KR20110107288A - 임프린트 장치 및 제품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 제품 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20110107288A
KR20110107288A KR1020110025774A KR20110025774A KR20110107288A KR 20110107288 A KR20110107288 A KR 20110107288A KR 1020110025774 A KR1020110025774 A KR 1020110025774A KR 20110025774 A KR20110025774 A KR 20110025774A KR 20110107288 A KR20110107288 A KR 20110107288A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
mold
resin
gas
supply
pattern
Prior art date
Application number
KR1020110025774A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101374001B1 (ko
Inventor
히로시 사또
히데끼 이나
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20110107288A publication Critical patent/KR20110107288A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101374001B1 publication Critical patent/KR101374001B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00—Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/0227—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using pressure vessels, e.g. autoclaves, vulcanising pans
    • B29C35/0233—Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould using pressure vessels, e.g. autoclaves, vulcanising pans the curing continuing after removal from the mould
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/38—Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the material or the manufacturing process
    • B29C33/3842—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining
    • B29C33/3857—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts
    • B29C33/3878—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions
    • B29C33/3885—Manufacturing moulds, e.g. shaping the mould surface by machining by making impressions of one or more parts of models, e.g. shaped articles and including possible subsequent assembly of the parts used as masters for making successive impressions the mould parts being co-operating impressions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02—Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00—Manufacture or treatment of nanostructures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes

Abstract

본 발명에 따른 기판 상에 도포되는 수지 및 몰드의 패턴면이 서로와 접촉되어 있는 동안에 수지를 경화시키는 임프린트 장치는 몰드의 패턴면이 마주보는 공간으로 수지로의 몰드의 패턴면의 오목부의 충전을 가속시키는 데 사용되는 가스를 공급하도록 구성되는 공급부와; 수지 및 몰드의 패턴면이 서로와 접촉되기 전에 공간으로 가스를 공급하도록 공급부를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하고, 공급부는 몰드의 적어도 일부 내에 형성되는 다공질 부분을 통해 공간으로 가스를 공급하도록 구성된다.

