KR20120098427A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20120098427A
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요시유끼 우스이
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Abstract

임프린트 장치는 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하도록 구성된 제1 스코프와, 제어기를 포함한다. 제어기는, 미리 취득된 배열 데이터에 기초해서 위치결정된 복수의 샷 영역 중 2 이상의 샷 영역 각각에 도포된 수지에 원판을 접촉시키고, 제1 스코프를 이용하여 각각의 2 이상의 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하고, 계측된 위치 어긋남량을 통계 처리해서 각각의 복수의 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 산출하고, 산출된 위치 어긋남량을 이용해서 복수의 샷 영역의 배열 데이터를 보정하고, 보정된 배열 데이터에 기초해서 2 이상의 샷 영역 이외의 각각의 샷 영역을 원판에 대하여 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 반도체 디바이스의 미세패턴화가 진행되고, 반도체 디바이스 제조 방법으로서, 기판에 수지를 도포하고(기판에 수지가 분배됨), 수지에 원판을 가압한 상태에서 수지를 경화시키는 임프린트 기술이 사용되기 시작하고 있다. 이러한 임프린트 기술의 하나로서 광경화법이 있다. 광경화법을 이용하는 임프린트 장치에서는, 먼저 기판 상의 패턴 형성 영역(이하, 샷 영역이라고 부름)에 광경화 수지를 도포한다. 그런 다음, 원판을 보유 지지해서 구동하는 기구가 기판과 원판의 얼라인먼트 보정을 행한다. 그 후에, 수지에 원판을 가압한다. 자외선 조사에 의해 수지를 경화시키고, 원판을 이형한다. 결과적으로, 기판 상에 수지의 패턴이 형성된다.
일본 특허 제4185941호에 개시된 광경화법을 이용하는 임프린트 장치는 기판 상에 이미 형성한 패턴과 원판 간의 위치 어긋남을 계측하는 데에 다이 바이 다이 방식(die-by-die method)을 채용한다. 다이 바이 다이 방식에서는, 각각의 샷 영역에 대한 원판의 가압 시에, 기판과 원판에 형성된 마크(mark)를 계측 스코프(scope)를 이용하여 동시에 관찰하여, 위치 어긋남량을 계측해서 기판과 원판의 상대 위치를 보정한다. 그러나, 다이 바이 다이 방식은 하층의 막 두께의 감소와 같은 프로세스 요인에 의해 야기되는 마크 위치 어긋남을 검출할 수 없기 때문에, 올바르게 얼라인먼트를 수행할 수 없을 경우가 있다.
이와 대조적으로, 투영 광학계를 이용함으로써 원판 패턴을 기판에 전사하는 포토리소그라피 기법을 이용하는 종래의 노광 장치에서는 글로벌 얼라인먼트 방식(global alignment method)이 가장 빈번하게 사용된다. 글로벌 얼라인먼트 방식에서는, 대표적인 몇몇 샷 영역(이하, 샘플 샷이라고 부름)의 마크를 계측하고, 그 계측 결과에 기초하여 통계 처리를 수행하여 글로벌 보정값을 취득한다. 이러한 글로벌 보정값에 기초하여, 전체 샷 영역에 동일한 지표를 이용하여 얼라인먼트를 수행한다. 글로벌 얼라인먼트 방식에서는 동일한 지표에 의해 얼라인먼트가 수행되기 때문에, 후처리에서 몇몇 샷 영역에 샘플링 검사를 행함으로써 웨이퍼의 전체 샷 영역의 품질이 검사될 수 있어, 이것은 생산성을 증가시킨다. 또한, 샘플 샷을 적절하게 선택함으로써 프로세스 요인에 의해 야기되는 비정상적인 마크 어긋남의 영향을 회피할 수 있다. 이것은 중첩(overlay) 정밀도의 안정성을 증가시킨다. 일본 특허 공개 제2005-108975호는 TTM(Through The Mask) 스코프를 이용하여 원판과 웨이퍼 간의 위치 어긋남을 30㎛의 거리를 두고 계측하는 임프린트 장치를 개시하고 있다. 일본 특허 공개 제2005-108975호는 원판과 웨이퍼가 다이 바이 다이 얼라인먼트 방식 또는 글로벌 얼라인먼트 방식 중 어느 하나를 이용하여 위치결정될 수 있음을 개시하고 있다.
