KR102354691B1 - 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

임프린트 장치는, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성한다. 임프린트 장치는, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부와, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트부와, 상기 복수의 마크쌍 각각에 관한 상기 계측부에 의한 계측의 에러를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하고, 상기 보정해야 할 오차 성분에 대하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 상기 얼라인먼트부를 제어하는 제어부를 구비한다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 {IMPRINT APPARATUS, IMPRINT METHOD AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 패턴 형성 장치로서, 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 해당 임프린트재의 경화물을 포함하는 패턴을 형성하는 임프린트 장치가 주목받고 있다. 임프린트 장치에서는, 형의 패턴 영역을 변형시키거나, 기판의 샷 영역을 변형시키거나 한 상태에서 임프린트재를 경화시켜 패턴을 형성함으로써 중첩 오차가 저감될 수 있다. 특허문헌 1에는, 각각이 기판측 마크와 형측 마크로 구성되는 복수의 마크조에 대하여, 기판측 마크와 형측 마크의 위치 어긋남량을 검출하고, 이들 위치 어긋남량에 기초하여 형상 보정을 행하는 것이 기재되어 있다. 여기서, 특허문헌 1에 기재된 형상 보정에서는, 검출된 복수의 위치 어긋남량 중 이상이라 판정된 위치 어긋남량을 삭제하고, 남은 위치 어긋남량에 기초하여 형상 보정이 행해진다.
일본 특허 공개 제2016-201423호 공보
특허문헌 1에 기재된 바와 같이 이상이라 판정된 위치 어긋남량을 삭제하고, 남은 위치 어긋남량에 기초하여 형상 보정을 행하면, 올바르게 형상 보정이 이루어지지 않는 경우가 있을 수 있다.
본 발명은, 중첩 정밀도의 향상에 유리한 기술을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 제1 측면은, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에 관한 것이며, 상기 임프린트 장치는, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부와, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트부와, 상기 복수의 마크쌍 각각에 관한 상기 계측부에 의한 계측의 에러를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하고, 상기 보정해야 할 오차 성분에 대하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 상기 얼라인먼트부를 제어하는 제어부를 구비한다.
본 발명의 제2 측면은, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에 관한 것이며, 상기 임프린트 장치는, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 계측하는 계측부와, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차를 저감하는 형상 보정부와, 상기 샷 영역 상의 임프린트재와 상기 패턴 영역의 접촉 전에, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차가 저감되도록 상기 형상 보정부를 제어하는 제1 제어와, 상기 샷 영역 상의 임프린트재와 상기 패턴 영역의 접촉 후에, 상기 계측부에 의한 계측의 결과에 기초하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차가 저감되도록 상기 형상 보정부를 제어하는 제2 제어를 실행하는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 제2 제어에 있어서 상기 계측부에 의한 계측에 에러가 발생한 경우에, 상기 제1 제어에 의해 상기 형상 보정부를 제어한다.
본 발명의 제3 측면은, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에 있어서의 임프린트 방법에 관한 것이며, 상기 임프린트 장치는, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부와, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트부를 구비하고, 상기 임프린트 방법은, 상기 복수의 마크쌍 각각에 관한 상기 계측부에 있어서의 계측의 에러를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하고, 상기 보정해야 할 오차 성분에 대하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 상기 얼라인먼트부를 제어하는 공정을 포함한다.
본 발명의 제4 측면은, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에 있어서의 임프린트 방법에 관한 것이며, 상기 임프린트 장치는, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 계측하는 계측부와, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차를 저감하는 형상 보정부를 구비하고, 상기 임프린트 방법은, 상기 샷 영역 상의 임프린트재와 상기 패턴 영역의 접촉 전에, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차가 저감되도록 상기 형상 보정부를 제어하는 제1 제어 공정과, 상기 샷 영역 상의 임프린트재와 상기 패턴 영역의 접촉 후에, 상기 계측부에 의한 계측의 결과에 기초하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차가 저감되도록 상기 형상 보정부를 제어하는 제2 제어 공정을 포함하고, 상기 제2 제어 공정에 있어서 상기 계측부에 의한 계측에 에러가 발생한 경우에, 상기 제2 제어 공정이 정지되고, 상기 에러가 발생하기 직전의 상기 형상 보정부의 상태가 유지된다.
본 발명의 제5 측면은, 물품 제조 방법에 관한 것이며, 상기 물품 제조 방법은, 상기 제1 또는 제2 측면에 관한 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과, 상기 공정에 있어서 상기 패턴이 형성된 기판의 처리를 행하는 공정을 포함하고, 상기 처리가 행해진 상기 기판으로부터 물품을 제조한다.
본 발명에 따르면, 중첩 정밀도의 향상에 유리한 기술이 제공된다.
도 1은 기판의 샷 영역 및 형의 패턴 영역과 같은 보정 대상 영역의 형상과 목표 영역의 차인 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분을 설명하는 도면이다.
도 2는 제1 실시 형태의 임프린트 장치의 구성을 모식적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시 형태에 있어서의, 하나의 기판의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하는 처리의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태에 있어서의 계측 공정을 설명하는 도면이다.
도 5는 제1 실시 형태에 있어서의 얼라인먼트의 예를 도시하는 도면이다.
도 6a는 제1 실시 형태에 있어서의, 4개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 제어 모드의 대응 관계를 예시하는 도면이다.
도 6b는 제1 실시 형태에 있어서의, 4개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 보정 대상의 오차 성분의 대응 관계를 예시하는 도면이다.
도 7은 제2 실시 형태에 있어서의 계측 공정을 설명하는 도면이다.
도 8은 제2 실시 형태에 있어서의 얼라인먼트의 예를 도시하는 도면이다.
도 9a는 제2 실시 형태에 있어서의, 8개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 제어 모드의 대응 관계를 예시하는 도면이다.
도 9b는 제2 실시 형태에 있어서의, 8개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 보정 대상의 오차 성분의 대응 관계를 예시하는 도면이다.
도 10은 제3 실시 형태의 임프린트 장치의 동작을 도시하는 도면이다.
도 11은 제3 실시 형태에 있어서 유저 인터페이스에 의해 제공되는 설정 화면을 예시하는 도면이다.
도 12는 제4 실시 형태의 임프린트 장치의 동작을 도시하는 도면이다.
도 13은 제4 실시 형태에 있어서의, 하나의 기판의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하는 처리의 흐름을 도시하는 도면이다.
도 14는 얼라인먼트가 개시된 후에 얼라인먼트 오차(오차 성분)의 변화를 예시하는 도면이다.
도 15는 물품 제조 방법을 예시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 그 예시적인 실시 형태를 통해 설명한다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판의 표면에 평행한 방향을 XY 평면으로 하는 XYZ 좌표계에 있어서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계에 있어서의 X축, Y축, Z축에 각각 평행한 방향을 X 방향, Y 방향, Z 방향이라 하고, X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, Z축 둘레의 회전을 각각 θX, θY, θZ라 한다. X축, Y축, Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 축의 둘레의 회전, Y축에 평행한 축의 둘레의 회전, Z축에 평행한 축의 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는 X축, Y축, Z축의 좌표에 기초하여 특정될 수 있는 정보이며, 자세는 θX축, θY축, θZ축의 값으로 특정될 수 있는 정보이다. 위치 결정은, 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다. 위치 정렬은, 기판 및 형의 적어도 한쪽의 위치 및/또는 자세의 제어를 포함할 수 있다.
도 1을 참조하면서, 기판의 샷 영역 및 형의 패턴 영역과 같은 보정 대상 영역의 형상과 목표 영역의 차인 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분에 대하여 설명한다. 어떤 오차 성분을 갖는 보정 대상 영역의 형상을 목표 형상에 일치시키기 위해서는, 당해 오차 성분을 상쇄하는 보정 성분으로 보정 대상 영역의 형상을 보정하면 된다. 예를 들어, 오차 성분 dx, dy를 갖는 보정 대상 영역의 형상을 목표 형상에 일치시키기 위해서는, 오차 성분 dx, dy를 상쇄하는 보정 성분 -dx, -dy로 보정 대상 영역의 형상을 보정하면 된다.
