KR102388618B1 - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

형의 제전 성능과 장치의 스루풋의 양립의 관점에서 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시켜, 해당 경화된 임프린트재로부터 상기 형을 분리함으로써 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며, 상기 형의 제전을 행하는 제전부와, 상기 임프린트 처리의 횟수와 상기 형의 표면 전위의 관계를 나타내는 대전 특성에 기초하여, 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행할 타이밍을 결정하는 처리부를 구비한다.

Description

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

본 발명은 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

임프린트 장치는, 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시켜, 경화된 임프린트재로부터 형을 분리함으로써 기판 상에 패턴을 형성한다.

경화된 임프린트재로부터 형을 분리할 때에, 형이 대전되는 박리 대전이 일어날 수 있다. 이것은, 형에 정전기가 발생되는 현상이다. 형의 재질은, 석영 유리 등의 자외선을 투과시키는 유전체이기 때문에, 일단 대전되면 발생한 정전기는 소멸되지 않고 대전 상태가 유지된다.

이러한 박리 대전이 일어나면, 주위의 이물(파티클)이 형에 끌어 모아져서 부착된다. 형에 이물이 부착된 상태에서 형과 기판 상의 임프린트재를 접촉시켜버리면, 형성된 패턴에 결함이 발생하거나 형이 파손되거나 할 수 있다.

특허문헌 1은, 형의 표면 전위를 계측하고, 계측된 형의 표면 전위에 따라 제전을 행하는 기술이 개시되어 있다. 여기에서는, 샷마다 제전을 행하는 것이 아니고, 계측된 형의 표면 전위가 형에 이물이 부착되어 있을 가능성이 높다고 생각되는 값을 초과한 경우에 형의 제전을 행함으로써, 스루풋의 저하를 억제하고 있다.

일본 특허 공개 제2009-286085호 공보

그러나, 인용 문헌 1의 기술에서는 여전히 샷마다 형의 표면 전위를 계측할 필요가 있으며, 이것이 패턴 전사에 있어서의 스루풋을 저하시키는 요인이 되고 있다.

본 발명은 예를 들어 형의 제전 성능과 장치의 스루풋 양립에 유리한 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일측면에 의하면, 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시켜, 해당 경화된 임프린트재로부터 상기 형을 분리함으로써 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며, 상기 형의 제전을 행하는 제전부와, 상기 임프린트 처리의 횟수와 상기 형의 표면 전위의 관계를 나타내는 대전 특성에 기초하여, 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행할 타이밍을 결정하는 처리부를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치가 제공된다.

본 발명에 따르면, 예를 들어 형의 제전 성능과 장치의 스루풋 양립에 유리한 임프린트 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시 형태에서의 임프린트 장치의 구성을 나타내는 도면.
도 2는 실시 형태에서의, 제1 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도.
도 3은 실시 형태에서의, 제2 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도.
도 4는 실시 형태에서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도.
도 5는 실시 형태에서의, 제1 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도.
도 6은 실시 형태에서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도.
도 7은 형의 표면 전위가 소정값을 초과할 때까지의 샷수를 추정하는 처리를 설명하는 도면.
도 8은 실시 형태에서의, 제1 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도.
도 9는 실시 형태에서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도.
도 10은 형의 표면 전위가 소정값을 초과할 때까지의 샷수를 추정하는 처리를 설명하는 도면.
도 11은 실시 형태에서의 제전 타이밍 테이블의 데이터 구조예를 나타내는 도면.
도 12는 실시 형태에서의 물품의 제조 방법을 설명하는 도면.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 상세하게 설명한다. 또한, 이하의 실시 형태는 본 발명의 실시 구체예를 나타내는 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시 형태 중에서 설명되고 있는 특징의 조합 모두가 본 발명의 과제 해결을 위하여 필수적인 것만은 아니다. 또한, 도면 중, 동일한 부재, 동일한 처리 블록에는 동일한 참조 부호를 부여하고, 그것에 의해 중복되는 설명은 생략한다.

<제1 실시 형태>

먼저, 실시 형태에 관한 임프린트 장치의 개요에 대해 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 형과 접촉시켜, 임프린트재에 경화용 에너지를 부여함으로써, 형의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.

임프린트재로서는, 경화용 에너지가 부여됨으로서 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고 칭할 수도 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, 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 중 광의 조사에 의해 경화되는 광 경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 추가로 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 폴리머 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급 장치에 의해, 액적형, 혹은 복수의 액적이 연결되어 형성된 섬형 또는 막형으로 되어 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료를 포함하는 부재가 마련되어도 된다. 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리이다.

도 1은, 본 실시 형태에서의 임프린트 장치(100)의 구성을 나타내는 도면이다. 여기에서는 광 경화법을 채용한 임프린트 장치를 예시하지만, 열경화법을 채용해도 된다. 또한, 이하의 도면에 있어서는, 기판 상의 임프린트재에 대해 자외선을 조사하는 조명계의 광축과 평행인 방향으로 XYZ 좌표계에 있어서의 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 내에 있어서 서로 직교하는 방향으로 X축 및 Y축을 취하는 것으로 한다.

