KR102501462B1 - 임프린트 장치를 관리하는 방법, 임프린트 장치, 평탄화층 형성 장치를 관리하는 방법, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 임프린트 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와, 상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내부에서 유동하는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하는 임프린트 장치를 관리하는 방법이 제공된다. 상기 방법은 임프린트 처리의 실행 동안 챔버 내부에 테스트 기판을 유지하는 유지 단계와, 유지 단계 후에 처리부에 의해 테스트 기판에 대해 임프린트 처리를 실행함으로써 테스트 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 형성 단계와, 형성 단계에서 테스트 기판에 형성된 층을 검사하는 검사 단계와, 검사 단계에서 취득된 검사 결과에 기초하여 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 판단 단계를 포함한다.

Description

임프린트 장치를 관리하는 방법, 임프린트 장치, 평탄화층 형성 장치를 관리하는 방법, 및 물품 제조 방법{METHOD OF MANAGING IMPRINT APPARATUS, IMPRINT APPARATUS, METHOD OF MANAGING PLANARIZED LAYER FORMING APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}

본 발명은, 임프린트 장치의 관리 방법, 임프린트 장치, 평탄화층 형성 장치의 관리 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 리소그래피 기술의 하나로서 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성하는 임프린트 기술이 실용화되고 있다. 임프린트 기술에서는, 광을 사용하여 임프린트재를 경화시키는 광경화법이 제안되어 있다. 이 방법에서는, 기판 상의 임프린트재에 몰드를 접촉시키고, 이 상태에서 임프린트재에 광을 조사함으로써 임프린트재를 경화시킨다. 그후, 몰드는 경화된 임프린트재로부터 분리된다.

이러한 임프린트 처리가 실행되는 공간은 클린 챔버에 형성된다. 클린 챔버의 내부는 화학적 불순물이 케미컬 필터를 사용하여 제거되도록 공조를 행함으로써 관리된다. 케미컬 필터의 불순물 제거 성능은 사용됨에 따라 저하되고, 필터는 그 수명의 끝에 도달한다. 불순물 제거 성능이 저하된 상태로 케미컬 필터를 교환하지 않고 계속 사용하는 경우, 기판 표면은 불순물로 오염될 것이다. 이는 임프린트재의 유동성을 저해하여, 임프린트재가 기판과 몰드 사이에 균일하게 충전되지 않아 패턴 결함의 발생을 초래한다.

따라서, 케미컬 필터는 적절한 시기에 교환할 필요가 있다. 케미컬 필터를 정기적으로 교환하는 경우에는, 필터가 수명의 끝에 도달하기 전에 교환되어 폐기된다. 따라서, 불순물의 농도를 측정하고 그 측정 결과에 기초하여 교환 시기를 판단하는 것이 생각된다(예를 들어, 일본 특허 공개 제9280640호). 이 경우, 일반적으로 샘플 가스를 포집하여 분석하지만, 분석에는 장시간이 걸리고 분석 비용이 증가한다. 그러므로, 노광 장치에서는, 렌즈나 미러 등의 광학 부품의 포깅(fogging)을 정기적으로 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 교환 시기를 판단한다.

그러나, 임프린트 장치에서는, 임프린트재를 경화시키기 위해서 사용되는 광원의 파장은 KrF 레이저 또는 ArF 레이저의 파장보다 길고, 에너지는 작다. 그러므로, 광학 부품의 포깅이 발생하기 어렵고, 그래서 포깅의 계측에 의해 케미컬 필터의 열화를 판단하는 것은 곤란하다.

본 발명은, 예를 들어 임프린트 장치에서 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 매우 정확하게 판단하기 위한 유리한 기술을 제공한다.

본 발명은 그 일 양태에서 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 임프린트 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와, 상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내에서 유동하는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하는 임프린트 장치를 관리하는 방법을 제공하며, 상기 방법은, 상기 임프린트 처리의 실행 동안 상기 챔버 내에 테스트 기판을 유지하는 단계와; 상기 유지 단계 후에 상기 처리부에 의해 상기 테스트 기판 상에 상기 임프린트 처리를 실행함으로써 상기 테스트 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 단계와; 상기 형성 단계에서 상기 테스트 기판에 형성된 상기 층을 검사하는 단계와; 상기 검사 단계에서 취득된 검사 결과에 기초하여 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 유지부의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 기판에 미충전 결함이 발생하는 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치의 관리 방법의 흐름도이다.
도 5는 제2 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 6은 제3 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 종래의 평탄화층 형성 장치에 의한 처리를 설명하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 제4 실시형태에 따른 평탄화층 형성 장치에 의한 처리를 설명하는 도면이다.
도 9는 다른 실시형태에 따른 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.

본 발명의 다양한 예시적인 실시형태, 특징 및 양태를 도면을 참고하여 이하에서 상세하게 설명한다.

본 발명의 실시형태를 첨부의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 본 발명의 구체적인 실시예일뿐이며, 본 발명은 이하의 실시형태로 한정되지 않는다. 실시형태에서 설명되는 특징의 조합 모두가 본 발명의 과제를 해결하기 위해 필수적인 것은 아니다.