Description

임프린트 장치 및 제품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 임프린트 장치 및 임프린트 장치를 사용하여 제품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
임프린트 기술은 자기 저장 매체 및 반도체 소자의 대량 생산을 위해 의도되는 일종의 리소그래피 기술(lithographic technique)로서 실용화되고 있다. 나노미터 정도의 패턴을 형성하는 임프린트 기술이 나노임프린트 기술(nanoimprint technique)로서 알려져 있다. 임프린트 기술은 실리콘 웨이퍼 또는 유리 판 등의 기판 상에 도포되는 수지에 대해 가압되는 패턴이 형성되는 몰드(mold)[원판(original)]를 포함한다. 수지는 이러한 상태에서 경화되고, 그에 의해 기판 상으로 패턴을 전사한다.
종래의 임프린트 방법은 수지로 몰드 상에 형성된 패턴의 오목부를 충전하는 데 긴 시간을 소요한다는 점에서 그리고 패턴의 오목부가 수지로 완전히 충전되기 전에 경화 공정이 실행되면 결함이 발생된다는 점에서 문제점을 제기한다. 종래의 임프린트 방법은 수지가 경화된 후에 수지 또는 기판으로부터 몰드를 분리하는 데 큰 힘이 필요하다는 점에서 그리고 이것은 기판 상으로 전사된 패턴 내에서의 결함으로 연결된다는 점에서 문제점을 또한 제기한다.
본 발명은 임프린트 장치의 배열의 복잡성을 억제하면서 임프린트 처리의 처리량 또는 수율을 개선하도록 된 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 제1 태양은, 기판 상에 도포되는 수지 및 몰드의 패턴면이 서로 접촉되어 있는 동안에 상기 수지를 경화시키는 임프린트 장치이며, 상기 몰드의 패턴면의 오목부로의 수지의 충전을 가속시키는 데 사용되는 가스를 상기 몰드의 패턴면이 대면하는 공간으로 공급하도록 구성되는 공급부와; 상기 수지 및 상기 몰드의 패턴면이 서로 접촉되기 전에 가스를 상기 공간으로 공급하도록 상기 공급부를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하고, 상기 공급부는 상기 몰드의 적어도 일부 내에 형성되는 다공질 부분을 통해 가스를 상기 공간으로 공급하도록 구성되는 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 제2 태양은, 기판 상에 도포되는 수지 및 다공질 부분을 포함하는 몰드가 서로 접촉되어 있는 동안에 상기 수지를 경화시키는 임프린트 장치이며, 상기 몰드를 유지하도록 구성되는 척과; 수지와 접촉되는 몰드의 패턴부 내에 형성되는 패턴의 오목부로의 수지의 충전을 가속시키기 위해 상기 오목부로부터 다공질 부분을 통해 흡인에 의해 가스가 인입되도록 흡인에 의해 다공질 부분으로부터 가스를 인입하도록 구성되는 흡인부를 포함하는 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 제3 태양은, 제품을 제조하는 방법이며, 본 발명의 제1 또는 제2 태양에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 수지의 패턴을 형성하는 단계와; 상기 패턴이 형성된 기판을 처리하는 단계를 포함하는 제품 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 추가 특징은 첨부 도면을 참조하여 예시 실시예의 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 실시예에 따른 임프린트 장치의 배열을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 몰드의 개략적인 배열을 도시하는 도면이다.
도 3은 몰드의 패턴부 내에 형성되는 패턴의 오목부로의 수지의 충전을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4f는 본 발명의 제1 실시예에 따른 몰드의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따른 몰드의 구조를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작을 도시하는 순서도이다.
본 발명의 양호한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 아래에서 상세하게 설명될 것이다.
[제1 실시예]
본 발명의 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)가 도 1a를 참조하여 설명될 것이다. 임프린트 장치(100)는 몰드(2)의 패턴면(PS)이 웨이퍼 또는 유리 기판 등의 기판(1) 상에 도포되는 수지와 접촉되어 있는 동안에 수지로 에너지를 공급하고, 그에 의해 수지를 경화시킨다. 이와 같이, 몰드(2)의 패턴면(PS) 상에 형성되는 패턴이 수지의 패턴으로서 기판(1) 상으로 전사된다. 수지를 경화시키는 데 사용되는 에너지는 전형적으로 광(예컨대, 자외선) 또는 열이다. 임프린트 장치(100)는 예컨대 기판(1)을 위치 설정하는 위치 설정 기구(12) 및 몰드(2)를 보유하는 척(14)을 갖는 임프린트 헤드(3)를 포함할 수 있다. 임프린트 장치(100)는 임프린트 동작을 제어하는 제어기(CNT), 수지를 통해 기판(1)과 몰드(2)를 접촉시키거나 기판(1)으로부터 몰드(2)를 분리하는 (도시되지 않은) 구동 기구, 수지로 에너지를 공급함으로써 수지를 경화시키는 (도시되지 않은) 경화 유닛 및 기판(1) 상으로 수지를 도포하는 도포 기구를 추가로 포함할 수 있다. 구동 기구는 예컨대 임프린트 헤드(3)를 구동시킴으로써 수지를 통해 기판(1)에 대해 몰드(2)를 가압하도록 구성될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 구동 기구는 위치 설정 기구(12) 내로 구축되고, 몰드(2)가 수지를 통해 기판(1)에 대해 가압되는 상태를 형성하도록 기판(1)을 구동시킨다. 임프린트 장치(100)는 몰드(2)로 가스를 공급하는 공급부(16)를 또한 포함한다. 스코프(scope)(4)가 임프린트 헤드(3) 상에 위치될 수 있다. 스코프(4)는 몰드(2) 상에 형성되는 마크 및 기판(1) 상에 형성되는 마크를 시각적으로 관찰하고, 그에 의해 이들의 상대 위치를 검출한다. 위치 설정 기구(12)는 스코프(4)에 의해 검출된 상대 위치를 기초로 하여 기판(1)을 위치 설정한다.
