KR102330969B1 - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

얼라인먼트 정밀도의 점에서 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
임프린트 장치는, 형과 임프린트재가 접촉한 상태에서 임프린트재에 진동을 부여하는 가진부와, 가진부에 의해 임프린트재에 진동이 부여된 상태에서 형과 기판의 위치 어긋남을 검출하는 검출부를 갖는다. 검출부는, 형 및 기판의 각각에 형성되어 있는 마크로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 포함하고, 가진부에 의해 부여되는 진동의 주파수가, 촬상 소자의 전하 축적 시간과 상관을 갖는다.

Description

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

본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

임프린트 기술은, 기판 상에 배치된 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 형을 분리시킴으로써 기판 상에 형의 패턴을 전사하는 기술이다.

임프린트 기술을 사용하여 반도체 칩을 제작하는 경우, 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킬 때, 기판과 형의 위치 정렬(이하 「얼라인먼트」라 함)을 정확하게 행할 것이 요구된다. 임프린트 장치에 있어서의 얼라인먼트로서, 형에 형성된 마크와 기판의 샷 영역마다 형성된 마크를 검출함으로써 얼라인먼트를 행하는, 소위 다이 바이 다이 방식이 알려져 있다. 이 방식에서는 산출한 위치 어긋남에 의해, 기판과 형의 상대 위치를 피드백 제어한다.

임프린트 장치에 있어서, 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시켰을 때의 형과 기판의 간극은 1㎛ 이하인 것이 상정되어 있고, 이 간극에 충전되어 있는 임프린트재는 점성과 탄성의 양쪽 특성을 갖는 점탄성을 갖는다. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시켰을 때, 얼라인먼트를 위해 형과 기판을 상대적으로 움직이게 하면, 임프린트재의 점탄성에 의해 형과 기판 사이에 힘이 작용한다. 이 힘은 형의 패턴에 대해서도 작용하므로, 미세한 패턴이 변형될 우려가 있다. 얼라인먼트 시의 형과 기판의 상대 이동량은 샷 영역마다 상이할 수 있다. 따라서, 형과 기판 사이에 작용하는 힘에 의한 형의 패턴의 변형량이 샷 영역마다 변동되어, 예를 들어 반도체 칩의 임프린트에서는 불량 칩이 발생하여 수율이 저하될 수 있다.

특허문헌 1에는, 임프린트재의 점탄성을 낮추기 위해 임프린트재를 가진하면서 형과 기판의 얼라인먼트를 행하는 임프린트 장치가 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2015-149315호 공보

그러나, 임프린트재의 점탄성을 낮추기 위해 인가된 진동이 마크의 검출에 영향을 미쳐, 얼라인먼트의 정밀도가 저하될 수 있다.

본 발명은 상기 과제를 감안하여, 예를 들어 얼라인먼트 정밀도의 점에서 보다 유리한 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시켜 상기 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 형과 상기 임프린트재가 접촉한 상태에서 상기 임프린트재에 진동을 부여하는 가진부와, 상기 가진부에 의해 상기 임프린트재에 진동이 부여된 상태에서 상기 형과 상기 기판의 위치 어긋남을 검출하는 검출부를 갖고, 상기 검출부는, 상기 형 및 상기 기판의 각각에 형성되어 있는 마크로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 포함하고, 상기 가진부에 의해 부여되는 상기 진동의 주파수가, 상기 촬상 소자의 전하 축적 시간과 상관을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 예를 들어 얼라인먼트 정밀도의 점에서 유리한 임프린트 장치가 제공된다.

도 1은 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 기판 스테이지의 제어 블록도.
도 3은 가진부에 의해 부여되는 진동의 주파수와 촬상 소자의 전하 축적 시간의 조합의 영향을 설명하는 도면.
도 4는 실시 형태에 있어서의 물품 제조 방법을 설명하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대하여 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 본 발명의 실시의 구체예를 나타내는 것에 지나지 않고, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태 내에서 설명되어 있는 특징의 조합 모두가 본 발명의 과제 해결을 위해 필수적인 것만은 아니다.

