KR102316813B1 - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

형의 변형의 억제의 점에서 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 기판의 온도를 계측하는 제1 계측부와, 기판의 온도를 조정하는 제1 조정부와, 형의 온도를 계측하는 제2 계측부와, 형의 온도를 조정하는 제2 조정부와, 제1 계측부로부터 취득한 제1 계측 결과가 제1 목표 온도에 근접하도록 제1 조정부를 제어하고, 제2 계측부로부터 취득한 제2 계측 결과가 제2 목표 온도에 근접하도록 제2 조정부(222)를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 제1 조정부 및 제2 조정부의 제어를 하면서 기판과 형을 접촉시킨 상태에 있어서, 제1 조정부 및 제2 조정부(222) 중 어느 한쪽의 제어를 정지하고, 정지시킨 상태에서 취득한 제1 계측 결과 및 제2 계측 결과의 차분에 기초하여 제1 목표 온도 및 제2 목표 온도 중 어느 한쪽을 변경하여 제1 조정부 및 제2 조정부를 제어한다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, IMPRINT METHOD AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 액정 표시 장치 등의 물품을 제조하는 리소그래피 장치의 하나로서 임프린트 장치가 있다. 임프린트 장치는, 기판 상의 미경화인 임프린트재를 형을 접촉시킨 상태에서 경화시키고, 경화 후의 임프린트재로부터 형을 분리(이형)함으로써 기판 상에 미세 패턴의 형성을 행한다.
미경화인 임프린트재에 형을 접촉시킬 때, 형과 기판(미경화인 임프린트재) 사이에서 온도차가 있으면, 형에 열응력이 발생하여, 형 자체가 변형되거나, 형에 형성된 패턴이 변형되거나 하여 정확한 패턴의 성형이 곤란해질 수 있다. 특허문헌 1의 임프린트 장치는, 기판과 형에 각각 온도 계측부를 설치하고, 계측 결과의 온도차가 허용값 이하라고 판정한 경우에 접촉을 행하여, 임프린트 처리 시의 중첩 정밀도를 향상시키고 있다.
일본 특허 공개 제2013-125817호 공보
일반적으로, 온도 계측부에 사용하는 센서의 측정값은, 센서의 경년 열화에 따른 오차를 포함할 수 있다. 특허문헌 1의 임프린트 장치의 온도 계측부의 측정값에 오차가 발생하면 정확한 온도차를 계측하는 것이 곤란해져서, 임프린트 처리 시의 중첩 정밀도의 점에서 불리해질 수 있다.
본 발명은 예를 들어, 형의 변형의 억제의 점에서 유리한 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 기판의 온도를 계측하는 제1 계측부와, 기판의 온도를 조정하는 제1 조정부와, 형의 온도를 계측하는 제2 계측부와, 형의 온도를 조정하는 제2 조정부와, 제1 계측부로부터 취득한 제1 계측 결과가 제1 목표 온도에 근접하도록 제1 조정부를 제어하고, 제2 계측부로부터 취득한 제2 계측 결과가 제2 목표 온도에 근접하도록 제2 조정부를 제어하는 제어부를 구비하고, 제어부는, 제1 조정부 및 제2 조정부의 제어를 하면서 기판과 형을 접촉시킨 상태에 있어서, 제1 조정부 및 제2 조정부 중 어느 한쪽의 제어를 정지하고, 정지시킨 상태에서 취득한 제1 계측 결과 및 제2 계측 결과의 차분에 기초하여 제1 목표 온도 및 제2 목표 온도 중 어느 한쪽을 변경하여 제1 조정부 및 제2 조정부를 제어하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어, 형의 변형의 억제의 점에서 유리한 임프린트 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 제1 계측부, 제1 조정부, 제2 계측부 및 제2 조정부를 설명하는 도면이다.
도 3은 제1 계측 결과의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4는 제2 실시 형태에 따른 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 5는 제3 실시 형태에 따른 제어 방법을 설명하는 흐름도이다.