먼저, 실시형태에 따른 임프린트 장치의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여하며, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.

임프린트재로서는, 경화 에너지를 받는 것에 의해 경화하는 경화성 조성물(미경화 수지라 칭하기도 함)이 사용된다. 경화 에너지의 예는 전자기파, 열 등이다. 전자기파는 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광이다. 전자기파의 예는 적외선, 가시광선 및 자외선일 수 있다. 경화성 조성물은 광 조사 혹은 가열에 의해 경화하는 조성물일 수 있다. 이들 조성물 중, 광 조사에 의해 경화하는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성화합물과 광중합 개시제를 함유하지만, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급부에 의해, 액적 형태, 혹은 복수의 액적이 연결됨으로써 획득되는 섬 또는 필름 형태로 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 있을 수 있을 수 있다. 필요에 따라, 기판과 상이한 재료로 이루어지는 부재가 기판의 표면에 형성될 수 있다. 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼 및 실리카 유리일 수 있다.

<제1 실시형태>

도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(10)의 구성을 도시하는 도면이다. 본 명세서 및 첨부 도면에서, 기판(W)의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로 하는 X-Y-Z 좌표계에서 방향을 나타낸다는 것에 유의한다. 본 실시형태에서, 임프린트 장치(10)는 임프린트재 경화법으로서, 자외선의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 임프린트 장치(10)는 이것으로 한정되지 않고, 예를 들어 열경화성 임프린트재를 사용하고 이것을 가열에 의해 경화시키는 열경화법을 채용할 수 있다는 것에 유의한다.

패턴이 형성된 몰드(M)가 몰드 반송계(도시되지 않음)에 의해 반송되고 몰드 헤드(11)에 의해 보유지지된다. 몰드 헤드(11)는, 몰드(M)를 보유지지하는 구동 기구를 포함하고 이것을 Z축 방향으로 구동한다. 몰드 헤드(11)는 또한 몰드(M)를 보유지지하고 이것을 Z축 방향과 다른 방향으로 구동하는 구동 기구를 포함할 수 있다. 몰드(M)는 예를 들어 직사각형 외형을 가지며 자외선을 전달하는 재료(석영 등)로 이루어진다. 기판(W)은, 단결정 실리콘 웨이퍼, SOI(Silicon on Insulator) 웨이퍼, 유리 웨이퍼, 마스크 등을 포함할 수 있다.

기판(W1)은, 반송 장치(26)에 의해 장치 내에 로드되고, 스테이지(12) 상에 보유지지된다. 스테이지(12)는 스테이지 가동 영역(13) 내로 이동가능하다. 디스펜서(41)는, 기판 상에 미경화 임프린트재를 공급하는 임프린트재 공급 장치이다.

경화 장치(5)는, 몰드 헤드(11) 및 몰드(M)를 통해서 기판(W1) 상의 임프린트재에 자외선을 조사해서 임프린트재를 경화시킨다. 처리부(P)는, 몰드 헤드(11) 및 스테이지(12)를 포함하고, 임프린트 처리를 실행한다. 임프린트 처리에서, 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성한다. 더 구체적으로는, 임프린트 처리는, 디스펜서(41)에 의해 기판 상에 미경화 임프린트재를 공급하는 단계, 몰드를 임프린트재와 접촉시키는 단계, 이 상태에서 임프린트재를 경화시키는 단계 및 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하는 단계를 포함한다.

처리부(P)는 챔버(C)에 수납되어 있다. 공조 기능에 의해 챔버(C)의 내부에는 청정한 기체가 상시 공급된다. 도 1에 도시된 예에서는, 챔버(C)에 형성되어 있는 공급구에 분출부(14)가 제공된다. 파티클 필터(도시되지 않음)에 의해 파티클이 제거된 기체가 분출부(14)로부터 챔버(C) 내로 분출된다. 기체는 송풍기(15)에 의해 공기 공급 경로(16) 내로 이동하고 분출부(14)로부터 분출된다. 기체를 냉각하는 냉각기(17), 기체에 포함된 화학적 불순물을 제거하기 위한 케미컬 필터(18), 및 기체를 가열하기 위한 가열기(19)가 공기 공급 경로(16)에 배치된다. 예를 들어, 가열기(19)의 하류측에는 온도 센서(도시되지 않음)가 배치되고, 온도 센서에 의해 검출된 온도가 목표 온도에 도달하도록 가열기(19)가 제어될 수 있다.

배기부(20)는 챔버(C)의 내부를 유동한 기체를 챔버(C)의 외부로 배출한다. 배기부(20)는, 예를 들어 분출부(14)와 대면하도록 배치된다. 배기부(20)로부터 배출된 기체는 배기 경로(21)를 통해서 송풍기(15)의 흡입구에 복귀된다. 배기부(20)와 송풍기(15) 사이의 배기 경로(21)의 도중에는, 제2 케미컬 필터(22)를 통과한 외부 공기가 합류하는 합류부가 제공되어 있고, 이에 의해 불순물 성분이 제거된 외부 공기가 송풍기(15)에 흡입된다.