이 예에서는, 도 1의 (a)에 도시된 바와 같이, 기판의 샷 영역 및 형의 패턴 영역의 중심을 원점(0,0)이라 한다. 도 1의 (b) 내지 (h)에는, 기판의 샷 영역과 형의 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분이 도시되어 있다. 기판의 샷 영역과 형의 패턴 영역의 얼라인먼트 오차는, 복수의 오차 성분의 합성으로 표현될 수 있다. 도 1의 (b) 내지 (h)에 있어서, 좌측의 격자는 오차 성분의 시각적 표현이며, 우측의 식은 오차 성분의 수학적 표현이다. 첨자를 동반하는 k는 계수이다. x, y는 좌표값이며, dx, dy는 각각 X 방향, Y 방향에 관한 얼라인먼트 오차이다.
도 1의 (b)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「시프트 X」를 나타내고 있다. 목표 형상(101b)에 대한 보정 대상 영역(102b)의 오차 성분이 「시프트 X」이면, 보정 대상 영역(102b)은 목표 형상(101b)을 X 방향으로 시프트시킨 형상을 갖고, 그 시프트량은 변수 k1로 나타낸다. 도 1의 (c)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「배율 X」를 나타내고 있다. 목표 형상(101c)에 대한 보정 대상 영역(102c)의 오차 성분이 「배율 X」이면, 보정 대상 영역(102c)은 목표 형상(101c)을 X 방향으로 배율 변경한 형상을 갖고, 그 배율 변경량은 계수 k3으로 나타낸다.
도 1의 (d)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「사다리꼴 X」를 나타내고 있다. 목표 형상(101d)에 대한 보정 대상 영역(102d)의 오차 성분이 「사다리꼴 X」이면, 보정 대상 영역(102d)은 목표 형상(101d)을 X 방향에 평행한 윗변 및 아랫변을 갖는 사다리꼴 형상으로 변형시킨 형상을 갖고, 그 변형량은 계수 k9로 나타낸다. 도 1의 (e)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「궁형 X」를 나타내고 있다. 보정 대상 영역(102e)은, 목표 형상(101e)을 X 방향에 직교하는 현을 갖도록 궁 형상으로 변형시킨 형상을 갖고, 그 변형량은 k11로 나타낸다.
도 1의 (f)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「단지형 X」를 나타내고 있다. 목표 형상(101f)에 대한 보정 대상 영역(102f)의 오차 성분이 「단지형 X」이면, 보정 대상 영역(102f)은 목표 형상(101f)을 X 방향의 폭이 Y 좌표에 따라 변화되는 통 형상으로 변형시킨 형상을 갖고, 그 변형량은 k17로 나타낸다. 도 1의 (g)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「회전」을 나타내고 있다. 목표 형상(101g)에 대한 보정 대상 영역(102g)의 형상 성분이 「회전」이면, 보정 대상 영역(102g)은 목표 형상(101g)을 Z축 둘레에 회전시킨 형상을 갖고, 그 회전량은 k5, k6으로 나타낸다. 도 1의 (h)는, 복수의 오차 성분 중 하나인 「마름모꼴」을 나타내고 있다. 목표 형상(101h)에 대한 보정 대상 영역(102h)의 성분이 「마름모꼴」이면, 보정 대상 영역(102h)은 목표 형상(101h)을 마름모꼴로 변형시킨 오차 형상을 갖고, 그 변형량은 k5, k6으로 나타낸다.
상기 이외에, 시프트 X, 배율 X, 사다리꼴 X, 궁형 X, 단지형 X에 각각 대응하는 시프트 Y, 배율 Y, 사다리꼴 Y, 궁형 Y, 단지형 Y이 있다. k1은 「시프트 X」, k2는 「시프트 Y」, k3은 「배율 X」, k4는 「배율 Y」, k5 및 k6은 「회전」 및 「마름모꼴」의 오차 성분의 크기를 나타낸다. 또한, k9는 「사다리꼴 X」, k10은 「사다리꼴 Y」, k11은 「궁형 X」, k12는 「궁형 Y」, k17은 「단지형 X」, k18은 「단지형 Y」의 오차 성분의 크기를 나타낸다. X 방향에 있어서의 합계의 오차 성분(dx), Y 방향에 있어서의 합계의 오차 성분(dy)은, 각각 (1)식, (2)식으로 나타낼 수 있다.
dx=k1+K3x+k5y+k9xy+k11y2+k17xy2 … (1)
dy=k2+K4y+k6x+k10yx+k12x2+k18yx2 … (2)
본 발명에 관한 제1 실시 형태의 임프린트 장치에 대하여 설명한다. 임프린트 장치는, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성한다. 혹은, 임프린트 장치는, 기판의 샷 영역 상의 임프린트재와 형의 패턴 영역을 접촉시키고, 임프린트재에 경화용의 에너지를 부여함으로써 임프린트재를 경화시킨다. 이에 의해, 형의 패턴 영역의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴이 기판 상에 형성된다.
임프린트재에는, 경화용의 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 부르는 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 광이다.
경화성 조성물은 광의 조사에 의해, 혹은 가열에 의해 경화되는 조성물이다. 이 중, 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 중합성 화합물과 광중합 개시재를 적어도 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 폴리머 성분 등의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.
임프린트재는, 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막 형상으로 부여된다. 혹은, 액체 분사 헤드에 의해 액적 상태, 혹은 복수의 액적이 연결되어 생성된 섬 형상 또는 막 형상이 되어 기판 상에 부여되어도 된다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하이다.
도 2에는, 본 발명의 제1 실시 형태 임프린트 장치(10)의 구성이 모식적으로 도시되어 있다. 임프린트 장치(10)는, 예를 들어 형(1)을 보유 지지하여 형(1)을 위치 결정하는 형 위치 결정 기구(3)와, 기판(2)을 보유 지지하여 기판(2)을 위치 결정하는 기판 위치 결정 기구(4)와, 기판(2)의 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 형상차를 저감하는 형상 보정부(9)를 구비할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(10)는, 기판(2)의 샷 영역의 마크와 형(1)의 패턴 영역(PR)의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부(5)와, 임프린트재를 경화시키는 경화부(6)와, 기판(2)의 샷 영역 상에 임프린트재를 공급하는 공급부(7)를 구비할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(10)는, 형 위치 결정 기구(3), 기판 위치 결정 기구(4), 형상 보정부(9), 계측부(5), 공급부(디스펜서)(7) 및 경화부(조사부)(6)를 제어하는 제어부(8)를 구비할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 축약) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 축약), 또는 ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 축약), 또는 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 이들 전부 또는 일부의 조합에 의해 구성될 수 있다.
형(1)은, 예를 들어 석영 등 자외선을 투과시키는 것이 가능한 재료로 구성될 수 있다. 형(1)은, 기판(2)측의 면에 패턴 영역(PR)을 갖고, 패턴 영역(PR)은 기판(2)의 샷 영역 상에 공급된 임프린트재에 전사하기 위한 요철 패턴을 갖는다. 또한, 기판(2)은, 예를 들어 반도체(예를 들어, 실리콘, 화합물 반도체), 유리, 세라믹스, 금속, 수지 등으로 구성될 수 있다. 기판(2)은, 모재 상에 하나 또는 복수의 층을 가질 수 있다. 이 경우, 모재는 예를 들어 반도체, 유리, 세라믹스, 금속, 수지 등으로 구성될 수 있다. 기판(2)에는, 필요에 따라 임프린트재와 기판(2)의 밀착성을 향상시키기 위해 밀착층이 마련될 수 있다.
형 위치 결정 기구(3)는 형 보유 지지부(3a)와, 형 보유 지지부(3a)를 구동함으로써 형(1)을 구동하는 형 구동 기구(3b)를 포함할 수 있다. 형 보유 지지부(3a)는, 예를 들어 진공 흡인력 또는 정전력 등에 의해 형(1)을 보유 지지한다. 형 구동 기구(3b)는, 예를 들어 리니어 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터를 포함하고, 형(1)을 보유 지지한 형 보유 지지부(3a)를 구동한다. 형 구동 기구(3b)는, 형(1)(형 보유 지지부(3a))을 복수의 축(예를 들어, Z축, θX축, θY축의 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축의 6축)에 대하여 구동하도록 구성될 수 있다.
