 사용하는 몰드는, 패턴이 형성된 패턴부, 및 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하고, 주변부에는 임프린트재를 경화시키는 경화광을 차광하고 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 차광부가 제공된다.
본 개시내용의 추가 특징들은 첨부 도면들을 참조한 이하의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
도 1은 하나의 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치를 도시하는 도면이다.
도 2는 하나의 예시적인 실시예에 따른 기준 마크를 사용하는 위치 정렬 프로세스를 도시하는 도면이다.
도 3은 하나의 예시적인 실시예에 따른 몰드를 도시하는 도면이다.
도 4는 하나의 예시적인 실시예에 따른 임프린트 프로세스를 설명하는 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 종래의 몰드를 사용한 임프린트 프로세스를 설명하는 도면이다.
도 6은 하나의 예시적인 실시예에 따른 차광부의 투과율을 도시하는 그래프이다.
도 7의 (a), (b) 및 (c)는 각각 하나의 예에 따른 차광부가 제공된 몰드를 도시하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 각각 또 다른 예에 따른 차광부가 제공된 몰드를 도시하는 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 또 다른 예시적인 실시예에 따른 차광부를 도시하는 도면이다.
도 10은 차광막의 특성(소광 계수)을 도시하는 그래프이다.
도 11a, 도 11b, 도 11c, 도 11d, 도 11e 및 도 11f는 물품의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 개시내용의 예시적인 실시예를 첨부된 도면들을 참고하여 이하에서 상세하게 설명한다. 도면들에서, 동일한 구성요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.
(임프린트 장치)
먼저, 본 개시내용의 제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1은 본 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시한 도면이다. 임프린트 장치(100)는 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시켜, 임프린트재에 경화용 에너지를 부여함으로써, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다. 임프린트 장치(100)는 반도체 디바이스 등의 디바이스 제조에 사용되고, 피처리체인 기판 W 상의 임프린트재 R에 몰드 M을 사용하여, 패턴을 형성한다. 제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치(100)는 광의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 이하, 도면을 참조하여, 기판 W 및 몰드 M의 면 내의 서로 직교하는 방향을 X축 방향 및 Y축 방향으로 정의하고, X축 방향과 Y축 방향에 수직인 방향을 Z축 방향으로서 정의하여 설명한다.
임프린트 장치(100)는 조명계(1), 얼라인먼트 광학계(2), 관찰 광학계(3), 기판 W를 보유 지지하는 기판 스테이지(5)(기판 보유 지지 유닛), 몰드 M을 보유 지지하는 몰드 보유 지지 유닛(6), 및 임프린트 장치(100)의 각 구성요소의 동작을 제어하는 제어 유닛(25)을 포함한다.
기판 W에 대향하는 몰드 M의 표면에 미리 결정된 3차원 패턴 Mp(예를 들어, 회로 패턴 등의 요철 패턴)이 형성된다. 몰드 M은 임프린트재를 경화시키기 위한 광(예를 들어 자외광)을 투과시킬 수 있는 재료(석영 등)로 이루어진다. 기판 W는 예를 들어, 단결정 실리콘으로 이루어진 기판이며, 임프린트 프로세스가 행하여지기 전에, 임프린트재 R이 전체적으로 도포된 피처리면을 갖는다. 도포 디바이스는, 임프린트 장치(100) 외부에서, 기판 W에 임프린트재 R을 도포하는 역할을 한다. 그러나, 이것은 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다. 예를 들어, 임프린트 장치(100)에 임프린트재 R을 도포하도록 구성된 도포부를 제공할 수 있다. 따라서, 기판의 전체면에는, 임프린트 프로세스가 행하여지기 전에, 도포 유닛에 의해 임프린트재 R이 미리 도포될 수 있다. 임프린트재가 도포되는 기판의 영역은 전체면에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 샷 영역(패턴 형성 영역)이 한번에 도포될 수 있거나, 샷 영역이 하나씩 도포될 수 있다.
임프린트재 R에는, 경화용 에너지가 부여되는 것에 의해 경화하는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 호칭됨)이 사용된다. 경화용 에너지는 전자파, 열 등을 포함한다. 전자파의 예는 그 파장이 10nm 이상 1mm 이하의 범위에서 선택되는, 적외선, 가시광선, 자외선 등의 광을 포함한다.
경화성 조성물은 광의 조사에 의해 또는 가열에 의해 경화된다. 경화성 조성물은 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물을 포함한다. 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물은 중합성 화합물과 광중합 개시제를 적어도 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제 및 중합체 성분으로 구성된 그룹에서 선택된 적어도 한 종류이다.
임프린트재 R은 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막 형태로 제공된다. 대안적으로, 액체 분사 헤드는 액적의 형태, 또는 복수의 액적이 서로 연결된 상태의 섬 형상의 방식으로 또는 막의 형태로 기판 상에 임프린트재 R을 제공하는데 사용될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 1 mPa·s 이상, 100 mPa·s 이하이다.
기판 W는 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등으로 이루어질 수 있다. 필요에 따라, 기판 W의 표면 상에는 기판과 다른 재료로 이루어진 부재가 형성될 수 있다. 기판 W의 구체적인 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리 웨이퍼를 포함한다.
예를 들어, 기판 스테이지(5)는 진공 흡착력이나 정전기의 힘에 의해 기판 W를 보유 지지한다. 기판 스테이지(5)에는, 기판 W를 보유 지지하는 기판 척과, 기판 W를 XY 평면을 따른 방향으로 이동시키는 기판 구동 메커니즘이 포함된다. 기판 스테이지(5)에는 스테이지 기준 플레이트(7)가 제공되고, 이 스테이지 기준 플레이트에는 임프린트 장치(100)의 기준 마크(12)(검출 대상)가 형성된다.
예를 들어, 몰드 보유 지지 유닛(6)은 진공 흡착력이나 정전기의 힘에 의해 몰드 M을 보유 지지한다. 몰드 보유 지지 유닛(6)에는 몰드 M을 보유 지지하는 몰드 척과, 기판 W 상의 임프린트재에 몰드 M을 압박할 수 있도록 몰드 척을 Z축 방향으로 이동시키는 몰드 구동 메커니즘이 포함된다. 또한, 몰드 보유 지지 유닛(6)은 몰드 M(패턴 Mp)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 변형시키는 몰드 변형 메커니즘을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 임프린트 장치(100)에서의 압인(pressing) 및 이형(releasing) 프로세스는 몰드 M을, 기판 스테이지(5)(기판 W)를, 또는 이들 양측 모두를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 구현될 수 있다.