공기 공급 경로(16)에서의 냉각기(17), 케미컬 필터(18) 및 가열기(19)의 배치 순서는 적절하게 변경될 수 있다는 것에 유의한다. 냉각기(17)는 배기 경로(21)에 배치될 수 있다. 가열기(19)에 관해서는, 복수의 가열기(19)가 직렬로 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 예에서는 순환 경로가 형성되어 있지만, 챔버(C) 내에 분출되는 공조 공기는 모두 외부 공기로부터 흡입될 수 있다. 케미컬 필터(18)는, 챔버(C)의 내부를 유동하는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하며, 그 기능을 발휘하는 한 기체 유동 경로의 어디에도 배치될 수 있다. 케미컬 필터(18)는 공기 공급 경로(16)가 아니고 챔버(C)의 내부에 제공될 수 있다.

본 실시형태에서, 챔버(C)의 내부에는, 임프린트 처리의 실행 중에 테스트 기판(W2)을 유지하는 유지부(24)가 제공된다. 유지부(24)는, 예를 들어 스테이지 가동 영역(13)의 외부에서, 분출부(14)와 처리부(P) 사이의 위치에 제공된다. 또한, 유지부(24)는, 분출부(14)로부터의 기체에 의해 형성되는 기류를 따라 처리부(P)와 정렬된 위치에 제공되는 것이 바람직하다. 이에 의해, 유지부(24)에 유지되는 테스트 기판(W2)을 따라 흐르는 기체의 유속을, 처리부(P)의 스테이지(12)에 보유지지되는 기판(W1)을 따라 흐르는 기체의 유속과 실질적으로 동등하게 할 수 있다. 또한, 유지부(24)는, 분출부(14)로부터 분출되는 기체에 의해 형성되는 기류에 관해서 디스펜서(41)의 상류의 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 이는, 디스펜서(41)의 하류의 위치에 유지부(24)를 배치하는 경우에는, 디스펜서(41)로부터의 임프린트재의 미스트가 기류에 의해 유도될 수 있고 유지부(24)에서의 테스트 기판(W2)에 부착되기 때문이다.

예에서, 챔버(C)의 내부에는, 분출부(14)로부터 분출된 기체를 처리부(P)의 임프린트 공간에 유도하는 공기 유도 판(23)이 제공된다. 유지부(24)는 공기 유도 판(23)에 제공될 수 있다. 도 2는, 공기 유도 판(23)에 제공된 유지부(24)의 구성예를 도시하는 도면이며, 테스트 기판(W2)의 하면측으로부터 본 사시도이다. 공기 유도 판(23)에는, 테스트 기판(W2)의 하면의 외주부를 유지해서 현수하는 복수의 지지 부재(25)가 부착된다. 복수의 지지 부재(25)는, 테스트 기판(W2)에 부딪치는 기체의 유동을 저해하지 않도록 배치된다. 예를 들어, 테스트 기판(W2)의 로드/언로드 방향이 기류를 따른 방향이 되도록 복수의 지지 부재(25)를 배치하는 것이 바람직하다.

반송 장치(26)는, 스테이지(12)에 대해 기판(W1)을 로드/언로드할 수 있으며, 유지부(24)에 대해 테스트 기판(W2)을 로드/언로드할 수 있다. 기판 수납부(27)는, 미처리 또는 처리완료된 기판 및 테스트 기판을 수납한다. 반송 장치(26)는 기판 수납부(27) 내의 기판에 액세스할 수 있도록 구성된다.

검사 장치(6)는, 테스트 기판(W2)의 상에 형성된 임프린트재 패턴의 결함을 검사한다. 검사 장치(6)는, 예를 들어 검사 대상 기판을 주사하면서 조명광을 검사 대상 기판에 조사함으로써, 조명광으로 기판의 전체면을 조사하며 기판의 전체면의 화상을 촬상한다. 조명광이 결합부에 부딪치면 조명광이 산란하기 때문에, 산란을 반영하는 촬상된 화상을 분석함으로써 결함의 위치 및 크기를 평가할 수 있다. 검사 장치(6)는, 임프린트 장치(10)와 독립적인 장치로서 임프린트 장치(10)의 외부에 배치될 수 있다는 것에 유의한다.

제어부(7)는, 임프린트 장치(10)의 상술한 각각의 장치를 제어하며, 임프린트 장치(10)의 동작을 제어한다. 또한, 제어부(7)는, 검사 장치(6)로부터 전송된 촬상 화상을 처리하여 결함의 위치 및 크기를 평가할 수 있다. 제어부(7)는, ASIC 등의 전용 프로세서에 의해 또는 CPU 및 메모리를 포함하는 범용 컴퓨터에 의해 형성될 수 있다.