기판 위치 결정 기구(4)는, 기판(2)을 보유 지지하는 기판 보유 지지부(4a)와, 기판 보유 지지부(4a)를 구동함으로써 기판(2)을 구동하는 기판 구동 기구(4b)를 포함할 수 있다. 기판 보유 지지부(4a)는, 예를 들어 진공 흡인력 또는 정전력 등에 의해 기판(2)을 보유 지지한다. 기판 구동 기구(4b)는, 리니어 모터, 에어 실린더 등의 액추에이터를 포함하고, 기판(2)을 보유 지지한 기판 보유 지지부(4a)를 구동한다. 기판 구동 기구(4b)는, 기판(2)(기판 보유 지지부(4a))을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, θZ축의 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축의 6축)에 대하여 구동하도록 구성될 수 있다.
형 위치 결정 기구(3) 및 기판 위치 결정 기구(4)는, 형(1)과 기판(2) 사이의 상대 위치 및 상대 자세가 조정되도록 형(1) 및 기판(2)의 적어도 한쪽을 구동하는 상대 위치 결정 기구(20)를 구성한다. 상대 위치 결정 기구(20)에 의한 상대 위치의 조정은, 기판(2) 상의 임프린트재에 대한 형(1)의 패턴 영역(PR)의 접촉, 및 경화된 임프린트재(경화물의 패턴)로부터의 형(1)의 패턴 영역(PR)의 분리를 위한 구동을 포함한다. 상대 위치 결정 기구(20)는, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역 사이의 상대적인 시프트 및 회전에 관한 오차 성분을 저감하기 위한 얼라인먼트를 행하기 위해 사용될 수 있다.
형상 보정부(9)는, 예를 들어 형(1)의 패턴 영역(PR) 및 기판(2)의 샷 영역의 적어도 한쪽을 변형시킴으로써 기판(2)의 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트 오차를 보정하도록 구성될 수 있다. 형상 보정부(9)는, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역 사이의 상대적인 형상차에 관한 오차 성분을 저감하기 위한 얼라인먼트를 행하기 위해 사용될 수 있다. 상대 위치 결정 기구(20) 및 형상 보정부(9)에 의해, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역 사이의 상대적인 시프트 및 회전, 및 상대적인 형상차에 관한 오차 성분을 저감하는 얼라인먼트부(30)가 구성된다. 형상 보정부(9)는, 예를 들어 형(1)의 패턴 영역(PR)의 형상을 변형시키는 변형부(9a)를 포함할 수 있다. 변형부(9a)는, 예를 들어 형(1)의 측면에 힘을 가하는 복수의 액추에이터(예를 들어, 압전 소자)를 포함할 수 있다. 형상 보정부(9)는, 예를 들어 기판(2)을 가열함으로써 기판(2)의 샷 영역을 변형시키는 변형부를 포함해도 된다. 기판(2)의 가열은, 예를 들어 기판(2)에 광을 조사 등을 함으로써 이루어질 수 있다.
계측부(5)는, 예를 들어 기판(2)의 샷 영역의 마크와 형(1)의 패턴 영역(PR)의 마크의 상대 위치를 계측한다. 여기서, 계측부(5)는, 각각이 기판(2)의 샷 영역의 마크와 형(1)의 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 샷 영역의 마크와 패턴 영역(PR)의 마크의 상대 위치를 계측할 수 있다. 계측부(5)는, 예를 들어 패턴 영역(PR)의 4코너에 마련된 마크와 기판(2)의 샷 영역(2a)의 4코너에 마련된 마크를 검출부에 의해 검출할 수 있다. 이에 의해, 계측부(5)는, 기판(2)의 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트 오차를 검출한다.
공급부(7)는, 기판(2) 상에 임프린트재를 공급(도포)한다. 기판(2) 상에 대한 임프린트재의 공급은, 예를 들어 기판 위치 결정 기구(4)에 의해 기판(2)을 이동시키면서 공급부(7)로부터 임프린트재를 토출함으로써 이루어질 수 있다. 공급부(7)는, 임프린트 장치(10)의 외부에 마련되어도 된다. 경화부(6)는, 기판(2)의 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉한 상태에서, 임프린트재의 경화용의 에너지(예를 들어, 자외선 등의 광)를 공급 혹은 조사함으로써 임프린트재를 경화시킨다. 이에 의해, 임프린트재의 경화물을 포함하는 패턴이 형성된다.
도 3에는, 하나의 기판의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하는 처리의 흐름이 도시되어 있다. 이 처리는, 제어부(8)에 의해 제어된다. 형 보유 지지부(3a)로의 형(1)의 반송(로드), 형 보유 지지부(3a)로부터의 형(1)의 반송(언로드), 기판 보유 지지부(4a)로의 기판(2)의 반송(로드), 기판 보유 지지부(4a)로부터의 기판(2)의 반송(언로드)에 대해서는, 설명을 생략한다.
공정 S11에서는, 제어부(8)는 기판(2)의 복수의 샷 영역 중 임프린트 처리를 행하는 대상의 샷 영역(이하, 대상 샷 영역)에 임프린트재가 공급되도록 공급부(7) 및 기판 위치 결정 기구(4)(기판 구동 기구(4b))를 제어한다. 공정 S12에서는, 제어부(8)는 형(1)의 패턴 영역(PR)의 하방에 대상 샷 영역이 배치되도록 기판 위치 결정 기구(4)(기판 구동 기구(4b))를 제어한다. 공정 S13에서는, 제어부(8)는 대상 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉하도록 상대 위치 결정 기구(20)(형 위치 결정 기구(3) 및/또는 기판 위치 결정 기구(4))를 제어한다.
공정 S14(계측 공정)에서는, 제어부(8)는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 기판(2)의 대상 샷 영역의 마크와 형(1)의 패턴 영역(PR)의 마크의 상대 위치를 계측하도록 계측부(5)를 제어한다. 공정 S15(에러 판정 공정)에서는, 제어부(8)는 공정 S14에서 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 계측부(5)에 의한 계측의 에러(의 유무)를 판정하고, 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측의 에러(의 유무)를 나타내는 정보를 생성한다. 이 정보를, 이하에서는 에러 유무 정보라 부른다. 공정 S16(제어 모드 결정 공정)에서는, 제어부(8)는 에러 유무 정보에 기초하여 제어 모드를 결정한다. 이 예에서는, 제어 모드를 결정하는 것은, 대상 샷 영역과 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트 오차를 구성하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하는 것, 혹은 결정하는 것을 의미한다. 또한, 공정 S16에서는, 제어부(8)는 공정 S15에서 생성한 에러 유무 정보에 기초하여 제어 모드를 결정한다. 공정 S17(얼라인먼트 공정)에서는, 제어부(8)는 공정 S16에서 결정한 제어 모드에 따라, 기판(2)의 대상 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트 오차가 저감되도록 얼라인먼트 기구(30)를 제어한다.
공정 S18에서는, 제어부(8)는 기판(2)의 대상 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트가 종료되었는지 여부를 판정하여, 얼라인먼트가 종료되지 않은 경우에는 공정 S14로 되돌아가고, 얼라인먼트가 종료된 경우에는 공정 S19로 진행한다. 여기서, 제어부(8)는, 예를 들어 대상 샷 영역과 형(1)의 패턴 영역(PR)의 어긋남량이 허용 범위에 든 경우에, 얼라인먼트가 종료되었다고 판정할 수 있다. 혹은, 제어부(8)는, 예를 들어 얼라인먼트의 개시로부터의 경과 시간에 기초하여, 얼라인먼트가 종료되었다고 판정할 수 있다.
공정 S19에서는, 제어부(8)는 대상 샷 영역 상의 임프린트재를 경화시키도록 경화부(6)를 제어한다. 이에 의해, 임프린트재의 경화물을 포함하는 패턴이 대상 샷 영역 상에 형성된다. 공정 S20에서는, 제어부(8)는 임프린트재의 경화물을 포함하는 패턴과 형(1)의 패턴 영역(PR)이 분리되도록 상대 위치 결정 기구(20)(형 위치 결정 기구(3) 및/또는 기판 위치 결정 기구(4))를 제어한다. 공정 S21에서는, 제어부(8)는 기판(2)의 복수의 샷 영역 중 다음에 패턴을 형성해야 할 샷 영역이 있는지 여부를 판단하여, 다음에 패턴을 형성해야 할 샷 영역이 있는 경우에는, 그 샷 영역을 대상 샷 영역으로 하여 공정 S11 내지 S20을 실행한다.