도 1에 있어서, 기판 척(2)은, 기판(1)을 보유 지지한다. θ 스테이지(3) 및 XY 스테이지(4)를 포함하는 기판 스테이지는, 기판 척(2)을 지지함으로써 기판(1)을 보유 지지하여 이동한다. 여기서,θ 스테이지(3)는, 기판(1)의 θ(Z축 주위의 회전) 방향에 관하여 위치를 보정함으로써, XY 스테이지(4) 상에 배치된다. XY 스테이지(4)는, 기판(1)을 XY 방향의 위치에 관하여 위치 결정을 행하기 위한 것으로, 리니어 모터(19)에 의해 구동된다. XY 스테이지(4)는, 베이스 정반(5) 상에 적재된다. 리니어 인코더(6)는, 베이스 정반(5) 상에 X 방향 및 Y 방향의 각각에 장착되고, XY 스테이지(4)의 위치를 계측한다. 지주(8)는, 베이스 정반(5) 상에 우뚝 솟아, 천장판(9)을 지지하고 있다.

형(10)을 보유 지지하는 형 척(11)은, 임프린트 헤드(12)에 의해 보유 지지되어 있다. 임프린트 헤드(12)는, 형 척(11)(즉 형(10))의 Z 위치의 조정 기능 및 형(10)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖는다. 액추에이터(15)는, 형 척(11)으로 보유 지지된 형(10)을 Z축 방향으로 구동하고, 형(10)의 패턴부를 기판(1) 상의 임프린트재(60)에 대해 접촉시키거나 또는 분리하는 것을 행한다. 액추에이터(15)는, 예를 들어 에어 실린더 또는 리니어 모터일 수 있다.

계측부(70)는, 형(10)의 패턴부에 있어서의 표면 전위를 계측한다. 계측부(70)는, 예를 들어 XY 스테이지(4)에 설치된 표면 전위 센서일 수 있다. 또한, 이러한 표면 전위 센서는 다른 장소에 장착되어 있어도 상관없다. 예를 들어, 암혹은 스테이 등을 통하여 천장판(9)에 장착되어 있어도 된다.

광원(16)은, 콜리메이터 렌즈(17)를 통해서, 임프린트재(60)를 감광시키기 위한 자외광을 조사한다. 임프린트재 공급 장치인 디스펜서(18)는, 기판(1)의 표면에 임프린트재(60)를 공급한다. 빔 스플리터(20)는, 광원(16)의 광로 중에 배치되고, 광원(16)으로부터의 광의 일부를 촬상계(21)로 유도한다. 촬상계(21)는, 형(10)의 임프린트재(60)의 접촉 상태를 관찰하기 위해서 사용된다. 또한, 형 척(11) 및 임프린트 헤드(12)는, 광원(16)으로부터 조사되는 광을 형(10)에 통과시키는 개구(도시되지 않음)를 각각 갖는다.

제전부(30)는, 형(10)의 제전을 행한다. 제전부(30)는 예를 들어, 임프린트 헤드(12)에 마련된, 제전용 기체를 공급하는 기체 공급 노즐을 포함할 수 있다. 제전용 기체는, 전자에 대한 평균 자유 공정이 공기보다도 긴 기체를 포함할 필요가 있다. 제전용 기체로서는, 구체적으로는, 단 원자 분자인 희가스가 바람직하지만, 특히, 희가스 중에서도 가장 긴 평균 자유 공정을 갖는 헬륨(He)이 바람직하다. 전계 중에 존재하는 전자는, 전계에 의해 양극측으로 운반되고, 그 도중에 기체 분자에 충돌한다. 이 때, 전자가 충분히 가속되어 기체의 전리 전압 이상의 에너지를 갖고 기체 분자에 충돌하면 전리가 일어나, 전자-양이온 쌍이 생성된다. 여기서 생성된 전자도 전계로 가속되어, 기체 분자를 전리시킨다. 이와 같이, 전리가 차례 차례로 일어남으로써 대량인 전자-양이온 쌍이 생성되는 현상을 전자 눈사태라고 칭한다. 전자에 대한 평균 자유 공정이 긴 기체는, 가속 중의 전자가 도중에 기체 분자에 충돌하지 않고, 고에너지 상태까지 가속된다. 따라서, 전자에 대한 평균 자유 공정이 긴 기체는, 공기와 비교하여, 낮은 전계 중이라도 전자 눈사태가 일어나기 쉽고, 형(10)에 큰 전압이 축적되기 전에 제전할 수 있다.