조명계(1)는 몰드 M과 기판 W 상의 임프린트재 R을 서로 접촉시키는 몰드 압인 프로세스 후에, 임프린트재 R을 경화시키는 경화광(자외광)을 조사한다. 조명계(1)는 광원과, 광원으로부터 사출되는 자외광을, 피조사면이 되는 미리 결정된 형상의 영역을 갖는 몰드 M의 패턴 Mp에 균일하게 조사하기 위한 복수의 광학 소자를 포함한다. 광이 조사되는 조명계(1)의 영역(조명 영역)은, 패턴 Mp가 형성되어 있는 영역(패턴부)과 실질적으로 동일한 것이 바람직하다. 이것은 조사 영역을 최소한으로 함으로써, 광 조사에 수반하는 열에 기인해서 몰드 M 또는 기판 W가 팽창하여, 임프린트재 R에 전사되는 패턴에 위치 어긋남이나 왜곡이 발생하는 것을 억제하기 위한 것이다. 사용될 수 있는 광원의 예는 고압 수은 램프, 각종 엑시머 램프, 엑시머 레이저, 발광 다이오드 및 레이저 다이오드를 포함한다. 조명계(1)의 광원이 피수광체인 임프린트재의 특성에 따라 적절히 선택되지만, 본 개시내용은 광원의 종류, 양 또는 파장 등에 의해 한정되지 않는다.
얼라인먼트 광학계(2)는 몰드 M과 기판 W를 서로 위치 정렬하기 위한 계측을 담당한다. 얼라인먼트 광학계(2)는 몰드 M에 형성된 몰드측 마크(10)와 기판 W에 형성된 기판측 마크(11)를 광학적으로 검출하여 몰드 M과 기판 W 간의 상대 위치를 계측한다. 얼라인먼트 광학계(2)는 몰드 M의 몰드측 마크(10)와 스테이지 기준 플레이트(7) 상의 기준 마크(12)를 광학적으로 검출하여 몰드 M과 스테이지 기준 플레이트(7) 간의 상대 위치도 계측한다. 몰드 M의 몰드측 마크(10)와 임프린트 장치(100)의 기준 마크(12)를 검출하여 임프린트 장치(100)에 대한 몰드 M의 위치를 계측할 수 있다.
얼라인먼트 광학계(2)는 구동 가능한 스코프를 형성하는 복수의 수광 유닛(2a)을 포함한다. 수광 유닛(2a)은 몰드측 마크(10) 또는 기판측 마크(11)의 위치에 따라 X축 방향 및 Y축 방향으로 구동될 수 있다. 예를 들어, 기준 마크(12)가 패턴 Mp가 형성되어 있는 패턴부의 4개의 코너에 대응하는 스테이지 기준 플레이트(7)의 위치에 형성되어 있으면, 몰드 M의 패턴부의 형상을 계측할 수 있다. 또한, 마크의 위치에 스코프의 초점을 맞추기 위해 Z축 방향에도 수광 유닛(2a)이 구동될 수 있다. 또한, 광학 부재(21, 22, 23, 31)는 릴레이 광학계를 형성하고 있으며, 기판 W의 면에 공액인 면이 위치 C에 형성되어 있다.
기판 W는 각종 재료로 형성된 다층을 포함하고, 기판 W의 기판측 마크(11)는 다층 중 임의의 층 상에 형성되는 것이 일반적이다. 따라서, 얼라인먼트 광학계(2)로부터 방출되는 광의 파장 대역폭이 좁을 경우, 광은 상쇄 간섭의 조건 하에서 파장을 가질 수 있다. 그 결과, 기판 W의 기판측 마크(11)로부터의 신호가 약해져서, 위치 정렬이 곤란하게 된다.
따라서, 얼라인먼트 광학계(2)에 사용되는 광은 임프린트재 R이 경화(감광) 하지 않는, 가능한 한 가장 넓은 파장 대역폭을 갖는 것이 바람직하다. 얼라인먼트 광학계(2)에 사용하는 광의 파장 대역폭은 400 내지 2000nm이고, 적어도 500 내지 800nm이다. 예를 들어, 얼라인먼트 광학계(2)에서 사용하는 광원으로서는, 파장 대역폭이 넓은 램프를 사용할 수 있다. 대안적으로, 파장 대역폭이 수십 나노미터, 수 나노미터인 광을 각각 방출하는 복수의 광원(발광 다이오드, 레이저 다이오드 등)을 조합함으로써, 넓은 파장 대역폭을 커버할 수 있다.
제어 유닛(25)은 얼라인먼트 광학계(2)로 계측된 몰드 M과 기판 W 간의 상대 위치 정보에 기초하여, 기판 스테이지(5), 몰드 보유 지지 유닛(6) 및 몰드 변형 메커니즘을 제어한다. 몰드 M이 교환되거나 다른 유사한 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드측 마크(10)와 기준 마크(12)를 검출하여 상대 위치를 조정하고 있다. 이러한 조정을 행함으로써, 기판 W가 반입되었을 때에 임프린트해야 할 샷 영역과 몰드 M은 얼라인먼트 광학계(2)의 시야에 있을 수 있다. 따라서, 샷 영역과 몰드 M은 서로 위치 정렬될 수 있다. 또한, 몰드 M의 패턴부의 형상을 보정할 수 있다.
관찰 광학계(3)는 기판 W의 샷 영역 전체를 촬상하는 촬상계(카메라)이며, 임프린트 프로세스(임프린트재)의 상태를 검출하기 위해 사용된다. 관찰 광학계(3)의 검출 대상에는 기판 상의 임프린트재 및 위치 정렬을 위한 얼라인먼트 마크를 포함된다. 검출되는 임프린트 프로세스의 상태에는 몰드 M에의 임프린트재 R의 충전 상태 및 몰드 M의 임프린트재 R로부터의 이형 상태가 포함된다. 관찰 광학계(3)의 계측 대상은 기판 상의 임프린트재 또는 몰드 M의 패턴 Mp 또는 기판 W의 표면이거나, 몰드 M과 기판 W가 서로 근접하고 있을 경우의 패턴 Mp의 표면과 기판 W의 표면일 수 있다. 관찰 광학계(3)의 시야는 패턴 Mp의 영역보다 넓다. 따라서, 패턴이 형성되는 샷 영역에 인접하는 샷 영역을 관찰할 수 있고, 샷 영역의 주변의 임프린트재의 상태를 검출할 수 있다. 패턴 Mp 주위의 주변 영역에는, 패턴이 형성되지 않기 때문에, 몰드 M을 통해 기판 W 및 임프린트재 R의 상태를 관찰할 수 있다. 따라서, 패턴 Mp 주위의 주변 영역에서 몰드 M를 통해 마크나 임프린트재를 검출할 수 있다.