종래의 노광 장치에서와 같이, 임프린트 장치에서도 프로세스 요인에 의해 야기되는 비정상적인 마크 어긋남의 영향을 회피하기 위해 글로벌 얼라인먼트 방식에 의한 보정이 유용하다고 추측된다. 그러나, 일본 특허 공개 제2005-108975호에 개시된 임프린트 장치에서는, TTM 스코프를 이용하여 샘플 샷의 위치를 계측하는 경우에 원판은 기판으로부터 30㎛의 거리만큼 이격되는데, 즉 원판이 기판에 대해 가압되지 않게 된다. 한편, 임프린트 처리를 행할 경우, 원판은 수지를 개재하여 기판에 가압된다. 즉, 샘플 샷 위치 계측 시의 기판과 원판 간의 Z방향 상대 위치 관계가 임프린트 처리 시와는 상이하다. 기판과 원판의 Z방향 상대 위치가 변하면, 변화량에 따라 원판의 위치 어긋남 또는 TTM 스코프 계측 오차가 발생한다. 예를 들면, 원판이 기판에 접촉하지 않는 상태에서 TTM 스코프에 의해 계측된 값에 기초해서 기판과 원판에 대한 얼라인먼트 보정을 수행하여도, 원판 홀더(holder)의 구동 시에 구동 오차가 발생하면, 원판을 기판에 접촉시킬 때에 원판의 X 및 Y방향에서의 위치 어긋남이 발생한다. 또한, 기판과 원판 간의 Z방향에서의 거리(이하 간격이라고 부름)가 변하면, 기판과 원판에 형성된 얼라인먼트 마크 간의 거리도 변한다. TTM 스코프의 부착 오차가 텔레센트릭성(telecentricity)을 발생시키면, 얼라인먼트 마크 간의 거리에 따라 TTM 스코프 계측 시에 계측 오차가 발생한다.
상기의 문제를 해결하기 위해, TTM 스코프 계측 시의 기판과 원판의 상대 위치는 가능한 한 임프린트 처리 시와 가깝게 설정하는 것이 바람직하다. 그러나, TTM 스코프 계측 시에 기판과 원판의 상대 위치를 임프린트 처리 시와 동일하게 하면, 기판과 원판이 서로 접촉할 수도 있고, 이것은 기판과 원판에 묘화된 패턴을 파손할 수도 있다.
일본 특허 제4185941호 일본 특허 공개 제2005-108975호
본 발명은 원판과 기판을 고정밀도로 위치결정하면서 임프린트 처리를 행하는데에 유리한 기술을 제공한다.
본 발명은 일 태양에서, 기판에 도포된 수지와 원판의 패턴면을 접촉시켜서, 수지를 경화시키는 임프린트 처리를, 기판의 복수의 샷 영역 각각에 대해 수행하는 임프린트 장치이며, 원판측 마크(mark)가 형성된 원판을 보유 지지하도록 구성된 원판 홀더(holder)와, 각각의 샷 영역에 기판측 마크가 형성된 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지(stage)와, 기판측 마크와 원판측 마크를 원판을 통해 검출함으로써, 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하도록 구성된 제1 스코프와, 수지를 경화시키도록 구성된 경화 유닛과, 제어기를 포함하고, 제어기는, 미리 취득된 복수의 샷 영역의 배열 데이터에 기초해서 위치결정된 복수의 샷 영역 중 2 이상의 샷 영역 각각에 도포된 수지에 원판을 접촉시키고, 제1 스코프를 이용하여 각각의 2 이상의 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하고, 2 이상의 샷 영역에서 계측된 위치 어긋남량을 통계 처리해서 각각의 복수의 샷 영역과 원판 간의 위치 어긋남량을 산출하고, 산출된 위치 어긋남량을 이용해서 복수의 샷 영역의 배열 데이터를 보정하고, 보정된 배열 데이터에 기초해서, 2 이상의 샷 영역 이외의 샷 영역 각각을 원판에 대하여 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참조하는 예시적인 실시 형태에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 임프린트 장치를 나타내는 도면.
도 2는 제1 실시 형태에 따른 임프린트 장치의 동작을 나타내는 플로우차트.
도 3a 내지 도 3c는 임프린트 처리를 나타내는 도면.
도 4a 및 도 4b는 제1 실시 형태에서의 TTM 스코프 계측 샷과 비TTM 스코프 계측 샷의 배열의 예를 나타내는 도면.
도 5는 제2 실시 형태에 따른 임프린트 장치의 동작을 나타내는 플로우차트.
도 6a 내지 도 6c는 제2 실시 형태에서의 OA 스코프 계측 샷, TTM 스코프 계측 샷 및 비TTM 스코프 계측 샷의 배열의 예를 나타내는 도면.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태를 설명한다. 도 1은 광경화법을 이용한 임프린트 장치의 구성예를 나타내는 도면이다. 임프린트 장치(1)는, 기판(웨이퍼)에 도포된 수지와 원판(마스크, 몰드 또는 템플릿으로도 불림)의 패턴면을 접촉시키고, 수지를 경화시키는 임프린트 처리를 기판의 복수의 샷 영역 각각에 대해 행하는, 예를 들면 반도체 디바이스 제조 공정에 사용된다. 첨부된 도면에서, 원판에 대한 자외선 조사의 축에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직인 평면 내에서 마스크(후술함)에 대하여 웨이퍼가 이동하는 방향으로 X축을 취하고, X축에 직교하는 방향으로 Y축을 취해서 설명하기로 한다.