제어부(80)는, 임프린트 장치(100)의 동작을 통괄적으로 제어한다. 제어부(80)는, 예를 들어 CPU(81) 및 메모리(82)를 포함하는 컴퓨터로 구성될 수 있다. 그리고, 이하에 기재된 바와 같이, 제어부(80)는, 제전부(30)에 의해 형(10)의 제전을 행할 타이밍을 결정하는 처리부로서 기능할 수 있다.

또한, 제전부(30)는, 이러한 헬륨을 공급하는 것에 한정되지 않고, 다른 타입의 제전부를 사용해도 된다. 예를 들어, 제전부(30)는, 연 X선을 형(10)에 조사하는, 소위 이오나이저여도 된다. 혹은, 제전부(30)는, α선을 형(10)에 조사하는 제전 장치여도 된다. 또한, 도 1의 예에서는, 제전부(30)는 임프린트 헤드(12)에 장착되어 있지만, 별도의 장소, 예를 들어 천장판(9)이나 XY 스테이지(4)에 마련되어도 된다.

도 2는, 임프린트 장치(100)에 의한, 제1 기판으로서의 기판(1)에 대한 임프린트 처리 및 형(10)의 제전 처리의 흐름도이다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「제1 기판」이란, 1로트 내에서 최초로 처리되는 기판, 장치 기동 시에 최초로 처리되는 기판 등, 소정의 처리 단위에 있어서 최초로 처리되는 기판을 의미한다. 또한, 「제2 기판」이란, 제1 기판과는 다른 기판을 의미한다.

먼저, 제어부(80)는, XY 스테이지(4)를 제어하여, 기판(1)의 샷 영역이 디스펜서(18)에 의한 임프린트재의 공급이 행해지는 위치에 오도록 기판(1)을 반송한다(S1). 다음에, 제어부(80)는, 디스펜서(18)를 제어하고, 기판(1)의 샷 영역에 임프린트재를 공급한다(S2). 다음에, 제어부(80)는, XY 스테이지(4)를 제어하여, 기판(1)의 샷 영역이 형(10)의 패턴부 밑에 오도록 기판(1)을 반송한다. 그 후, 제어부(80)는, 임프린트 헤드(12)(액추에이터(15))를 제어하여, 형 척(11)의 Z 방향의 높이와 기울기를 조정하고, 형(10)의 패턴부와 기판(1)의 샷 영역의 위치 정렬을 행한다(S3).

계속해서, 제어부(80)는, 임프린트 헤드(12)(액추에이터(15))를 제어하여, 형(10)을 하강시켜 기판(1)의 샷 영역 상의 임프린트재(60)에 접촉시킨다(S4). 이 접촉에 의해, 임프린트재(60)는 형(10)의 패턴부에 형성되어 있는 홈에 충전된다. 형 척(11) 또는 임프린트 헤드(12)에는, 복수의 로드셀(도시되지 않음)이 장착되어 있고, 제어부(80)는, 이들 로드셀의 값에 기초하여, 형(10)의 임프린트재(60)에의 압박력이 소정값이 되도록, 임프린트 헤드(12)를 제어한다. 이 제어에 의해, 형(10)의 압박력이 조정된다(S5, S6).

형(10)의 압박력이 조정된 후, 제어부(80)는, 광원(16)에 자외광을 발생시킨다(S7). 광원(16)으로부터의 자외광은, 콜리메이터 렌즈(17), 빔 스플리터(20)를 통하여 형(10)을 통과하고, 임프린트재(60)에 입사된다. 이렇게 자외선을 조사한 임프린트재(60)는 경화된다. 경화된 임프린트재(60)에는, 형(10)의 패턴의 반전 패턴이 형성되게 된다.

자외선의 조사가 개시되고 나서 임프린트재(60)가 경화하는 것으로서 미리 정해진 시간이 경과한 후, 제어부(80)는, 임프린트 헤드(12)를 제어하여 형(10)을 상승시켜, 경화된 임프린트재(60)으로부터 형(10)을 분리한다(이형)(S8).

여기까지가, 하나의 샷 영역에 대한 임프린트 처리(샷)이지만, 이 이형 시에형(10)이 대전되는 박리 대전이 생길 수 있다. 제전부(30)에 의해 형(10)의 제전을 행함으로써, 박리 대전을 해소할 수 있다. 그러나, 이 제전부(30)에 의한 제전을 임프린트 처리마다 실행할 경우에는 스루풋이 저하된다. 나아가, 제전부(30)에 의한 제전을 임프린트 처리마다 실행할 경우에는, He의 소비량도 증대하게 된다. 또한, 계측부(70)로 형(10)의 표면 전위를 계측하는 것도 스루풋 저하의 요인이 될 수 있다. 따라서, 본 실시 형태에서는, 형의 제전 성능을 유지할 수 있는 범위에서, 제전부(30)에 의한 제전 및 계측부(70)에 의한 계측의 횟수를 저감시킨다. 따라서, 본 실시 형태에서는 제전 타이밍을 적절하게 정할 필요가 있다. 형(10)에 대전하는 정전기는, 사용하는 임프린트재나 이형 속도 등의 프로세스 조건에 의해 변동하므로, 프로세스 조건에 적합한 제전 타이밍을 구할 필요가 있다. 본 실시 형태에서는, 이 제전 타이밍을 이하와 같이 하여 결정한다.