관찰 광학계(3)에 사용되는 관찰광(검출광)은, 얼라인먼트 광학계(2)에 사용되는 광의 파장 대역폭만큼 넓은 파장 대역폭을 필요로 하지 않고, 어느 파장이라도 임프린트재 R이 경화(감광)하지 않을 만큼 길다면 채택될 수 있다. 관찰 광학계(3)의 검출광에 수반하는 열에 기인해서 몰드 M 또는 기판 W가 변형될 수 있다. 따라서, 임프린트재 R에 형성되는 패턴에 위치 어긋남 및 왜곡이 발생하는 것을 억제하기 위해, 관찰광은 관찰 성능의 절충없이 가능한 한 약하게 설정하는 것이 바람직하다.
임프린트 장치(100)에는, 조명계(1), 얼라인먼트 광학계(2), 및 관찰 광학계(3) 각각에 관련된 기능을 갖는 공통의 광학 부재(21 및 31)가 형성된다. 공통의 광학 부재(31)는 얼라인먼트 광학계(2)로부터의 광을 반사하고 조명계(1)로부터의 경화광과 관찰 광학계(3)로부터의 관찰광을 투과시키는 기능을 갖는다. 공통의 광학 부재(21 및 31)는 경화광으로서의 자외광에 대하여 충분히 높은 투과율을 갖는 재료(예를 들어, 석영이나 형석)로 형성된다.
공통의 광학 부재(31)의 예는 파장 대역폭이 500 내지 2000nm의 범위에 있는 광에 대한 반사율이 높고 파장 대역폭이 200 내지 500nm의 범위에 있는 광에 대한 투과율이 높은 특성을 갖는 다이크로익 미러를 포함한다. 반사율이 높은 파장 대역폭은 500 내지 2000nm의 범위에 한정되지 않고, 가능한 한 넓은 것이 바람직하다. 실제로, 제조상의 제약으로 인해, 범위는 600 내지 900nm 또는 500 내지 800nm일 수 있다. 마찬가지로, 투과율이 높은 파장 대역폭은 200 내지 500nm의 범위에 한정되지 않고, 가능한 한 넓은 것이 바람직하다. 실제로, 범위는 예를 들어 300 내지 600nm 또는 300 내지 500nm일 수 있다.
광학 부재(32)는 조명계(1)로부터의 경화광을 반사하고, 관찰 광학계(3)로부터의 검출광을 투과시키는 기능을 갖는다. 예를 들어, 광학 부재(32)는 400nm보다 길지 않은(200 내지 400nm 또는 300 내지 400nm) 파장의 광 반사율이 높고, 400nm보다 짧지 않은(400 내지 500nm 또는 400 내지 600nm) 파장의 광 투과율이 높은 특성을 갖는 다이크로익 미러이다. 그러나, 임계치는 400nm에 한정되지 않고, 380nm 또는 420nm일 수 있다. 상술한 바와 같이, 제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치(100)에서, 조명계(1)로부터의 경화광의 파장 대역폭은 자외 범위에 있다. 얼라인먼트 광학계(2)로부터의 얼라인먼트 광(검출광)의 파장 대역폭은 경화광보다 넓다. 관찰 광학계(3)로부터의 관찰광의 파장 대역폭은 경화광과 얼라인먼트 광 사이에 있다.
상술한 구성은 임프린트재를 경화시키는데 적합한 파장의 경화광, 넓은 파장 대역폭을 요구하는 얼라인먼트 광, 및 샷 영역을 관찰하기 위한 관찰광 모두를 사용할 수 있는 임프린트 장치를 제공할 수 있다.
도 3은 제1 예시적인 실시예에 따른 몰드 M의 단면도이다. 몰드 M은 제1 부분(40)과 제2 부분(41)을 포함한다. 제1 부분(40)은 제1 표면(4a1)과 제1 표면(4a1)의 반대측인 제2 표면(4a2)을 포함한다. 제1 표면은 패턴 Mp가 제공된 패턴부(40a)(메사부)와 패턴부(40a)를 둘러싸는 주변부(40b)(오프 메사부)를 포함한다. 몰드 M은 제2 부분(41)에서, 제1 부분(40)을 둘러싸고, 또한 제1 부분(40)보다 두께(Z축 방향으로의 길이)가 두껍다. 패턴부(40a)(메사부)는 기판 W를 향해 돌출된 형태(볼록 형태)를 갖는다. 패턴부(40a)에는 패턴 Mp를 둘러싸는 스크라이브 라인이 제공될 수 있다. 몰드 M의 위치 정렬에 사용되는 몰드측 마크(10)가 스크라이브 라인 상에 형성되는 경우가 많다. 본 예시적인 실시예에 따른 몰드 M의 패턴부는 패턴 Mp와 스크라이브 라인을 포함한다. 상술한 구성을 갖는 몰드 M에서는, 제1 부분(40)의 제2 표면(4a2)과 제2 부분(41)의 내측 상의 제3 표면(4a3)에 의해 오목부(4c)(캐비티, 코어 아웃)가 형성된다. 이렇게 몰드 M에 오목부(4c)를 형성함으로써, 오목부(4c) 내의 압력(예를 들어, 기압)을 변경하여 몰드 M의 제1 부분(40)(제1 표면(4a1))을 쉽게 변형할 수 있다.
임프린트 프로세스
다음으로, 도 4를 참조하여 임프린트 장치(100)에 실행되는 임프린트 프로세스에 대해 설명한다. 임프린트 프로세스가 개시되면, 단계 S401에서, 제1 예시적인 실시예에 따른 몰드 M이 임프린트 장치(100)에 반입되어, 몰드 보유 지지 유닛(6)에 의해 보유 지지된다. 이 프로세스에서, 도 2에 도시된 상태에서, 얼라인먼트 광학계(2)의 수광 유닛(2a)은 몰드측 마크(10)와 기준 마크(12)를 검출하고, 기판 스테이지(5)에 대한 몰드 M의 위치 정렬을 행한다. 스테이지 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12)가 몰드 M을 통해 검출되기 때문에, 몰드 M의 패턴을 포함하는 부분에서는 검출하기 어렵다. 따라서, 기준 마크(12)는 패턴이나 마크가 형성되어 있지 않은 오프 메사부(도 3에서의 40b)를 통해 검출될 수 있는 위치에 형성된다.