도 2는 몰드(2)의 개략 배열을 도시하고 있다. 수지가 자외선 등의 광을 사용하여 경화되는 배열에서, 몰드(2)는 석영 등의 광-투과성 재료로 제조되고, 수지는 에피-조명(epi-illumination)에 의해 몰드(2)를 통해 광으로 조사될 수 있다. 몰드(2)는 패턴이 형성된 패턴면(PS)을 갖는 볼록 패턴부(5)를 갖는 형상을 가질 수 있다. 이것은 수지를 통해 타겟 샷 영역(target shot region)에 대해 몰드(2)를 가압할 때에 몰드(2)가 기판(1) 상의 타겟 샷 영역에 인접한 샷 영역과 접촉되는 것을 방지할 것이다.
도 3은 몰드(2)의 패턴부(5)가 수지(7)를 통해 기판(1)에 대해 가압되는 상태 또는 몰드(2)의 패턴면(PS)이 기판(1) 상에 도포된 수지(7)와 접촉되어 있는 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 패턴부(5) 내의 패턴면(PS) 상에 형성된 패턴은 오목부(6)를 포함한다. 바꿔 말하면, 패턴은 오목부(6) 및 볼록부를 포함한다. 몰드(2)의 패턴부(5)가 기판(1) 상에 도포된 수지(7)에 대해 가압될 때에, 패턴의 오목부(6)는 모세관 현상에 의해 수지(7)로 충전된다. 패턴부(5)가 수지(7)와 접촉되기 전에, 가스가 오목부(6) 내에 존재한다는 것을 주목하여야 한다. 일반적인 임프린트 기술에서, 오목부(6) 내에 존재하는 가스는 수지 내에 용해되고, 그에 의해 수지로 오목부(6)를 완전히 충전한다. 이것을 하기 위해, 수지 내에 용해 가능한 가스(예컨대, 낮은 분자량을 갖는 수소 또는 헬륨)로 임프린트 헤드(3)를 덮는 배열이 채용될 수 있다. 그러나, 이러한 배열을 구현하기 위해 커버가 임프린트 헤드(3)를 포위하도록 제공될 때에, 예컨대 몰드(2)를 교체하도록 커버를 이동시키는 기구가 또한 제공되어야 하고, 이것은 임프린트 장치(100)의 배열을 복잡하게 만들 수 있다. 또한, 커버의 장착은 다른 장치를 장착하는 자유도를 제한할 수 있다.
그러므로, 이러한 실시예에서, 몰드(2)에는 다공질 부분을 통해 임프린트 장치(100)로부터 패턴부(5)로 가스를 공급하기 위해 다공질 층 등의 다공질 부분이 제공된다. 다공질 부분은, 예컨대 다공질 실리카 재료 등의 투명 재료로 제조될 수 있다. 다공질 실리카는 수 ㎛ 내지 수백 ㎛의 두께로 실리카 재료 및 폴리스티렌 입자 등의 중합체 재료가 분산되는 혼합 용액으로 부재를 코팅하고 중합체 재료를 가열 및 제거함으로써 형성될 수 있다. 이러한 방법은, 예컨대 수 ㎚ 내지 수십 ㎚ 정도의 공동이 규칙적으로 또는 불규칙적으로 배열되는 다공질 구조를 얻을 수 있다. 임프린트 장치(100)는 도 1a에 도시된 것과 같이 몰드(2)의 다공질 부분으로 가스를 공급하는 공급부(16)를 포함한다. 공급부(16)는 예컨대 가스 공급 경로, 가스 공급원 및 가스 공급 및 중단을 제어하는 밸브를 포함할 수 있다.
다공질 층 등의 다공질 부분을 갖는 몰드(2)의 일부 실시예가 도 4a 내지 도 4d를 참조하여 설명될 것이다. 도 4a에 도시된 예에서, 몰드(2)는 패턴부(5) 주위에 배열되는 다공질 부분(8)을 갖고, 가스(20)가 임프린트 헤드(3) 상에 제공된 공급부(16)(도 1a)로부터 다공질 부분(8)으로 공급된다. 다공질 부분(8)은 전체 원주에 걸쳐 패턴부(5)를 포위하도록 배열될 수 있다. 도 4b에 도시된 예에서, 다공질 부분(8)은 가스가 몰드(2)로부터 배기되는 영역을 제한하기 위해 비-다공질 부재(9)로 부분적으로 덮인다. 비-다공질 부재(9)는 가스의 통과를 가능케 하지 않는 부재 또는 다공질 부분(8)보다 작은 양만큼 가스를 통과시키는 부재이다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 배열에서, 가스가 다공질 부분(8)으로부터 배기되는 시간은 몰드(2)가 수지와 접촉되어 있는 시간을 포함할 수 있거나 포함하지 않을 수 있다. 도 4a 및 도 4b에 도시된 예에서, 제어기(CNT)는 수지 및 몰드(2)의 패턴면(PS)이 서로와 접촉되기 전에 패턴면(PS)이 마주보는 공간으로 가스를 공급하도록 공급부(16)를 제어한다.
도 4c에 도시된 예에서, 패턴부(5)가 다공질 부분(8)으로부터 형성되므로, 가스가 패턴부(5)로부터 또한 배기된다. 도 4c에 도시된 예에서의 배열은 패턴부(5)가 마주보는 공간[이러한 공간은 패턴부(5)의 외부측 또는 하부측의 공간으로서 또한 표현될 수 있음]으로 가스를 공급하는 기능 및 또한 패턴부(5) 상에 부착되는 임의의 외래 물질을 제거하는 기능을 갖는다. 도 4c에 도시된 배열에서, 패턴부(5)가 비교적 낮은 강도를 가지므로, 다공질 부분(8)이 도 4d에 도시된 것과 같이 캐핑 층(capping layer)(10) 내에 패턴부(5)를 형성하기 위해 비-다공질 부재로부터 형성되는 캐핑 층(10)으로 부분적으로 덮일 수 있다. 낮은 분자량을 갖는 수소 및 헬륨 등의 가스는 일반적으로, 예컨대 고무 및 유리를 통과하는 것으로 알려져 있다. 그러므로, 캐핑 층(10)으로서, 예컨대 약 수십 ㎚의 두께를 갖는 SiOx 층(예컨대, SiO2 층)을 제공하는 것은 가스를 통과시키는 것과 또한 패턴 강도를 증가시키는 것을 가능케 한다. 도 4c 및 도 4d에 도시된 예에서, 제어기(CNT)는 몰드(2)가 수지와 접촉되기 전의 시간의 적어도 일부 중에 다공질 부분(8)으로부터 가스를 배기하고 몰드(2)가 수지에 대해 가압될 때로부터 수지가 경화될 때까지의 시간 중에 가스를 배기하지 않도록 공급부(16)를 제어한다. 캐핑 층(10) 내에 패턴부(5)를 형성하는 대신에, 패턴부(5)는 다공질 부분(8) 내에 패턴을 형성하고 캐핑 층(10)으로 이러한 패턴을 덮음으로써 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 캐핑 층(10)은 다공질 부분(8) 내에 형성된 패턴의 오목부(6)의 폭보다 충분히 작은 두께를 갖도록 형성된다.