S8에서의 이형 후, 제어부(80)는, XY 스테이지(4)를 제어하여, 계측부(70)를 형(10)의 패턴부의 밑으로 이동시켜, 형(10)의 패턴부의 표면 전위를 계측한다(S9). 제어부(80)는, 계측된 표면 전위의 값을 샷 번호 등과 관련지어, 메모리(82)에 기억되어 있는 제전 타이밍 테이블(83)에 기입한다(S10). 도 11에, 제전 타이밍 테이블(83)의 데이터 구조예를 나타낸다. 도 11에 있어서, 제전 타이밍 테이블(83)은, 로트를 식별하는 로트 ID, 기판을 식별하는 기판 ID와, 1매의 기판에 있어서 처리되는 샷 영역의 순서를 나타내는 샷 번호와, 누적 샷수와, 표면 전위와, 제전 플래그의 필드를 갖는다. 여기서, 제전 플래그는, 그 샷에서 형(10)의 제전을 행할지 여부를 나타내는 플래그이다. 예를 들어, 제전 플래그가 0이면, 그 샷에서는 제전은 행하지 않고, 제전 플래그가 1이면 그 샷에서 제전을 행해야 하는 것을 나타내고 있다. 이 시점에서는, 제전 플래그는 모두 0으로 초기화되어 있다.

제어부(80)는, 계측된 표면 전위가 소정값 이하인지 여부를 판정한다(S11). 소정값은, 사전 시험에 의해, 형(10)의 표면 전위가 이 이하에서는 형(10)에 이물이 부착될 가능성은 낮은 것으로서 허용되는 상한의 값으로 설정되어 있다. 계측된 표면 전위가 소정값 이하인 경우는, 제어부(80)는, XY 스테이지(4)를 제어하고, 다음 샷 영역이 디스펜서(18)에 의한 임프린트재의 공급이 행해지는 위치에 오도록 기판을 반송한다(S12). 한편, 계측된 표면 전위가 소정값을 초과하는 경우는, 제어부(80)는, S12 이전에, 제전부(30)를 제어하고, 형(10)의 제전을 행한다(S13). 본 실시 형태에서는, 형(10)의 제전 방법으로서 He를 공급하는 방법을 사용하고 있고, S13에서는, 도 1에 도시된 바와 같이, 제전부(30)는 He를 형(10)을 향하여 공급한다. 이에 의해 형(10)에 대전된 정전기를 제거할 수 있다.

그 후, 제어부(80)는, 모든 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 종료되었는지를 판정한다(S14). 모든 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 종료되지 않았으면, S2로 되돌아가서 다음 샷 영역에 대한 처리가 행하여진다. 모든 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 종료된 경우는, 제어부(80)는, XY 스테이지(4)를 제어하고, 기판(1)을 소정의 위치로 이동하여(S15), 기판(1)에 대한 패턴 전사가 종료된다. 이상의 처리에 의해, 제작된 제전 타이밍 테이블(83)은 적어도, 제1 기판에 대해 임프린트 처리가 복수회 행해지는 동안에 있어서의 임프린트 처리의 횟수와 형의 표면 전위의 관계를 나타내는 대전 특성을 나타내고 있다.

이렇게 해서, 제어부(80)는, 임프린트 처리가 행하여질 때마다 계측부(70)에 의해 형(10)의 표면 전위를 계측하는 것과, 계측된 표면 전위가 소정값을 초과한 경우는 제전부(30)에 의해 형(10)의 제전을 행하는 것을, 제1 기판의 복수의 샷 영역에서 반복한다. 이에 의해, 형(10)의 대전 특성이 취득된다.

그 후, 제어부(80)는, 제전 타이밍 테이블(83)에 기술되어 있는 형(10)의 표면 전위의 계측 결과에 기초하여 제전을 행할 타이밍을 결정하고, 제전 타이밍 테이블(83)을 갱신한다(S16). 도 4는, S16에 있어서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도이다. 이 처리는, 제전 타이밍 테이블(83)에 있어서의, 각 샷의 표면 전위의 값을 순차 검사하여 제전을 행해야 할 샷을 특정하는 처리를 포함한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 제전 타이밍 테이블(83)로부터, 현재 착안하고 있는 샷 번호에 대응하는 형(10)의 표면 전위가 소정값 이하인지 여부를 판정한다(S201). 여기서, 형(10)의 표면 전위가 소정값 이하인 경우는, 착안하는 샷 번호를 다음 샷 번호로 하여 S201을 반복한다. 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과하는 경우, 제어부(80)는, S202에서, 현재 착안하고 있는 샷 번호의 제전 플래그를 「1」로 한다(S202). 그 후, 제어부(80)는, 현재 착안하고 있는 샷 번호가 최후인지 여부를 판단한다. 현재 착안하고 있는 샷 번호가 최후가 아니면, 착안하는 샷 번호를 다음 샷 번호로 해서, S201로 되돌아가서 처리를 반복한다.