다음으로, 단계 S402에서, 기판 반송 유닛(도시 생략)에 의해 기판 W가 임프린트 장치(100)에 반입되어 기판 스테이지(5)에 의해 보유 지지된다. 단계 S403에서, 기판 W에 형성된 샷 영역(패턴 형성 영역)이 몰드 M의 패턴 Mp의 바로 아래에 배치(위치)되도록 기판 스테이지(5)를 이동시킨다. 보다 구체적으로, 전체면에 임프린트재 R을 미리 도포한 기판 W에서의 복수의 샷 영역에 하나씩 임프린트 프로세스를 행한다. 상술한 바와 같이, 제1 예시적인 실시예에서 설명된 경우에서는, 기판 W의 전체면에 미리 임프린트재 R이 공급된다. 대안적으로, 단계 S402와 단계 S403 사이에서 수행되는 공급(도포) 단계를 통해 임프린트 장치(100)에서의 샷 영역에 임프린트재 R을 공급할 수 있다.
다음으로, 단계 S404에서, 몰드 보유 지지 유닛(6)의 구동 메커니즘을 구동하여 기판 W 상의 임프린트재 R과 몰드 M를 접촉시킨다(압인 단계). 단계 S405에서, 몰드 M와 접촉하는 임프린트재 R은 몰드 M에 형성된 패턴 Mp으로서의 요철 패턴을 따라 유동한다(충전 단계). 몰드 M과 임프린트재 R이 서로 접촉하고 있는 동안, 몰드측 마크(10) 및 기판측 마크(11)를 얼라인먼트 광학계(2)가 검출한다. 단계 S406에서, 얼라인먼트 광학계(2)의 검출 결과에 기초하여 기판 스테이지(5)를 구동 시킴으로써, 기판 W와 몰드 M을 서로 위치 정렬한다. 단계 S407에서, 얼라인먼트 광학계(2)의 검출 결과에 기초하여, 몰드 변형 메커니즘에 의해 몰드 M(샷 영역)을 변형시키는 보정이나, 기판 W에 열을 가하는 것에 의해 샷 영역을 변형시키는 보정을 수행할 수 있다.
몰드 M과 기판 W가 서로 위치 정렬된 후, 단계 S408에서, 조명계(1)는 몰드 M의 배면(상면)으로부터 임프린트재 R에 자외광을 조사하여 임프린트재 R을 경화시킨다(경화 단계). 임프린트재 R을 경화시킨 후, 단계 S409에서, 몰드 보유 지지 유닛(6)의 구동 메커니즘을 구동하여 몰드 M을 경화된 임프린트재 R로부터 분리한다(이형 단계). 몰드 M을 임프린트재 R로부터 분리할 경우, 기판 W의 샷 영역 상에 임프린트재 R의 패턴이 형성된다. 따라서, 몰드 M에 형성된 요철 형상의 패턴 Mp이 기판 W 상에 전사된다. 제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 프로세스는 단계 S404에서의 압인 단계와 단계 S409에서의 몰드 이형 단계 사이의 적어도 프로세싱의 일부로서 단계 S410를 포함할 수 있다. 단계 S410에서, 관찰 광학계(3)는 패턴부를 관찰할 수 있다. 관찰 광학계(3)는 검출 시야 내에서, 임프린트 프로세스의 각 단계에서 이상이 발생했는지를 체크하기 위해 관찰할 수 있다.
제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 프로세스는 전체면에 임프린트재 R을 미리 도포한 기판 W에서의 복수의 샷 영역에 하나씩 수행된다.
도 5a에 도시한 바와 같이, 패턴 Mp와 임프린트재 R가 서로 접촉되어 있는 동안, 샷 영역(50a)에 조사된 경화광(도면에서 회색 부분)은 기판 W 및 몰드 M의 표면에서 반사된다. 이렇게 반사된 경화광은 몰드 M이나 임프린트 장치 내의 공통의 광학 부재(21)에서 다시 반사된다(도면에서 점선). 따라서, 기판 W의 샷 영역(50a) 주위의 주변 영역(50b)에 광(플레어 광(flare light)이라고도 칭함)이 도달할 수 있다.
그 결과, 도 5b에 도시한 바와 같이, 샷 영역(50a)에 공급된 임프린트재 R뿐만 아니라, 샷 영역(50a) 주위의 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에 도포된 임프린트재 R도 경화될 수 있다. 예를 들어, 도 5b는 샷 영역(50a)에 공급된 임프린트재 R1이 경화되고, 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에 도포된 임프린트재 R2가 반경화 상태에 있는 상태를 나타낸다. 주변 영역(50b)은 두 샷 영역 간의 영역이며, 예를 들어 스크라이브 라인일 수 있다. 상술한 바와 같이 주변 영역(50b) 또는 인접 샷 영역(50c)에서의 임프린트재 R이 경화 또는 반경화 상태가 되면, 나중에 임프린트를 행하는 인접 샷 영역(50c)에서, 임프린트 프로세스가 적절하게 수행될 수 없다.
상술한 관점에서, 제1 예시적인 실시예에 따른 몰드 M의 오목부에는, 도 3에 도시한 바와 같이, 주변부(40b)(오프 메사부) 중 기판 W에 대향하는 표면의 반대측의 표면에 차광부(9)가 제공된다. 차광부(9)는 몰드 M에 입사된 경화광이 패턴 Mp의 패턴부(40a)를 투과할 수 있도록 패턴부(40a)의 주위에 제공된다. 차광부(9)가 크롬 등의 금속막을 포함하면, 경화광(자외광)뿐만 아니라 얼라인먼트 광 및 관찰광(가시 내지 적외 범위에 있는 광)도 차광하여, 바람직하지 않다.
따라서, 본 개시내용에 따른 차광부(9)는, 경화광은 차광하고 관찰광 또는 얼라인먼트 광은 투과시키는 기능을 가지고 있다. 차광부(9)가 이라한 기능을 가짐으로써, 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에 경화광이 도달되지 않도록 차광하면서, 관찰광으로 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)을 관찰할 수 있다. 경화광을 차광하면서, 임프린트 장치(100)의 기준 마크(12)와 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에 제공된 마크(얼라인먼트 마크)를 검출할 수 있다. 제1 예시적인 실시예에 따른 차광부(9)는 차광막(9a)을 포함한다. 차광막(9a)은 자외광을 차광하고 가시 내지 적외 범위에 대응하는 파장 대역폭의 파장을 갖는 광을 투과할 수 있는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 차광막(9a)은 유전체 다층막(Al2O3, SiO, MgF2), CrN, TaN 등의 금속 질화물, 및 Cr2O3, TiO 등의 금속 산화물 등의 재료로 구성될 수 있다.