도 4e 및 도 4f는 몰드(2)의 다공질 부분(8)으로 가스를 공급하는 공급부(16)를 도시하고 있다. 이러한 실시예에 따르면, 가스가 임프린트 장치(100) 내에 제공된 공급부(16)로부터 가스를 수용하고 이러한 가스를 배기하는 다공질 부분(8)을 몰드(2)에 제공함으로써 몰드(2)의 패턴부(5)와 기판(1) 상의 각각의 샷 영역 사이의 공간으로 국부적으로 공급될 수 있다. 이러한 배열이 임프린트 헤드(3)를 포위하기 위해 커버를 제공할 필요성을 없애므로, 임프린트 장치(100)를 축소시킬 수 있다. 또한, 이러한 배열은 다공질 부분(8)으로부터 수지 내에 용해 가능한 가스를 배기하고 패턴부(5) 내의 패턴면(PS)이 마주보는 공간으로 이러한 가스를 공급함으로써 패턴부(5) 내의 패턴면(PS)이 수지와 접촉될 때에 수지로의 오목부(6)의 충전을 가속시킬 수 있다. 이것은 임프린트 처리의 처리량을 개선하는 것을 가능케 한다. 또한, 수지로의 오목부(6)의 충전을 가속시킴으로써, 수지로의 오목부(6)의 불완전 충전으로 인한 패턴 전사 실패가 수율을 개선하도록 감소될 수 있다.
[제2 실시예]
도 1b는 본 발명의 제2 실시예에 따른 임프린트 장치(100')의 개략 배열을 도시하고 있다. 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 구성 요소에서와 동일한 도면 부호는 도 1b에서 동일한 구성 요소를 표시한다. 제2 실시예에 따른 임프린트 장치(100')는 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100) 내의 공급부(16)가 가스 제어기(18)로 교체되는 배열을 갖는다. 몰드(2)가 제1 실시예에서와 유사한 배열을 가질 수 있지만, 몰드는 바람직하게는 패턴부(5) 이외의 부분에서 비-다공질 부재(9)로 덮인다. 도 5a는 제2 실시예에서 사용될 수 있는 몰드(2)의 하나의 예를 도시하고 있다. 가스 제어기(18)는 몰드(2)의 패턴부(5)가 수지(7)에 대해 가압되는 동안에 몰드(2)의 패턴부(5)를 형성하는 다공질 부분(8)을 통해 흡인에 의해 패턴의 오목부(6) 내의 가스를 인출하는 흡인부를 포함한다. 이와 같이, 오목부(6)는 도 5b에 개략적으로 도시된 것과 같이 수지(7)로 깊게 급속하게 충전된다. 가스 제어기(18)는 다공질 부분(8)으로부터 가스를 배기하기 위해 다공질 부분(8)으로 가스를 공급하는 공급부를 또한 포함할 수 있다.
다공질 부분(8)은 수지와 몰드(2)의 패턴면을 접촉시키는 처리를 경험하기 위해 공간 내에 존재하는 가스(예컨대, 공기, H2 또는 He2)를 통과시킬 정도로 충분히 큰 크기를 갖는 다수개의 공극을 갖는 층으로서 형성될 수 있다. 몰드(2)의 패턴면이 수지와 접촉되기 전에 낮은 분자량을 갖는 가스(예컨대, H2 또는 He2)가 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로 공급될 때에, 다공질 부분(8) 내의 공극은 가스를 통과시킬 정도로 충분히 큰 크기를 갖는다. H2 또는 He2가 수지와 몰드(2)의 패턴면을 접촉시키는 처리를 경험하기 위해 공간으로 공급될 가스로서 사용될 때에, 다공질 부분(8)은, 예컨대 약 수 ㎚의 크기를 갖는 층으로서 형성될 수 있다. 패턴부(5) 내에 형성된 패턴의 오목부(6) 내부측의 가스는 다공질 부분(8)을 통과하고 가스 제어기(18)에 의한 흡인에 의해 인출되고, 한편 수지(7)는 다공질 부분(8)을 통과할 수 없고 오목부(6) 내에 남아 있다. 오목부(6)는 흡인에 의해 오목부(6) 내부측의 가스를 인출함으로써 수지(7)로 급속하게 충전된다.
다공질 부재는, 예컨대 다공질 구조를 갖지 않는 SiO2보다 낮은 강도를 갖는다. 그러므로, SiOx 층(예컨대, SiO2 층) 등의 얇은 캐핑 층(비-다공질 부재)(10)이 다공질 부분(8)의 표면 상에 적층될 수 있고, 패턴부(5)는 도 5c 및 도 5d에 도시된 것과 같이 캐핑 층(10) 상에 형성될 수 있다. SiOx 층이 캐핑 층(10)으로서 채택될 때에, 가스는 약 수십 ㎚ 정도로 얇은 SiOx 층을 형성할 때에 SiOx 층을 통과할 수 있다. 이러한 경우에, 캐핑 층(10) 및 다공질 부분(8)의 양쪽 모두는 가스를 통과시키는 부재로서 기능한다. 도 5d에 도시된 예에서, 패턴부(5)에서, 캐핑 층(10)은 오목부(6)에 대응하는 제1 부분(21) 및 오목부(6) 이외의 부분(볼록부)에 대응하는 제2 부분(22)을 가질 수 있다. 제1 부분(21)이 제2 부분(22)보다 얇으므로, 가스가 제2 부분(22)보다 제1 부분(21)을 더 쉽게 통과한다. 그러므로, 가스는 제2 부분(22)보다 오목부(6)의 저부로부터의 제1 부분(21)을 통한 흡인에 의해 더 용이하게 인출될 수 있다. 결과적으로, 오목부(6) 내부측의 가스는 효과적으로 흡인에 의해 인출된다. 캐핑 층(10) 내에 패턴부(5)를 형성하는 대신에, 패턴부(5)는 다공질 부분(8) 내에 패턴을 형성하고 캐핑 층(10)으로 이러한 부분을 덮음으로써 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 캐핑 층(10)은 다공질 부분(8) 내에 형성된 패턴의 오목부(6)의 폭보다 충분히 작은 두께를 갖도록 형성된다.
오목부(6)가 수지(7)로 충전된 후에, 수지(7)가, 예컨대 자외선 등의 광으로 수지(7)를 조사함으로써 경화될 수 있다. 그 후에, 몰드(2)가 경화 수지(7) 또는 기판(1)으로부터 분리된다. 이러한 시점에서, 힘이 오목부(6)로부터 경화 수지(7)를 견인하도록 작용하므로, 경화 수지(7)가 손상을 겪을 수 있거나 기판(1)으로부터 박리될 수 있다. 이것을 방지하기 위해, 가스가 바람직하게는 오목부(6) 내로 가스를 급송하기 위해 가스 제어기(18)로부터 다공질 부분(8)으로 공급되고, 그에 의해 수지(7)로부터의 몰드(2)의 분리를 돕는다. 이것은 더 약한 힘으로 수지(7) 및 몰드(2)의 패턴부(5)를 서로 분리하는 것을 가능케 하고, 그에 의해 분리 시에 결함이 수지의 패턴 내에서 발생될 가능성을 감소시킨다. 다공질 부분(8)을 통과할 수 있는 가스가 다공질 부분(8)으로 공급될 가스로서 위에서 설명된 것과 같이 사용된다는 것을 주목하여야 한다.