도 6의 (a) 내지 (f)는 물품의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용에 대하여 도면 등을 참조하여 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재 내지 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 붙이고, 중복되는 설명은 생략한다.
(제1 실시 형태)
도 1은 제1 실시 형태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 임프린트 처리란, 기판 상에 공급되는 임프린트재와 형을 접촉시키고(압인), 접촉 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 경화한 임프린트재로부터 형을 박리(이형)함으로써 형에 형성된 패턴을 기판 상에 전사하는 처리이다.
임프린트재의 경화 방법으로서, 광의 조사에 의한 방법이나, 다른 에너지(예를 들어, 열)에 의한 방법이 있다. 또한, 임프린트 장치(100)는 형을 복제한 레플리카 몰드를 제작하기 위해서도 사용된다. 본 실시 형태에서는, 임프린트재로서 자외선으로 경화되는 광경화성 수지를 사용한 광경화법을 채용한다. 또한, 형을 마스터 몰드, 기판을 레플리카 몰드로 하여 레플리카 몰드를 복제한다. 또한, 도 1에 있어서는, 레플리카 몰드 상의 임프린트재에 대하여 조사되는 자외광의 광축에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직한 평면 내에 서로 직교하는 X축 및 Y축을 취하고 있다.
마스터 몰드(MM)는, 외주부가 직사각형이며 레플리카 몰드(RM)에 대한 대향면에 형성된 요철의 패턴부를 갖는다. 마스터 몰드(MM)의 패턴부는, 레플리카 몰드(RM) 상에 도포된 임프린트재에 전사된다. 마스터 몰드(MM)의 재질에는, 예를 들어, 석영 등의 자외선을 투과시키는 소재가 사용된다.
기판으로서의 레플리카 몰드(RM)는, 예를 들어, 석영 등의 자외선을 투과하는 소재가 사용된다. 레플리카 몰드(RM)는, 마스터 몰드측의 면의 중앙부에, 패턴을 형성해야 할 볼록면(101)을 갖는다. 레플리카 몰드(RM)의 볼록면(101)에는 임프린트재가 도포된다.
또한, 본 실시 형태에서는, 레플리카 몰드를 복제하는 경우를 예로 들어 설명하고 있지만, 통상의 임프린트 처리를 행함에 있어서, 기판으로서, 단결정 실리콘 웨이퍼나 SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼 등을 사용해도 된다.
(임프린트 장치)
임프린트 장치(100)는 레플리카 몰드 보유 지지 기구(110), 마스터 몰드 보유 지지 기구(120), 얼라인먼트 계측부(130), 조명부(140), 디스펜서(150), 및 제어부(160)를 포함한다.
레플리카 몰드 보유 지지 기구(110)는 레플리카 몰드(RM)를 보유 지지하고, 마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)를 접촉시킬 때, 마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)의 병진 시프트의 보정(위치 정렬)을 행한다.
레플리카 몰드 보유 지지 기구(110)는 레플리카 몰드 보유 지지부(111) 및 스테이지(112)를 포함한다. 레플리카 몰드 보유 지지부(111)는 레플리카 몰드(RM)를 도시하지 않은 기계적 보유 지지 수단으로서의 진공 흡착 패드에 의해 보유 지지한다. 또한, 레플리카 몰드 보유 지지부(111)는 도시하지 않은 기계적 보유 지지 수단으로서의 진공 흡착 퍼트에 의해 스테이지(112)에 보유 지지된다.
스테이지(112)는 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)의 병진 시프트의 보정(위치 정렬)을 하기 위한 X축 방향 및 Y축 방향으로 구동하는 구동계이다. 또한, X축 방향과 Y축 방향의 구동계는, 조동 구동계와 미동 구동계 등 복수의 구동계로 구성되어 있어도 된다. 또한, Z축 방향의 위치 조정을 위한 구동계나, 레플리카 몰드(RM)의 θ(Z축 둘레의 회전) 방향 위치 조정 기능, 레플리카 몰드(RM)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖고 있어도 된다.