도 6은 차광막(9a)을 몰드 M에 제공한 분광 투과율 특성을 나타낸다. 도 6에서, 횡축은 파장을 나타내고 종축은 투과율을 나타낸다. 도 6은 차광막(9a)으로서, 몰드 M에 막 두께 210nm의 CrN을 제공한 경우, 차광막(9a)으로서, 몰드 M에 막 두께 1000nm의 Cr2O3를 제공한 경우, 및 차광막(9a)으로서, 몰드 M에 막 두께 120nm의 TaN을 제공한 경우를 나타내는 그래프이다. 본 개시내용에서 필요로 하는 투과율 특성은 자외 범위의 광에 대한 투과율(바람직하게는 파장이 400nm 이하인 광에 대해 1% 이하의 투과율)을 가능한 한 가장 작게 하고, 가시 범위 내지 적외 범위의 광에 대한 투과율(바람직하게는 파장이 500 내지 800nm인 광에 대해 10% 이상의 투과율)을 가능한 한 가장 크게 한다. 상이한 재료로 이루어진 차광막(9a) 간에는 필요한 두께가 상이하다는 것을 그래프를 통해 알 수 있다. 예를 들어, 차광막(9a)은 파장 대역폭이 380nm 이하인 광의 투과율을 0% 이상 1% 이하로 하고, 파장 대역폭이 500 내지 800nm인 광의 투과율을 10% 이상 100% 이하로 하고 있다.
차광막(9a)에 이용할 수 있는 재료는 도 6에 도시한 바와 같이, 각각의 재료에 대해서 분광 투과율 특성을 구함으로써 결정될 수 있다. 투과율은 각 재료의 소광 계수 K와 강하게 상관되고, 차광막(9a)으로서 이용할 수 있는 재료는 소광 계수 K를 구함으로써 결정될 수 있다. 도 10은 도 6에 나타낸 각 재료(CrN, Cr2O3, TaN)의 소광 계수 K를 종축에 나타내고, 그 파장을 횡축에 나타낸 그래프이다.
CrN의 소광 계수 K는 경화광에 대응하는 파장 대역폭(예를 들어, 300 내지 400nm)에 대해 0.67 이상이고, 얼라인먼트 광에 대응하는 파장 대역폭(예를 들어, 500 내지 800nm)에 대해 0.21 이하이다. 따라서, 본 재료는 경화광에 대해서는 투과율이 낮고 얼라인먼트 광 및 관찰광에 대해서는 투과율이 높다. 마찬가지로, Cr2O3의 소광 계수 K는 300 내지 400nm의 파장 대역폭에 대해 0.10 이상이고, 500 내지 800nm의 파장 대역폭에 대해 0.02 이하이다. 마찬가지로, TaN의 소광 계수 K는 300 내지 400nm의 파장 대역폭에 대해 1.10 이상이고, 500 내지 800nm의 파장 대역폭에 대해 0.61 이하이다. 따라서, 재료들 모두 경화광에 대해서는 투과율이 낮고 얼라인먼트 광 및 관찰광에 대해서는 투과율이 높다.
표 1은 [Ka]가 300 내지 380nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수 K를 나타내고, [Kb]가 500 내지 800nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수 K를 나타내는 관계 [Ka]/[Kb]를 나타낸다.
[Ka] [Kb] [Ka]/[Kb]
Cr2O3 0.1 이상 0.02 이하 5.0 이상
CrN 0.67 이상 0.21 이하 3.2 이상
TaN 1.10 이상 0.61 이하 1.8 이상
이상으로부터, 차광부(9)는 [Ka]가 0.1 이상(바람직하게는, 0.5 이상)이고 [Ka]/[Kb]가 1.8 이상(바람직하게는, 3.0 이상)인 조건을 충족하는 재료로 이루어지는 것이 바람직하다.
도 7의 (a), (b) 및 (c)는 각각 차광부(9)이 제공된 제1 예시적인 실시예의 제1 예에 따른 몰드 M을 도시하는 도면이다. 몰드 M은 임프린트 장치(100)에서 사용된다. 도 7에 도시한 바와 같이, 몰드 M은 패턴부(40a)를 둘러싸는 차광부(9)(차광막(9a))가 제공된 제2 면(4a2)을 갖는다. 도 7의 (a)는 몰드 M을 Z 방향에서 보았을 때의 도면이다. 이 도면에서 2점 파선은 조명계(1)의 조명 시야(조명계(1)로부터의 경화광(1a)이 조사되는 영역)를 나타낸다. 도면에서 점선은 경화광(1a)의 플레어 광이 도달하는 영역(1b)을 나타낸다.
도 7의 (b)는 몰드 M과 접촉하는 기판 W 상의 임프린트재 R에 몰드 M을 통해 경화광(1a)과 관찰광(3a)(검출광)을 조사하는 상태를 도시한다. 도 7에 도시한 차광막(9a)은 경화광이 패턴 Mp를 투과하도록 구성된다. 차광막(9a)에 의해 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에 도달하지 않도록 경화광(1a)(플레어 광을 포함함)을 차광하고 있다. 관찰광(3a)이 차광막(9a)을 투과함으로써, 패턴부(40a)의 주변부인 주변 영역(50b)과 인접 샷 영역(50c)을 관찰할 수 있다.
도 7의 (c)는 몰드 M과 스테이지 기준 플레이트(7)를 서로 위치 정렬하는 프로세스를 도시하는 도면이다. 기판 스테이지(5)에 제공된 스테이지 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12)는 몰드 M에서의 패턴이 형성되어 있지 않은 주변부(40b)(오프 메사부) 밑에 배치된다. 얼라인먼트 광학계(2)는 얼라인먼트 광(2b)(검출광)을 조명함으로써, 몰드 M의 패턴 Mp가 형성된 패턴부(40a)에 형성된 몰드측 마크(10)와 스테이지 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12)를 검출한다. 마크의 검출 결과에 기초하여 몰드 M과 스테이지 기준 플레이트(7)(기준 마크(12))를 서로 위치 정렬한다. 이러한 방식으로, 몰드 M에서는, 차광막(9a)에 의해 주변 영역(50b) 또는 인접 샷 영역(50c)에 도달하지 않도록 경화광(1a)(플레어 광)을 차광한다. 얼라인먼트 광(2b) 및 관찰광(3a)이 차광막(9a)을 투과함으로써, 주변 영역(50b)에 형성된 임프린트 장치의 기준 마크(12)를 검출할 수 있고 또한 인접 샷 영역(50c)의 상태를 관찰할 수 있다.