임프린트 장치(100') 내에서의 임프린트 동작이 도 6을 참조하여 예시될 것이다. 제어기(CNT)가 다음의 순서를 제어한다. 도 6에서의 좌측은 임프린트 동작의 순서를 도시하고 있고, 도 6에서의 우측은 가스 제어기(18)의 동작을 도시하고 있다. 새로운 기판 적재 또는 이전의 샷 영역 상으로의 임프린팅(수지 도포, 몰드 가압 및 수지 경화를 포함하는 패턴 전사)이 종료된 후에(6-A-1), 패턴이 다음에 전사될 샷 영역 상으로 수지가 도포된다(6-A-2). 통상적으로 사용되는 수지는 수지가 기판의 전체 표면 상으로 도포될 때에 몰드(2)가 가압되기 전에 수지가 증발될 정도로 높은 휘발성을 갖는다는 것을 주목하여야 한다. 이것을 방지하기 위해, 전사 직전에 패턴이 다음에 전사될 샷 영역 상으로만 수지를 도포하는 것이 통상의 관례이다. 수지가 충분히 낮은 휘발성을 가지면, 수지가 기판의 전체 표면 상으로 도포된 후에 각각의 샷 영역에 대한 몰드 가압 및 수지 경화가 수행될 수 있다.
기판 적재의 종료 또는 이전의 샷 영역 상으로의 임프린팅으로부터 다음의 샷 영역이 임프린트 헤드(3) 아래에 위치되도록 기판(1)이 구동될 때까지, 즉 수지 및 몰드(2)의 패턴면(PS)이 서로에 접촉되기 전의 임의의 시간 중에, 가스가 가스 제어기(18)에 의해 몰드(2)의 다공질 부분(8)으로 공급될 수 있다. 이와 같이, 가스는 몰드(2)의 다공질 부분(8)으로부터 배기될 수 있고, 패턴부(5) 상에 부착되는 임의의 외래 물질이 제거될 수 있다. 기판(1)이 임프린트 헤드(3) 아래에 존재하는 동안에 가스가 다공질 부분(8)으로부터 배기되면, 외래 물질이 기판(1) 상으로 낙하될 수 있다는 것을 주목하여야 한다. 이것을 방지하기 위해, 가스 제어기(18)는, 예컨대 기판(1)이 수지 도포를 위해 임프린트 헤드(3) 아래의 위치로부터 적재 해제되는 시간 또는 기판(1)이 적재(또는 교체)되는 시간 중에 다공질 부분(8)으로부터 가스를 배기하도록 동작될 수 있다.
수지가 도포되는 기판(1)은 패턴이 전사될 샷 영역이 임프린트 헤드(3) 아래에 위치되도록 위치 설정 기구(12)에 의해 구동된다(6-A-3). 이러한 시점에서, 가스가 가스 제어기(18)에 의해 다공질 부분(8)으로 공급된다. 이와 같이, 가스는 다공질 부분(8)으로부터 배기되고, 임프린트 헤드(3)와 기판(1) 사이의 공간으로 공급된다(6-B-2). 그 후에, 임프린트 헤드(3)를 하강시키는 동작 또는 기판(1)을 상승시키는 동작, 즉 수지와 몰드(2)의 패턴면(PS)을 접촉시키는 동작이 시작된다(6-A-4). 몰드(2)의 패턴면(PS) 및 기판(1) 상에 도포된 수지가 서로와 접촉되는 순간에, 수지로의 패턴부(5)의 오목부의 충전이 시작된다(6-A-5). 가스 제어기(18)에 의한 다공질 부분(8)으로의 가스 공급[즉, 다공질 부분(8)으로부터의 가스 배기]이 충전의 시작 전에 중단되고, 가스 제어기(18)에 의한 다공질 부분(8)을 통한 가스 흡인이 충전의 시작 시에 시작된다(6-B-3). 패턴부(5)의 오목부는 가스 흡인에 의해 짧은 시간 내에 수지로 충전된다. 충전의 종료 후에, 가스 제어기(18)에 의한 다공질 부분(8)을 통한 가스 흡인이 종료된다(6-B-4). 충전의 종료 후에(6-A-6), 수지가, 예컨대 광으로 수지를 조사하는 방법에 의해 경화된다(6-A-7). 몰드(2)가 기판(1)으로부터 분리된다(6-A-8). 이러한 시점에서, 다공질 부분(8)으로의 가스 공급(즉, 몰드로부터의 가스 배기)이 가스 제어기(18)에 의해 수행되므로, 기판(1)으로부터의 몰드(2)의 분리가 가속된다(6-B-5). 기판(1)으로부터의 몰드(2)의 분리의 종료 후에, 가스 제어기(18)에 의한 다공질 부분(8)으로의 가스 공급[즉, 몰드로부터의 가스 배기]이 종료된다(6-B-6). 예컨대 간섭계(interferometer)가 측정 장치로서 사용될 때에, 공기의 굴절률과 가스 제어기(18)로부터 공급된 가스의 굴절률 사이의 차이로 인해 측정 수치 면에서 에러가 발생될 수 있으므로, 최소 필요 가스 배기가 수행되어야 한다는 것을 주목하여야 한다. 현재의 샷 영역 상으로의 임프린트 처리가 위의 방식으로 종료된 후에, 다음의 샷 영역 상으로의 임프린트 처리가 실행된다(6-A-9).
위에서 설명된 것과 같이, 다공질 부분(8)을 통한 흡인에 의해 몰드(2)의 패턴부(5)의 오목부(6)로부터 가스를 인출함으로써, 수지로의 오목부(6)의 충전이 가속될 수 있다. 또한, 경화 수지로부터 몰드(2)를 분리하기 위해 오목부(6)로 가스를 공급함으로써, 분리가 용이해질 수 있고, 그에 의해 경화 수지의 패턴 내에서 발생될 수 있는 결함을 감소시킨다. 더욱이, 몰드(2)의 다공질 부분(8)으로 가스를 공급하고 패턴부(5)로부터 가스를 배기함으로써, 임의의 외래 물질이 패턴부(5)로부터 제거될 수 있다. 이것은 임프린트 처리의 처리량을 개선하는 것 및/또는 수율을 개선하도록 수지로의 오목부(6)의 불완전 충전으로 인한 패턴 전사 실패를 감소시키는 것을 가능케 한다.
[제품을 제조하는 방법]
제품을 제조하는 방법은 위에서 언급된 임프린트 장치를 사용하여 기판(예컨대, 웨이퍼, 유리 판 또는 필름형 기판) 상으로 패턴을 전사(형성)하는 단계 및 패턴이 전사되는 기판을 처리(예컨대, 식각)하는 단계를 포함한다. 제조될 제품은 반도체 집적 회로 소자 및 액정 디스플레이 소자 등의 소자를 포함할 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 특허청구범위의 범주는 모든 이러한 변형예 및 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최대 해석과 부합되어야 한다.

