KR102536574B1 - 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 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 실행한다. 임프린트 장치는 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와, 기판이 기판 홀더에 의해 보유 지지된 상태에서 기판이 몰드를 향해 볼록한 형상을 갖게 되도록 기판을 변형시키도록 구성된 기판 변형 기구와, 기판의 결정 방위에 관한 방위 정보 및 기판 상의 복수의 샷 영역 중 임프린트 처리가 실행되는 대상 샷 영역에 따라 기판 변형 기구에 의한 기판의 변형을 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다.

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.
임프린트 장치는 기판 상의 임프린트재를 몰드와 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킴으로써 기판 상에 패턴을 형성한다. 임프린트 장치에서, 몰드 또는 기판의 일 단부를, 몰드 또는 기판이 다른 단부를 향해 볼록한 형상을 갖게 되도록 변형시키는 기술이 있다. 일본 특허 제5198282호 공보에는, 기판 상의 임프린트재와 몰드를 접촉시킬 때 기판을 향해 볼록한 형상을 갖도록 몰드를 변형시키는 구성이 개시되어 있다. 일본 특허 제4667524호 공보에는, 몰드를 향해 볼록한 형상을 갖도록 기판을 변형시키는 구성이 개시되어 있다.
본 발명자는, 기판이 몰드를 향해 볼록한 형상이 되게 하는 기판 변형 방법이 채용될 때, 복수의 샷 영역 사이에서 기판의 휨량(변형 전의 평가점의 높이와 변형 후의 평가점의 높이 사이의 차이)에 변동이 있는 것을 발견하였다. 휨량의 변동은 기판과 몰드 사이의 충돌 가능성을 높일 수 있다. 이것은, 몰드 상의 열화 또는 손상 그리고 형성될 패턴의 불량 생성을 초래할 수 있다. 그러나, 이러한 단점을 해결하기 위해서, 기판과 몰드 사이의 접촉을 제어하기 위한 조건을 샷 영역마다 시행 착오에 의해 조정하는 경우, 생산성이 현저하게 저하될 수 있다.
본 발명은 생산성의 향상에 유리한 임프린트 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태는 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 장치를 제공하며, 임프린트 장치는 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와, 기판이 기판 홀더에 의해 보유 지지된 상태에서 기판이 몰드를 향해 볼록한 형상을 갖게 되도록, 기판을 변형시키도록 구성된 기판 변형 기구와, 기판의 결정 방위에 관한 방위 정보 및 기판의 복수의 샷 영역 중 임프린트 처리가 실행되는 대상 샷 영역에 따라 기판 변형 기구에 의한 기판의 변형을 제어하도록 구성된 제어부를 포함한다.
본 발명의 추가 특징은 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 이하 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따르는 임프린트 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2a 및 도 2b는 각각, 몰드 홀더 및 그 주변부의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도 및 기판 홀더의 구성을 개략적으로 도시하는 도면.
도 3은 몰드의 구성의 예를 도시하는 도면.
도 4a 내지 도 4d는 임프린트 장치에 의해 수행되는 일반적인 임프린트 처리를 개략적으로 도시하는 도면.
도 5a 및 도 5b는 부분적 샷 영역 상에서 수행되는 일반적인 임프린트 처리에서 발생할 수 있는 문제를 설명하기 위한 도면.
도 6a 내지 도 6d는 개량된 임프린트 처리를 개략적으로 도시하는 도면.
도 7a 및 도 7b는 개량된 임프린트 처리에서의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 8a 내지 도 8c는 기판에서의 주변 영역의 휨량을 기판의 전체 둘레에 걸쳐 측정하여 얻은 결과의 예를 도시하는 도면.
도 9는 본 발명의 실시예에 따르는 임프린트 장치에서의 계측 모드 동작의 예를 도시하는 흐름도.
도 10은 본 발명의 실시예에 따르는 임프린트 장치에서의 제조 모드 동작의 예를 도시하는 흐름도.
도 11a 내지 도 11f는 물품 제조 방법의 예를 도시하는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시예가 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따르는 임프린트 장치(NIL)의 구성을 개략적으로 도시한다. 임프린트 장치(NIL)는 기판(103) 상에 공급된 임프린트재(301) 및 몰드(102)를 서로 접촉시켜, 이 상태에서 임프린트재(301)을 경화시킴으로써 임프린트재(301)의 경화물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 실행한다. 임프린트재는 경화용 에너지가 공급될 때 경화되는 경화성 조성물이다. 임프린트재는 경화 상태를 나타낼 수 있고, 또는 미경화 상태를 나타낼 수 있다. 경화용 에너지로서, 전자파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자파는 예를 들어 그 파장이 10nm 내지 1mm 범위로부터 선택되는 광(예컨대, 적외선, 가시광선, UV 선)이다.
전형적으로, 경화성 조성물은 광의 조사 또는 가열에 의해 경화하는 조성물이다. 이들 중, 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물은 적어도 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유할 수 있다. 또한, 광경화성 조성물은 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소공여체, 내부 몰드 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 및 폴리머 성분으로 구성된 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료일 수 있다.
본 명세서 및 첨부 도면에서, 방향은 기판(103)을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더(108)의 보유 지지면의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로 설정하는 XYZ 좌표계에 의해 표시될 것이다. XYZ 좌표계의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향은 각각 X 방향, Y 방향, Z 방향이다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전을 각각 θX, θY, 및 θZ이다. 또한, X축, Y축, Z축에 관한 제어 동작 또는 구동 동작은, 각각 X축에 평행한 방향, Y 축에 평행한 방향, 및 Z 축에 평행한 방향에 대한 제어 동작 또는 구동 동작을 나타낸다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ 축에 대한 제어 동작 또는 구동 동작은, 각각 X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 동작 또는 구동 동작을 나타낸다.
임프린트 장치(NIL)는, 기판(103)의 동작에 대해서, 기판 스테이지(104), 기판 스테이지(104)를 지지하는 지지 베이스(113), 및 기판 스테이지(104)를 구동하는 것에 의해 기판(103)을 구동하는 기판 구동부(132)를 포함한다. 기판(103)을 보유 지지하는 기판 홀더(108)가 기판 스테이지(104)에 내장된다. 기준 마크(115)가 기판 스테이지(104)에 배치될 수 있다. 임프린트 장치(NIL)는, 몰드(102)의 동작에 대해서, 몰드(102)를 보유 지지하는 몰드 홀더(101) 및 몰드 홀더(101)를 구동하는 것에 의해 몰드(102)를 구동하는 몰드 구동부(131)를 포함한다. 기판 구동부(132) 및 몰드 구동부(131)는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축의 6축에 대해서 기판(103) 및 몰드(102)의 상대 위치를 조정하는 상대 구동 기구를 형성한다.
일 예에서, 기판 구동부(132)는 기판(103)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, Z축의 3축)에 대해서 구동하도록 기판 스테이지(104)을 구동하고, 몰드 구동부(131)는 몰드(102)를 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축)에 대해서 구동하도록 몰드 홀더(101)를 구동한다. X축, Y축, θX축, θY축 및 θZ축에 대해서 기판(103) 및 몰드(102)의 상대 위치를 조정하는 것 외에, 상대 구동 기구는 Z축에 대해서 기판(103) 및 몰드(102)의 상대 위치를 조정한다. Z축에 관한 기판(103) 및 몰드(102)의 상대 위치의 조정은 기판(103) 상의 임프린트재가 몰드(102)와 접촉하게 되는 접촉 동작 및 몰드(102)가 경화 임프린트재로부터 분리되는 분리 동작을 포함한다.