도 8a 및 도 8b는 각각 차광부(9)가 제공된 제1 예시적인 실시예의 예 2에 따른 몰드 M을 도시하는 도면이다. 몰드 M은 임프린트 장치(100)에서 사용된다. 도 8a에 도시한 바와 같이, 몰드 M은 패턴 Mp가 형성된 패턴부(40a)를 둘러싸는 차광부(9)(차광막(9a))가 제공된 제1 면(4a1)을 갖는다. 예 1에 따른 몰드 M은 패턴부(40a)를 둘러싸는 차광부(9)(차광막(9a))가 제공된 제2 면(4a2)을 갖는다. 도 8a에 도시한 바와 같이, 차광부(9)가 제공된 몰드 M의 표면은 제2 면(4a2)에 한정되지 않고, 제1 면(4a1)일 수 있다. 차광막(9a)은, 도 8b에 도시한 바와 같이, 몰드 M의 제1 면(4a1) 및 제2 면(4a2)의 주변부(40b)(오프 메사부)에 대응하는 영역에 형성될 수 있다. 예 1에서와 같이, 예 2에 따른 차광막(9a)은 경화광을 차광하고 관찰광 또는 얼라인먼트 광을 투과시킬 수 있다.
도 8a 및 도 8b에 나타낸 바와 같이 몰드 M 상에 차광막(9a)을 형성함으로써, 샷 영역의 주변에 경화광이 도달할 가능성이 거의 없다. 몰드 M의 제1 면(4a1)에 차광막(9a)을 제공함으로써, 기판의 표면에 더 가깝게 차광부(9)를 배치할 수 있다. 따라서, 몰드 M의 제2 면(4a2)을 향해 비스듬히 진행하여 조사되는 경화광을 차광함으로써, 비스듬히 진행하는 광이 주변 영역(50b)에 조사될 수 있다. 예 2에서도, 주변 영역(50b)에 도달하지 않도록 경화광을 차광하고 얼라인먼트 광(2b)을 투과시킨다. 따라서, 샷 영역(50a)의 주변부에 제공된 임프린트 장치의 기준 마크를 검출할 수 있고, 또한 주변부의 상태를 관찰할 수 있다.
다음으로, 제2 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치에 대해서 설명한다. 제1 예시적인 실시예에 따른 차광부(9)는 몰드 M의 표면에 형성된 차광막(9a)이다. 제2 예시적인 실시예에 따른 차광부(9)는 몰드 M의 오목부(4c)에 분리 가능하게 부착될 수 있는 차광 부재(9b)이다.
이하, 차광부(9)로서의 차광 부재(9b)에 대해 설명한다. 제2 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치는 차광부(9)를 제외하고 제1 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치(100)와 동일한 구성을 갖는다. 따라서, 본 명세서에서는 차광부(9) 이외의 구성에 관한 설명을 생략한다.
도 9a 및 도 9b는 각각 제2 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치에서 사용되는 몰드 M과 차광 부재(9b)를 도시하는 도면이다. 도 9a는 몰드 M과 차광 부재(9b)를 Z 방향에서 보았을 때의 도면이다. 도 9b는 도 9a에서의 라인 A-A'를 따라 취해진 몰드 M과 차광 부재(9b)의 단면도이다. 차광 부재(9b)는, 상술한 바와 같이, 몰드 M의 오목부(4c)로부터 분리될 수 있다.
차광 부재(9b)에는, 몰드 M의 오목부(4c)에 제공된 핀(4e)에 대응하는 위치에 관통 구멍(17)이 형성된다. 차광 부재(9b)는 그 관통 구멍(17)에 핀(4e)이 삽입되어 있는 몰드 M에 고정된다. 따라서, 몰드 M에 대한, 기판 W의 표면에 평행한 면 방향(XY 방향)을 따른 변위는 허용 범위 내에 부합하도록 조정될 수 있다. 차광 부재(9b)가 상술한 구성을 구비함으로써, 예를 들어 몰드 M에 대한 XY축 방향의 변위는 ±5μm의 범위 내에 부합하도록 조정될 수 있다.
차광 부재(9b)는 임프린트재를 경화시키는 경화광을 차광하고 관찰광 및 얼라인먼트 광을 투과시킬 수 있다. 차광 부재(9b)에는 경화광이 통과하는 개구(18)가 제공된다. 개구(18)를 통과한 경화광은 패턴 Mp(패턴부(40a))에 조사될 수 있다. 상술한 구성을 갖는 차광 부재(9b)를 구비한 임프린트 장치(100)에서는, 패턴부에 형성된 패턴 Mp를 전사해야 할 샷 영역(50a)에 경화광을 조사할 수 있고, 주변 영역(50b)에 경화광이 조사될 가능성이 거의 없다. 또한, 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c)에서의 임프린트 프로세스의 상태가 관찰될 수 있고, 패턴부(40a)에 대응하는 영역 이외에 형성된 마크가 검출될 수 있다.
차광 부재(9b)는 관찰광, 얼라인먼트 광, 및 경화광을 투과시키는 석영 등으로 이루어진 부재이다. 차광막은 개구(18) 이외의 영역에 제공된다. 차광막은 경화광으로서의 자외광을 차광하고, 관찰광 및 얼라인먼트 광으로서의 가시광 및 적외광을 투과시킬 수 있는 재료로 구성하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 석영으로 이루어진 부재에 유전체 다층막, CrN 등의 금속 질화물, Cr2O3, TiO 등의 금속 산화물이 제공될 수 있다. 재료는 이들에 한정되지 않고, 임프린트재 R을 경화시키는 경화광을 차광하고 또한 얼라인먼트 광 및 관찰광을 투과시킬 수 있는 재료라면, 어느 재료라도 채택될 수 있다.
제2 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치에서는, 차광부(9)로서, 몰드 M의 오목부(4c)에 분리 가능하게 부착될 수 있는 차광 부재(9b)가 사용된다. 이렇게 구성된 차광 부재(9b)를 차광부(9)로서 사용함으로써, 몰드 M로부터 분리된 차광 부재(9b)를 사용하여 몰드 M을 세정할 수 있다. 따라서, 몰드 M가 세정되는 동안 차광부(9)가 몰드 M으로부터 박리될 위험 요소를 저감시킨다.