이하, 공정 S14 내지 S17에 대하여 상세하게 설명한다. 우선, 도 4를 참조하면서 공정 S14(계측 공정)에 대하여 설명한다. 공정 S14는, 기판(2)의 대상 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉한 상태에서 행해진다. 도 4에는, 기판(2)의 대상 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉한 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 이 예에서는, 형(1)의 패턴 영역(PR)은 마크(11a 내지 11d)를 갖고, 기판(2)의 대상 샷 영역은 마크(12a 내지 12d)를 갖는다. 마크(11a, 12a)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(11b, 12b)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(11c, 12c)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(11d, 12d)가 하나의 마크쌍을 구성한다. 이 예에서는, 마크(11a 내지 11d)는 패턴 영역(PR)의 4코너에 배치되고, 마크(12a 내지 12d)는 기판(2)의 샷 영역의 4코너에 배치되어 있다. 일례에 있어서, 마크쌍을 구성하는 기판(2)측의 마크와 형(1)측의 마크는, 무아레 무늬를 형성하도록 구성되며, 무아레 무늬에 기초하여 마크쌍을 구성하는 2개의 마크간의 상대 위치를 계측할 수 있다.
이어서, 공정 S15(에러 판정 공정)에 대하여 설명한다. 에러가 발생하는 원인으로서는, 예를 들어 형(1)의 마크(11a 내지 11d) 및/또는 기판(2)의 마크(12a 내지 12d)의 손상, 제조 오차 등을 들 수 있다. 에러가 발생하는 원인으로서는, 그 밖에 기판(2)이 갖는 막에 의한 계측광(계측부(5)가 마크에 조사하는 광)이 산란되거나, 흡수되거나 하는 것이나, 기판(2) 및/또는 형(1)에 이물이 부착되어 있는 것 등을 들 수 있다. 에러의 유무의 판정은, 예를 들어 복수의 마크쌍 각각에 대하여 위치 어긋남량(마크쌍을 구성하는 2개의 마크간의 위치 어긋남량)을 검출하고, 위치 어긋남량끼리의 차분이 역치에 수렴되지 않은 경우에 에러가 있다고 판정할 수 있다. 이러한 방법은, 예를 들어 특허문헌 1에 있어서, 마크 검출의 결과에 이상이 있는지 여부를 판정하는 방법으로서 기재되어 있다.
이어서, 공정 S16(보정 성분 결정 공정)에 대하여 설명한다. 여기에서는 일례로서, 형(1)의 마크(11a 내지 11d)가 패턴 영역(PR)의 4코너에 배치되고, 기판(2)의 마크(12a 내지 12d)가 기판(2)의 대상 샷 영역의 4코너에 배치되어 있으며, 에러의 개수에 따라 제어 모드를 결정하는 예를 설명한다. 도 5의 (a) 내지 (c) 각각에, 기판(2)의 대상 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉한 상태가 모식적으로 도시되어 있다.
도 5의 (a) 내지 (c)에는, 형(1)의 패턴 영역(PR)과, 4개의 마크쌍 각각에 관한 위치 어긋남량이 도시되어 있다. 여기서, 4개의 위치 어긋남량은 벡터(13a 내지 13d)로 도시되어 있다. 벡터(13a)는, 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 우측 상단 코너의 마크쌍을 구성하는 마크(11a, 11b)의 상호간의 위치 어긋남량을 나타낸다. 벡터(13b)는, 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 좌측 상단 코너의 마크쌍을 구성하는 마크(11b, 12b)의 상호간의 위치 어긋남량을 나타낸다. 벡터(13c)는, 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 좌측 하단 코너의 마크쌍을 구성하는 마크(11c, 12c)의 상호간의 위치 어긋남량을 나타낸다. 벡터(13d)는, 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 우측 하단 코너의 마크쌍을 구성하는 마크(11d, 12d)의 상호간의 위치 어긋남량을 나타낸다.
도 5의 (a)에는, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과에 에러가 없는 경우, 즉, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과가 정상적인 경우가 예시되어 있다. 각 마크쌍에 대하여, X 방향, Y 방향의 2성분의 위치 어긋남량이 얻어지기 때문에, 최대로 8개의 위치 어긋남량을 얻을 수 있다. 따라서, 제어부(8)는 8종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y의 8종류의 오차 성분을 구하고, 8종류의 오차 성분을 얼라인먼트부(30)(상대값 결정 기구(20), 형상 보정부(9))에 의해 보정할 수 있다. 이와 같이, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y에 대하여 얼라인먼트 오차(오차 성분)의 보정을 행하는 제어 모드를 제1 모드(통상 모드)라 한다. 여기서, 시프트 X, 시프트 Y 및 회전에 관한 오차 성분에 대해서는, 패턴 영역 및 샷 영역의 적어도 한쪽을 이동 및/또는 회전시키는 상대 위치 결정 기구(20)(형 위치 결정 기구(3), 기판 위치 결정 기구(4))에 의해 보정될 수 있다. 또한, 배율 X, 배율 Y, 마름모꼴, 사다리꼴 X 및 사다리꼴 Y에 관한 오차 성분에 대해서는, 패턴 영역 및 샷 영역의 적어도 한쪽을 변형시키는 형상 보정부(9)에 의해 보정될 수 있다. 도 5의 (a)에 있어서, 파선(14a)은 4개의 마크쌍으로부터 얻어진 4개의 계측 결과에 기초하여 계산된 샷 영역의 형상을 나타내고 있다.
도 5의 (b)에는, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 하나에 에러가 있는 경우, 즉, 3개의 마크쌍으로부터 얻어지는 3개의 계측 결과만이 정상적인 경우가 예시되어 있다. 도 5의 (b)의 예에서는, 벡터(13a)에 대응하는 계측 결과가 에러를 갖는다. 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 하나에 에러가 있는 경우에는, 제어부(8)는 다른 3개의 마크쌍으로부터 얻어지는 계측 결과에 기초하여 오차 성분을 구한다. 각 마크쌍에 대하여, X 방향, Y 방향의 2성분의 위치 어긋남량이 얻어지기 때문에, 합계로 6개의 위치 어긋남량이 얻어진다. 따라서, 제어부(8)는 6종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴의 6종류의 오차 성분을 구한다. 도 5의 (b)에 있어서, 파선(14b)은 3개의 마크쌍으로부터 얻어진 3개의 계측 결과에 기초하여 계산된 샷 영역의 형상을 나타내고 있다. 도 5의 (a)에서는, 샷 영역이 사다리꼴로서 인식되고 있지만, 도 5의 (b)에서는, 샷 영역이 평행사변형(회전과 마름모꼴의 조합)으로서 인식되고 있다. 이 경우에, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴에 대하여 보정을 행하면, 벡터(13a)의 위치에서 얼라인먼트 오차가 커질 수 있다. 그래서, 3개의 마크쌍으로부터 얻어지는 3개의 계측 결과만이 정상적인 경우, 제어부(8)는 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 중 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전을 상대 구동 기구(20) 및 형상 보정부(9)에 의해 보정한다. 환언하면, 제어부(8)는, 형상에 관해서는 형상 보정부(9)에 의해 보정가능한 배율 X, 배율 Y, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 중 배율 X, 배율 Y만을 보정한다. 이와 같이, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 중 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전에 대해서만 얼라인먼트 오차(오차 성분)의 보정을 행하는 제어 모드를 제2 모드(배율 보정 모드)라 한다.