이하, 실시 형태에 관한 임프린트 장치에 대하여 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 형과 접촉시키고, 임프린트재에 경화용 에너지를 부여함으로써, 형의 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 기판 상에 형성한다.

임프린트재로서는, 경화용 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭하는 경우도 있음)이 사용된다. 경화용 에너지로서는, 전자파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자파는, 예를 들어 그 파장이 10㎚ 이상 1㎜ 이하의 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 자외선 등일 수 있다. 경화성 조성물은, 광의 조사에 의해, 혹은, 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 중, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 중합체 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급 장치에 의해, 액적 형상, 혹은 복수의 액적이 연결되어 생긴 섬 형상 또는 막 형상으로 되어 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPaㆍs 이상 100mPaㆍs 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료를 포함하는 부재가 형성되어도 된다. 기판은, 예를 들어 실리콘 기판, 화합물 반도체 기판, 석영 유리이다.

도 1은 본 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다. 임프린트 장치의 본체(1)는 공기 스프링 등을 사용한 삼각 또는 사각의 가진 기구(2)를 통해, 플로어 상에 설치된다. 기판(3)(웨이퍼)은 도시하지 않은 기판 척에 의해 기판 스테이지(4)에 보유 지지되어 있다. 기판 스테이지(4)는, 기판(3)의 전체면에 임프린트 처리를 행하고, 또한 기판(3)을 도시하지 않은 기판 교환 핸드에 의해 하역을 행하는 교환 위치까지 이동시키는 데 충분한 X 방향 및 Y 방향의 스트로크를 갖고 있다.

도 1에서는 기판 스테이지(4)는 간이적으로 하나의 상자와 차륜으로 도시되어 있지만, 실제로는 다음 구조를 가질 수 있다. 기판 스테이지(4)로서는, X 방향 및 Y 방향으로 장스트로크를 갖는 조동 스테이지 상에, 단스트로크로 위치 결정 정밀도가 높은 미동 스테이지를 탑재한 것이 사용된다. 기판 스테이지(4)의 구성은 이에 한하지 않고, 일반적으로 반도체 노광 장치용 기판 스테이지에 사용되고 있는 고정밀도의 위치 결정의 스테이지를 사용할 수 있다.

기판 스테이지(4)의 X 방향의 위치는, 본체(1)에 설치된 레이저 간섭계(5)와 기판 스테이지(4)에 설치된 레이저광을 반사하는 도시하지 않은 반사경에 의해 계측된다. 마찬가지로, Y 방향을 계측하는 레이저 간섭계도 설치되어 있다. 기판 스테이지(4)의 위치 계측은, 본체(1)에 설치된 스케일 기판과 기판 스테이지(4)에 설치된 광학 소자를 포함하는 인코더 시스템을 사용해도 된다.

본체(1)에 설치된, 상기 임프린트재 공급 장치로서의 디스펜서(7)는 임프린트 처리 시에 사용하는 임프린트재를 기판(3) 상에 공급한다.

패턴이 형성된 형(8)은 형 보유 지지부(9)(임프린트 헤드)에 의해 보유 지지되어 있다. 형 보유 지지부(9)는 형(8)을 보유 지지하면서 형(8)을 Z 방향으로 움직이게 할 수 있다. 여기에서는, 도 1에 도시한 바와 같이, 형 보유 지지부(9)에 보유 지지된 형(8)을, 기판(3)에 대하여 가깝워지거나 혹은 멀어지는 방향을 Z 방향이라 한다. 또한, Z 방향에 직교하는, 기판(3)의 표면에 평행인 방향을 X 방향 및 Y 방향이라 한다.