Claims (7)

  1. 기판 상에 도포되는 수지 및 몰드의 패턴면이 서로 접촉되어 있는 동안에 상기 수지를 경화시키는 임프린트 장치이며,
    상기 몰드의 패턴면의 오목부로의 수지의 충전을 가속시키는 데에 사용되는 가스를 상기 몰드의 패턴면이 대면하는 공간으로 공급하도록 구성되는 공급부와;
    상기 수지 및 상기 몰드의 패턴면이 서로 접촉되기 전에 가스를 상기 공간으로 공급하도록 상기 공급부를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하고,
    상기 공급부는 상기 몰드의 적어도 일부 내에 형성되는 다공질 부분을 통해 가스를 상기 공간으로 공급하도록 구성되는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰드는 패턴면을 포함하는 패턴부를 포함하고, 상기 패턴부는 다공질 부분으로 형성되며,
    상기 제어기는 상기 수지 및 상기 몰드의 패턴면이 서로 접촉될 때부터 수지가 경화될 때까지의 시간 동안 다공질 부분으로의 가스 공급을 중단하도록 상기 공급부를 제어하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 몰드는 다공질 부분을 부분적으로 덮는 비 다공질 부재로 이루어지는 캐핑 층(capping layer)을 포함하고, 상기 캐핑 층 내에는 패턴부가 배열되고, 상기 캐핑 층은 가스를 통과시킬 정도로 충분히 작은 두께를 가지며,
    상기 공급부는 몰드가 수지에 대해 가압될 때부터 수지가 경화될 때까지의 시간 동안 다공질 부분으로의 가스 공급을 중단하는 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어기는 경화된 수지로부터 몰드를 분리하기 위해 가스가 몰드의 다공질 부분으로부터 배기되도록, 공급부로부터 몰드로 가스를 공급하도록 공급부를 제어하는 임프린트 장치.
  5. 기판 상에 도포되는 수지 및 다공질 부분을 포함하는 몰드가 서로 접촉되어 있는 동안에 상기 수지를 경화시키는 임프린트 장치이며,
    상기 몰드를 유지하도록 구성되는 척과;
    수지와 접촉되는 몰드의 패턴부 내에 형성되는 패턴의 오목부로의 수지의 충전을 가속시키기 위해 상기 오목부로부터 다공질 부분을 통해 흡인에 의해 가스가 인입되도록 흡인에 의해 다공질 부분으로부터 가스를 인입하도록 구성되는 흡인부를 포함하는 임프린트 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 다공질 부분으로부터 가스가 배기되어 경화된 수지로부터의 몰드의 분리를 가속시키도록, 몰드의 다공질 부분으로 가스를 공급하도록 구성되는 공급부를 더 포함하는 임프린트 장치.
  7. 제품을 제조하는 방법이며,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 수지의 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 패턴이 형성된 기판을 처리하는 단계를 포함하는 제품 제조 방법.
KR1020110025774A 2010-03-24 2011-03-23 임프린트 장치 및 제품 제조 방법 KR101374001B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010068916A JP5618588B2 (ja) 2010-03-24 2010-03-24 インプリント方法
JPJP-P-2010-068916 2010-03-24