도 5의 (c)에는, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 2개에 에러가 있는 경우, 즉 2개의 마크쌍으로부터 얻어지는 2개의 계측 결과만이 정상적인 경우가 예시되어 있다. 도 5의 (c)의 예에서는, 벡터(13a, 13b)에 대응하는 계측 결과가 에러를 갖는다. 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 2개에 에러가 있는 경우에는, 제어부(8)는 다른 2개의 마크쌍으로부터 얻어지는 계측 결과에 기초하여 오차 성분을 구한다. 각 마크쌍에 대하여, X 방향, Y 방향의 2성분의 위치 어긋남량이 얻어지기 때문에, 합계로 4개의 위치 어긋남량이 얻어진다. 따라서, 제어부(8)는 4종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 회전의 4종류의 오차 성분을 구한다. 도 5의 (c)에 있어서, 파선(14c)은 2개의 마크쌍으로부터 얻어진 2개의 계측 결과에 기초하여 계산된 샷 영역의 형상을 나타내고 있다. 도 5의 (a)에서는, 샷 영역이 사다리꼴로서 인식되고 있지만, 도 5의 (c)에서는, 샷 영역이 직사각형으로서 인식되고 있다. 이 경우에, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전에 대하여 보정을 행하면, 얼라인먼트 오차가 커질 수 있다. 그래서, 2개의 마크쌍으로부터 얻어지는 2개의 계측 결과만이 정상적인 경우, 제어부(8)는 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 중 시프트 X, 시프트 Y, 회전을 구한다. 그리고, 제어부(8)는 시프트 X, 시프트 Y, 회전을 상대 구동 기구(20)에 의해 보정한다. 환언하면, 제어부(8)는 형상 보정부(9)에 의해 보정 가능한 배율 X, 배율 Y, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 모두에 대하여, 얼라인먼트 오차의 보정을 행하지 않고, 상대 위치 결정 기구(20)만 의해서만 얼라인먼트 오차의 보정을 행한다. 이와 같이, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y 중 시프트 X, 시프트 Y, 회전에 대해서만 얼라인먼트 오차의(오차 성분)의 보정을 행하는 제어 모드를 제3 모드(시프트·회전 모드)라 한다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제3 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)에 의한 보정이 정지되게 된다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제3 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)는 이행의 직전에 있어서의 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 형상을 유지할 수 있다.
이어서, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 3개에 에러가 있는 경우, 즉 하나의 마크쌍으로부터 얻어지는 하나의 계측 결과만이 정상적인 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 제어부(8)는 2종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 시프트 X, 시프트 Y의 2종류의 오차 성분을 구하고, 2종류의 오차 성분을 상대 구동 기구(20)에 의해 보정할 수 있다. 이와 같이, 시프트 X, 시프트 Y에 대하여 얼라인먼트 오차(오차 성분)를 보정하는 제어 모드를 제4 모드(시프트 모드)라 한다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제4 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)에 의한 보정이 정지되게 된다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제4 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)는 이행의 직전에 있어서의 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 형상을 유지할 수 있다.
이어서, 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과 중 4개에 에러가 있는 경우, 즉 4개의 마크쌍의 어느 것으로부터도 정상적인 계측 결과가 얻어지지 않는 경우에 대하여 설명한다. 이 경우, 얼라인먼트 오차(오차 성분)가 얻어지지 않기 때문에, 얼라인먼트가 행해지지 않는다. 이와 같이, 얼라인먼트가 행해지지 않는 제어 모드를 제5 모드라 한다.
도 6a에는, 4개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 제어 모드의 대응 관계가 예시되어 있다. 도 6b에는, 4개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 보정 대상의 오차 성분의 대응 관계가 예시되어 있다. 도 6a, 도 6b에 있어서, A, B, C, D는 마크쌍을 특정하는 부호이며, No.는 에러의 유무의 조합을 특정하는 번호이다. 제어부(8)는, 4개의 마크쌍(A, B, C, D) 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무의 조합에 기초하여 제어 모드를 결정할 수 있다.
이어서, 공정 S17(얼라인먼트 공정)에 대하여 설명한다. 우선, 제1 모드에서의 얼라인먼트 공정을 설명한다. 제1 모드에서는, 제어부(8)는 4개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과에 기초하여, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y의 8종류의 오차 성분을 구한다. 그리고, 제어부(8)는, 8종류의 오차 성분을 상대 구동 기구(20) 및 형상 보정부(9)에 의해 보정한다.
이어서, 제2 모드에서의 얼라인먼트 공정을 설명한다. 제2 모드에서는, 제어부(8)는 3개의 마크쌍으로부터 얻어지는 3개의 계측 결과에 기초하여, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전의 5종류의 오차 성분을 구한다. 그리고, 제어부(8)는, 5종류의 오차 성분을 상대 구동 기구(20) 및 형상 보정부(9)에 의해 보정한다.
이어서, 제3 모드에서의 얼라인먼트 공정을 설명한다. 제3 모드에서는, 제어부(8)는 2개의 마크쌍으로부터 얻어지는 2개의 계측 결과에 기초하여, 시프트 X, 시프트 Y, 회전의 3종류의 오차 성분을 구한다. 그리고, 제어부(8)는 3종류의 오차 성분을 상대 구동 기구(20)에 의해 보정한다. 상술한 바와 같이, 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제3 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)에 의한 보정이 정지되게 된다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제3 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)는 이행의 직전에 있어서의 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 형상을 유지할 수 있다.
이어서, 제4 모드에서의 얼라인먼트 공정을 설명한다. 제4 모드에서는, 제어부(8)는 1개의 마크쌍으로부터 얻어지는 1개의 계측 결과에 기초하여, 시프트 X, 시프트 Y의 2종류의 오차 성분을 구한다. 그리고, 제어부(8)는 2종류의 오차 성분을 상대 구동 기구(20)에 의해 보정한다. 상술한 바와 같이, 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제4 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)에 의한 보정이 정지되게 된다. 제1 모드 또는 제2 모드로부터 제4 모드로 이행하는 경우, 형상 보정부(9)는 이행의 직전에 있어서의 패턴 영역(PR) 및 샷 영역의 형상을 유지할 수 있다.
제1 실시 형태에 의하면, 제어부(8), 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측의 에러의 유무를 나타내는 정보에 기초하여, 샷 영역과 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 나타내는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하거나 혹은 결정한다. 그리고, 제어부(8)는 그 보정해야 할 오차 성분에 대하여 샷 영역과 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 얼라인먼트부(30)를 제어한다. 이에 의해, 얼라인먼트 오차가 커지는 보정이 이루어질 가능성이 저감되어, 중첩 정밀도가 향상된다.
이하, 본 발명의 제2 실시 형태의 임프린트 장치(10)에 대하여 설명한다. 제2 실시 형태로서 언급하지 않은 사항은, 제1 실시 형태에 따를 수 있다. 제2 실시 형태의 임프린트 장치(10)는, 8개의 마크쌍에 대하여 계측부(5)에 의한 계측을 행하도록 구성된다. 제2 실시 형태의 임프린트 장치(10)에 있어서의 공정 S14(계측)에 대하여 설명한다.
도 7에는, 기판(2)의 대상 샷 영역 상의 임프린트재와 형(1)의 패턴 영역(PR)이 접촉한 상태가 모식적으로 도시되어 있다. 이 예에서는, 형(1)의 패턴 영역(PR)은 마크(15a 내지 15h)를 갖고, 기판(2)의 대상 샷 영역은 마크(16a 내지 16h)를 갖는다. 마크(15a, 16a)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15b, 16b)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15c, 16c)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15d, 16d)가 하나의 마크쌍을 구성한다. 또한, 마크(15e, 16e)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15f, 16f)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15g, 16g)가 하나의 마크쌍을 구성하고, 마크(15h, 16h)가 하나의 마크쌍을 구성한다. 마크(15a 내지 15d)는 패턴 영역(PR)의 4코너에 배치되고, 마크(16a 내지 16d)는 기판(2)의 샷 영역의 4코너에 배치되어 있다. 마크(15e 내지 15h)는 패턴 영역(PR)의 4변의 중앙에 배치되고, 마크(16a 내지 16d)는 기판(2)의 샷 영역의 4변의 중앙에 배치되어 있다.
공정 S14(계측 공정)에서는, 제어부(8)는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 기판(2)의 대상 샷 영역의 마크와 형(1)의 패턴 영역(PR)의 마크의 상대 위치를 계측하도록 계측부(5)를 제어한다. 공정 S15(에러 판정 공정)에서는, 제어부(8)는 공정 S14에 있어서의 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측에 있어서의에러의 유무를 판정하고, 이 판정에 기초하여 에러 유무 정보를 생성한다. 공정 S16(제어 모드 결정 공정)에서는, 제어부(8)는 에러 유무 정보에 기초하여 제어 모드를 결정한다. 이 예에서는, 제어 모드를 결정하는 것은, 대상 샷 영역과 패턴 영역(PR)의 얼라인먼트 오차를 구성하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 구하는 것, 혹은 결정하는 것을 의미한다.
도 8의 (a) 내지 (c)에는, 형(1)의 패턴 영역(PR)과, 8개의 마크쌍 각각에 관한 위치 어긋남량이 도시되어 있다. 여기서, 8개의 위치 어긋남량은, 벡터(17a 내지 17h)로 도시되어 있다. 파선(18a)은, 8개의 마크쌍으로부터 얻어진 8개의 계측 결과에 기초하여 계산된 샷 영역의 형상을 나타내고 있다.