임프린트 장치(NIL)는 또한 1개 또는 복수의 정렬 스코프(116), 기판 계측 디바이스(109), 축외 정렬 스코프(107), 경화 유닛(105), 관찰 유닛(114), 분배기(공급 유닛)(106), 및 몰드 계측 디바이스(117)를 포함할 수 있다. 정렬 스코프(116)는 몰드(102) 상의 마크 및 기판(103) 상의 마크의 상대 위치를 나타내는 정보, 예를 들어, 몰드(102) 상의 마크 및 기판(103) 상의 마크의 화상, 몰드(102) 상의 마크 및 기판(103) 상의 마크에 의해 형성되는 무아레 화상 등을 출력한다. 일 예에서, 기판(103) 상의 각각의 샷 영역의 4개의 구석에 위치설정된 마크는 4개의 정렬 스코프(116)를 배치함으로써 동시에 관찰될 수 있다.
기판 계측 디바이스(109)는 기판(103)의 표면 형상을 계측한다. 보다 구체적으로, 기판 계측 디바이스(109)는 기판의 복수의 위치 각각에서의 기판(103)의 표면의 높이를 계측하도록 형성될 수 있다. 기판 계측 디바이스(109)는 거리를 계측 가능한 센서를 포함할 수 있다. 축외 정렬 스코프(107)는 기판(103) 상의 마크를 관찰한다. 경화 유닛(105)은 기판(103) 상에 공급된 임프린트재에, 임프린트재 경화용 에너지(예를 들어, 광)를 공급함으로써 임프린트재를 경화시킨다. 관찰 유닛(114)은 임프린트재와 몰드(102) 사이의 접촉의 상태를 관찰하고, 몰드(102) 상의 패턴의 임프린트재 충전 상태를 관찰한다. 분배기(공급 유닛)(106)는 기판(103) 상에 임프린트재(301)를 공급하는 공급 유닛이다. 분배기(106)는 임프린트재(301)를 토출하는 복수의 토출구가 구비된 토출 유닛을 포함할 수 있다. 분배기(106)는 토출 유닛을 복수의 축(예를 들어, 6축)에 대해 구동하는 구동 기구를 포함할 수 있다. 몰드 계측 디바이스(117)는 몰드(102)의 표면의 형상을 계측한다. 보다 구체적으로, 몰드 계측 디바이스(117)는 몰드(102)의 표면의 높이를 표면의 복수의 위치 각각에서 계측한다. 몰드 계측 디바이스(117)는 거리를 계측가능한 센서를 포함할 수 있다.
도 2a는 몰드 홀더(101) 및 그 주변부의 구성을 개략적으로 도시하는 단면도이다. 몰드 홀더(101)는 예를 들어 흡인 유닛(110)을 갖고, 흡인 유닛(110)에 의해 몰드(102)를 흡인함으로써 몰드(102)를 보유 지지한다. 몰드(102)는 메사-형상 패턴부(1021)를 포함하고, 패턴부(1021) 상에 패턴이 형성된다. 몰드 홀더(101)는 예를 들어 경화 유닛(105)으로부터 공급되는 경화용 에너지의 통과를 허용하는 구조(예를 들어, 중공 구조)를 갖는다. 몰드 홀더(101)는 몰드(102)의 이면(패턴이 형성된 표면의 반대측 면) 측에 압력 챔버(133)를 형성하는 밀봉 부재(예를 들어, 시트 글래스)(112), 압력 챔버(133)의 압력을 제어하기 위한 채널(111), 및 압력 제어부(181)을 포함할 수 있다. 압력 제어부(181)는 채널(111)을 통해 압력 챔버(133)에 연결된다. 압력 제어부(181)가 압력 챔버(133)의 압력을 외부 공간의 압력보다 높게 하는 제어를 실행하는 경우, 몰드(102)는 몰드(102)의 중앙부(패턴부(1021))가 기판(103)을 향해서 볼록한 형상을 갖게 되도록 변형될 수 있다. 채널(111) 및 압력 제어부(181)는 몰드(102)의 변형을 조정하는 몰드 변형 기구(180)를 형성한다. 몰드 구동부(131)는 몰드 홀더(101)를 복수의 축에 대해 구동함으로써 몰드(102)를 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축의 6축)에 대해서 구동하도록 형성된다.
임프린트 장치(NIL)는 기판(103)과 몰드(102) 사이의 공간에 퍼지 가스를 공급하는 가스 공급부(170)을 포함할 수 있다. 가스 공급부(170)은 예를 들어 몰드 홀더(101)에 제공된 채널을 포함할 수 있다. 퍼지 가스로서, 임프린트재의 경화를 저해하지 않는 가스, 예를 들어 헬륨 가스, 질소 가스 및 응축성 가스(예를 들어, 펜타플루오로프로판(PFP))의 적어도 하나를 포함하는 가스가 사용될 수 있다. 임프린트 장치(NIL)는 상술된 각각의 구성 요소를 제어하는 제어부(190)를 더 포함한다.
도 2b는 기판 홀더(108)의 구성을 개략적으로 도시한다. 기판 홀더(108)는 기판(103)을 보유 지지하면서 기판(103)을 변형시키는 기판 변형 기구(CDM)를 포함한다. 기판 변형 기구(CDM)는 기판 홀더(108)의 구성 요소로서 이해될 수 있고, 또는 기판 홀더(108)와 상이한 구성요소로서 이해될 수 있다. 기판 변형 기구(CDM)는 기판(103)이 목표 형상을 갖게 되도록 기판(103)의 이면 측의 압력 분포를 제어한다. 기판 변형 기구(CDM)는 기판(103)의 적어도 일부분이 (몰드(102)를 향해) 상향 볼록한 형상을 갖게 되도록 기판(103)을 변형시킬 수 있다(기판에 휨을 유발할 수 있다). 기판 변형 기구(CDM)는 기판 홀더(108)의 표면에 배치된 복수의 오목부(121 내지 125) 및 복수의 오목부(121 내지 125)의 압력을 개별적으로 제어할 수 있는 압력 제어부(150)를 포함할 수 있다.
예를 들어, 압력 제어부(150)가 오목부(121, 125)에 부압을 인가하고 오목부(122, 123, 124)에 정압을 인가하는 경우, 기판(103)은 상향 볼록한 형상을 갖기 위해 오목부(122, 123, 124)에 대응하는 기판(103) 상의 부분의 각각을 변형시키면서 보유 지지될 수 있다. 오목부(121 내지 125)의 개수는 5개에 한정되지 않고, 그 개수는 요구되는 사양에 따라서 변경될 수 있다. 추가로, 압력 제어부(150)에 의해 오목부(121 내지 125)의 각각에 개별적으로 인가될 수 있는 압력의 범위 및 값은 요구되는 사향에 따라서 결정될 수 있다.