본 실시형태에 따른 임프린트 장치(10)의 구성은 대략 상술한 바와 같다. 임프린트 장치(10)의 사용에 따라, 케미컬 필터(18)의 불순물 제거 성능은 저하된다. 케미컬 필터(18)의 불순물 제거 성능의 저하로 인해 테스트 기판(W2)의 표면이 불순물에 의해 오염되는 경우, 임프린트재의 미충전에 의한 결함(미충전 결함)이 발생한다. 도 3a 내지 도 3c는 테스트 몰드(블랭크 몰드)를 사용하여 임프린트 처리가 실행될 때 기판에서 미충전 결함이 발생하는 과정을 개략적으로 도시하는 도면이다. 케미컬 필터(18)의 불순물 제거 성능이 저하되면, 기판 상에 불순물이 부착된다. 도 3a는, 임프린트재에 용해되지 않는 불순물(32)이 기판 상에 존재하고 있는 상태에서 디스펜서(41)에 의해 임프린트재(31)가 공급되는 장면을 나타낸다. 도 3a에서, 불순물은 별도의 입자로서 개략적으로 도시되지만, 실제로는 불순물은 기판의 표층에 균등하게 부착된다. 도 3b는, 테스트 몰드(예를 들어, 패턴이 없는 블랭크 몰드)가 기판 상의 임프린트재와 접촉되는 상태를 나타낸다. 패턴이 없는 블랭크 몰드로 임프린트재를 가압함으로써, 임프린트재(31)는 균등하게 퍼진다. 이때, 불순물(32)은 임프린트재(31)에 용해되지 않기 때문에, 불순물은 임프린트재(31)에 의해 눌려서 이동하고 모아진다. 도 3c는, 테스트 몰드와 기판 상의 임프린트재 사이의 접촉에 의해 임프린트재의 충전이 완료된 상태를 나타낸다. 임프린트재에 용해되지 않는 불순물이 모임으로써, 임프린트재의 충전이 저해되고 미충전 결함(33)이 발생한다. 기판 표면에 부착되는 불순물(32)의 양이 많을수록, 임프린트재의 충전 저해의 영향이 커지고, 결과적으로 미충전 결함(33)이 커지는 경향이 있다. 따라서, 케미컬 필터(18)의 상태를 평가하고, 그것을 적절한 시기에 교환할 필요가 있다.

도 4는 본 실시형태에 따른 임프린트 장치를 관리하는 방법의 흐름도이다. 이 관리 방법은 예를 들어 제어부(7)에 의해 제어될 수 있다. 이하에서 설명하는 바와 같이, 이 관리 방법은 양산을 위한 기판을 처리하는 공정과 병렬로 행해질 수 있다.

먼저, S1에서, 테스트 기판(W2)이 반송 장치(26)에 의해 챔버(C) 내로 로드되고 유지부(24)에 보내지며, 테스트 기판(W2)은 유지부(24)에 의해 지지된다. 여기서, 테스트 기판(W2) 상에는 부착층이 미리 도포되는 것으로 한다. 부착층은 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 임프린트재를 공급하기 전에 미리 기판 표면 상에 형성되는 최외표층을 지칭하며, 또한 기판 표면의 평활성을 향상시키는 층을 포함할 수 있다는 것에 유의한다.

이어서, 이하에 설명하는 바와 같이 양산을 위한 기판에 대한 임프린트 처리가 실행된다. S2에서, 몰드(M)는 몰드 반송 시스템(도시되지 않음)에 의해 챔버(C) 내로 로드되고 몰드 헤드(11)에 의해 보유지지된다. 그리고, S3에서, 반송 장치(26)에 의해 기판 수납부(27)로부터 양산용 기판(W1)이 취출되어, 챔버(C)에 로드되고, 스테이지(12) 위에 적재되며, 이에 의해 기판(W1)이 스테이지(12)에 보유지지된다. S4에서, 기판(W1)에 대하여 임프린트 처리가 실행된다. 기판(W1)에 복수의 샷 영역이 형성되는 경우에는, 복수의 샷 영역 각각에 대하여 임프린트 처리가 실행된다. 그 후, 반송 장치(26)에 의해, 임프린트 처리 완료된 기판(W1)이 챔버(C)로부터 언로드되고 기판 수납부(27)에 수납된다. 단계 S3 내지 S5는 복수의 기판에 대해 반복적으로 실행될 수 있다.

상술한 단계 S2 내지 S5 중 적어도 S4에서 임프린트 처리를 실행하는 중에, S6에서 테스트 기판(W2)은 유지부(24)에 보유지지되고 챔버(C)에 유지된다. 테스트 기판(W2)이 챔버(C) 내에 유지되는 동안, 단계 S3 내지 S5가 복수의 기판에 대해 반복적으로 실행될 수 있다. 이렇게 해서, 테스트 기판(W2)은, 임프린트 처리가 실행되는 양산을 위한 기판(W1)과 동일한 환경에 노출된다. 전술한 바와 같이, 이때, 케미컬 필터(18)의 불순물 제거 성능이 저하되면, 양산을 위한 기판(W1) 및 테스트 기판(W2)의 표면은 불순물로 오염되며, 임프린트재의 미충전에 의한 결함 유발 가능성이 증가한다.