도 8의 (a)에는, 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 8개의 계측 결과에 에러가 없는 경우, 즉 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 4개의 계측 결과가 정상적인 경우가 예시되어 있다. 하나의 마크쌍에 대하여, X 방향, Y 방향의 2성분의 위치 어긋남량이 얻어지기 때문에, 최대로 16개의 위치 어긋남량이 얻어진다. 따라서, 제어부(8)는 16종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y, 편심 X, 편심 Y, 궁형 X, 궁형 Y, 단지형 X, 단지형 Y의 14종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 회전의 오차 성분에 대해서는, 상대 위치 결정 기구(20)에 의해 보정될 수 있다. 배율 X, 배율 Y, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y, 편심 X, 편심 Y, 궁형 X, 궁형 Y, 단지형 X, 단지형 Y의 오차 성분에 대해서는, 형상 보정부(9)에 의해 보정될 수 있다. 이와 같이, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y, 편심 X, 편심 Y, 궁형 X, 궁형 Y, 단지형 X, 단지형 Y의 14종류의 오차 성분의 보정을 행하는 제어 모드를 제1 모드(통상 모드)라 한다.
도 8의 (b)에는, 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 8개의 계측 결과 중 하나에 에러가 있는 경우, 즉 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 7개의 계측 결과만이 정상적인 경우가 예시되어 있다. 도 8의 (b)의 예에서는, 벡터(17a)에 대응하는 계측 결과가 에러를 갖는다. 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 8개의 계측 결과 중 하나에 에러가 있는 경우에는, 제어부(8)는 다른 7개의 마크쌍으로부터 얻어지는 7개의 계측 결과에 기초하여 오차 성분을 구한다. 각 마크쌍에 대하여, X 방향, Y 방향의 2성분의 위치 어긋남량이 얻어지기 때문에, 합계로 14개의 위치 어긋남량이 얻어진다. 따라서, 최대로 14종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 도 8의 (b)에 있어서, 파선(17b)은 7개의 마크쌍으로부터 얻어지는 7개의 계측 결과에 기초하여 계산된 샷 영역의 형상을 나타내고 있다. 도 8의 (b)의 예에서는, 에러의 개수가 0인 경우와 마찬가지로, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y, 편심 X, 편심 Y, 궁형 X, 궁형 Y, 단지형 X, 단지형 Y의 14종류의 오차 성분을 구할 수 있다. 따라서, 제어부(8)는, 도 8의 (b)와 같은 예에 있어서 제어 모드를 제1 모드로 설정할 수 있다.
도 8의 (c)에는, 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 8개의 계측 결과 중 하나에 에러가 있는 경우, 즉 8개의 마크쌍으로부터 얻어지는 7개의 계측 결과만이 정상적인 경우의 다른 예가 도시되어 있다. 도 8의 (c)의 예에서는, 궁형 X과 단지형 X을 구별할 수 없다. 여기서, 궁형 X, 궁형 Y, 단지형 X, 단지형 Y은, 비선형의 오차 성분이다. 그래서, 제어부(8)는, 제어 모드를 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y의 오차 성분을 보정하는 제2 모드(선형 보정 모드)로 설정한다. 제2 모드에서는, 형상 보정부(9)에 의해 행해지는 형상의 보정은, 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y과 같은 선형의 오차 성분으로 한정된다.
에러의 개수가 2 또는 3개인 경우, 제어부(8)는 정상적인 마크쌍의 개수와 위치에 따라, 제어 모드를 제1 모드, 제2 모드 또는 제3 모드로 설정할 수 있다. 제3 모드(배율 보정 모드)에서는, 형상 보정부(9)에 의해 행해지는 형상의 보정은, 배율 X, 배율 Y과 같은 배율의 보정으로 한정된다. 에러의 개수가 4 또는 5개인 경우, 제어부(8)는 정상적인 마크쌍의 개수와 위치에 따라, 제어 모드를 제2 모드, 제3 모드 또는 제4 모드로 설정할 수 있다. 제4 모드(형상 유지 모드)는, 형상 보정부(9)에 의한 형상의 보정을 행하지 않는 모드이다. 에러의 개수가 6 내지 8개인 경우, 제어부(8)는 정상적인 마크쌍의 개수와 위치에 따라, 제어 모드를 제4 모드로 설정할 수 있다.
도 9a에는, 8개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 제어 모드의 대응 관계가 예시되어 있다. 도 9b에는, 8개의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 보정 대상의 오차 성분의 대응 관계가 예시되어 있다. 도 9a, 도 9b에 있어서, A 내지 H는 마크쌍을 특정하는 부호이며, No.는 에러의 유무의 조합을 특정하는 번호이다. 제어부(8)는, 4개의 마크쌍(A, B, C, D) 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무의 조합에 기초하여 제어 모드(보정 대상의 오차 성분)를 결정할 수 있다.
이하, 본 발명의 제3 실시 형태의 임프린트 장치(10)에 대하여 설명한다. 제3 실시 형태로서 언급하지 않은 사항은, 제1 또는 제2 실시 형태에 따를 수 있다. 제3 실시 형태의 임프린트 장치(10)는, 계측 대상의 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무와 제어 모드의 대응 관계를 유저가 설정하기 위한 유저 인터페이스(81)를 구비한다(도 1 참조).
도 10에는, 제3 실시 형태의 임프린트 장치(10)의 동작이 도시되어 있다. 이 동작은, 제어부(8)에 의해 제어된다. 공정 S31에서는, 제어부(8)는 유저에 의해 조작되는 유저 인터페이스(81)로부터 제어 모드 변경 파라미터를 취득한다. 공정 S32에서는, 제어부(8)는 도 3에 도시된 처리를 실행한다.
도 11에는, 유저 인터페이스(81)에 의해 제공되는 설정 화면이 예시되어 있다. 유저는, 도 11에 예시되는 설정 화면에 있어서, 계측 대상의 복수의 마크쌍(A, B, C, D) 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 유무(에러 유무 정보)와 제어 모드의 대응 관계를 설정할 수 있다. 예를 들어, 유저는 마크쌍(A, B, C, D) 각각의 계측 결과 모두가 에러를 갖지 않는 경우에, 제어 모드로서 통상 모드(제1 모드)를 설정할 수 있다. 혹은, 유저는 마크쌍(A, B, C, D) 각각의 계측 결과 중에 하나만이 에러를 갖는 경우에, 제어 모드로서 배율 보정 모드(제2 모드)를 설정할 수 있다. 혹은, 유저는 마크쌍(A, B, C, D) 각각의 계측 결과 중 2개가 에러를 갖는 경우에, 제어 모드로서 형상 유지 모드(제3 모드)를 설정할 수 있다.
유저 인터페이스(81)는, 예를 들어 도 6b에 도시한 바와 같은 대응 관계를 유저가 설정하도록 구성되어도 된다. 보다 구체적으로는, 유저 인터페이스(81)는 도 6b에 있어서의 시프트 X, 시프트 Y, 배율 X, 배율 Y, 회전, 마름모꼴, 사다리꼴 X, 사다리꼴 Y의 오차 성분을 보정할지 여부를 유저가 설정할 수 있도록 구성될 수 있다.
혹은, 유저 인터페이스(81)는, 계측 대상의 복수의 마크쌍(A, B, C, D) 각각에 관한 계측 결과에 있어서의 에러의 개수에 대하여 제어 모드를 유저의 조작에 따라 대응짓도록 구성되어도 된다.