오목부(121 내지 125)의 형상은 도 2b에 예시되는 방식으로 동심으로 배치된 링 형상 또는 원 형상일 수 있고, 또는 다른 형상일 수 있다. 기판(103)은 그 중심이 동심원의 중심과 일치할 수 있도록 기판 홀더(108)에 제공된다. 기판 홀더(108)는 기판(103)을 향하는 표면의 주변부에 테이퍼부(TP)를 포함하는 것이 바람직하다. 테이퍼부(TP)를 배치함으로써, 상향 볼록한 형상을 갖게 되도록 기판(103), 특히 기판(103)의 주변부를 변형시키는 것이 용이하게 된다.
기판 변형 기구(CDM)는 상술된 바와 같이, 기판(103)을 보유 지지하는 기능 및 기판(103)을 변형시키는 기능을 갖는다. 다른 실시예에서, 이들 기능은 별개로 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판을 보유 지지하는 기능은, 진공 척에 의해 제공될 수 있고, 기판을 변형시키는 기능은 전기 디바이스(예를 들어, 압전 소자) 및/또는 기계 디바이스(예를 들어, 실린더)에 의해 제공될 수 있다. 대안적으로, 기판을 보유 지지하는 기능은 전기 디바이스(예를 들어, 정전 척)에 의해 제공될 수 있고, 기판을 변형시키는 기능은 도 2b에 예시된 바와 같이 압력 제어 디바이스에 의해 제공될 수 있다.
기판(103)은 예를 들어 실리콘, 플라스틱, 비화 갈륨, 테루르화수은, 또는 이들로부터 선택되는 2 이상의 재료를 포함하는 복합 재료부터 형성될 수 있다. 기판(103)의 표면 상에는 표면 에너지를 감소시키기 위한 첨가제를 포함하는 조정 용액이 미리 스핀 코팅될 수 있다. 또한, 기판(103)에는 결정 방위(結晶方位)를 특정하기 위한 노치 또는 방위 플랫이 형성된다.
도 3은 몰드(102)의 구성을 개략적으로 도시한다. 몰드(102)는 예를 들어 융해 석영, 유기 폴리머 또는 금속으로 구성될 수 있지만, 다른 재료로 구성될 수 있다. 몰드(102)는 박판 가동부(다이어프램)(1022), 가동부(1022)로부터 돌출하도록 배치된 패턴부(1021), 및 가동부(1022)를 지지하는 지지부(1024)를 포함할 수 있다. 가동부(1022)의 이면측(패턴부(1021)가 배치된 측의 반대측)에는 지지부(1024)에 의해 둘러싸인 중공부(1025)가 배치될 수 있다. 중공부(1025)는 상술된 압력 챔버(133)의 일부를 형성한다. 가동부(1022)의 두께는 예를 들어 약 1mm일 수 있다. 패턴부(1021)는 예를 들어 약 30㎛의 두께를 가질 수 있다. 각각의 패턴부(1021)의 표면에는 볼록 패턴(204) 및 오목 패턴(203)에 의해 형성된 패턴이 형성된다. 각각의 볼록 패턴(204)의 표면과 오목 패턴(203)의 표면 사이의 단차부, 즉, 볼록 패턴(204)의 높이는 예를 들어 수십 nm 내지 수백 nm의 범위 내에 있을 수 있다. 패턴부(1021)는 1개 또는 복수의 마크(206)를 포함할 수 있다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하여 임프린트 장치(NIL)에 의해 수행되는 일반적인 임프린트 처리가 설명될 것이다. 이하의 동작은 제어부(190)에 의해 제어된다. 또한, 도 4a 내지 도 4d에서는, 간략화를 위해서, 몰드(102)의 패턴부(1021) 만이 기판(103) 위의 구조로서 도시된다. 먼저, 도 4a 및 도 4b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 기판(103) 및 몰드(102)(패턴부(1021))를 서로 근접시켜 임프린트재(301) 및 패턴부(1021)를 접촉시킨다. 더 구체적으로, 제어부(190)는 먼저, 도 4a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 가스 공급부(170)에 의해 기판(103)과 몰드(102) 사이에 퍼지 가스가 공급된 상태에서, 몰드(102)의 하강을 개시하도록 몰드 구동부(131)를 제어한다. 이에 의해, 분배기(106)에 의해 기판(103)의 샷 영역에 공급된 임프린트재(301)에 몰드(102)가 근접한다. 제어부(190)는 몰드(102)의 하강 개시 전에 또는 몰드(102)의 하강과 병행하여, 몰드(102)가 기판(103)을 향해(하방) 볼록한 형상을 갖게 되도록 압력 제어부(181)가 압력 챔버(133)의 압력을 제어하게 할 수 있다. 압력 제어부(181)에 의해 몰드(102)를 목표 형상으로 변형시키기는 것은 일 예에서 약 수백 msec를 요구한다. 따라서, 압력 제어부(181)에 의해 수행된 압력 챔버(133)에 대한 압력 제어는 분배기(106)에 의해 기판(103) 상에 임프린트재(301)를 공급하는 동작과 병행하여 개시될 수 있다.
이어서, 도 4b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 몰드(102)의 패턴부(1021)의 패턴의 일부가 임프린트재(301)와 접촉된 이후, 제어부(190)는 패턴부(1021)가 평탄해지도록 압력 제어부(181)를 제어한다. 기판(103)과 몰드(102)를 서로 근접시키도록 수행되는 동작은 제1 동작과, 제1 동작 후의 제2 동작을 포함할 수 있다. 제1 동작에서, 기판(103) 및 몰드(102)는 제1 속도로 서로 근접한다. 제2 동작에서, 제1 동작 후에, 기판(103) 및 몰드(102)가 제1 속도보다 늦은 제2 속도로 서로 근접하고, 따라서 임프린트재(301) 및 몰드(102)가 서로 접촉한다. 그 결과, 기판(103)과 몰드(102)(의 패턴부(1021)) 사이의 충돌을 방지할 수 있다. 도 4b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 임프린트재(301)가 몰드(102)의 패턴부(1021)와 접촉한 상태에서, 패턴부(1021)의 각각의 오목 패턴에 임프린트재(301)가 충전된다.