기판(3)의, 형(8)에 대한 기판(3)의 표면에 평행인 방향(X 방향 및 Y 방향)의 상대적인 위치는, 본체(1)에 설치된 검출부(10)에 의해 검출된다. 기판(3)에는 앞의 처리 공정에 의해 각 샷 영역의 위치에 얼라인먼트 마크가 전사되어 있다. 형(8)에도 이것에 따른 얼라인먼트 마크가 형성되어 있다. 검출부(10)는 얼라인먼트광을 형(8)과 기판(3)에 조사하여, 양자의 얼라인먼트 마크를 스코프(101)에 의해 검출한다. 스코프(101)는 형(8)의 얼라인먼트 마크와 기판(3)의 얼라인먼트 마크의 상을 각각 검출해도 되고, 형(8)의 얼라인먼트 마크와 기판(3)의 얼라인먼트 마크에 의해 발생하는 무아레 무늬 등을 검출하는 것이어도 된다. 스코프(101)는 형(8) 및 기판(3)의 각각에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(102)를 포함한다. 제어부 C는, 스코프(101)의 검출 결과를 화상 처리함으로써, 형(8)과 기판(3)의 상대적인 위치 어긋남을 산출한다. 경화부(11)는 임프린트재를 경화시키기 위한 자외선을 발생한다. 발생한 자외선은, 형(8)을 통해, 기판 상의 임프린트재에 조사된다.

도 2는 기판 스테이지(4)의 제어 블록도이다. 기판 스테이지(4)의 위치 제어는 기판 스테이지 제어부(12)에 의해 행해진다. 기판 스테이지 제어부(12)는 주제어부(14)로부터 보내지는 스테이지 위치 지령으로부터 레이저 간섭계(5)에 의해 계측된 스테이지 위치를 뺀 편차를 피드백하는 피드백 제어계를 갖는다. 검출부(10)로부터 출력된 형(8)과 기판(3)의 위치 어긋남은 스테이지 위치 보정 산출기(13)에 입력되고, 스테이지 위치 보정 신호로서 기판 스테이지 제어부(12)에 보내진다. 기판 스테이지 제어부(12)에서는, 전술한 스테이지 위치 지령에 스테이지 위치 보정 신호를 더한 것을 기판 스테이지(4)의 목표 위치로 하여 제어 연산이 행해진다. 이 검출부(10)와 스테이지 위치 보정 산출기(13)에 의한 스테이지 위치 보정 신호를 연산하는 기구를 얼라인먼트 피드백 제어라 칭한다. 제어 연산의 결과의 제어 지령은 기판 스테이지(4)를 구동하는 액추에이터에 보내져 구동력으로 되고, 기판 스테이지(4)를 위치 결정 제어한다. 이들 제어계는 복잡한 연산이 행해지므로, 디지털 계산기로 구성되어 있다.

다음에, 임프린트 처리 시의 각 동작을 설명한다. 기판 스테이지(4)는 기판(3)의 교환 위치로 이동하고, 도시하지 않은 기판 교환 핸드에 의해 기판(3)이 기판 스테이지(4) 상의 도시하지 않은 기판 척에 탑재된다. 제어부 C는, 기판(3) 상의 임프린트 처리를 행하는 대상의 영역인 샷 영역이 디스펜서(7)의 아래로 되도록 기판 스테이지(4)를 이동하고, 디스펜서(7)에 의해 기판(3)의 샷 영역 상에 임프린트재를 공급한다. 제어부 C는, 샷 영역이 형(8)의 아래로 되도록 기판 스테이지(4)를 이동한 후, 형 보유 지지부(9)에 의해 형(8)을 강하시켜, 기판 상의 임프린트재에 형(8)을 접촉시킨다. 이 접촉에 의해 형(8)과 기판(3)의 간극은 예를 들어 1㎛ 이하로 되고, 이 간극에 임프린트재가 충전된다. 이 접촉의 초기는 형(8)과 기판(3)의 수평 방향(X 방향, Y 방향)에 있어서의 상대 위치에 위치 어긋남이 발생하고 있다. 이 위치 어긋남은 전술한 바와 같이 검출부(10)에 의해 검출되고, 스테이지 위치 보정 산출기(13)에 의해 생성된 스테이지 보정 신호가 기판 스테이지 제어부(12)에 보내진다.