마스터 몰드 보유 지지 기구(120)는 마스터 몰드(MM)를 보유 지지 및 고정한다. 마스터 몰드 보유 지지 기구(120)는 레플리카 몰드(RM)에, 마스터 몰드(MM)의 요철 패턴을 전사하는 기구이다. 마스터 몰드 보유 지지 기구(120)는 마스터 몰드 보유 지지부(121) 및 구동부(122)를 포함한다.
마스터 몰드 보유 지지부(121)는 마스터 몰드(MM)를 도시하지 않은 기계적 보유 지지 수단으로서의 진공 흡착 퍼트에 의해 보유 지지 및 고정한다. 또한, 마스터 몰드 보유 지지부(121)는 도시하지 않은 기계적 보유 지지 수단에 의해, 구동부(122)에 보유 지지된다.
구동부(122)는 마스터 몰드(MM)의 요철 패턴을 레플리카 몰드(RM)에 전사할 때에 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)의 간격을 위치 결정하기 위한 구동계이며, Z축 방향으로 구동한다. 또한, 요철 패턴 전사 시에는 고정밀도의 위치 결정이 요구되기 때문에, 조동 구동계와 미동 구동계 등 복수의 구동계로 구성되어 있어도 된다.
또한, 구동부(122)는 Z축 방향뿐만 아니라, X축 방향, Y축 방향, 또는 θ(Z축 둘레의 회전) 방향 위치 조정 기능, 마스터 몰드(MM)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖고 있어도 된다.
얼라인먼트 계측부(130)는 얼라인먼트 마크를 사용하여, 기판 패턴(도시하지 않음)과 형 패턴(도시하지 않음)의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 위치 어긋남과, 형상차를 계측한다. 얼라인먼트 마크는, 기판으로서의 레플리카 몰드(RM) 및 형으로서의 마스터 몰드(MM)에 형성될 수 있다.
조명부(140)는 임프린트 처리 시에, 마스터 몰드(MM)에 대하여 자외선을 조사하는 조명 수단이다. 이 조명부(140)는 광원(141)과, 광원(141)으로부터 조사된 자외선을 임프린트에 적절한 광으로 조정하기 위한 복수의 광학계(142) 및 자외선이 기판 표면을 주사하기 위한 주사 수단(143)을 포함한다.
디스펜서(150)는 레플리카 몰드(RM)에 임프린트재를 도포한다. 디스펜서(150)는 토출 노즐(도시하지 않음)을 갖고 있으며, 토출 노즐로부터 레플리카 몰드(RM)에 임프린트재를 적하한다. 또한, 토출하는 임프린트재의 양은, 필요한 수지 두께나 전사하는 패턴 밀도 등에 따라 정하면 된다.
제어부(160)는 임프린트 장치(100)의 각 구성 요소의 동작, 및 조정 등을 제어하는 제어 수단이다. 제어부(160)는 예를 들어, 마스터 몰드 보유 지지 기구(120)를 구성하는 구동부(122), 주사 수단(143) 등의 제어를 행한다. 또한, 제어부(160)는 후술하는 제1 조정부 및 제2 조정부와도 접속된다. 제어부(160)는 후술하는 제1 계측부 및 제2 계측부로부터 취득한 제1 계측 결과 및 제2 계측 결과가 임의의 목표 온도가 되도록 제1 조정부 및 제2 조정부에서의 냉각 혹은 가열, 또는 냉각과 가열의 양쪽을 제어한다.
임프린트 장치(100)는 또한, 기체 공급 기구(도시하지 않음)를 가져도 된다. 기체 공급 기구는, 마스터 몰드(MM) 근방에 배치한 공급 노즐(도시하지 않음)로부터 기체를 공급한다. 기체 공급 기구는, 레플리카 몰드(RM) 상에 적하된 임프린트재와, 마스터 몰드(MM) 사이의 좁은 갭 공간(S1)의 대기를 기체로 치환한다. 기체로는, 예를 들어, 확산성이 높은 헬륨 가스 등을 사용할 수 있다.