이어서, 도 4c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 임프린트재(301) 경화용 에너지(예를 들어, 광)가 임프린트재(301)에 공급될 수 있도록 경화 유닛(105)을 제어한다. 그 결과, 임프린트재(301)가 경화되고, 패턴부(1021)의 패턴이 임프린트재(301)에 전사된다. 이어서, 도 4d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 경화된 임프린트재(301)로부터 몰드(102)(의 패턴부(1021))가 분리될 수 있도록 몰드 구동부(131)를 제어한다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 부분 샷 영역(주변 샷 영역)에 수행되는 일반적인 임프린트 처리에서 발생할 수 있는 문제가 설명될 것이다. 부분 샷 영역은, 예를 들어 패턴부(1021)의 패턴 전체 중 일부만이 기판(103) 상의 임프린트재에 전사되는 영역이다. 부분 샷 영역은 기판(103)의 외주(에지)를 포함하는 영역이다. 먼저, 도 5a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 몰드(102)가 하향 볼록한 형상을 갖도록 변형된 상태에서 몰드(102)의 하강이 개시된다. 그 후, 몰드(102)의 패턴부(1021)의 중심 부분(최하향 돌출부)이 기판(103)의 표면 높이보다 낮은 위치까지 도달하는 시점에서, 몰드(102)의 패턴부(1021)의 주변부가 기판(103)의 에지와 충돌할 수 있다. 그 결과, 몰드(102)가 열화될 수 있고, 몇몇 경우 파손될 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 도 5a 및 도 5b를 참조하여 설명된 문제점에 대해 개량된 임프린트 처리를 개략적으로 도시한다. 개량된 임프린트 처리는 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 이후 설명될 것이다. 먼저, 도 6a 및 도 6b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 기판(103) 및 몰드(102)(의 패턴부(1021))를 서로 근접시켜 패턴부(1021) 및 임프린트재(301)를 접촉시킨다. 더 구체적으로, 도 6a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 먼저, 몰드(102)가 기판(103)(하방)을 향해서 볼록한 형상을 갖게 되도록 몰드 변형 기구(180)에 의해 몰드(102)의 형상을 제어하게 한다. 몰드 변형 기구(180)에 의해 몰드(102)를 목표 형상으로 변형시키기는 것은 일 예에서 약 수백 msec를 요구한다. 따라서, 압력 제어부(181)에 의해 수행된 압력 챔버(133)에 대한 압력 제어는 분배기(106)에 의해 기판(103) 상에 임프린트재(301)를 공급하는 동작과 병행하여 개시될 수 있다.
게다가, 제어부(190)는 상술된 몰드(102)의 변형과 병행하여, 도 6a에 개략적으로 도시된 바와 같이 기판(103)이 몰드(102)를 향해서(상방) 볼록한 형상을 갖게 되도록 기판 변형 기구(CDM)에 의해 기판(103)의 형상을 제어한다. 또한, 제어부(190)는 가스 공급부(170)에 의해 기판(103)과 몰드(102) 사이의 사이의 공간에 퍼지 가스가 공급된 상태에서, 몰드(102)의 하강을 개시하도록 몰드 구동부(131)를 제어한다. 그 결과, 분배기(106)에 의해 기판(103)의 샷 영역에 공급된 임프린트재(301)에 몰드(102)가 근접한다. 이어서, 도 6b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 몰드(102)의 패턴부(1021)의 패턴 일부가 임프린트재(301)에 접촉하면, 패턴부(1021)가 평탄해질 수 있도록 기판 변형 기구(CDM)를 제어한다. 기판(103)이 몰드(102)를 향해서(상방) 볼록한 형상을 갖게 되도록 기판(103)의 표면 형상을 제어함으로써, 부분 샷 영역에 임프린트 처리를 수행하는 경우에도, 기판(103)의 에지와 몰드(102) 사이의 충돌을 방지할 수 있고, 따라서 몰드(102)의 열화를 저감할 수 있다.
기판(103)과 몰드(102)를 근접시키는 동작은 제1 동작과, 제1 동작 후에 수행되는 제2 동작을 포함할 수 있다. 제1 동작에서, 기판(103) 및 몰드(102)는 제1 속도로 서로 근접한다. 제2 동작에서, 제1 동작 후에 기판(103) 및 몰드(102)가 제1 속도보다 늦은 제2 속도로 서로 근접하고, 임프린트재(301) 및 몰드(102)가 서로 접촉한다. 그 결과, 기판(103)과 몰드(102)(의 패턴부(1021)) 사이의 충돌을 방지할 수 있다. 도 6b에 개략적으로 도시된 바와 같이 몰드(102)의 패턴부(1021)가 임프린트재(301)에 접촉한 상태에서, 패턴부(1021)의 각각의 오목 패턴에 임프린트재(301)가 충전된다.
이어서, 도 6c에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 임프린트재(301) 경화용 에너지(예를 들어, 광)가 임프린트재(301)에 공급되도록 경화 유닛(105)을 제어한다. 그 결과, 임프린트재(301)가 경화되고, 패턴부(1021)의 패턴이 임프린트재(301)에 전사된다. 이어서, 도 6d에 개략적으로 도시된 바와 같이, 제어부(190)는 경화된 임프린트재(301)로부터 몰드(102)(의 패턴부(1021))가 분리될 수 있도록 몰드 구동부(131)를 제어한다.
상술된 바와 같이, 도 6a 내지 도 6d에 예시된 임프린트 처리는 몰드(102)의 열화를 저감하도록 개량되었다. 그러나, 도 6a 내지 도 6d에 예시된 임프린트 처리는 기판(103)의 결정 방위에 기초하여 기판의 휨량이 기판(103)의 원주 방향에서 어떻게 불균일하게 변할 수 있는지를 고려하지 않는다. 따라서, 도 6a 내지 도 6d에 예시된 임프린트 처리에서, 몰드(102) 열화 가능성이 남아 있다.
이하, 도 7a 및 도 7b를 참조하여 기판(103)의 원주 방향에서 휨량이 불균일해지는 상태가 설명될 것이다. 도 7a는 기판 변형 기구(CDM)과 함께 노치(NT)를 갖는 기판(103) 및 기판 홀더(108)를 도시한다. 노치(NT)는 기판(103)의 결정 방위를 나타내는 마크이다. 노치 대신 기판(103)의 결정 방위를 나타내는 마크로서 방위 플랫이 배치될 수 있다. 마크는 기판(103)의 결정 방위를 나타내는 방위 정보를 제공한다. 방위 정보는 마크 이외에 의해 제어부(190)에 제공될 수 있다. 도 7a에 도시된 예에서, XY 좌표계의 X축의 양의 방향은 방위 = 0°로 설정되고, 노치(NT)가 270°의 방위를 향하도록 반송 기구(미도시)에 의해 기판(103)이 기판 홀더(108) 상에 배치된다.
게다가, 도 7a에서, 굵은 선은 기판(103)의 샷 레이아웃(샷 영역 배열)을 나타낸다. 각각의 직사각형은 샷 영역을 나타낸다. 기판(103)의 내측에 그 전체 직사각형이 포함되는 각각의 샷 영역은 몰드(102)의 패턴부(1021)의 전체 패턴이 전사될 수 있는 완전 샷 영역이다. 기판(103)의 에지에 의해 그 직사각형이 가로질러 절단되는 각각의 샷 영역은 부분 샷 영역이다. 도 7a에서 각각의 부분 샷 영역이 직사각형 형상을 갖는 것으로 도시되었지만, 부분 샷 영역의 외부 형상의 일부는 기판(103)의 에지를 따라 정해진다. 전형적으로, 부분 샷 영역을 포함하는 샷 레이아웃에서, 각각의 완전 샷 영역은 복수의 칩 영역을 구비하도록 정의되고, 각각의 부분 샷 영역은 적어도 하나의 칩 영역을 포함하도록 정의된다. 도 7a에서, 참조 부호 A 및 B는 부분 샷 영역을 나타낸다.
도 7b는 또한, 기판 변형 기구(CDM)과 함께 노치(NT)를 갖는 기판(103) 및 기판 홀더(108)를 도시한다. 도 7b에 도시된 예에서, 노치(NT)가 D°의 방위를 향할 수 있도록 반송 기구(미도시)에 의해 기판 홀더(108)에 기판(103)이 배치된다. 부분 샷 영역(A' 및 B')은 도 7a에 도시된, 부분 샷 영역(A 및 B)과 동일한 위치에 존재한다. 즉, 도 7a에 도시된 상태와 도 7b에 도시된 상태 사이의 차이는 오직 기판(103)의 결정 방위를 나타내는 노치(NT)의 방위(위치)이다.