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20110107288A true KR20110107288A (ko) 2011-09-30
KR101374001B1 KR101374001B1 (ko) 2014-03-12

Family

ID=44202850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110025774A KR101374001B1 (ko) 2010-03-24 2011-03-23 임프린트 장치 및 제품 제조 방법

Country Status (6)

Country Link
US (2) US9122149B2 (ko)
EP (1) EP2369412B1 (ko)
JP (1) JP5618588B2 (ko)
KR (1) KR101374001B1 (ko)
CN (1) CN102200687B (ko)
TW (1) TWI499498B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140116209A (ko) * 2012-02-27 2014-10-01 캐논 가부시끼가이샤 임프린트 장치 및 임프린트 방법 그리고 물품 제조 방법
KR20190107572A (ko) * 2018-03-12 2019-09-20 캐논 가부시끼가이샤 몰드를 사용해서 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치, 및 물품 제조 방법

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5679850B2 (ja) * 2011-02-07 2015-03-04 キヤノン株式会社 インプリント装置、および、物品の製造方法
JP5787691B2 (ja) * 2011-09-21 2015-09-30 キヤノン株式会社 インプリント装置、それを用いた物品の製造方法
JP6230353B2 (ja) * 2013-09-25 2017-11-15 キヤノン株式会社 パターン形状を有する膜の製造方法、光学部品の製造方法、回路基板の製造方法、電子機器の製造方法
JP6341883B2 (ja) 2014-06-27 2018-06-13 キヤノン株式会社 位置検出装置、位置検出方法、インプリント装置及び物品の製造方法
US10204780B2 (en) * 2015-09-08 2019-02-12 Canon Kabushiki Kaisha Imprint apparatus, and article manufacturing method
JP7058951B2 (ja) * 2017-05-24 2022-04-25 キヤノン株式会社 インプリント装置、および物品の製造方法
JP7062049B2 (ja) * 2018-03-30 2022-05-02 富士フイルム株式会社 経皮吸収シート製造用のモールド、針状凸部を有する経皮吸収シートの製造装置及び方法
US11951660B2 (en) * 2021-10-11 2024-04-09 Canon Kabushiki Kaisha Shaping system including an evaporation cover, shaping process, and method of manufacturing an article