예정된 모든 기판에 대해 일련의 임프린트 처리가 완료된 후에, 몰드(M)는 몰드 헤드(11)로부터 제거되고 S7에서 챔버(C)로부터 언로드된다. 이어서, S8에서 테스트 몰드가 챔버(C)로 로드되고, 몰드 헤드(11)에 부착된다. 테스트 몰드는, 예를 들어 패턴이 없는 블랭크 몰드일 수 있다. 또한, S9에서, 반송 장치(26)에 의해 유지부(24)에 적재된 테스트 기판(W2)이 스테이지(12) 위로 반송되어, 테스트 기판(W2)이 스테이지(12)에 보유지지된다. 이어서, S10에서, 테스트 기판(W2)에 대하여 테스트 몰드를 사용한 임프린트 처리(더미 임프린트)가 실행된다. 테스트 기판(W2)에 복수의 샷 영역이 형성되는 경우에는, 복수의 샷 영역 각각에 대하여 더미 임프린트가 실행된다.

그 후, S11에서, 기판(W2)을 보유지지하는 스테이지(12)가 검사 장치(6)의 검사 위치로 이동하고, 검사 장치(6)에 의해 결함 검사가 행해진다. 전술한 바와 같이, 검사 장치(6)는, 예를 들어 테스트 기판(W2)을 주사하면서 테스트 기판(W2)에 조명광을 조사함으로써, 테스트 기판(W2)의 전체면을 조명광으로 조사하며 테스트 기판(W2)의 화상을 촬상한다. 검사 장치(6)에 의해 촬상된 화상은 제어부(7)에 전송된다. 제어부(7)는, 검사 장치(6)에 의해 제공된 검사 결과로서의 화상을 처리하여 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단한다. 제어부(7)는, 예를 들어 화상으로부터 검출된 결함의 수 및 결함의 크기를 평가 항목으로서 평가할 수 있다. 예를 들어, 결함의 수가 미리결정된 수 미만이고 결함의 크기가 미리결정된 크기 미만인 경우, 판단 결과가 판단 기준을 만족하는 것으로 판단하고(S12에서 예), 케미컬 필터(18)의 교환이 불필요한 것으로 판단한다(S13). 한편, 결함의 수가 미리결정된 수보다 크거나 적어도 하나의 결함의 크기가 미리결정된 크기 이상인 경우, 판단 결과는 판단 기준을 만족하지 않는 것으로 판단하고(S12에서 아니오), 케미컬 필터(18)의 교환이 필요한 것으로 판단한다(S14).

S13 또는 S14의 판단 결과는 유저에게 통지되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 판단 결과는 조작 화면(도시되지 않음) 등에 표시된다. 교환의 필요성을 통지함으로써, 케미컬 필터(18)를 교환하도록 유저를 촉구할 수 있다. 또한, 상술한 바와 같은 평가 공정을 정기적으로 실행함으로써, 결함의 수의 증가 경향 및 결함의 크기의 증가 경향에 기초하여 케미컬 필터의 교환 시기를 예측할 수 있다.

<제2 실시형태>

도 5는 제2 실시형태에 따른 임프린트 장치(10)의 구성을 도시하는 도면이다. 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호로 나타내고, 그에 대한 설명은 생략한다.

도 1에서는 유지부(24)가 챔버(C)의 내부에 제공되어 있었지만, 도 5에서는 유지부(28)가 챔버(C)의 외부에 제공된다. 도 5에 도시된 임프린트 장치(10)는, 공기 공급 경로(16)로부터 분기하는 공기 공급 경로(32)를 포함하고, 공기 공급 경로(32)의 선단은 유지부(28)의 공급구에 제공된 분출부(30)에 연결된다.

유지부(28)의 분출부(30)와 대면하는 측에는, 배기부(31)가 제공된다. 배기부(31)에 연결된 배기 경로(33)는 배기 경로(21)에 합류한다. 이 구성에 의해, 배기부(31)로부터 배출된 기체는 배기 경로(33) 및 배기 경로(21)를 통해서 송풍기(15)의 흡입구에 복귀한다.

여기서, 유지부(28) 내의 환경은 챔버(C) 내의 환경과 동등한 것이 요망된다. 따라서, 유지부(28)의 분출부(30)로부터 분출되는 기체의 유속(V2)은, 챔버(C)의 분출부(14)로부터 분출되는 기체의 유속(V1)과 동등해지도록 조정된다. 유속(V1과 V2)을 동등하게 설정함으로써, 챔버(C) 내의 임프린트 공간의 환경과 동등한 환경에서 테스트 기판(W2)을 유지할 수 있고, 제1 실시형태에서와 같은 평가 방법에 의해 케미컬 필터의 상태를 판단할 수 있다.