제1 예시적인 실시예에서 차광부(9)로서 사용한 차광막(9a)과 제2 예시적인 실시예에서 차광부(9)로서 사용한 차광 부재(9b)를 조합하여 사용할 수 있다.
상술한 각각의 예시적인 실시예에서는, 전체면에 임프린트재 R이 도포된 기판 W이 사용되었다. 그러나, 이것은 제한적인 의미로 해석되어서는 안된다. 대안적으로, 임프린트재 R이 도포되지 않은 기판 W를 임프린트 장치(100)에 반입할 수도 있다. 다음으로, 임프린트 장치(100)에 제공된 공급 유닛(디스펜서)에 의해, 임프린트재 R을 원하는 수의 샷 영역에 도포할 수 있다.
인접 샷 영역에 능동적으로 공급되지 않은 임프린트재는 패턴을 형성하는 샷 영역을 벗어나서 인접 샷 영역에 존재하게 된다. 그러한 경우에도, 본 개시내용에 따른 몰드 M가 사용될 때 주변 영역 상의 임프린트재를 경화시키지 않고, 샷 영역 상에 패턴을 형성할 수 있다.
(물품 제조 방법)
임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 구성요소들 중 적어도 하나에 사용되거나, 각종 물품을 제조하는데 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS(Micro Electronic Mechanical Systems), 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자는 DRAM(dynamic random access memory), SRAM(static RAM), 플래시 메모리, MRAM(magnetic RAM)과 같은, 휘발성 또는 불휘발성 반도체 메모리, LSI(large-scale integration), CCD(charged coupled device), 이미지 센서, FPGA(field programmable gate array)와 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 몰드는 임프린트용 몰드를 포함한다.
경화된 부재의 패턴은 물품의 구성요소들 중 하나로서 바로 사용될 수 있거나, 기판에 대한 프로세싱에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후에 제거되는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용될 수 있다.
다음으로, 물품의 구체적인 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 11a에 도시한 바와 같이, 절연체 등의 피처리재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)이 준비된다. 다음으로, 잉크젯 방법 등에 의해, 피처리재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 제공한다. 본 도면은 복수의 액적 형태의 임프린트재(3z)가 기판 상에 제공된 상태를 나타낸다.
도 11b에 도시한 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)는 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상(1z)의 임프린트재(3z)에 대향되어 배치된다. 도 11c에 도시한 바와 같이, 임프린트재(3z)가 제공된 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 접촉시켜서, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피처리재(2z) 사이의 갭에 충전된다. 이 상태에서, 임프린트재(3z)는 몰드(4z)를 통해 경화 에너지로서의 광을 조사할 때 경화된다.
도 11d에 도시한 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(4z)와 기판(1z)를 서로 분리함으로써, 기판(1z) 상에 경화물로서의 임프린트재(3z)의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은 볼록부에 몰드의 오목부에 대응하는 형상을 갖는다. 따라서, 몰드(4z)의 요철 패턴은 임프린트재(3z)에 전사된다.
도 11e에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭성 마스크(etching resistant mask)로서 사용하여 에칭을 수행함으로써, 피처리재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 얇은 경화물만이 남아 있는 부분에 홈(5z)이 형성된다. 도 11f에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피처리재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 상술한 경우에서는 경화된 부재의 패턴을 제거했지만, 프로세스 이후에도 제거할 필요가 없으며, 예를 들어, 반도체 디바이스 등에 층간 절연막, 즉, 물품의 구성요소로서 사용할 수 있다.
본 개시내용은 상술한 예시적인 실시예에 한정되지 않으며, 본 개시내용에 제공된 요지로부터 벗어나지 않고 다양한 방식으로 수정 및 변경될 수 있다.
본 개시내용은 예시적인 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시예들에 한정되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는, 모든 수정 및 균등한 구조 및 기능을 포함하도록 가장 넓은 해석을 따를 것이다.

Claims (22)

  1. 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 장치에 사용되는 몰드로서,
    상기 임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하도록 구성된 패턴부; 및
    상기 패턴부를 둘러싸도록 구성된 주변부를 포함하고,
    상기 주변부에는, 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    상기 패턴부는 상기 기판과 상기 몰드를 서로 위치 정렬하기 위한 마크를 포함하고, 상기 패턴부 상에는 상기 막이 제공되지 않는 몰드.
  2. 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 장치에 사용되는 몰드로서,
    임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하도록 구성된 패턴부; 및
    상기 패턴부를 둘러싸도록 구성된 주변부를 포함하고,
    상기 주변부에는, 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    상기 막은, 상기 경화광에 대응하는 파장 대역폭의 투과율이 0% 이상 1% 이하이고, 상기 검출광에 대응하는 파장 대역폭의 투과율이 10% 이상 100% 이하인 몰드.
  3. 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 장치에 사용되는 몰드로서,
    임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하도록 구성된 패턴부; 및
    상기 패턴부를 둘러싸도록 구성된 주변부를 포함하고,
    상기 주변부에는, 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    500 내지 800nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수에 대한 300 내지 380nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수의 비율이, 상기 막에 대해 1.8 이상인 몰드.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 패턴부가 형성된 표면의 반대측 표면에 제공되는 몰드.
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 패턴부가 형성된 표면에 제공되는 몰드.
  6. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 패턴부가 형성된 표면 및 상기 패턴부가 형성된 상기 표면의 반대측 표면 모두에 제공되는 몰드.
  7. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 몰드의 표면에 제공된 차광막을 포함하는 몰드.
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 몰드에 부착된 차광 부재이고,
    상기 차광 부재는, 상기 경화광을 투과시키는 부재의 표면에 상기 경화광을 차광하고 상기 검출광을 투과시키는 차광막을 부착하여 획득되는 몰드.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 대상은, 상기 임프린트 장치의 기준 마크를 포함하는 몰드.
  10. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 검출 대상은, 기판 상에 공급된 상기 임프린트재를 포함하는 몰드.
  11. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 몰드의 패턴부를 기판 상의 임프린트재와 접촉시켰을 때에 상기 주변부에 대응하는 영역의 상기 임프린트재를 검출하는 검출광을 투과시키는 몰드.
  12. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화광의 파장과 상기 검출광의 파장은 서로 상이한 몰드.
  13. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은 차광 부재이고,
    상기 차광 부재는 상기 몰드로부터 분리 가능한 몰드.
  14. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은, 상기 경화광으로서의 자외광을 차광하고 상기 검출광으로서의 가시광 또는 적외광을 투과시키는 몰드.