임프린트 장치(100)는 분위기를 청정한 환경으로 유지하기 위해서, 도시하지 않은 클린 챔버에 수용할 수 있다. 그 밖에, 임프린트 장치(100)는 레플리카 몰드 보유 지지 기구(110)를 보유 지지하기 위한 베이스 정반(102), 마스터 몰드 보유 지지 기구(120)를 보유 지지하기 위한 브리지 정반(103), 브리지 정반(103)을 지지하기 위한 지주(104)를 갖는다.
도 2는, 제1 실시 형태에 따른 제1 계측부, 제1 조정부, 제2 계측부 및 제2 조정부를 설명하는 도면이다. 제1 계측부(211) 및 제1 조정부(212)는 레플리카 몰드(RM)와 레플리카 몰드 보유 지지부(111)의 온도를 임의의 온도로 조정하는 기구이다.
제1 계측부(211)는 레플리카 몰드(RM)의 온도를 계측한다. 제1 조정부(212)는 액체를 냉각하는 냉동기, 액체를 가열하는 히터, 액체를 송액하는 펌프를 포함할 수 있다. 온도 조정된 액체는, 제1 배관(213)을 통하여 레플리카 몰드(RM)와 레플리카 몰드 보유 지지부(111)에 송액된다.
제1 조정부(212)는 상술한 바와 같이, 제어부(160)와 접속된다. 제1 조정부(212)는 제어부(160)로부터의 지시에 의해, 제1 계측부(211)로부터 취득한 제1 계측 결과가, 임의의 목표 온도(제1 목표 온도)로 되도록, 레플리카 몰드(RM)를 냉각 혹은 가열, 또는 냉각과 가열의 양쪽을 행한다. 제1 계측부(211)에서의 온도의 안정성을 향상시키기 위해서, 도시하지 않은 온도 센서를 제1 조정부(212)에 구성해도 된다.
또한, 온도 조정을 하는 매체는, 액체 대신 기체를 사용해도 되고, 액체와 기체의 양쪽을 사용해도 된다. 기체를 사용하는 경우에는 펌프 대신 송풍팬을 사용할 수 있다. 또한, 이 경우, 제1 배관(213) 대신 에어덕트를 사용할 수 있다.
제1 조정부(212)는 펠티에 소자를 사용하여 레플리카 몰드 보유 지지부(111)의 내부, 또는 바로 아래에 배치하여 레플리카 몰드 보유 지지부(111)를 직접 온도 조정해도 된다.
제2 계측부(221) 및 제2 조정부(222)는 마스터 몰드(MM)와 마스터 몰드 보유 지지부(121)의 온도를 임의의 온도로 조정하는 기구이다. 제2 계측부(221) 및 제2 조정부(222)는 제1 계측부(211) 및 제1 조정부(212)와 동일한 것을 사용하는 것이 바람직하다.
제2 계측부(221)는 마스터 몰드(MM)의 온도를 계측한다. 제2 조정부(222)는 제1 조정부(212)와 마찬가지로, 액체를 송액하기 위한 제2 배관을 포함한다. 또한, 제2 조정부(222)는 제어부(160)와 접속된다. 제2 조정부(222)는 제어부(160)로부터의 지시에 의해, 제2 계측부(221)로부터 취득한 제2 계측 결과가, 임의의 목표 온도(제2 목표 온도)가 되도록, 마스터 몰드(MM)를 냉각 혹은 가열, 또는 냉각과 가열의 양쪽을 행한다.