<제3 실시형태>

도 6은 제3 실시형태에 따른 임프린트 장치(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 1과 동일한 구성요소는 동일한 참조 번호로 나타내고, 그에 대한 설명은 생략한다.

도 1에서는 유지부(24)가 챔버(C)의 내부에 제공되어 있지만, 도 6에서는 유지부는 제공되지 않는다. 이 경우, 테스트 몰드(M2)(블랭크 몰드)를 몰드 헤드(11)에 세트하고, 테스트 기판(W2)을 스테이지(12)에 보유지지한다. 이 상태에서, 임프린트 처리에 관해서 상정되는 미리결정된 시간 동안 유지한다. 그 후, 도 4의 S10 이후의 처리가 실행되고, 케미컬 필터(18)의 상태가 평가된다.

본 실시형태에 따르면, 양산을 위한 기판 처리 과정에서 테스트 기판을 유지할 수 없지만, 유지부(24)를 별도로 제공하지 않고 케미컬 필터(18)의 상태를 평가할 수 있다.

<제4 실시형태>

제4 실시형태는, 기판 상에 평탄화층을 형성하는 형성 공정을 실행하는 평탄화층 형성 장치에 관한 것이다. 평탄화층 형성 장치는, 패턴이 형성되어 있지 않은 몰드(평평한 템플릿)를 사용하여 기판 상에 평탄화층을 형성한다. 기판 상의 하부 패턴은, 이전 단계에서 형성된 패턴에 기인하는 요철 프로파일을 갖는다. 더 구체적으로는, 프로세스 기판은 최근의 메모리 소자의 다층 구조와 함께 약 100 nm의 단차를 가질 수 있다. 기판의 전체면의 완만한 물결모양에 기인하는 단차는 포토리소그래피 공정에서 사용되는 주사 노광 장치의 포커스 추종 기능에 의해 보정될 수 있다. 그러나, 작은 피치를 가지며 노광 장치의 노광 슬릿 영역 내에 있는 미세한 요철 부분은 노광 장치의 DOF(Depth Of Focus)를 직접 소비한다. 기판의 하부 패턴을 평탄화하는 종래의 방법으로서, SOC(Spin On Carbon) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)와 같은 평탄화층을 형성하는 방법이 사용된다. 그러나, 종래의 기술은 바람직하지 않게는 충분한 평탄화 성능을 얻을 수 없고, 다층 형성에 의한 하층의 요철 차가 증가하는 경향이 있다.

이런 문제를 해결하기 위해서, 본 실시형태에 따른 평탄화층 형성 장치는 기판에 미리 도포된 미경화 레지스트에 대해 평평한 템플릿(평판)을 가압하여 기판 표면 내에 국소 평탄화를 행한다. 본 실시형태에서, 평탄화층 형성 장치의 구성은 도 1에 도시한 임프린트 장치(10)와 거의 동일할 수 있다. 그러나, 몰드(M) 대신에, 평탄화층 형성 장치는 기판(W)과 동일하거나 그보다 큰 면적의 평판을 사용하고, 이것을 기판(W) 상의 레지스트층의 전체면에 접촉시킨다. 몰드 헤드(11)는 평판을 보유지지하도록 구성된다.

도 7a 내지 도 7d는 종래의 평탄화층 형성 장치에 의한 처리를 설명하는 도면이다. 도 7a는 처리 전의 기판(W)을 도시한다. 해칭 부분은 기판(W) 상에 형성된 패턴을 나타낸다. 도 7b는, 기판 상에 레지스트가 공급된 후에, 평판이 레지스트에 접촉되기 전의 상태를 나타낸다. 이 레지스트 공급 패턴은, 기판의 전체면에 요철부가 없다는 가정하에 계산된다. 도 7c는, 평판이 기판 상의 레지스트에 완전히 접촉한 상태를 나타낸다. 도 7d는, 레지스트에 광을 조사해서 레지스트를 경화시킨 후, 평판을 레지스트로부터 분리한 상태를 나타낸다.

실제 기판은 패턴의 단차뿐만 아니라, 기판의 전체면의 요철부도 갖는다. 평판이 레지스트에 접촉하는 시기는 요철부의 영향에 의해 변화한다. 평판이 레지스트에 접촉하는 제1 위치에서, 레지스트는 접촉 직후에 이동하고, 레지스트의 두께는 상정된 두께보다 작아진다(도 7d에서 L11). 평판이 레지스트에 접촉하는 마지막 위치에서, 레지스트 이동의 개시는 지연되고, 주변부로부터 유동하는 레지스트가 레지스트에 더해져서, 이 영역의 레지스트의 두께는 상정된 두께보다 커진다(도 7d에서 L12).

도 8a 내지 도 8c는 본 실시형태에 따른 평탄화층 형성 장치에 의한 처리를 설명하는 도면이다. 도 8a는, 기판 상에 레지스트가 공급된 후에, 평판(503)이 도 7b에서와 같이 레지스트에 접촉하기 전의 상태를 나타낸다. 이 레지스트 공급 패턴은, 기판의 전체면에서의 요철 정보를 고려해서 계산된다. 도 8b는, 평판(503)이 기판 상의 레지스트와 완전히 접촉한 상태를 나타낸다. 도 8c는, 레지스트가 광으로 조사되고 경화된 후에 평판(503)이 레지스트로부터 제거된 상태를 나타낸다.