도 8a는, 도 7a에 도시된 방위에서 기판 홀더(108) 상에 배치된 기판(103)의 변형 상태를 기판 변형 기구(CDM)에 의해 일정하게 유지하면서, 기판(103)의 주변 영역의 휨량(H1)을 기판(103)의 전체 둘레에 걸쳐 계측하여 얻은 결과를 예시한다. 도 8a에서, 참조 부호(A)는 부분 샷 영역(A) 내의 지점(예를 들어, 부분 샷 영역(A)을 나타내는 직사각형의 중심과 기판(103)의 중심을 연결하는 직선이 기판(103)의 유효 영역의 에지와 교차하는 위치)에서의 휨량을 나타낸다. 동일한 방식으로, 도 8a에서, 참조 부호(B)는 부분 샷 영역(B) 내의 지점(예를 들어, 부분 샷 영역(B)을 나타내는 직사각형의 중심과 기판(103)의 중심을 연결하는 직선이 기판(103)의 유효 영역의 에지와 교차하는 위치)에서의 휨량을 나타낸다.
도 8b에서, 실선은, 도 7b에 도시된 방위에서 기판 홀더(108) 상에 배치된 기판(103)의 변형 상태를 기판 변형 기구(CDM)에 의해 일정하게 유지하면서, 기판(103)의 주변 영역의 휨량(H2)을 기판(103)의 전체 둘레에 걸쳐 계측하여 얻은 결과를 나타낸다. 게다가, 도 8b에서, 도 8a의 휨량(H1)이 참고를 위해 점선으로 도시된다. 도 8b에서, 참조 부호(A')는 부분 샷 영역(A') 내의 지점(예를 들어, 부분 샷 영역(A')을 나타내는 직사각형의 중심과 기판(103)의 중심을 연결하는 직선이 기판(103)의 유효 영역의 에지와 교차하는 위치)에서의 휨량을 나타낸다. 동일한 방식으로, 도 8b에서, 참조 부호(B')는 부분 샷 영역(B') 내의 지점(예를 들어, 부분 샷 영역(B')을 나타내는 직사각형의 중심과 기판(103)의 중심을 연결하는 직선이 기판(103)의 유효 영역의 에지와 교차하는 위치)에서의 휨량을 나타낸다. 이 경우, 상술된 바와 같이, 임프린트 장치(NIL)에서, 샷 영역(A) 및 샷 영역(A')은 서로 동일 위치에 있다.
도 8a 및 도 8b에서, X축의 양의 방향을 방위 = 0°라고 할 때, 횡축은 방위를 가리키는 각도를 나타내고, 종축은 휨량을 나타낸다. 휨량은 기판(103)의 변형 전의 평가점의 높이와 변형 후의 평가점의 높이 사이의 차이이다. 평가점은, 기판(103)의 표면에서의, 기판 계측 디바이스(109)에 의해 계측되는 위치이며, 예를 들어 평가점은 기판(103)에서의 주변 영역 내의 복수의 위치에 배치된다. 기판 변형 기구(CDM)의 적절한 제어 조건은 도 7a에 도시된 바와 같이 배치된 기판(103) 내의 샷 영역(A)에 대하여 임프린트 처리가 수행되는 경우와, 도 7b에 도시된 바와 같이 배치된 기판(103) 내의 샷 영역(A')에 대하여 임프린트 처리가 수행되는 경우 사이에서 상이하다. 이는, 도 7a에 도시된 바와 같이 배치된 기판(103) 내의 샷 영역(A)의 위치에서의 기판(103)의 휨량과, 도 7b에 도시된 바와 같이 배치된 기판(103) 내의 샷 영역(A')의 위치에서의 기판(103)의 휨량이 상이하기 때문이다. 샷 영역(A)에 대한 임프린트 처리 시 그리고 샷 영역(A')에 대한 임프린트 처리 시 기판 변형 기구(CDM)의 제어 조건이 동일한 경우, 임프린트재(301) 및 몰드(102)의 패턴부(1021)가 서로 접촉하게 되는 타이밍에서의 몰드(102)의 높이는 샷 영역(A) 그리고 샷 영역(A') 사이에서 상이할 수 있다.
그러나, 본 발명자는 도 8a 및 도 8b에 예시된 바와 같이, 기판(103)의 중심 둘레의 원주(예를 들어, 기판(103)의 유효 영역의 에지) 상의 기판(103)의 휨량이 원주를 따라 주기적으로 변하는 것을 발견하였다. 추가로, 본 발명자는, 이 주기적인 변화에서의 위상은, 노치(NT)의 방위에 대하여 강하게 상관되고, 도 8a의 휨량(H1)의 변화 곡선과 도 8b의 휨량(H2)의 변화 곡선이 노치(NT)의 방위의 차이에 상당하는 위상 차이를 갖는 것을 발견하였다. 이 사실은, 휨량이 기판(103)의 결정 방위에 의해 야기되는 것을 강하게 시사한다. 이 현상을 단순화해서 설명하면, 기판(103)의 주어진 방향에서의 강성은 이 방향과 결정 방위 사이의 각도 차이에 의존한다.
상술된 바와 같이, 기판의 중심 둘레 원주 상에서의 기판의 휨량의 변화를 나타내는 정보(이하, 특성 정보로 지칭됨)를 미리 취득할 수 있는 경우, 특성 정보 및 기판 홀더(108) 상에 배치된 기판(103)의 노치(NT)의 방위에 기초하여 기판(103)의 휨량을 특정할 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 도시된 바와 같은 특성 정보를 미리 취득할 수 있는 경우, 기판 홀더(108)의 상에 배치된 기판(103)의 중심 둘레 원주 상의 임의의 위치에서의 기판(103)의 휨량을 기판(103)의 노치(NT)의 방위에 기초하여 특정할 수 있다.
따라서, 대상 샷 영역의 휨량을, 기판이 기판 홀더(108) 상에 배치된 상태에서 기판(103)의 노치(NT)의 방위, 특성 정보의 취득시 기판(103)의 노치 NT의 방위 사이의 차이 및 특성 정보에 기초하여 특정할 수 있다. 예를 들어, 도 8a에 예시된 특성 정보가 미리 취득된 특성 정보인 경우, 특성 정보 취득시 노치(NT)의 방위와 도 7b에 도시된 바와 같이 배치된 기판(103)의 노치(NT)의 방위의 차이는 270°-D°이다. 도 8b에 도시된 바와 같은 특성 정보는 이 차이만큼 도 8a에 예시된 특정 정보의 위상을 시프트함으로써 간단하게 계산될 수 있다.
또한, 원주 상의 임의의 위치에서의 기판(103)의 휨량을 특정할 수 있는 경우, 원주 상의 각각의 샷 영역에 대해 수행되는 임프린트 처리에 대해 설정되는 기판 변형 기구(CDM)의 제어 정보는 휨량에 기초하여 결정될 수 있다.