상기 접촉 시에 기판 스테이지(4)를 움직이게 하면, 형(8)과 기판(3) 사이에 충전된 임프린트재의 점탄성에 기인하여, 형(8)과 기판(3) 사이에 힘이 작용한다. 이것은, 기판 스테이지(4)를 움직이게 함으로써, 기판(3)과 임프린트재 사이에 힘이 발생하고, 임프린트재에의 반력이 형(8)에 전달되기 때문에, 형(8)과 임프린트재 사이에도 힘이 작용한다. 이와 같은 임프린트재의 점탄성은 얼라인먼트를 고속으로 또한 고정밀도로 행하는 데 있어서의 장해로 될 수 있다.

이 점탄성은, 임프린트재에 진동을 부여함으로써 작아진다는 것이 알려져 있다. 그래서 본 실시 형태에 있어서의 임프린트 장치는, 형(8)과 임프린트재가 접촉한 상태에서 기판(3) 상의 임프린트재에 고주파의 진동을 부여하는 가진부(6)를 구비한다. 가진부(6)는, 예를 들어 기판 스테이지(4) 내에 설치되며, 기판 스테이지(4)의 위치 제어 기구를 제어하여 기판 스테이지(4) 자체를 직접 고주파로 가진한다. 이 경우에는, 주제어부(14)는 기판 스테이지 제어부(12)에 대하여 진동 주파수 및 진폭의 값을 포함하는 지령도 출력한다. 이에 의해, 기판 스테이지 제어부(12)로부터 출력되는 제어 지령에는 위치 결정용 신호에 가진용 신호가 중첩된다.

이와는 달리, 가진부(6)는 기판 스테이지(4) 상에 설치되어도 된다. 이 경우, 가진부(6)는 예를 들어 보이스 코일 모터(VCM)형 진동자를 포함하고, 보이스 코일 모터에 입력된 신호에 대응하는 진동 주파수 및 진폭으로 진동자가 진동한다. 주제어부(14)는 보이스 코일 모터에의 입력 신호를 생성한다. 주제어부(14)는 이 입력 신호의 주파수 및 진폭에 의해 가진부(6)가 임프린트재에 부여하는 진동의 진동 주파수 및 강도를 각각 제어할 수 있다. 주제어부(14)로부터의 입력 신호에 따라서 가진부(6)가 진동을 발생함으로써, 임프린트재를 가진하여, 임프린트재의 점탄성을 작게 할 수 있다. 가진부(6)는 진동이 임프린트재에 전달되는 한, 기판 스테이지(4) 상이 아니라 형 보유 지지부(9)에 설치되어도 된다.

진동의 주파수 및 크기는, 임프린트재와 접촉하고 있는 상태에 있어서의 형(8)과 기판(3) 사이의 간격과, 사용하는 임프린트재의 종류를 포함하는 복수의 임프린트 조건 중에서 선택된 임프린트 조건에 기초하여 가결정될 수 있다. 이 가결정은, 사전에 진동 주파수와 크기를 변화시키면서, 형(8)과 임프린트재 사이에 작용하는 힘을 기판 스테이지 제어부(12)의 구동력에 의해 측정하고, 실제로 사용하는 값을 정해도 된다. 주파수의 목표로서는, 예를 들어 100㎐ 이상이 효율적이다. 보다 상세한 주파수의 본 결정의 방법에 대해서는 후술한다. 가진하고 있는 동안에 기판 스테이지(4)를 이동함으로써, 형(8)과 기판(3) 사이의 얼라인먼트를 완료한다. 얼라인먼트 중의 가진에 의해 임프린트재의 점탄성이 저하되므로, 형(8)과 임프린트재 사이에 발생하는 힘이 약해진 상태에서 형(8)과 기판(3)을 상대 이동시킬 수 있다. 얼라인먼트가 완료되면 가진을 멈추어도 된다.