상술한 바와 같이, 실제 기판은 패턴의 단차뿐만 아니라 기판의 전체면에 요철부도 갖는다. 평판(503)이 레지스트에 접촉하는 시기는 요철부의 영향에 의해 변화한다. 본 실시형태에 따르면, 평판이 레지스트에 접촉하는 제1 위치에서, 레지스트는 접촉 직후에 이동하지만, 레지스트 이동 정도에 따라 많은 양의 레지스트를 배치한다. 평판이 레지스트에 접촉하는 마지막 위치에서, 레지스트 이동의 개시는 지연되고, 주변부로부터 유동하는 레지스트가 레지스트에 더해지므로, 레지스트 이동 정도에 따라 레지스트의 양을 저감한다. 이러한 대처에 따라, 기판의 전체면 상에서 균일한 두께를 갖는 평탄화층을 형성할 수 있다.

제1 실시형태에서 설명한 바와 같은 케미컬 필터의 상태를 평가하는 방법은 상술한 평탄화층 형성 장치에서도 행해질 수 있다.

<물품 제조 방법의 실시형태>

임프린트 장치를 사용하여 형성된 경화물의 패턴은 다양한 종류의 물품의 적어도 일부를 위해 영구적으로 사용되거나 다양한 종류의 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM 같은 휘발성 및 불휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서 및 FPGA 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.

경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 처리 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후에, 레지스트 마스크는 제거된다.

이어서, 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 9의 단계 SA에서는, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비한다. 이어서, 임프린트재(3z)를 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 도포한다. 여기에서는, 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로 기판에 도포된 상태가 도시된다.

도 9의 단계 SB에서는, 불균일 패턴을 갖는 임프린트를 위한 몰드(4z)의 측면을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대면시킨다. 도 9의 단계 SC에서는, 임프린트재(3z)가 도포된 기판(1z)을 몰드(4z)와 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 임프린트재(3z)가 충전된다. 이 상태에서, 임프린트재(3z)에 몰드(4z)를 통해 경화용 에너지로서의 광을 조사하면, 임프린트재(3z)가 경화한다.

도 9의 단계 SD에서는, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)는 기판(1z)으로부터 분리된다. 그리고, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 불균일 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.

도 9의 단계 SE에서는, 경화물의 패턴을 내에칭 몰드로서 사용하여 에칭을 행하는 경우, 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 피가공재(2z)의 표면의 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 9의 단계 SF에서는, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공하거나 제거하는 대신에, 이것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.

다른 실시형태

본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)^TM), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

(기타의 실시예)

본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.

또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (14)