상술된 원리에 기초하여, 제어부(190)는 기판 변형 기구(CDM)를 제어하기 위한 기준 제어 정보를 보정함으로써 대상 샷 영역에 대한 임프린트 처리를 수행하기 위한 보정 제어 정보를 생성한다. 추가로, 제어부(190)는 보정 제어 정보에 따라 대상 샷 영역의 임프린트 처리에서 기판 변형 기구(CDM)를 제어한다. 여기서, 제어부(190)는 기판(103)이 기판 홀더(108)에 의해 보유 지지된 상태에서의 기판(103)의 노치(NT)의 위치와, 이 상태에서의 기판(103)의 대상 샷 영역의 위치에 기초하여 기준 제어 정보를 보정함으로써 보정 제어 정보를 생성할 수 있다. 기준 제어 정보 및 보정 제어 정보는 예를 들어, 기판 변형 기구(CDM)의 복수의 오목부(121 내지 125)의 각각에 인가된 압력을 제어하기 위해서 압력 제어부(150)를 제어하기 위해 사용된 정보이다.
이하, 휨량의 주기성과 이를 고려한 보정 제어 정보 사이의 관계가 예시적으로 설명될 것이다. 도 8c는 도 8a에 도시된 휨량(H1)이 목표 휨량이 될 수 있도록 기판 변형 기구(CDM)를 제어하기 위한 제어 정보로서의 압력 제어 정보를 예시한다. 휨량(H1)은, 기판(103) 상의 위치를 나타내는 방위(각도)을 변수로 사용하는 함수, 더 구체적으로, H1 = H0 + AMH × |sin2(θ+α)|과 같은 주기 함수에 의해 근사적으로 제공될 수 있는 점이 실험에 의해 확인되었고, 여기서, H0는 기판(103)의 휨량이 가장 작은 위치(방위)에서의 휨량이고, AMH는 계수이며, H0+AMH는 휨량이 가장 큰 위치(방위)에서의 휨량이고, θ는 기판(103) 상의 위치(샷 영역 위치)를 나타내는 방위(X축을 기준으로 하는 각도)이고, α는 계측 모드(후술됨)에서 테스트 기판의 노치(NT)의 방위와 임프린트 처리를 수행할 때의 기판(103)의 노치(NT)의 방위 사이의 차이(각도 차이 또는 위상 차이)이다. 도 7a에 도시된 구성에서 계측 모드를 실행하고, 도 7b에 도시된 구성에서 임프린트 처리를 실행하는 경우, α = (270-D)°이다.
압력 제어 정보로서의 압력 값(P1)은 기판(103) 상의 위치를 나타내는 방위(각도)를 사용하는 함수, 더 구체적으로, P1 = P0 - AMP × |cos2(θ+α)|과 같은 주기 함수에 의해 근사적으로 제공될 수 있고, 여기서 P0은 기판(103)의 휨량이 가장 작은 위치(방위)에서 취득되는 휨량을 목표 휨량에 일치시키기 위한 압력 값이고, AMP는 계수이며, P0-AMP는 기판(103)의 휨량이 가장 큰 위치(방위)에서 취득된, 휨량을 목표 휨량에 일치시키기 위한 압력 값이다. 계수(AMP)는 예를 들어 계측 모드(후술됨)에서의 휨량의 계측 시에 압력 값과 휨량 사이의 관계를 구함으로써 결정될 수 있다. 대안적으로, 계수(AMP)는 시뮬레이션 등에 의해 결정될 수 있다.
도 7a, 도 7b, 도 8a 내지 도 8c를 참조하여 제공된 위의 설명은 기판(103)에서의 주변 영역, 즉, 부분 샷 영역이 배치된 영역에 관한 것이다. 그러나, 결정 방위에 의존하는 휨량의 주기적인 변화는 주변 영역에 대한 내측의 영역(즉, 완전 샷 영역이 배치된 영역)에 존재할 수 있다. 따라서, 상기의 설명은 기판(103)의 주변 영역에 대한 내측의 영역에도 적용 가능하다. 이 경우, 휨량을 나타내는 함수 및 압력 값을 나타내는 함수는 기판(103)에서의 반경 방향의 위치를 나타내는 복수의 반경 각각에 대해 결정될 수 있다.
기판(103)의 샷 영역 상의 임프린트재(301)에 몰드(102)를 접촉시킬 때 샷 영역의 높이가 목표 높이가 되도록 기판(103)을 변형시키는데 요구되는 압력 값은, 임프린트 처리의 실행 전에 실행되는 계측 모드에서 결정될 수 있다. 대안적으로, 압력 값은 각각의 임프린트 처리에서 계측 및 조정될 수 있다. 그러나, 이는 생산량을 저감될 수 있다. 이하에서, 전자의 방법이 예시될 것이다.
도 9는 계측 모드에서의 임프린트 장치(NIL)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 계측 모드에서, 기판(103)의 샷 영역 상의 임프린트재(301)에 몰드(102)를 접촉시킬 때 각각의 샷 영역의 높이가 목표 높이가 될 수 있도록 기판(103)을 변형시키는데 요구되는 압력 값이 결정될 수 있다. 제어부(190)는 계측 모드에서의 임프린트 장치(NIL)의 동작을 제어한다. 단계(S701)에서, 반송 기구(미도시)는 테스트 기판을 기판 홀더(108) 위로 로딩한다. 이 경우, 테스트 기판은 물품의 제조를 위한 기판, 즉, 제조 모드(후술됨)에서 처리되는 기판일 수 있고, 또는 테스트 목적을 위한 기판일 수 있다.
단계(S702)에서, 제어부(190)는 기판 홀더(108) 상에 로딩(배치)된 테스트 기판의 노치(NT)의 방위를 나타내는 정보를 취득한다. 이 정보는, 예를 들어 테스트 기판 상의 사전-정렬 동작을 실행하기 위한 사전-정렬 장치에 제공된 정보(노치(NT)의 방위를 지정하는 정보)에 기초하여 취득될 수 있다.
단계(S703)에서, 기판 변형 기구(CDM)에 의해 테스트 기판이 평탄한 상태에서 보유 지지될 수 있도록 기판 변형 기구(CDM)를 제어하는 동안, 제어부(190)는 기판 계측 디바이스(109)가 테스트 기판의 복수의 위치 각각에서의 테스트 기판의 표면 높이를 계측하게 한다. 그 결과, 테스트 기판이 평탄하게 보유 지지된 상태에서의 테스트 기판의 표면(이하, 기판 기준 표면으로서 지칭됨)의 형상이 계측될 수 있다. 통상적으로, 기판 변형 기구(CDM)의 오목부(121 내지 125) 모두를 기판(103) 흡착에 충분한 부압으로 설정함으로써 테스트 기판이 평탄하게 보유 지지될 수 있다.
단계(S704)에서, 제어부(190)는 기판 변형 기구(CDM)를 제어하기 위한 복수의 제어 정보 중 하나를 선택한다. 여기서, 하나의 제어 정보는 각각의 샷 영역의 위치에 따라서 기판 변형 기구(CDM)의 복수의 오목부(121 내지 125) 각각의 압력을 제어하기 위해서 압력 제어부(150)를 제어하기 위해 사용되는 정보이다. 복수의 제어 정보 중 적어도 하나는 부분 샷 영역(기판의 주변 영역)에 대한 임프린트 처리를 수행하기 위해서 기판 변형 기구(CDM)를 제어하기 위한 제1 제어 정보를 포함할 수 있다. 제1 제어 정보는, 예를 들어 압력 제어부(150)에 의해, 오목부(121, 123, 124, 및 125) 각각에 부압을 공급하고, 오목부(122)에 정압을 공급하는 것을 지시하는 정보일 수 있다.