레플리카 몰드 보유 지지부(111)와 마스터 몰드 보유 지지부(121)는 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)를 동등한 온도로 하기 위해서, 각각 동일한 온도를 목표 온도로 하여 온도 조정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 레플리카 몰드 보유 지지부(111)는 23.0℃를 목표 온도로 하여 온도 조정될 수 있다. 본 실시 형태에서는, 제1 목표 온도 및 제2 목표 온도를 23.0℃로 하는 경우에 대하여 설명하지만, 제1 목표 온도 및 제2 목표 온도를 23.0℃에 한정하는 것은 아니다.
본 실시 형태에서는, 마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)를 접촉시킨 상태에 있어서, 제어부(160)는 제1 조정부(212)의 온도 조절 제어를 정지한다. 이때, 마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)를 복사열이 전도되는 근방에 배치해도 된다. 이 상태에서, 제1 계측부(211)의 계측 결과(제1 계측 결과)가 제어부(160)에서 확인된다.
도 3은, 제1 계측 결과의 온도 변화의 일례를 도시하는 도면이다. 횡축은, 시간을 나타내고, 종축은, 제1 계측 결과를 나타내고 있다. 제1 조정부(212)의 온도 조절 제어가 정지되기 전에 있어서의 제1 계측 결과인 정지 전 온도 w1은, 제1 목표 온도(본 실시 형태에서는 23.0℃)와 동일해진다. 단, 정지 전 온도 w1에는, 예를 들어, 제1 계측부(211)의 경년 열화 등에 따른 계측 오차가 포함될 수 있다. 후술하는 바와 같이, 본 실시 형태에서는, 제2 계측 결과에는 오차가 포함되지 않는 것을 전제로 하여, 제2 계측 결과에 포함되는 계측 오차를 특정하고, 그 영향을 억제하고 있다.
마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)가 접촉되어, 제1 조정부(212)의 온도 조절 제어가 정지된 접촉 정지 시점 t1에 있어서, 접촉 정지 시점 t1로부터, 계측 오차의 계측이 개시된다. 여기서, 계측 오차란, 예를 들어, 제1 계측부(211)의 경년 열화 등에 의한 계측 오차를 말한다. 제1 계측부(211)가 나타내는 온도는, 접촉 정지 시점 t1로부터 온도 변화 시간 t2 경과 후의 온도 안정 시점 t3에서 안정된다. 또한, 여기서 안정이란, 제1 계측 결과의 변화의 폭이 소정의 역치 이하가 되는 것이다. 본 실시 형태에서는, 역치를 0.02℃로 한다.
제1 조정부(212)의 온도 조절 제어는 정지되어 있기 때문에, 레플리카 몰드(RM)는, 제2 조정부(222)에 의해 온도 조정되는 마스터 몰드(MM)로부터의 전도열에 의해 온도가 조정된다. 즉, 레플리카 몰드(RM)의 온도는, 온도 조정된 마스터 몰드(MM)의 온도 부근에서 안정된다.
마스터 몰드(MM)의 온도의 계측 결과인 제2 계측 결과는, 제2 목표 온도가 되어 있는 것으로 한다. 본 실시 형태에서는, 제2 목표 온도는, 제1 목표 온도와 동일하게 하고 있다. 따라서, 제2 계측 결과는 정지 전 온도 w1과 동일한 온도가 된다. 즉, 제1 계측 결과에 오차가 포함되어 있지 않으면, 온도 안정 시점 t3에 있어서의 안정 온도 w2는, 제2 계측 결과, 즉, 정지 전 온도 w1과 동등하게 될 것이다. 이상으로부터, 제1 계측 결과에 포함되는 오차는, 안정 온도 w2(제1 계측 결과)와 정지 전 온도 w1(제2 계측 결과)의 차분이 된다. 본 실시 형태에 있어서, 안정 온도 w2를 23.5℃로 하면, 차분은 0.5℃가 된다.