이렇게 하여 S16의 처리에 있어서는, 대전 특성에 기초하여, 형의 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷 번호의 제전 플래그를 1로 하도록, 제전 타이밍 테이블(83)이 갱신된다. 또한, 제전 타이밍 테이블(83)은, 임프린트 장치(100)의 콘솔 화면(도시되지 않음)을 통하여 작성하는 것도 가능하다. 또한, 작성된 제전 타이밍 테이블(83)은, 다른 임프린트 장치에 전송(출력)하는 것도 가능하다. 그 때문에, 예를 들어 제어부(80)는 이러한 대전 특성의 정보인 제전 타이밍 테이블(83)을 출력하는 출력부를 구비하고 있어도 된다.

제어부(80)는, 이 제전 타이밍 테이블(83)에 기술된 샷 번호와 제전 플래그에 기초하여, 제2 기판에 대해 임프린트 처리를 행할 때의 제전 타이밍을 결정할 수 있다. 즉 제어부(80)는, 제1 기판에 있어서의 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과했을 때의 샷 영역과 샷 레이아웃에 있어서 동일 위치의 제2 기판의 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행하여질 때를, 제전을 행할 타이밍으로서 결정할 수 있다. 이 처리를 도 3을 참조하여 이하에서 상세하게 설명한다.

제2 기판에 대한 임프린트 처리 및 형(10)의 제전 처리를 설명한다. 상기한 바와 같이 제1 기판에 대해서는, 샷마다 형(10)의 표면 전위를 계측했지만, 제2 기판에 대해서는, 제1 기판의 처리에 있어서 제작된 제전 타이밍 테이블(83)에 기초하여, 형(10)의 표면 전위의 계측을 행하지 않고 특정한 샷만으로 제전을 행한다. 먼저, 콘솔 화면의 조작 등에 응답하여, 제전 타이밍 테이블(83)이 임프린트 장치(100)에 입력된다. 제전 타이밍 테이블(83)은, 상기한 처리에 의해 임프린트 장치(100)로 생성된 것이어도 되고, 별도의 임프린트 장치로 생성된 것이어도 된다. 또한, 임프린트 장치(100)에 의해 자동으로 제작된 것이 아니고, 실험 등에 의해 수동으로 생성된 것이어도 된다.

도 3은, 임프린트 장치(100)에 의한, 제2 기판인 기판(1)에 대한 임프린트 처리 및 형(10)의 제전 처리의 흐름도이다. 도 3의 흐름도에서는, 도 2의 흐름도와 비교하여, S9, S10 및 S16이 생략되고, S11 대신 S111이 마련되어 있다. S111에서는, 제어부(80)는, 제전 타이밍 테이블(83)에 기초하여, 제전의 타이밍이 도래한 것인지 여부를 판정한다. 구체적으로는, 제어부(80)는, 제전 타이밍 테이블(83)에 있어서, 처리 대상의 샷 영역의 샷 번호의 제전 플래그가 1이면, 제전 타이밍이라고 판정한다. 여기서, 제어부(80)는, 제전 타이밍이라고 판정했을 때는, 제전부(30)에 의해 형(10)의 제전을 행한다. 그렇지 않으면 제전은 행하지 않는다. 이렇게 해서, 제어부(80)는, 예를 들어 임프린트 처리의 횟수와 형의 제전을 행할 타이밍의 관계에 기초하여, 형의 제전을 행하도록 제전부(30)를 제어한다. 이와 같이, 제2 기판에 있어서는, 제1 기판일 때와 같이 계측부(70)에 의한 계측을 매회 행할 필요가 없다. 이에 의해, 스루풋이 향상된다. 또한, 제전은, 임프린트 처리가 소정 횟수 행하여질 때마다 1회 행해질 뿐이므로, 종래와 같이 제전을 임프린트 처리시 마다 행하는 경우에 비하여, 스루풋이 향상될 뿐만 아니라, He의 소비량을 삭감할 수도 있다.

또한, 제전 타이밍이 1매의 기판이나 1로트(후프)를 넘어버리는 경우도 있을 수 있다. 그러한 경우는, 이전회의 제전으로부터의 임프린트 처리 횟수를 다음 기판에 이어받게 하면 된다. 또는, 1매의 기판 또는 1로트(후프)마다, 임프린트 처리 횟수를 리셋해도 된다. 단 그 경우는, 소정의 샷 영역(예를 들어, 1매의 기판의 최종 샷 영역 또는 1로트의 최종 기판의 최종 샷 영역)으로, 형(10)의 제전도 행할 필요가 있다.