1. 임프린트 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와, 상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하는 임프린트 장치를 관리하는 관리 방법이며, 상기 방법은,
   생산용 기판 상에 임프린트재의 제1 층이 형성되는 제1 임프린트 처리의 실행 동안 상기 챔버 내에 테스트 기판을 유지하는 유지 단계와;
   상기 생산용 기판 상에 상기 제1 층이 형성되는 상기 제1 임프린트 처리의 실행 동안 상기 챔버 내에 상기 테스트 기판을 유지하는 상기 유지 단계 후에 상기 처리부에 의해 상기 테스트 기판 상에 제2 임프린트 처리를 실행함으로써 상기 테스트 기판 상에 임프린트재의 제2 층을 형성하는 형성 단계와;
   상기 제2 임프린트 처리에서 상기 테스트 기판에 형성된 상기 제2 층을 검사하는 검사 단계와;
   상기 제2 임프린트 처리에서 상기 테스트 기판 상에 형성된 상기 제2 층의 검사 결과에 기초하여 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성된 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는 관리 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 임프린트 장치는 상기 챔버에 제공된 기체 공급구와 상기 처리부 사이의 위치에 제공되고 기판을 유지하도록 구성되는 유지부를 더 포함하며,
   상기 유지 단계에서, 상기 테스트 기판은 상기 제1 임프린트 처리의 실행 동안 상기 유지부에 의해 유지되는 관리 방법.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 층을 형성하는 상기 형성 단계의 상기 제2 임프린트 처리는 패턴이 없는 블랭크 몰드를 사용하여 실행되고,
   상기 제2 층을 검사하는 상기 검사 단계는 상기 제2 층을 형성하는 상기 형성 단계에서 상기 블랭크 몰드를 사용하여 상기 제2 임프린트 처리에 의해 상기 테스트 기판에 형성된 상기 제2 층의 화상을 촬상하는 촬상 단계를 포함하며,
   상기 판단 단계에서, 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부는 상기 검사 단계에서 촬상된 상기 화상에 기초하여 상기 제2 층의 결함을 평가함으로써 판단되는 관리 방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 판단 단계에서, 상기 화상에 기초하여 검출된 결함의 수가 미리결정된 수 이상인 경우, 또는 적어도 하나의 결함의 크기가 미리결정된 크기 이상인 경우, 상기 케미컬 필터의 교환이 필요하다고 판단되는 관리 방법.
5. 제1항에 있어서, 상기 판단 단계에서 취득된 판단 결과를 유저에게 통지하는 통지 단계를 더 포함하는 관리 방법.
6. 제4항에 있어서, 상기 방법의 각각의 단계는 반복적으로 실행되고, 상기 케미컬 필터의 교환 시기는 상기 결함의 수의 증가 경향 또는 상기 결함의 크기의 증가 경향에 기초하여 예측되는 관리 방법.
7. 제2항에 있어서, 상기 유지부는 상기 공급구로부터 공급된 기체에 의해 형성되는 기류를 따라 상기 처리부와 정렬된 위치에 제공되는 관리 방법.
8. 임프린트 장치이며,
   몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 임프린트 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와;
   상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와;
   상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터와;
   상기 챔버에 제공된 기체 공급구와 상기 처리부 사이의 위치에 제공되고, 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하기 위한 테스트 기판을 상기 임프린트 처리의 실행 동안 유지하도록 구성되는 유지부를 포함하는 임프린트 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 챔버 내부에 제공되고 상기 공급구로부터 상기 처리부를 향해 기체를 유도하도록 구성되는 공기 유도 판을 더 포함하며,
   상기 유지부는 상기 공기 유도 판에 부착되는 임프린트 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 유지부는 상기 테스트 기판의 하면의 외주부를 지지하도록 구성되는 복수의 지지 부재를 포함하며,
    상기 복수의 지지 부재는, 상기 공급구로부터 상기 챔버 내로 공급되는 기체의 유동을 저해하지 않도록 배치되어 상기 공기 유도 판에 부착되는 임프린트 장치.
11. 제8항에 있어서, 상기 기판 상에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 임프린트재 공급 장치를 더 포함하며,
    상기 유지부는 상기 공급구로부터 상기 챔버 내로 공급되는 기체에 의해 형성되는 기류에 대해 상기 임프린트재 공급 장치의 상류의 위치에 배치되는 임프린트 장치.
12. 형성 공정을 실행하도록 구성되는 처리부와, 상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하는, 평탄화층 형성 장치를 관리하는 방법이며, 상기 방법은,
    생산용 기판 상에 제1 평탄화층이 형성되는 제1 형성 공정의 실행 동안 테스트 기판을 상기 챔버 내부에 유지하는 유지 단계와;
    상기 생산용 기판 상에 제1 평탄화층이 형성되는 상기 제1 형성 공정의 실행 동안 상기 테스트 기판을 상기 챔버 내부에 유지하는 상기 유지 단계 후에 상기 처리부에 의해 상기 테스트 기판 상에 제2 형성 공정을 실행함으로써 상기 테스트 기판 상에 제2 평탄화층을 형성하는 형성 단계와;
    상기 제2 형성 공정에서 상기 테스트 기판에 형성된 상기 제2 평탄화층을 검사하는 검사 단계와;
    상기 제2 형성 공정에서 상기 테스트 기판 상에 형성된 상기 제2 평탄화층의 검사 결과에 기초하여 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성된 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는 관리 방법.
13. 물품 제조 방법이며,
    임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계와;
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계를 포함하고,
    상기 방법은 상기 처리 단계에서 처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하고,
    상기 임프린트 장치는,
    몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 층을 형성하는 임프린트 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와,
    상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와,
    상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하며,
    상기 챔버에 제공된 기체 공급구와 상기 처리부 사이의 위치에 제공되고, 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하기 위한 테스트 기판을 상기 임프린트 처리의 실행 동안 유지하도록 구성되는 유지부를 포함하는 물품 제조 방법.
14. 처리를 실행하도록 구성되는 처리부와, 상기 처리부를 수납하도록 구성되는 챔버와, 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성되는 케미컬 필터를 포함하는 장치의 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 판단 방법이며, 상기 방법은,
    생산용 기판 상에서의 제1 처리의 실행 동안 테스트 기판을 상기 챔버 내부에 유지하는 유지 단계와;
    상기 생산용 기판 상에서의 상기 제1 처리의 실행 동안 상기 테스트 기판을 상기 챔버 내부에 유지하는 상기 유지 단계 후에 상기 처리부에 의해 상기 테스트 기판 상에 제2 처리를 실행함으로써 상기 테스트 기판을 처리하는 처리 단계와;
    상기 테스트 기판 상에서 상기 제2 처리가 실행된 후에 상기 테스트 기판을 검사하는 검사 단계와;
    상기 제2 처리가 실행된 상기 테스트 기판의 검사 결과에 기초하여 상기 챔버 내로 유도되는 기체에 포함되는 화학적 불순물을 제거하도록 구성된 상기 케미컬 필터를 교환할지의 여부를 판단하는 판단 단계를 포함하는 판단 방법.

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