경화부(11)에 의해, 자외선을 임프린트재에 쏘아 임프린트재를 경화시킨 후, 형 보유 지지부(9)를 상승시켜 형(8)을 임프린트재로부터 분리시켜, 1샷 영역분의 임프린트 처리를 완료한다. 이후, 각 샷 영역에 있어서, 기판 상에의 임프린트재의 공급, 형의 임프린트재와의 접촉, 가진, 가진 중의 얼라인먼트, 임프린트재의 경화, 형의 임프린트재로부터의 분리의 시퀀스를 반복하여 행한다. 각 샷 영역에서 가진 중에 얼라인먼트를 행하므로, 얼라인먼트 완료 시에 형(8)과 임프린트재 사이에 작용하는 힘이 작아진다.

기판 전체면의 임프린트 처리를 종료하면, 기판 스테이지(4)는 기판 교환 위치로 이동하고, 기판 교환 핸드에 의해 임프린트 완료된 기판(3)이 회수된다. 그 후, 다음 기판(3)이 기판 척에 탑재되고, 다시 기판 전체면의 임프린트 시퀀스가 실행된다.

상술한 예에 있어서는, 형(8)과 기판(3)의 얼라인먼트 시에 기판 스테이지(4)를 움직이게 하는 구성으로 하였지만, 형 보유 지지부(9)에 XY 방향의 이동 기구를 설치하여 형(8)을 움직이게 하도록 해도 된다. 이 경우, 형 보유 지지부(9)의 XY 방향의 위치 제어계가 있고, 스테이지 위치 보정 산출기(13)에 의한 스테이지 위치 보정 신호는, 형 보유 지지부(9)에도 보내진다. 형(8)과 기판(3)의 얼라인먼트를 행하기 위해서는, 기판 스테이지(4)와 형 보유 지지부(9) 중 적어도 한쪽을 움직이게 하면 된다.

다음에, 가진부(6)가 임프린트재에 부여하는 진동의 주파수의 본 결정의 방법에 대하여 설명한다. 먼저, 검출부(10)의 특성에 대하여 설명한다. 전술한 바와 같이, 검출부(10)에서는 형(8)과 기판(3)의 각각에 형성된 얼라인먼트 마크에 얼라인먼트광을 조사하고, 반사광을 스코프(101)에 의해 검출한다. 상술한 바와 같이 스코프(101)는 촬상 소자(102)(수광 소자)를 포함한다. 마크의 어긋남을 고정밀도로 검출하기 위해서는, 반사광의 촬상 소자(102)에의 적절한 전하 축적 시간이 필요해진다. 전하 축적 시간은, 얼라인먼트 마크의 종류, 임프린트재의 종류와 두께, 수광 소자의 특성 등에 기초하여 결정될 수 있다.

도 3을 사용하여, 가진부(6)에 의해 부여되는 진동의 주파수와 촬상 소자(102)의 전하 축적 시간의 조합의 영향에 대하여 설명한다. 예를 들어 전하 축적 시간을 3밀리초라 한다. 형(8)과 기판(3) 사이에 상대 진동이 발생하고 있는 경우, 수광 소자는 3밀리초의 전하 축적 시간으로 시간 평균된 신호를 출력하게 된다. 검출부(10)에서는 수광 소자의 신호를 기초로 형(8)과 기판(3)의 상대적인 위치 어긋남을 산출하므로, 그 산출 결과도 3밀리초의 전하 축적 시간으로 시간 평균된 값으로 된다.