단계(S705)에서, 제어부(190)는 단계(S704)에서 선택된 제어 정보에 따라서 기판 변형 기구(CDM)의 압력 제어부(150)를 제어함으로써 테스트 기판을 변형시킨다. 이때, 복수의 오목부(121 내지 125) 중 적어도 하나가 제어 정보에 의해 지정된 정압으로 제어될 수 있다.
단계(S706)에서, 제어부(190)는 기판 계측 디바이스(109)가 테스트 기판의 복수의 위치에 대해서 테스트 기판의 표면 높이를 계측하게 한다. 그 결과, 기판 계측 디바이스는 제어 정보에 따라서 변형이 제어된 테스트 기판의 표면 형상을 계측한다. 단계(S707)에서, 제어부(190)는 미리 지정된 각각의 샷 영역의 높이가 목표 높이일 수 있도록 기판(103)을 변형시키기 위한 계측이 완료했는지의 여부를 판단한다. 계측이 완료되지 않은 경우, 압력 값을 변경하여 단계(S705 및 S706)를 반복한다. 미리 지정된 각각의 샷 영역의 높이가 목표 높이일 수 있도록 기판(103)을 변형시키기 위한 계측이 완료된 경우, 제어부(190)는 처리를 단계(S708)로 진행시킨다. 예를 들어, 압력 값은, 단계(S704)에서 선택된 제어 정보가 제1 제어 정보인 경우, 테스트 기판의 주변 영역의 높이(휨량)가 변경되도록 변경될 수 있다.
단계(S708)에서, 제어부(190)는 단계(S706)에서 얻어진 계측 결과에 기초하여, 테스트 기판 상의 위치(방위)와 해당 위치에서의 휨량(높이)을 목표 휨량(목표 높이)으로 설정하기 위한 압력 값 사이의 관계를 나타내는 기준 제어 정보를 생성한다. 기준 제어 정보는, 예를 들어 상술한 P1 = P0 - AMP × |cos2(θ+α)|, α = 0°, 및 방위 = 270°와 같은 형식에서 생성될 수 있다. 단계(S709)에서, 제어부(190)는 단계(S708)에서 생성된 기준 제어 정보를 저장한다.
단계(S710)에서, 제어부(190)는 복수의 제어 정보의 모두에 대해서 단계(S704 내지 S709)를 실행했는지의 여부를 판단한다. 처리가 실행되지 않은 제어 정보가 있는 경우, 처리는 단계(S703)로 돌아간다. 그렇지 않은 경우, 처리는 단계(S711)로 진행한다.
단계(S711)에서, 반송 기구(미도시)는 테스트 기판을 기판 홀더(108)로부터 언로딩한다. 상술된 동작의 실행에 의해, 복수의 압력 제어 정보가 복수의 제어 정보와 관련되어 저장된다.
도 10은 제조 모드에서의 임프린트 장치(NIL)의 동작을 도시하는 흐름도이다. 제조 모드에서, 물품을 제조하기 위한 기판(103)의 각각의 샷 영역에 임프린트 처리가 수행된다. 제어부(190)는 제조 모드의 동작을 제어한다. 단계(S801)에서, 반송 기구(미도시)는 기판(103)을 기판 홀더(108) 위에 로딩한다. 단계(S802)에서, 제어부(190)는 기판 홀더(108) 위에 로딩(배치)된 기판(103)의 노치(NT)의 방위를 나타내는 방위 정보를 취득한다. 이 방위 정보는 기판(103) 상의 사전-정렬 동작을 수행하는 사전-정렬 장치에 제공된 정보(노치(NT)의 방향을 지정하는 정보)에 기초하여 취득될 수 있다. 예를 들어, 사용자는 기판(103)을 기판 홀더(108) 상에 배치할 때 기판(103)의 노치(NT)의 방위를 지정할 수 있다. 기판(103)의 결정 방위는 예를 들어, 형성될 반도체 소자(예를 들어, 트랜지스터)의 특성에 영향을 줄 수 있다. 사용자는 제조될 물품에 요구되는 사양에 따라 노치(NT)의 방위를 결정할 수 있다.
단계(S803)에서, 제어부(190)는 기판(103)의 복수의 샷 영역 중 임프린트 처리가 수행될 샷 영역(대상 샷 영역 또는 다음으로 임프린트 처리가 실행되는 샷 영역으로 지칭될 수 있음)을 결정한다. 단계(S804)에서, 제어부(190)는 기판 변형 기구(CDM)를 제어하기 위한 기준 제어 정보를 취득한다. 기준 제어 정보는 계측 모드의 단계(S709)에서 저장된 하나 또는 복수의 기준 제어 정보로부터, 단계(S803)에서 결정된 샷 영역에 대응하는 기준 제어 정보를 선택함으로써 취득될 수 있다.
상기 설명에서, 단계(S803)에서, 하나의 샷 영역에 대한 임프린트 처리(접촉 동작으로부터 분리 동작까지)이 완료된 후, 다음에 임프린트 처리를 행해야 할 다른 샷 영역을 처리 대상 영역으로 설정한다. 그러나, 2 이상의 샷 영역이 처리 대상 영역으로서 설정될 수 있다. 즉, 한번에 하나씩 각각의 샷 영역에 대해 처리 대상 영역을 설정하는 대신, 2 이상의 샷 영역이 처리 대상 영역으로서 설정될 수 있고, 제어부는 2 이상의 샷 영역에 대응하는 휨량(변형량)이 임계값 이하로 억제될 수 있도록 기준 제어 정보를 획득할 수 있다. 그러나, 하나의 기판에 대한 하나의 기준 제어 정보를 설정하는 것이 바람직할 수 있다. 기준 제어 정보의 수는, 하나의 기판에 대한 샷 영역의 수보다 적어도 4개(바람직하게는, 적어도 8개) 그리고 샷 영역의 수 이하(바람직하게는 20 이하)인 것이 바람직하다. 대안적으로, 하나의 기판에 대해 기판 상의 샷 영역(부분 샷 영역 포함)의 수의 1/50 이상(또는 1/30 이상) 그리고 샷 영역의 수 이하(바람직하게는 샷 영역의 수의 1/30 이하)의 기준 제어 정보를 얻는 것이 바람직하다.
단계(S805)에서, 단계(S802)에서 취득한 방위 정보에 기초하여, 제어부(190)는 단계(S804)에서 취득한 기준 제어 정보를 보정함으로써 보정 제어 정보를 생성한다. 보정 제어 정보는, 예를 들어 P1 = P0 - AMP × |cos2(θ+α)| (α = (270-225)°)와 같은 형식에서 생성될 수 있다. 따라서, 기준 제어 정보가 생성되었을 때 사용된 테스트 기판의 방위와 기판 홀더(108) 상에 배치되는 처리 대상 기판(103)의 방위가 상이한 경우에도, 기판(103)의 휨을 계측할 필요가 없다.