본 실시 형태에서는, 제1 계측 결과에 0.5도의 오차가 포함되고, 제1 계측부는, 실제의 온도보다 0.5℃ 높은 온도를 표시한다. 따라서, 차분을 온도 교정값으로 하여 이후의 제1 목표 온도에 반영한다. 즉, 제1 목표 온도를 23.0℃로부터 23.5℃로 변경한다. 또한, 온도 목표값의 변경 시에는, 제2 계측 결과 이외의 파라미터도 가미해도 된다. 즉, 예를 들어, 제계측부(99)에, 레플리카 몰드(RM)가 아니라, 스테이지(112) 등으로부터, 항상적인 입열이 0.1℃ 있다고 인정되고 있다고 하자. 그 경우에는, 그 0.1℃를 가미하여, 온도 목표값의 변경은 23.5℃가 아니라, 23.4℃로 해도 된다.
본 실시 형태에 따르면, 경년 열화에 의한 온도 계측부의 교정을 행하는 것이 가능하게 되어, 레플리카 몰드 보유 지지부(111)와 마스터 몰드 보유 지지부(121)의 온도차, 즉 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)의 온도차를 없앨 수 있다. 나아가서는, 임프린트 처리 시의 형의 변형을 억제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 실시 형태에서는, 제1 조정부(212)의 온도 조절 제어를 정지시켜, 제1 목표 온도값을 변경했지만, 제1 조정부와 동일한 방법으로, 제2 조정부에 대하여 실시해도 된다.
(제2 실시 형태)
도 4는, 제2 실시 형태에 따른 제어 방법을 설명하는 흐름도이다. 제1 실시 형태와 동일한 구성은 동일한 부호로 나타내고, 설명은 생략한다. 본 실시 형태에서는, 미리 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)를 접촉시키는 시간을 제어부(160)로 설정한다. 즉, 제1 조정부의 온도 조절 제어를 정지시킨 상태를 설정된 기간 계속시킨 후, 계측 오차를 구한다. 각 플로우는, 주로 제어부(160)에 의한 각 부의 제어에 의해 실행된다.
먼저, 반송 장치(도시하지 않음)에 의해, 레플리카 몰드(RM)를 레플리카 몰드 보유 지지 기구(110)에 반입한다(S401). 이어서, 디스펜서(150)에 의해, 임프린트를 레플리카 몰드(RM)에 도포한다(S402). 마스터 몰드 보유 지지 기구(120)를 구동시켜, 레플리카 몰드(RM)에 마스터 몰드(MM)를 접촉시킨다(S403). S403의 압인 전에 있어서, 제어부(160)는 제1 조정부(212) 및 제2 조정부(222)를 제어하고, 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)가 미리 설정한 온도로 되고, 온도차가 작아지도록 온도 조정을 행한다.
제어부(160)는 제1 조정부(212)의 온도 조절 제어를 정지한다(S404). 이때, 마스터 몰드(MM)와 레플리카 몰드(RM)를 복사열이 전도하는 근방에 배치해도 된다. 그 상태에서, 제어부(160)는 제1 계측부(211)의 계측 결과(제1 계측 결과)를 확인한다(S405).
제어부(160)에는 미리 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)를 접촉시키는 시간이 설정되어 있고, 접촉을 개시하고 나서 설정되어 있는 시간이 경과했는지를 판단한다(S406). S405와 S406은 순서를 반대로 해도 된다. 즉, S406에서 접촉 시간이 설정된 시간을 초과한 시점에서 S405에 있어서 제1 계측 결과를 확인해도 된다.
여기서, 미리 설정되는 접촉 시간은, 예를 들어, 제1 실시 형태의 레플리카 몰드(RM)의 온도 변화 시간 t2를 미리 계측해 두고, 이것을 접촉 시간으로 해도 된다. 이 경우, 최저한의 접촉 시간으로 할 수 있기 때문에, 스루풋이 향상된다. 또한, 형으로서의 마스터 몰드(MM)에 형성된 패턴부에, 기판으로서의 레플리카 몰드(RM) 상의 미경화 임프린트재가 충전되는 시간이어도 된다. 이 경우, 미리 온도 변화 시간 t2를 계측하지 않아도 된다.