이하, 본 발명의 제4 실시 형태의 임프린트 장치(10)에 대하여 설명한다. 제4 실시 형태로서 언급하지 않은 사항은, 제1 내지 제3 실시 형태에 따를 수 있다. 제4 실시 형태에서는, 제어부(8)는 샷 영역과 패턴 영역(PR)얼라인먼트에 관하여, 샷 영역 상의 임프린트재와 패턴 영역(PR)의 접촉 전에는 제1 제어를 행하고, 샷 영역 상의 임프린트재와 패턴 영역(PR)의 접촉 후에는 제2 제어를 행한다. 즉, 제어부(8)는, 샷 영역 상의 임프린트재와 패턴 영역(PR)의 접촉 전에는, 사전에 취득된 형상차 정보에 기초하여 형상 보정부(9)를 제어하는 제1 제어를 실행한다. 또한, 제어부(8)는, 샷 영역 상의 임프린트재와 패턴 영역(PR)의 접촉 후에는 계측부(5)에 의해 계측된 결과에 기초하여 형상 보정부(9)를 제어하는 제2 제어를 실행한다. 또한, 제어부(8)는, 제2 제어에 있어서 계측부(5)에 의한 계측에 에러가 발생한 경우에, 제1 제어에 의해 형상 보정부(9)를 제어한다. 혹은, 제어부(8)는, 제2 제어에 있어서 계측부(5)에 의한 계측에 에러가 발생한 경우에, 제2 제어를 정지하고, 에러가 발생하기 직전에 있어서의 형상 보정부(9)의 상태를 유지한다.
도 12에는, 제4 실시 형태의 임프린트 장치(10)의 동작이 도시되어 있다. 이 동작은, 제어부(8)에 의해 제어된다. 공정 S41에서는, 제어부(8)는 유저에 의해 조작되는 유저 인터페이스(81) 등의 입력 장치로부터 형상차 정보를 취득한다. 형상차 정보는, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역의 형상차에 관한 정보이다. 형상차 정보는, 예를 들어 시험적인 패턴 형성 처리를 행하고, 그에 의해 얻어진 결과물에 대하여 중첩 검사를 실시함으로써 얻을 수 있다. 공정 S42에서는, 제어부(8)는 도 13에 도시된 처리를 실행한다.
이하, 공정 S42에 있어서의 처리에 대하여, 도 13을 참조하면서 설명한다. 도 13에 도시된 처리의 대부분은, 제1 실시 형태에서 도 3을 참조하여 설명한 처리가 공통되어 있다. S51은 S11, S52는 S12, S54는 S13, S55는 S14, S56은 S15, S57은 S16, S58은 S17, S59는 S18, S60은 S19, S61은 S20, S62는 S21에 대응한다. 이하에서는, 제4 실시 형태에서 추가된 공정 S53과, 제1 실시 형태와는 상이한 처리를 행하는 공정 S57에 대하여 설명한다.
공정 S53(사전 보정 공정)에서는, 제어부(8)는 공정 S41에서 취득한 형상차 정보에 기초하여, 형상 보정부(9)를 구동하고, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역의 형상차를 저감한다. 예를 들어, 제어부(8)는 공정 S41에서 취득한 형상차 정보에 기초하여, 형상 보정부(9)의 변형부(9a)를 구동하고, 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역의 형상차가 저감되도록 형(1)의 패턴 영역(PR)의 형상을 보정한다. 여기서, 공정 S53에 있어서 형상 보정부(9)를 동작시킴으로써 공정 S58(얼라인먼트 공정)에 있어서의 형상 보정부(9)의 동작량을 작게 할 수 있으며, 스루풋을 향상시킬 수 있다.
공정 S57(제어 모드 결정 공정)에서는, 공정 S56(에러 판정 공정)에서 생성된 에러 유무 정보에 기초하여 제어 모드를 결정한다. 여기서, 제4 실시 형태에서는, 제어부(8)는 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측에 있어서의 에러의 개수에 기초하여 제어 모드를 결정할 수 있다. 보다 구체적으로는, 제4 실시 형태에서는, 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측에 있어서의 에러가 하나 이상 있으면, 제어 모드를 형상 유지 모드(제1 실시 형태의 제4 모드에 상당)로 설정 혹은 변경할 수 있다. 형상 유지 모드는, 에러가 발생하기 직전의 형상 보정부(9)의 상태(환언하면, 샷 영역과 패턴 영역(PR)의 형상차)를 유지하는 모드이다. 제4 실시 형태에서는, 공정 S53(사전 보정 공정)에 있어서 형(1)의 패턴 영역(PR)과 기판(2)의 샷 영역의 형상차를 저감하는 보정이 이루어지고 있기 때문에, 형상 유지 모드에서도 상응하는 중첩 정밀도를 얻을 수 있다. 또한, 제어부(8)는, 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측에 있어서 에러가 없으면, 제어 모드를 통상 모드(제1 실시 형태의 제1 모드에 상당)로서 결정한다.
이하, 복수의 마크쌍 각각에 관한 계측부(5)에 의한 계측에 있어서의 에러가 하나 이상인 경우에 제어 모드를 형상 유지 모드로 하는 이유를 설명한다. 에러의 종류에는, 크게 나누어서 2종류가 있다. 하나는 항구적인 에러이며, 또 하나는 얼라인먼트 공정 중에 일어나는 에러이다. 항구적인 에러는, 형(1)의 마크(11a 내지 d)의 파손 등에 의해 일어날 수 있다. 얼라인먼트 공정 중에 일어나는 에러는, 예를 들어 임프린트재의 유동 등에 의해 계측광의 외관이 변화 등이 됨으로써 일어날 수 있다. 공정 S58에서 얼라인먼트가 개시된 후, 공정 S56에서 에러의 발생이 검출된 경우, 에러에 관한 계측 결과를 제거하여 얼라인먼트 오차(오차 성분)를 구하면, 에러에 관한 계측 결과의 제거 전후에 있어서 얼라인먼트 오차가 변화될 수 있다. 그 때문에, 제어부(8)가 형상 보정부(9)(변형부(9a))에 공급하는 지령값도 에러에 관한 계측 결과의 제거 전후에 있어서 변화될 수 있다. 이에 의해, 형(1)과 형 보유 지지부(3a) 사이에서 슬립이 발생하고, 형(1)이 형 보유 지지부(3a)에 대하여 크게 위치 어긋날 가능성이 있다. 이러한 사태를 피하기 위해, 공정 S56에서 에러의 발생이 검출된 경우에, 제어부(8)는 공정 S57에 있어서 제어 모드를 형상 유지 모드로서 결정한다.
얼라인먼트를 진행해가는 가운데, 계측부(5)에 의한 계측에 있어서의 에러가 해소되는 경우가 있을 수 있다. 이러한 경우에 있어서, 제어부(8)는 형상 유지 모드를 유지해도 된다. 이것은 에러가 검출되지 않게 되어도, 그 에러에 관한 마크쌍이 에러로서 검출되지 않는 이상을 가질 가능성이 있기 때문이다.
이하, 본 발명의 제5 실시 형태의 임프린트 장치(10)에 대하여 설명한다. 제5 실시 형태로서 언급하지 않는 사항은, 제1 내지 제4 실시 형태에 따를 수 있다. 제5 실시 형태는, 제어부(8)는 에러가 발생한 후에 계측부(5)에 의한 계측이 정상 상태로 복귀한 경우의 임프린트 장치(10)의 동작에 관한 것이다. 제어부(8)는, 에러의 발생 전에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차와, 계측부(5)에 의한 계측이 정상 상태로 복귀한 후에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차의 괴리가 역치를 초과하는지 여부를 판단한다. 그리고, 제어부(8)는, 괴리가 역치를 초과하는 경우에는, 에러가 발생하기 직전의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초한 형상 보정부(9)의 상태를 유지한다.
혹은, 제어부(8)는, 에러가 발생한 후에 계측부에 의한 계측이 정상 상태로 복귀한 경우에, 복귀 후에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 형상 보정부(9)의 제어를 재개해도 된다. 여기서, 에러의 발생 전에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차와 복귀 후에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차에 괴리가 있으면, 형상 보정부(9)에 의한 형상차의 저감의 동작이 급격하게 일어날 수 있다. 그래서, 형상 보정부(9)의 제어의 재개시에, 제어부(8)는 괴리에 의해 형상 보정부(9)에 의한 형상차의 저감의 동작이 급격하게 일어나는 것을 완화시키도록 형상 보정부(9)를 제어하도록 구성될 수 있다.
제5 실시 형태는, 도 10에 도시된 공정 S57에 있어서의 제어가 제4 실시 형태와 상이하다. 제5 실시 형태에서는, 공정 S56(에러 판정 공정)에서 에러의 발생이 검출된 경우에는, 공정 S57에 있어서 에러 유무 정보에 기초하여, 제어 모드를 형상 유지 모드(제1 실시 형태의 제4 모드에 상당)로 설정 혹은 변경할 수 있다. 형상 유지 모드는, 에러가 발생하기 직전의 형상 보정부(9)의 상태(환언하면, 샷 영역과 패턴 영역(PR)의 형상차)를 유지하는 모드이다.