  15. 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 방법으로서,
    상기 몰드는, 상기 임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하는 패턴부와, 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하고,
    상기 몰드의 상기 주변부에는, 상기 임프린트재를 경화시키는 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    상기 임프린트 방법은,
    상기 몰드와 상기 기판을 서로 위치 정렬하는 단계; 및
    상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키고 상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 패턴부 상에는 상기 막이 제공되지 않고, 상기 기판과 상기 몰드를 서로 위치 정렬함에 있어서 상기 패턴부 상에 제공된 마크가 검출되는 임프린트 방법.
  16. 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 방법으로서,
    상기 몰드는, 상기 임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하는 패턴부와, 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하고,
    상기 몰드의 상기 주변부에는, 상기 임프린트재를 경화시키는 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    상기 임프린트 방법은,
    상기 몰드와 상기 기판을 서로 위치 정렬하는 단계; 및
    상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키고 상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하고,
    상기 막은, 상기 경화광에 대응하는 파장 대역폭의 투과율이 0% 이상 1% 이하이고, 상기 검출광에 대응하는 파장 대역폭의 투과율이 10% 이상 100% 이하인 임프린트 방법.
  17. 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하기 위한 임프린트 방법으로서,
    상기 몰드는, 상기 임프린트재를 경화시키는 경화광을 투과하는 패턴부와, 상기 패턴부를 둘러싸는 주변부를 포함하고,
    상기 몰드의 상기 주변부에는, 상기 임프린트재를 경화시키는 상기 경화광을 저감시키고 상기 몰드를 통해 검출 대상을 검출하기 위한 검출광을 투과시키는 막이 제공되며,
    상기 임프린트 방법은,
    상기 몰드와 상기 기판을 서로 위치 정렬하는 단계; 및
    상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키고 상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하고,
    500 내지 800nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수에 대한 300 내지 380nm의 파장 대역폭에 대응하는 소광 계수의 비율이, 상기 막에 대해 1.8 이상인 임프린트 방법.
  18. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은 유전체 다층막으로 만들어진 임프린트 방법.
  19. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 경화광의 파장과 상기 검출광의 파장이 서로 상이한 임프린트 방법.
  20. 제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 막은 차광 부재이고,
    상기 차광 부재는 상기 몰드로부터 분리 가능한 임프린트 방법.
  21. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 따른 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하도록 구성된 임프린트 장치.
  22. 물품 제조 방법으로서,
    제15항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 임프린트 방법을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 형성하는 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는 물품 제조 방법.
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Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6815894B2 (ja) * 2017-02-27 2021-01-20 株式会社ディスコ 静電チャックテーブルの使用方法
CN108445711A (zh) * 2018-03-13 2018-08-24 京东方科技集团股份有限公司 一种显示基板及其制作方法、显示装置
US11281095B2 (en) 2018-12-05 2022-03-22 Canon Kabushiki Kaisha Frame curing template and system and method of using the frame curing template
JP2021027107A (ja) * 2019-08-01 2021-02-22 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法
JP7346268B2 (ja) * 2019-12-05 2023-09-19 キヤノン株式会社 インプリント用のテンプレート、テンプレートを用いたインプリント方法
JP7465146B2 (ja) * 2020-05-12 2024-04-10 キヤノン株式会社 インプリント方法、インプリント装置、判定方法及び物品の製造方法
CN113885295B (zh) * 2020-07-01 2024-03-08 吉佳蓝科技股份有限公司 纳米压印用复制模制作装置
US11747731B2 (en) 2020-11-20 2023-09-05 Canon Kabishiki Kaisha Curing a shaped film using multiple images of a spatial light modulator
JP2022182118A (ja) 2021-05-27 2022-12-08 キヤノン株式会社 モールド、インプリント装置、および物品の製造方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009023113A (ja) 2007-07-17 2009-02-05 Dainippon Printing Co Ltd インプリントモールド
JP2010258326A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Dainippon Printing Co Ltd ナノインプリント用モールドおよびその製造方法
US20110236604A1 (en) 2010-03-23 2011-09-29 Asahi Glass Company, Limited Light-shielding film-attached glass substrate and liquid crystal display device
US20150004275A1 (en) 2013-06-26 2015-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Mold
JP2015144193A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社東芝 インプリント方法、テンプレートおよびインプリント装置
JP2016028442A (ja) 2015-10-08 2016-02-25 大日本印刷株式会社 テンプレート

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3410089B2 (ja) * 1991-11-13 2003-05-26 株式会社東芝 露光用マスクの製造方法及び露光方法
EP2584408B1 (en) * 2007-02-06 2020-10-07 Canon Kabushiki Kaisha Imprint method and imprint apparatus
JP4799575B2 (ja) * 2008-03-06 2011-10-26 株式会社東芝 インプリント方法
JP6029494B2 (ja) * 2012-03-12 2016-11-24 キヤノン株式会社 インプリント方法およびインプリント装置、それを用いた物品の製造方法
EP2950330B1 (en) * 2013-01-24 2019-03-20 Soken Chemical & Engineering Co., Ltd. Light-transmitting imprinting mold and method for manufacturing large-area mold
JP5909210B2 (ja) * 2013-07-11 2016-04-26 キヤノン株式会社 インプリント装置及び物品の製造方法
JP6097704B2 (ja) * 2014-01-06 2017-03-15 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法
TWI662591B (zh) * 2014-07-08 2019-06-11 日商綜研化學股份有限公司 使用分步重複用壓印用模具的分步重複壓印方法、及分步重複用壓印用模具之製造方法
JP5900589B2 (ja) * 2014-12-12 2016-04-06 大日本印刷株式会社 インプリント用モールド、アライメント方法、インプリント方法、およびインプリント装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009023113A (ja) 2007-07-17 2009-02-05 Dainippon Printing Co Ltd インプリントモールド
US20100189839A1 (en) 2007-07-17 2010-07-29 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Imprint mold
JP2010258326A (ja) * 2009-04-28 2010-11-11 Dainippon Printing Co Ltd ナノインプリント用モールドおよびその製造方法
US20110236604A1 (en) 2010-03-23 2011-09-29 Asahi Glass Company, Limited Light-shielding film-attached glass substrate and liquid crystal display device
US20150004275A1 (en) 2013-06-26 2015-01-01 Canon Kabushiki Kaisha Mold
JP2015012034A (ja) * 2013-06-26 2015-01-19 キヤノン株式会社 モールド
JP2015144193A (ja) * 2014-01-31 2015-08-06 株式会社東芝 インプリント方法、テンプレートおよびインプリント装置
JP2016028442A (ja) 2015-10-08 2016-02-25 大日本印刷株式会社 テンプレート

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