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080164638A1 (en) * 2006-11-28 2008-07-10 Wei Zhang Method and apparatus for rapid imprint lithography
JP3856117B2 (ja) * 2002-01-28 2006-12-13 日本碍子株式会社 射出成形体の製造方法
KR100981692B1 (ko) * 2002-05-27 2010-09-13 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 스탬프로부터 기판으로 패턴을 전사하기 위한 방법 및 디바이스
US7611348B2 (en) * 2005-04-19 2009-11-03 Asml Netherlands B.V. Imprint lithography
KR100710851B1 (ko) 2006-03-22 2007-04-23 (주) 비앤피 사이언스 나노 임프린트 리소그래피 방법 및 장치
JP4185941B2 (ja) 2006-04-04 2008-11-26 キヤノン株式会社 ナノインプリント方法及びナノインプリント装置
JP4872052B2 (ja) * 2006-04-12 2012-02-08 独立行政法人産業技術総合研究所 微細金型コア部材
JP4996150B2 (ja) * 2006-07-07 2012-08-08 株式会社日立ハイテクノロジーズ 微細構造転写装置および微細構造転写方法
US8017183B2 (en) * 2007-09-26 2011-09-13 Eastman Kodak Company Organosiloxane materials for selective area deposition of inorganic materials
KR101610180B1 (ko) 2007-11-21 2016-04-07 캐논 나노테크놀로지즈 인코퍼레이티드 나노-임프린트 리소그래피용 다공성 주형 및 임프린팅 스택
TWI353961B (en) * 2008-06-23 2011-12-11 Univ Nat Cheng Kung Micro-nano imprinting mould and imprinting process
WO2010005032A1 (ja) 2008-07-09 2010-01-14 東洋合成工業株式会社 パターン形成方法
KR20110052697A (ko) * 2008-08-08 2011-05-18 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 리소그래피 장치 및 디바이스 제조 방법
US20100104852A1 (en) * 2008-10-23 2010-04-29 Molecular Imprints, Inc. Fabrication of High-Throughput Nano-Imprint Lithography Templates
NL2003600A (en) * 2008-12-04 2010-06-07 Asml Netherlands Bv Imprint lithography apparatus and method.
JP2010149482A (ja) * 2008-12-26 2010-07-08 Toshiba Corp インプリント用モールドおよびパターン形成方法
JP2011161727A (ja) * 2010-02-08 2011-08-25 Fujifilm Corp 光学成形体の成形型、光学成形体の成形方法、及び、レンズアレイ
US8541053B2 (en) * 2010-07-08 2013-09-24 Molecular Imprints, Inc. Enhanced densification of silicon oxide layers

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140116209A (ko) * 2012-02-27 2014-10-01 캐논 가부시끼가이샤 임프린트 장치 및 임프린트 방법 그리고 물품 제조 방법
US10105892B2 (en) 2012-02-27 2018-10-23 Canon Kabushiki Kaisha Imprint apparatus and imprint method, and article manufacturing method
KR20190107572A (ko) * 2018-03-12 2019-09-20 캐논 가부시끼가이샤 몰드를 사용해서 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치, 및 물품 제조 방법
US11526074B2 (en) 2018-03-12 2022-12-13 Canon Kabushiki Kaisha Molding apparatus for molding composition on substrate using mold, molding method, and method for manufacturing article

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011201083A (ja) 2011-10-13
US9280048B2 (en) 2016-03-08
US20110236579A1 (en) 2011-09-29
CN102200687B (zh) 2016-08-24
US20140234467A1 (en) 2014-08-21
KR101374001B1 (ko) 2014-03-12
EP2369412A3 (en) 2012-06-13
JP5618588B2 (ja) 2014-11-05
EP2369412B1 (en) 2017-05-10
TWI499498B (zh) 2015-09-11
CN102200687A (zh) 2011-09-28
EP2369412A2 (en) 2011-09-28
TW201139119A (en) 2011-11-16
US9122149B2 (en) 2015-09-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101374001B1 (ko) 임프린트 장치 및 제품 제조 방법
JP5268524B2 (ja) 加工装置
US20100164146A1 (en) Imprinting mold and pattern formation method
JP6774178B2 (ja) 基板を処理する装置、及び物品の製造方法
KR101627575B1 (ko) 미세 요철 패턴의 형성 방법 및 형성 장치, 전사용 기판의 제조 방법, 및 전사용 기판
JP6525572B2 (ja) インプリント装置、および物品の製造方法
JP5397054B2 (ja) ナノインプリント方法およびナノインプリント装置
JP5822597B2 (ja) インプリント装置、及びそれを用いた物品の製造方法
WO2015141604A1 (en) Imprint apparatus and method of manufacturing article
JP7171394B2 (ja) 成形装置、成形方法、および物品の製造方法
JP5644906B2 (ja) ナノインプリント方法
JP5785646B2 (ja) インプリント装置、および、物品の製造方法
JP2020009899A (ja) 平坦化層形成装置、平坦化層の製造方法、および物品製造方法
JP5611399B2 (ja) 加工装置
JP7149872B2 (ja) インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法
KR102536705B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법
JP6808386B2 (ja) インプリント装置および物品製造方法
JP2023047940A (ja) インプリント装置、インプリント方法、及び物品の製造方法
KR20230168968A (ko) 막 형성 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법
JP2024042462A (ja) インプリント装置、インプリント方法、決定方法及び物品の製造方法
KR101055609B1 (ko) 유연척을 이용한 ｕｖ 임프린팅 방법
KR101063402B1 (ko) 유연척을 포함하는 ｕｖ 임프린팅 시스템
JP2013251352A (ja) インプリント方法及びインプリント装置
WO2013183262A1 (ja) インプリント方法及びインプリント装置
JP2016111213A (ja) ステージ装置、リソグラフィ装置及び物品の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170224

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180226

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190307

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200226

Year of fee payment: 7