한편, 공정 S56(에러 판정 공정)에서 에러의 발생이 검출되지 않게 된 경우에는, 공정 S57에 있어서, 제어부(8)는 이하에서 설명되는 바와 같은 동작을 실행할 수 있다. 도 14에는, 얼라인먼트가 개시된 후에 얼라인먼트 오차(오차 성분)의 변화가 예시되어 있다. 도 14에 있어서 횡축은 시간을 나타내고, 종축은 얼라인먼트 오차(오차 성분)를 나타내고 있다. 도 14의 예에서는, 시각(t1)에 있어서 공정 S56(에러 판정 공정)에 의해 에러의 발생이 검출되고, 시각(t2)에 있어서 공정 S56(에러 판정 공정)에 의해 에러로부터 정상 상태로의 복귀가 검출된다. d1은, 에러의 발생 전에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차와, 계측부(5)에 의한 계측이 정상 상태로 복귀한 후에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 얻어진 형상차의 괴리를 나타낸다. 괴리(d1)가 크면, 형상 유지 모드로부터 통상 모드로 복귀했을 때에, 형상 보정부(9)에 의한 형상차의 저감의 동작이 급격하게 일어날 수 있다. 이에 의해, 형(1)과 형 보유 지지부(3a) 사이에서 슬립이 발생하고, 형(1)이 형 보유 지지부(3a)에 대하여 크게 위치 어긋날 가능성이 있다. 그래서, 제어부(8)는, 괴리(d1)가 역치를 초과하는지 여부를 판단하여, 괴리(d1)가 역치를 초과하는 경우에는, 에러가 발생하기 직전의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초한 형상 보정부(9)의 상태를 유지할 수 있다. 한편, 괴리(d1)가 역치를 초과하지 않는 경우에는, 제어부(8)는 공정 S57에 있어서 제어 모드를 통상 모드로 복귀시킬 수 있다.
혹은, 공정 S56(에러 판정 공정)에서 에러의 발생이 검출되지 않게 된 경우, 공정 S57에 있어서, 제어부(8)는 이하에서 설명되는 바와 같은 동작을 실행해도 된다. 즉, 제어부(8)는, 에러가 발생한 후에 계측부에 의한 계측이 정상 상태로 복귀한 경우에, 복귀 후에 있어서의 계측부(5)에 의한 계측의 결과에 기초하여 형상 보정부(9)의 제어를 재개해도 된다. 그러나, 괴리(d1)가 있으면, 형상 보정부(9)에 의한 형상차의 저감의 동작이 급격하게 일어날 수 있다. 그래서, 형상 보정부(9)의 제어의 재개시에, 제어부(8)는 괴리(d1)에 의해 형상 보정부(9)에 의한 형상차의 저감의 동작이 급격하게 일어나는 것을 완화시키도록 형상 보정부(9)를 제어할 수 있다. 제어부(8)는, 예를 들어 형상 보정부(9)의 제어의 재개시에, 계측부(5)에 의해 계측된 얼라인먼트 오차를 입력, 형상 보정부(9)에 대하여 공급하는 지령값을 출력으로 하는 보상기의 게인을 통상 모드에서의 게인보다 작게 설정할 수 있다. 이에 의해, 형상 보정부(9)의 제어의 재개시에 형상 보정부(9)에 공급되는 지령값이 급격하게 변화되는 것이 억제된다. 이에 의해, 형(1)과 형 보유 지지부(3a) 사이에서 슬립이 발생하는 것이 억제될 수 있다. 예를 들어, 보상기가 PID 보상기인 경우에 있어서, 형상 보정부(9)의 제어의 재개의 P(비례) 게인 및 D(미분) 게인을 통상 모드에서의 P 게인 및 D 게인보다도 작게 하는 것이 바람직하다.
임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 혹은 각종 물품을 제조할 때에 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, 임프린트용의 몰드 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.
이어서, 임프린트 장치에 의해 기판에 패턴을 형성하고, 해당 패턴이 형성된 기판을 처리하고, 해당 처리가 행해진 기판으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 15(a)에 도시한 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비하고, 이어서 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형상이 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 나타내고 있다.
도 15의 (b)에 도시한 바와 같이, 임프린트용의 형(4z)을, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대향시킨다. 도 15의 (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 경화용의 에너지로서 광을 형(4z)을 통해 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 15의 (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 있으며, 즉 임프린트재(3z)에 형(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다.
도 15의 (e)에 도시한 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로 하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 혹은 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)이 된다. 도 15의 (f)에 도시한 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.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기 실시 형태의 하나 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 하나 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리로도 실현 가능하다.
또한, 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
1: 형
PR: 패턴 영역
2: 기판
3: 형 위치 결정 기구
3a: 형 보유 지지부
3b: 형 구동 기구
4: 기판 위치 결정 기구
4a: 기판 보유 지지부
4b: 기판 구동 기구
5: 계측부
6: 경화부
7: 공급부
8: 제어부
9: 형상 보정부
9a: 변형부
10: 임프린트 장치
20: 상대 위치 결정 기구
30: 얼라인먼트부

Claims (16)

  1. 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부와,
    상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트부와,
    상기 복수의 마크쌍 각각에 관한 상기 계측부에 의한 계측의 에러를 나타내는 정보와 상기 얼라인먼트부의 제어 모드의 대응 관계에 기초하여, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 결정하고, 상기 보정해야 할 오차 성분에 대하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 상기 얼라인먼트부를 제어하는 제어부를 구비하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 정보에 있어서의 상기 에러의 유무의 조합과 상기 얼라인먼트부의 제어 모드의 대응 관계에 기초하여 상기 보정해야 할 오차 성분을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 정보에 있어서의 상기 에러의 개수와 상기 얼라인먼트부의 제어 모드의 대응 관계에 기초하여 상기 보정해야 할 오차 성분을 결정하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 얼라인먼트부는, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 형상차를 저감하는 형상 보정부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 얼라인먼트부는, 상기 기판과 상기 형 사이의 상대 위치 및 상대 자세를 조정하는 상대 위치 결정 기구를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 에러가 없는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 배율, 마름모꼴 및 사다리꼴을 포함하고,
    상기 에러가 있는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 배율을 포함하고, 마름모꼴 및 사다리꼴을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 에러가 없는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 시프트, 회전, 배율, 마름모꼴 및 사다리꼴을 포함하고,
    상기 에러가 있는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 시프트 및 회전을 포함하고, 배율, 마름모꼴 및 사다리꼴을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 에러가 없는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 배율, 마름모꼴, 사다리꼴, 궁형, 단지형을 포함하고,
    상기 에러가 있는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 배율, 마름모꼴 및 사다리꼴을 포함하고, 궁형 및 단지형을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  9. 제4항에 있어서,
    상기 에러가 없는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 선형의 오차 성분 및 비선형의 오차 성분을 포함하고,
    상기 에러가 있는 경우에 있어서의 상기 보정해야 할 오차 성분은, 선형의 오차 성분을 포함하고, 비선형의 오차 성분을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는, 임프린트 장치.
  10. 기판의 샷 영역 상의 임프린트재에 형의 패턴 영역을 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에 있어서의 임프린트 방법이며,
    상기 임프린트 장치는,
    상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크로 구성되는 복수의 마크쌍 각각에 대하여, 상기 샷 영역의 마크와 상기 패턴 영역의 마크의 상대 위치를 계측하는 계측부와,
    상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트를 행하는 얼라인먼트부를 구비하고,
    상기 임프린트 방법은,
    상기 복수의 마크쌍 각각에 관한 상기 계측부에 있어서의 계측의 에러를 나타내는 정보와 상기 얼라인먼트부의 제어 모드의 대응 관계에 기초하여, 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차를 규정하는 복수의 오차 성분 중 보정해야 할 오차 성분을 결정하고, 상기 보정해야 할 오차 성분에 대하여 상기 샷 영역과 상기 패턴 영역의 얼라인먼트 오차가 작아지도록 상기 얼라인먼트부를 제어하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 하는, 임프린트 방법.
  11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 공정에 있어서 상기 패턴이 형성된 기판의 처리를 행하는 공정을 포함하고,
    상기 처리가 행해진 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는, 물품 제조 방법.
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