도 3의 (a)는 진동 주파수를 400㎐로 한 경우의 예를 도시하고 있다. 실선은 형(8)과 기판(3)의 위치 어긋남이 400㎐의 주파수로 가진되고 있는 모습을 도시하고 있다. 동그라미 플롯은, 3밀리초 간격으로 산출된 검출부(10)의 출력값이며, 파선은 알기 쉽도록 동그라미 플롯을 직선으로 연결한 것이다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 형(8)과 기판(3)은 400㎐의 상대 진동이 발생하고 있지만, 그 중심(기선)은 0이다. 그러나, 검출부(10)의 출력값은 0이 아니고, 진동 주파수보다 낮은 주파수 성분이 발생하고 있다. 이 저주파 성분이 얼라인먼트 시의 검출 오차이며, 잘못된 위치에 얼라인먼트되거나, 얼라인먼트 피드백 제어계가 발진할 우려가 있다.

도 3의 (b)는 진동 주파수를 333.33㎐로 한 경우의 예를 도시하고 있다. 333.33㎐란, 3밀리초의 전하 축적 시간으로 시간 평균된 경우에 출력이 0으로 되어, 불감으로 되는 주파수이다. 이 경우, 검출부(10)의 출력값은, 가진의 영향을 받는 일 없이, 가진에 의해 부여한 실제의 진동 중심값인 0으로 된다. 이와 같이, 검출부(10)는 촬상 소자(102)의 전하 축적 시간에서 유래되는 주파수 특성을 갖는다. 그래서 본 실시 형태에서는, 가진부(6)에 의해 인가되는 진동의 주파수가 촬상 소자(102)의 전하 축적 시간과 상관을 갖는 값으로 설정된다. 구체적으로는, 진동의 주파수를, 주파수 특성 중에서, 출력이 불감, 즉 0으로 되는 주파수 또는 그 고조파를 나타내는 배수로 설정하면 된다. 보다 구체적으로는, 진동의 주파수를, 전하 축적 시간의 역수로 나타내어지는 주파수 또는 그 배수로 설정하면 된다. 배수는, 예를 들어 2 또는 3일 수 있다.

제어부 C는, 도 2에 도시된 바와 같이, 전하 축적 시간을 설정하는 설정부(141)를 가질 수 있다. 설정부(141)는, 상기한 바와 같이, 전하 축적 시간을, 얼라인먼트 마크의 종류, 임프린트재의 종류와 두께, 수광 소자의 특성 등에 기초하여 설정할 수 있다. 혹은, 설정부(141)는 유저로부터의 지시에 따라서 전하 축적 시간을 설정해도 된다. 제어부 C는 또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 설정부(141)에 의해 설정된 전하 축적 시간에 따라서 가진부(6)에 의해 부여되는 진동의 주파수를 조정하는 조정부(142)를 가질 수 있다.

진동 주파수가 불감 주파수로부터 약간 어긋나 있어도, 얼라인먼트 시의 검출 오차도 아주 미소하여 얼라인먼트에 영향을 미치지 않는 경우도 있을 수 있다. 즉, 실제로 가진된 상태에서의 진동 주파수는 검출부(10)의 주파수 특성으로부터 정한 목표 주파수의 근방에 있으면 된다. 또한, 임프린트재의 특성에 의해 목표 주파수에서 가진해도, 실제의 진동 주파수가 목표 주파수로부터 어긋나는 경우도 있을 수 있다. 이 경우에는, 검출부(10)의 출력에 진동 주파수 근방의 주파수 성분이 발생하지 않도록, 목표 주파수를 조정하면 된다. 예를 들어, 조정부(142)는 진동 주파수를, 설정부(141)에 의해 설정된 전하 축적 시간의 역수로 나타내어지는 주파수 또는 그 배수에 대하여 상대 오차 R의 절댓값이 0.3 이하인 것(즉 30％ 이하) 중 어느 값으로 조정하도록 해도 된다. 조정부(142)는 조정된 진동 주파수의 값을 주제어부(14)에 출력한다. 또한, 상대 오차 R은 예를 들어 다음 식에 의해 나타내어진다.