S406에 있어서, 설정된 시간보다도 경과하지 않은 경우("아니오"), 제1 계측 결과의 확인(S405)을 계속한다. 설정된 시간보다도 경과한 경우("예"), 시간의 경과 후에, 제1 계측 결과와, 미리 설정되어 있었던 온도 목표값과 동일값의 제2 계측 결과와의 차분에 기초하여 제1 목표 온도를 변경한다(S407). 또한, 여기에서 미리 설정되어 있었던 제1 목표 온도와, 제2 목표 온도 즉 마스터 몰드(MM)의 온도는 동일하다.
그 후, 조명부(140)에 의해 광을 조사하여 수지를 경화시키고, 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)를 이형한다(S408). 그리고, 반송 장치에 의해, 레플리카 몰드(RM)를 레플리카 몰드 보유 지지 기구로부터 반출한다(S409).
또한, 본 실시예에 있어서도, 온도 목표값의 변경은, 제1 조정부(212)와 동일한 방법으로, 제2 조정부(222)에 대하여 실시해도 된다.
(제3 실시 형태)
도 5는, 제3 실시 형태에 따른 제어 방법을 설명하는 흐름도이다. 제1 실시 형태 및 제2 실시 형태와 동일한 공정 및 구성은 동일한 부호로 나타내고, 설명은 생략한다. 본 실시 형태에서는, 온도 목표값의 변경을 소정의 횟수마다 실시한다.
레플리카 몰드(RM)에 마스터 몰드(MM)를 접촉시킨(S403) 후, 제어부(160)는 온도 목표값을 변경할 것인지 여부를 판단한다(S501). 온도 목표값의 변경은, 접촉할 때마다 실시해도 되고, 미리 소정의 횟수를 설정하고, 소정의 횟수 접촉한 경우에 실시해도 된다. 접촉할 때마다 행하는 경우에는, 레플리카 몰드(RM)와 마스터 몰드(MM)의 온도차가 최소한이 된다. 소정의 횟수 접촉마다 행하는 경우에는, 스루풋이 향상된다.
S501에 있어서, 온도 목표값을 변경하는 경우("예"), 제어부(160)는 S404 내지 S407을 행한다. S501에 있어서, 온도 목표값을 변경하지 않는 경우("아니오"), S408을 행한다. 그 후, S409의 완료 후에, 제어부(160)는 모든 레플리카 몰드에 패턴을 형성했는지 판단한다(S502).
S502에 있어서, 모든 레플리카 몰드에의 패턴의 형성이 완료되지 않은 경우 ("아니오"), S401 내지 409를 반복한다. 완료된 경우("예"), 동작을 종료한다.
또한, 본 실시예에 있어서도, 온도 목표값의 변경은, 제1 조정부(212)와 동일한 방법으로, 제2 조정부(222)에 대하여 실시해도 된다.
(물품의 제조 방법)
임프린트 장치를 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, MRAM과 같은, 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형으로서는, 임프린트용의 몰드 등을 들 수 있다.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 또는, 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행하여진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 물품의 구체적인 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 6의 (a)에 도시하는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적상으로 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 도시하고 있다.
도 6의 (b)에 도시하는 바와 같이, 임프린트용의 형(4z)을, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대향시킨다. 도 6의 (c)에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 형(4z)을 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 형(4z)과 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용의 에너지로서 광을 형(4z)을 투과시켜서 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화한다.
도 6의 (d)에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 형(4z)과 기판(1z)을 분리하면, 기판(1z) 상에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 형의 오목부가 경화물의 볼록부에, 형의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응한 형상으로 되어 있어, 즉, 임프린트재(3z)에 형(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다.
도 6의 (e)에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로 하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 또는 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)이 된다. 도 6의 (f)에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 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.