테스트 기판의 기판 기준면과 처리 대상 기판(103)의 기판 기준면의 높이가 상이한 경우, 그에 따라 보정 제어 정보가 보정될 수 있다. 보정은 예를 들어 기판의 두께와 보정값 사이의 관계를 나타내는 보정 정보에 기초하여, 이루어질 수 있다. 보정 정보는 미리 준비될 수 있고, 처리 대상 기판(103)을 변형시키고 기판(103)의 변형량을 적어도 하나의 위치에서 계측하여 얻어지는 정보일 수 있다. 대안적으로, 보정은 다른 방법에 의해 이루어질 수 있다.
단계(S806)에서, 제어부(190)는 대상 샷 영역에 대하여 임프린트 처리가 수행되도록, 임프린트 처리 관련 구성 요소를 제어한다. 이 때, 제어부(190)는 단계(S805)에서 생성된 보정 제어 정보에 기초하여, 기판 변형 기구(CDM)를 제어한다.
단계(S807)에서, 제어부(190)는 처리되지 않은 샷 영역이 존재하는지 여부를 판단한다. 처리되지 않은 샷 영역이 존재하는 경우, 처리는 단계(S803)로 복귀한다. 그렇지 않은 경우, 처리는 단계(S808)로 진행한다. 단계(S808)에서, 반송 기구(미도시)는 기판(103)을 기판 홀더(108)로부터 언로딩한다.
제어부(190)는 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약어) 또는, ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 이들 요소의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성될 수 있다.
임프린트 장치를 사용하여 형성된 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 또는, 몰드 등이다. 전기 회로 소자는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은, 휘발성 또는 불휘발성의 반도체 메모리, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은 상술된 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되고, 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에서 에칭 또는 이온 주입이 수행된 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
임프린트 장치에 의해 기판에 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 기판을 처리하고, 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법이 이어서 설명될 것이다. 도 11a에 도시된 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)이 준비된다. 이어서, 잉크젯 법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로 기판 상에 부여된 상태가 여기에 도시된다.
도 11b에 도시된 바와 같이, 요철 패턴을 갖는 임프린트용 몰드(4z)의 측부를 지향시켜 기판 상의 임프린재(3z)를 향하게 한다. 도 11c에 도시된 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)을 몰드(4z)와 접촉시켜, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)가 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 경화용 에너지가 몰드(4z)를 통해 임프린트재(3z)에 조사되는 경우, 임프린트재(3z)는 경화한다.
도 11d에 도시된 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)가 기판(1z)으로부터 분리된다. 이후, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하고, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 요철 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.
도 11e에 도시된 바와 같이, 경화물의 패턴을 에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 수행하는 경우, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 얇게 남아 있는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 11f에 도시된 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴을 제거한다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공 또는 제거하는 대신, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉, 물품의 구성 부재로서 이용될 수 있다.
다른 실시예
본 발명의 실시예(들)는, 전술한 실시예(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 실시예(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 실시예(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시예(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 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 홀더와,
    상기 기판이 상기 기판 홀더에 의해 보유 지지된 상태에서, 상기 기판이 상기 몰드를 향해 볼록한 형상을 갖게 되도록, 상기 기판을 변형시키도록 구성된 기판 변형 기구와,
    상기 기판의 결정 방위(結晶方位)에 관한 방위 정보 및 상기 기판의 복수의 샷 영역 중 상기 임프린트 처리가 실행되는 대상 샷 영역에 따라, 상기 대상 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리에서 상기 대상 샷 영역의 휨량이 목표 휨량이 되도록 상기 기판 변형 기구에 의한 상기 기판의 변형을 제어하도록 구성된 제어부를 포함하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기판 홀더는 상기 기판 변형 기구를 포함하는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 샷 영역 중 제1 샷 영역에 상기 임프린트 처리가 실행된 이후 상기 복수의 샷 영역 중 다른 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 실행하지 않고 상기 복수의 샷 영역 중 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리가 실행되는 경우, 상기 제어부는 상기 임프린트 처리가 상기 제1 샷 영역에 실행된 이후 상기 기판 변형 기구에 의해 상기 기판 상에, 상기 제2 샷 영역에 대응하는, 변형 제어를 실행하는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 결정 방위를 나타내는 마크를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 기판 홀더에 의해 상기 기판이 보유 지지된 상태에서 상기 기판의 상기 마크의 위치 및 상기 상태에서의 상기 기판의 상기 대상 샷 영역의 위치에 따라, 상기 기판 변형 기구에 의한 상기 기판의 변형을 제어하는, 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 변형 기구를 제어하기 위한 기준 제어 정보를 보정함으로써 상기 대상 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리를 위한 보정 제어 정보를 생성하고, 상기 대상 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리에서 상기 보정 제어 정보에 따라서 상기 기판 변형 기구를 제어하며,
    상기 제어부는, 상기 상태에서의 상기 기판의 상기 마크의 방위 및 상기 상태에서의 상기 기판의 상기 대상 샷 영역의 방위에 기초하여, 상기 기준 제어 정보를 보정함으로써 상기 보정 제어 정보를 생성하는, 임프린트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판 변형 기구에 의해 상기 기판이 변형된 상태에서, 상기 기판의 중심 둘레의 원주 상에서의 상기 기판의 휨량은 상기 원주에 따라 주기적으로 변하고,
    상기 제어부는 상기 대상 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리에서 상기 대상 샷 영역의 휨량이 상기 목표 휨량이 되도록 상기 기준 제어 정보를 보정함으로써 상기 보정 제어 정보를 생성하는, 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 원주 상에서의 상기 기판의 휨량을 나타내는 함수를 보유 지지하고,
    상기 함수는 상기 대상 샷 영역의 위치를 나타내는 방위를 변수로서 사용하는 함수인, 임프린트 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 함수는 주기 함수인, 임프린트 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판 변형 기구는, 상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 보유 지지면에 동심으로 배치된 복수의 오목부를 포함하고, 상기 복수의 오목부 각각의 압력을 제어함으로써 상기 기판을 변형시키는, 임프린트 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도, 상기 대상 샷 영역이 상기 기판의 주변 영역에 배치된 샷 영역인 경우, 상기 제어부는 상기 방위 정보 및 상기 대상 샷 영역에 따라서 상기 기판 변형 기구에 의한 상기 기판의 변형을 제어하는, 임프린트 장치.
  11. 몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 방법이며,
    상기 기판이 기판 홀더에 의해 보유 지지된 상태에서 상기 기판이 상기 몰드를 향해 볼록한 형상을 갖게 되도록 상기 기판을 변형시키는 변형 단계와,
    상기 기판의 결정 방위에 관한 방위 정보 및 상기 기판의 복수의 샷 영역 중 상기 임프린트 처리가 실행되는 대상 샷 영역에 따라, 상기 대상 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리에서 상기 대상 샷 영역의 휨량이 목표 휨량이 되도록 상기 변형 단계에서 상기 기판의 변형을 제어하는 정보를 생성하는 생성 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  12. 물품 제조 방법이며,
    제1항에서 규정된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계와,
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판에 처리를 실행하는 실행 단계, 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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