R=(목표 주파수-실제의 주파수)/목표 주파수

구체적으로는, 주파수의 오차의 허용 범위는 다음과 같이 생각하면 된다. 진동 주파수의 주기가 수광 소자의 전하 축적 시간과 일치하는 경우, 원리상, 가진의 영향이 검출부(10)의 출력값에 나타나지 않는다. 진동 주파수가 x％ 어긋나면, 근사적으로, 진동의 진폭의 x％가 검출부(10)에 검출 오차로서 나타난다. 예를 들어, 도 3의 (b)에 있어서, 검출 오차를 5까지 허용하기로 한 경우, 가한 진동의 진폭이 50이므로 10％의 주파수의 오차까지 허용할 수 있다. 실제로는, 수광 소자의 전하 축적 시간은 디지털 제어계에 의해 제어되고 있으므로, 매우 정확하다. 가진을 지령하는 주제어부(14)도 디지털 제어계로 구성되어 있으므로, 진동 주파수도 정밀하게 조정할 수 있다. 따라서, 전술한 바와 같이 검출부(10)의 출력을 평가하면서 목표 주파수를 조정함으로써, 원하는 오차 범위에 들어가게 하는 것은 용이하다.

실시 형태에 있어서, 조정부(142)는, 예를 들어 촬상 소자(102)의 출력값의 변동이 허용 범위 내에 들어가도록 진동 주파수를 조정한다. 이때 조정부(142)는, 예를 들어 상술한 바와 같이, 임프린트재와 접촉하고 있는 상태에 있어서의 형(8)과 기판(3) 사이의 간격과, 임프린트재의 종류를 포함하는 복수의 임프린트 조건 중에서 선택된 임프린트 조건에 기초하여 진동의 주파수를 가결정한다. 그 후, 조정부(142)는 해당 가결정된 주파수를 기준으로 하여, 촬상 소자(102)의 출력값의 변동이 허용 범위 내에 들어가도록 진동의 주파수를 조정할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시 형태에 따르면, 얼라인먼트 시의 검출 오차가 발생하지 않으므로 잘못된 위치에 얼라인먼트되거나, 얼라인먼트 피드백 제어계가 발진을 일으키는 것이 방지되어, 고정밀도의 얼라인먼트가 실현된다.

<물품 제조 방법의 실시 형태>

본 발명의 실시 형태에 관한 물품 제조 방법은, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 마이크로 디바이스나 미세 구조를 갖는 소자 등의 물품을 제조하기에 적합하다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 기판 상의 임프린트재에 상기 임프린트 장치를 사용하여 패턴 형성을 행하는 제1 공정(임프린트 처리를 기판에 행하는 공정)을 포함한다. 물품 제조 방법은 또한, 이러한 제1 공정에서 패턴이 형성된 기판(임프린트 처리가 행해진 기판)을 가공(처리)하는 제2 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 다른 주지의 공정(산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등)을 포함한다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비해, 물품의 성능·품질ㆍ생산성ㆍ생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다. 이하, 구체예를 나타낸다.

임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 혹은 각종 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 혹은, 형 등이다. 전기 회로 소자로서는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM과 같은, 휘발성 혹은 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형으로서는 임프린트용 형 등을 들 수 있다.

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

다음에, 물품 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 4의 (a)에 도시한 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형상으로 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 도시하고 있다.

도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 임프린트용 형(4z)을, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향하게 하여, 대향시킨다. 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1)과 형(4z)을 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 형(4z)과 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용 에너지로서 광을 형(4z)을 통해 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.

도 4의 (d)에 도시한 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 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한 형상으로 되어 있고, 즉, 임프린트재(3z)에 형(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다(이상, 제1 공정).

도 4의 (e)에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭형으로 하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 혹은 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)으로 된다(제2 공정). 도 4의 (f)에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는 경화물의 패턴을 제거하였지만, 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용의 막, 즉, 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.