그런데, 임프린트 장치에는, 예를 들어 형(10)의 패턴부에의 임프린트재(60)의 충전을 촉진하기 위해서 형(10)과 기판 상의 임프린트재(60) 사이의 공간에 퍼지 가스를 공급하는 구성이 별도 마련될 수 있다. 이 때의 퍼지 가스에도 헬륨이 사용될 수 있다. 이 퍼지 가스로서의 헬륨이 형(10)의 패턴부 및 그의 주변의 공간에 잔존하면, 제전 타이밍에 영향을 미치고, 제전 타이밍을 일정 시간 간격으로 해서는 부적당해지는 것도 생각된다. 바꾸어 말하면, 임프린트 처리의 횟수에 대한 형의 제전 빈도는, 임프린트 처리의 누적 횟수에 따라 변화할 수 있다. 예를 들어, 임프린트 처리의 횟수와 형의 제전을 행할 타이밍의 관계는, 임프린트 처리의 누적 횟수가 증가되면, 임프린트 처리의 횟수에 대한 형의 제전 빈도가 높아지는 관계일 수 있다. 상술한 실시 형태에서는, 제1 기판에 형성된 복수의 샷 영역의 모두에 관한 대전 특성을 취득하고, 모든 샷 영역에 대해 제전 플래그를 설정한다. 따라서, 제전 타이밍이 퍼지 가스의 영향 등에 의해 일정 주기가 되지 않는 경우에 특히 유효하다.

<제2 실시 형태>

도 2에 도시된 예에서는, 제1 기판의 복수의 샷 영역의 모두에 있어서 형(10)의 표면 전위를 계측하고, 전체 샷 영역에 관한 대전 특성을 취득하는 것이었다. 이에 비해 제2 실시 형태에서는, 가일층 스루풋의 향상을 도모하기 위해서, 제1 기판의 복수의 샷 영역 중의 일부의 샷 영역에 관한 대전 특성이 취득된다. 예를 들어, 복수의 샷 영역에 대해 미리 정해진 임프린트 처리순에 있어서의 처음부터 소정수의 샷 영역에 대해 대전 특성이 취득된다. 제어부(80)는, 이 대전 특성에 기초하여, 표면 전위의 증가 경향을 추정하고, 제전 타이밍을 결정한다. 이하, 구체예를 나타낸다.

도 5는, 본 실시 형태에서의, 제1 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도이다. 도 5의 흐름도는, 도 2의 흐름도와 비교하여, S8과 S9의 사이에 S114가 마련되어 있다. S114에서는, 제어부(80)는, 소정의 샷수의 임프린트 처리가 종료되었는지 여부를 판정한다. 소정의 샷수의 임프린트 처리가 종료되지 않은 경우는, S9로 진행하고, 소정의 샷수의 임프린트 처리가 종료된 경우는, S12에 진행한다. 또한, 도 5에서는, S16 대신 S116이 마련되어 있다. S116은, 소정의 샷수까지의 제전 타이밍 테이블(83)로부터 제전 타이밍을 생성하는 스텝이다.

도 6은, S116에 있어서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도이다. 여기에서는, 제어부(80)는, 임프린트 처리순에 있어서의 처음부터 소정수의 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행하여질 때의 대전 특성에 기초하여, 제2 기판에 대해 임프린트 처리를 행할 때에 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷 영역을 추정한다. 그리고 제어부(80)는, 그 추정된 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행하여질 때를, 형(10)의 제전을 행할 타이밍으로서 결정한다. 예를 들어, 제어부(80)는, 소정의 샷수에 관한 대전 특성이 기술된 제전 타이밍 테이블(83)에 기초하여, 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과할 때까지의 샷수(임프린트 처리 횟수)를 추정한다(S301). 예를 들어, 도 7에 나타내는 바와 같이, 소정의 샷 영역까지의 형의 표면 전위의 변화를 선형 근사 또는 다항식 근사시켜, 외삽에 의해, 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷수를 추정한다. 계속해서, 추정된 샷수마다 제전 타이밍 테이블(83)의 제전 플래그를 「1」로 한다(S302). 이에 의해, 전체 샷에서 형의 표면 전위의 계측을 행하지 않고, 제전 타이밍 테이블(83)을 생성할 수 있고, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

<제3 실시 형태>

본 실시 형태는, 제1 기판의 복수의 샷 영역 중의 일부의 샷 영역에 관한 대전 특성으로부터, 제2 기판에 대해 임프린트 처리를 행할 때에 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷 영역을 추정하는 제2 실시 형태의 변형예이다.