(기타 실시 형태)
이상, 본 발명의 실시 형태를 설명해 왔지만, 본 발명은 이들의 실시 형태에 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에 있어서 여러가지 변경이 가능하다.
100: 임프린트 장치
110: 레플리카 몰드 보유 지지 기구
111: 레플리카 몰드 보유 지지부
120: 마스터 몰드 보유 지지 기구
121: 마스터 몰드 보유 지지부
211: 제1 계측부
212: 제1 조정부
221: 제2 계측부
222: 제2 조정부
RM: 레플리카 몰드
MM: 마스터 몰드

Claims (10)

  1. 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판의 온도를 계측하는 제1 계측부와,
    상기 기판의 온도를 조정하는 제1 조정부와,
    상기 형의 온도를 계측하는 제2 계측부와,
    상기 형의 온도를 조정하는 제2 조정부와,
    상기 제1 계측부로부터 취득한 제1 계측 결과가 제1 목표 온도에 근접하도록 상기 제1 조정부를 제어하고, 상기 제2 계측부로부터 취득한 제2 계측 결과가 제2 목표 온도에 근접하도록 상기 제2 조정부를 제어하는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는,
    상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부의 제어를 하면서 상기 기판과 상기 형을 접촉시킨 상태에 있어서, 상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부 중 어느 한쪽의 제어를 정지하고, 상기 정지시킨 상태에서 취득한 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과의 차분을 온도 교정값으로 하여 상기 제1 목표 온도 및 상기 제2 목표 온도 중 어느 한쪽을 변경하여 상기 제1 조정부 및 상기 제2 조정부를 제어하는
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 정지시킨 상태에서 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과의 변화의 폭을 구하고, 상기 폭이 소정의 역치 이하가 된 후에 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과를 취득하여 상기 차분을 구하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 소정의 역치는, 0.02℃인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 정지시킨 상태를 소정의 기간 계속한 후에 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과를 취득하여 상기 차분을 구하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 소정의 기간은, 상기 기판과 상기 형을 접촉시킨 상태에 있어서, 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과의 변화의 폭이 소정의 역치 이하로 될 때까지의 시간인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 형에 형성된 패턴부에 상기 기판 상의 미경화인 상기 임프린트재가 충전된 후에 상기 제1 계측 결과 및 상기 제2 계측 결과를 취득하여 상기 차분을 구하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판과 상기 형이 접촉할 때마다 상기 변경을 하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어부는, 상기 기판과 상기 형이 소정의 횟수 접촉한 경우에 상기 변경을 하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  9. 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 방법이며,
    상기 기판의 온도 및 상기 형의 온도를 각각의 목표 온도에 가까워지도록 조정하고,
    상기 기판과 상기 형을 접촉시키고,
    상기 기판 및 상기 형 중 어느 한쪽의 온도 조정을 정지하고,
    상기 기판의 온도 및 상기 형의 온도의 차분을 구하고,
    상기 구한 차분을 온도 교정값으로 하여, 상기 기판 및 상기 형 중 어느 한쪽의 상기 목표 온도를 변경하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
  10. 형을 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 패턴 형성 공정과,
    상기 패턴 형성 공정에서 상기 패턴이 형성된 기판을 가공하여 물품의 제조를 행하는 제조 공정을 포함하는 물품의 제조 방법이며,
    상기 패턴 형성 공정은,
    상기 기판의 온도 및 상기 형의 온도를 각각의 목표 온도에 가까워지도록 조정하는 스텝과,
    상기 기판과 상기 형을 접촉시킨 상태에서, 상기 기판 및 상기 형 중 어느 한쪽의 온도 조정을 정지하는 스텝과,
    상기 기판의 온도와 상기 형의 온도의 차분을 구하는 스텝과,
    상기 차분을 온도 교정값으로 하여, 상기 기판 및 상기 형 중 어느 한쪽의 상기 목표 온도를 변경하는 스텝을 구비하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
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