1 : 본체
4 : 기판 스테이지
7 : 디스펜서
10 : 검출부
11 : 경화부

Claims (12)

1. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시켜 상기 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
   상기 형과 상기 임프린트재가 접촉한 상태에서 상기 임프린트재에 진동을 부여하는 가진부와,
   상기 형 및 상기 기판의 각각에 형성되어 있는 마크로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 포함하고, 상기 가진부에 의해 상기 임프린트재에 진동이 부여된 상태에서 상기 형과 상기 기판의 위치 어긋남을 검출하는 검출부와,
   상기 촬상 소자의 전하 축적 시간에 따라서, 상기 가진부에 의해 부여되는 상기 진동의 주파수를 조정하는 조정부를 갖는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 조정부는, 상기 진동의 주파수를, 상기 전하 축적 시간의 역수로 나타내어지는 주파수 또는 그 배수로 설정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 배수는 2 또는 3인 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 전하 축적 시간을 설정하는 설정부를 더 갖고,
   상기 조정부는, 상기 설정부에 의해 설정된 상기 전하 축적 시간에 따라서 상기 진동의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 조정부는, 상기 진동의 주파수를, 상기 설정부에 의해 설정된 상기 전하 축적 시간의 역수로 나타내지는 주파수 또는 그 배수에 대하여 상대 오차의 절댓값이 0.3 이하인 어느 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
6. 제4항에 있어서,
   상기 조정부는, 상기 촬상 소자의 출력값의 변동이 허용 범위 내에 들어가도록 상기 진동의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 조정부는, 상기 임프린트재와 접촉하고 있는 상태에 있어서의 상기 형과 상기 기판 사이의 간격과, 상기 임프린트재의 종류를 포함하는 복수의 임프린트 조건 중에서 선택된 임프린트 조건에 기초하여 상기 진동의 주파수를 가결정하고, 해당 가결정된 주파수를 기준으로 하여, 상기 촬상 소자의 출력값의 변동이 상기 허용 범위 내에 들어가도록 상기 진동의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
8. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시켜 상기 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
   상기 형과 상기 임프린트재가 접촉한 상태에서 상기 임프린트재에 진동을 부여하는 가진부와,
   상기 가진부에 의해 상기 임프린트재에 진동이 부여된 상태에서 상기 형과 상기 기판의 위치 어긋남을 검출하는 검출부를 갖고,
   상기 검출부는, 상기 형 및 상기 기판의 각각에 형성되어 있는 마크로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자를 포함하고,
   상기 임프린트 장치는,
   상기 촬상 소자의 전하 축적 시간을 설정하는 설정부와,
   상기 진동의 주파수를, 상기 설정부에 의해 설정된 상기 전하 축적 시간과 상관을 갖는 값으로 조정하는 조정부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 조정부는, 상기 진동의 주파수를, 상기 설정부에 의해 설정된 상기 전하 축적 시간의 역수로 나타내어지는 주파수 또는 그 배수에 대하여 상대 오차의 절댓값이 0.3 이하인 어느 값으로 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
10. 제8항에 있어서,
    상기 조정부는, 상기 촬상 소자의 출력값의 변동이 허용 범위 내에 들어가도록 상기 진동의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 조정부는, 상기 임프린트재와 접촉하고 있는 상태에 있어서의 상기 형과 상기 기판 사이의 간격과, 상기 임프린트재의 종류를 포함하는 복수의 임프린트 조건 중에서 선택된 임프린트 조건에 기초하여 상기 진동의 주파수를 가결정하고, 해당 가결정된 주파수를 기준으로 하여, 상기 촬상 소자의 출력값의 변동이 상기 허용 범위 내에 들어가도록 상기 진동의 주파수를 조정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 패턴 형성을 기판에 행하는 제1 공정과,
    상기 제1 공정에서 상기 패턴 형성이 행해진 상기 기판을 처리하는 제2 공정을 포함하고,
    상기 제2 공정에서 상기 처리가 행해진 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품 제조 방법.

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