도 8은, 본 실시 형태에서의, 제1 기판에 대한 임프린트 처리 및 형의 제전 처리의 흐름도이다. 도 8의 흐름도는, 도 2의 흐름도와 비교하여, S9의 이전에, S200의 처리가 추가되어 있다. S200에서는, 제어부(80)는 현재 착안되어 있는 샷이 소정의 계측 대상의 샷인지 여부를 판정하고 있다. 여기에서 소정의 계측 대상의 샷이라고 판정된 경우에만, S9, S10, S11 및 S13의 처리가 행하여진다. 이와 같이, 이 예에서는, 형의 표면 전위의 계측을, 전체 샷 영역에서 행하는 것이 아니고, 미리 정해진 임프린트 처리순에 있어서의 소정수 간격의 샷 영역의 집합에 대해 행한다. 또한, 도 5에서는, S16 대신 S216이 마련되어 있다.

도 9는, S216에 있어서의 제전 타이밍을 결정하는 처리의 흐름도이다. 여기서 제어부(80)는, 임프린트 처리순에 있어서의 소정수 간격의 샷 영역의 집합에 대해 임프린트 처리가 행하여질 때의 대전 특성에 기초하여, 제2 기판에 대해 임프린트 처리를 행할 때에 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷 영역을 추정한다. 그리고 제어부(80)는, 그 추정된 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행하여질 때를, 형(10)의 제전을 행할 타이밍으로서 결정한다. 예를 들어, 제어부(80)는, 상기 소정수 간격의 샷 영역의 집합에 대한 임프린트 처리에 관한 대전 특성이 기술된 제전 타이밍 테이블(83)에 기초하여, 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과할 때까지의 샷수를 추정한다(S401). 예를 들어, 도 10에 도시하는 바와 같이, 상기 소정수 간격의 샷 영역의 집합에 대해 임프린트 처리가 행하여졌을 때에 계측된 표면 전위의 변화를 선형 근사 또는 다항식 근사시켜, 내삽에 의해, 형(10)의 표면 전위가 소정값을 초과하는 샷수를 추정한다. 계속해서, 추정된 샷수마다 제전 타이밍 테이블(83)의 제전 플래그를 「1」로 한다(S402). 이에 의해, 전체 샷의 이형을 행할 때마다 표면 전위의 계측을 행하지 않고, 제전 타이밍 테이블(83)을 생성할 수 있고, 스루풋을 향상시킬 수 있다.

또한, 제전 타이밍 테이블(83)의 생성 방법은, 상기와 같은 임프린트 장치(100)을 사용한 자동에 의한 생성 방법뿐만 아니라, 수동에 의한 실험 결과나, 시뮬레이션에 의한 예측, 혹은, 경험치를 사용하여 생성하는 방법도 있을 수 있다.

<물품 제조 방법의 실시 형태>

임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로, 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 불휘발성 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형으로는, 임프린트용 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.

다음에, 도 12를 참조하여, 물품의 제조 방법에 대해 설명한다. 공정 SA에서는, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯 방법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적형으로 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 나타내고 있다.

공정 SB에서는, 임프린트용 형(4z)을, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해, 대향시킨다. 공정 SC에서는, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 형(4z)을 접촉시켜, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 형(4z)과 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용 에너지로서 광을 형(4z)을 통하여 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.

공정 SD에서는, 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 있어, 즉, 임프린트재(3z)에 형(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다.

공정 SE에서는, 경화물의 패턴을 내에칭형으로서 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 없거나 혹은 얇게 잔존한 부분이 제거되어, 홈(5z)이 된다. 공정 SF에서는, 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.

(그밖의 실시 형태)

본 발명은 상술한 실시 형태의 하나 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고, 그 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 있어서의 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 판독하여 실행하는 처리로도 실현 가능하다. 또한, 하나 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실현 가능하다.

1: 기판
10: 형
30: 제전부
70: 계측부
80: 제어부
100: 임프린트 장치

Claims (14)

1. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시켜, 해당 경화된 임프린트재와 상기 형을 분리함으로써 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며,
   상기 형의 제전을 행하는 제전부와,
   상기 임프린트 처리를 반복하여 행하였을 때의 상기 형의 표면 전위를 상기 임프린트 처리의 횟수에 대응지어 저장한 데이터를 사용하여, 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행할 타이밍을 결정하는 처리부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 형의 표면 전위를 계측하는 계측부를 추가로 구비하고,
   상기 처리부는, 상기 임프린트 처리가 행하여질 때마다 상기 계측부에 의해 상기 형의 표면 전위를 계측하는 것과, 해당 계측된 표면 전위가 소정값을 초과한 경우는 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행하는 것을, 제1 기판의 복수의 샷 영역에서 반복함으로써, 상기 데이터를 취득하는
   것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
3. 제2항에 있어서, 상기 처리부는, 상기 취득된 데이터에 기초하여, 상기 제1 기판에 있어서의 상기 표면 전위가 상기 소정값을 초과했을 때의 샷 영역과 샷 레이아웃에 있어서 동일 위치의 상기 제1 기판과는 다른 제2 기판의 샷 영역에 대해 상기 임프린트 처리가 행하여질 때를, 상기 형의 제전을 행할 타이밍으로서 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 형의 표면 전위를 계측하는 계측부를 추가로 구비하고,
   상기 처리부는, 상기 임프린트 처리가 행하여질 때마다 상기 계측부에 의해 상기 형의 표면 전위를 계측하는 것과, 해당 계측된 표면 전위가 소정값을 초과한 경우는 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행하는 것을, 제1 기판의 복수의 샷 영역 중의 일부의 샷 영역에 있어서 반복함으로써, 상기 일부의 샷 영역에 관한 상기 데이터를 취득하는
   것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 일부의 샷 영역은, 상기 복수의 샷 영역에 대해 미리 정해진 임프린트 처리순에 있어서의 처음부터 소정수의 샷 영역이며,
   상기 처리부는, 상기 소정수의 샷 영역에 대해 상기 임프린트 처리가 행하여질 때의 상기 데이터에 기초하여, 상기 제1 기판과는 다른 제2 기판에 대해 상기 임프린트 처리를 행할 때에 상기 표면 전위가 상기 소정값을 초과하는 샷 영역을 추정하고, 해당 추정된 샷 영역에 대해 상기 임프린트 처리가 행하여질 때를, 상기 형의 제전을 행할 타이밍으로 결정하는
   것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
6. 제4항에 있어서, 상기 일부의 샷 영역은, 상기 복수의 샷 영역에 대해 미리 정해진 임프린트 처리순에 있어서의 소정수 간격의 샷 영역의 집합이며,
   상기 처리부는, 상기 소정수 간격의 샷 영역의 집합에 대해 상기 임프린트 처리가 행하여질 때의 상기 데이터에 기초하여, 상기 제1 기판과는 다른 제2 기판에 대해 상기 임프린트 처리를 행할 때에 상기 표면 전위가 상기 소정값을 초과하는 샷 영역을 추정하고, 해당 추정된 샷 영역에 대해 상기 임프린트 처리가 행하여질 때를, 상기 형의 제전을 행할 타이밍으로 결정하는
   것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
7. 제2항에 있어서, 상기 취득한 데이터의 정보를 출력하는 출력부를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
8. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시켜, 해당 경화된 임프린트재와 상기 형을 분리함으로써 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며,
   상기 형의 제전을 행하는 제전부와,
   상기 임프린트 처리를 반복하여 행하였을 때의 상기 형의 표면 전위를 상기 임프린트 처리의 횟수에 대응지어 저장한 데이터를 사용하여 취득된, 상기 임프린트 처리의 횟수와 상기 형의 제전을 행할 타이밍의 관계에 기초하여, 상기 형의 제전을 행하도록 상기 제전부를 제어하는 제어부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 임프린트 처리의 횟수에 대한 상기 형의 제전의 빈도는, 상기 임프린트 처리의 누적 횟수에 따라 변화되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
10. 제8항에 있어서, 상기 임프린트 처리의 횟수와 상기 형의 제전을 행할 타이밍의 상기 관계는, 상기 임프린트 처리의 누적 횟수가 증가되면, 상기 임프린트 처리의 횟수에 대한 상기 형의 제전의 빈도가 높아지는 관계인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
11. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시키는 접촉 공정과,
    상기 접촉 공정에 의해 상기 기판 상의 상기 임프린트재에 상기 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시키는 경화 공정과,
    상기 경화된 임프린트재와 상기 형을 분리하는 이형 공정과,
    상기 접촉 공정, 상기 경화 공정, 및 상기 이형 공정을 포함하는 임프린트 처리를 반복하여 행하였을 때의 상기 형의 표면 전위를 상기 임프린트 처리의 횟수에 대응지어 저장한 데이터를 사용하여, 상기 형의 제전을 행할 타이밍을 결정하는 결정 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
12. 기판 상의 임프린트재에 형을 접촉시키는 접촉 공정과,
    상기 접촉 공정에 의해 상기 기판 상의 상기 임프린트재에 상기 형을 접촉시킨 상태에서 해당 임프린트재를 경화시키는 경화 공정과,
    상기 경화된 임프린트재와 상기 형을 분리하는 이형 공정과,
    상기 접촉 공정, 상기 경화 공정, 및 상기 이형 공정을 포함하는 임프린트 처리를 반복하여 행하였을 때의 상기 형의 표면 전위를 상기 임프린트 처리의 횟수에 대응지어 저장한 데이터를 사용하여 취득된, 상기 이형 공정의 횟수와 상기 형의 제전을 행할 타이밍의 관계에 기초하여, 상기 형의 제전을 행하는 제전 공정
    을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
13. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정
    을 갖고, 상기 가공된 기판으로부터 물품을 제조하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.
14. 제1항에 있어서,
    상기 처리부는, 상기 기판의 복수의 샷 영역에 대해 행하는 상기 임프린트 처리에 있어서, 상기 형의 표면 전위가 허용 범위를 초과하는 샷 영역을 특정하고, 특정한 샷 영역에 대응하여 상기 제전부에 의해 상기 형의 제전을 행하도록 결정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.

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