임프린트 장치(1)는 조명계(2), 마스크(원판)(3), 마운트 헤드(4), 웨이퍼(기판)(5), 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)(6), 도포 기구(7), 마스크 반송계(8), 제어기(9) 및 OA(Off-Axis) 스코프(14)를 포함한다. 조명계(2)는 임프린트 처리 시에 마스크(3)에 자외선(10)을 조사해서 수지를 경화시키는 경화 유닛을 형성한다. 조명계(2)는 광원과, 광원으로부터 방출된 자외선을 임프린트 처리에 적절한 광으로 조정하기 위한 복수의 광학 소자를 포함한다.
마스크(3)는 웨이퍼에 대향하는 면에 미리 결정된 3차원 패턴이 형성된 템플릿이다. 마운트 헤드(4)는 마스크(3)를 보유 지지하고 고정하는 원판 홀더이다. 마운트 헤드(4)는 배율 보정 기구(11)와, 흡착력 또는 정전기에 의해 마스크(3)를 흡착해서 보유 지지하는 마스크 척(12)과, TTM(Through The Mask) 스코프(13)를 포함한다. 배율 보정 기구(11)는 마스크(3)에 압력을 인가함으로써 마스크(3)에 형성된 3차원 패턴을 원하는 형상으로 보정한다.
TTM 스코프(13)는 마운트 헤드(4)에 의해 지지되어서 마스크(3) 위에 배치된다. 각각의 TTM 스코프(13)는 웨이퍼(5)의 각각의 샷 영역에 형성된 기판측 마크와, 마스크(3)에 형성된 원판측 마크를 마스크(3)를 통해 관찰하기 위한 광학계 및 결상계를 포함하는 스코프(제1 스코프)이다. 본 실시 형태에서는, TTM 스코프(13)는 마운트 헤드(4)에 의해 지지된다. TTM 스코프(13)가 기판측 마크와 원판측 마크를 마스크(3)를 통해서 검출하기 때문에, 웨이퍼(5) 상의 각각의 샷 영역과 마스크(3) 간의 X 및 Y방향에서의 위치 어긋남량을 계측할 수 있다. OA 스코프(제2 스코프)(14)는 마운트 헤드(4)로부터 수평방향으로 이격되고, 기판측 마크를 검출함으로써 웨이퍼(5) 상의 각각의 샷 영역의 X 및 Y 방향의 위치를 계측할 수 있다. OA 스코프(14)는 TTM 스코프(13)보다 공간적인 제약이 적어, 웨이퍼(5) 상의 묘화 패턴에 따른 관찰광의 파장의 전환 기능과 같은 프로세스 대응 기능을 TTM 스코프(13)보다 많이 가질 수 있다.
마운트 헤드(4)는 마스크 척(12)을 구동하기 위한 마스크 척 구동 기구(도시되지 않음)를 포함한다. 마스크 척 구동 기구는 웨이퍼(5) 상에 도포된 수지에 마스크(3)를 접촉시키기 위해서 마스크 척(12)을 Z축 방향으로 구동하는 구동계이다. 수지를 경화시킨 후, 마스크 척 구동 기구는 마스크 척(12)을 Z방향으로 구동하여 웨이퍼(5)를 마스크(3)로부터 분리시킨다. 수지에 마스크(3)를 가압해서 수지에 마스크(3)를 접촉시키는 가압 동작 및 웨이퍼(5)를 마스크(3)로부터 분리시키는 이형 동작은, 마스크(3)를 Z방향으로 구동함으로써 실시할 수도 있고, 웨이퍼 스테이지(기판 스테이지)(6)를 Z방향으로 구동함으로써 실시할 수도 있다. 웨이퍼 스테이지(6)는 웨이퍼(5)를 진공 흡착에 의해 보유 지지할 수 있고, X-Y 평면 내에서 자유롭게 이동가능한 웨이퍼 보유 지지 기구이다. 도포 기구(7)는 웨이퍼(5)에 미경화 수지를 도포한다. 수지는 조명계(2)로부터 자외선(10)을 수광할 때에 경화되는 광경화성 수지이다. 마스크 반송계(8)는 마스크(3)를 반송하고, 마스크 척(12)에 마스크(3)를 배치한다.
제어기(9)는 임프린트 장치(1)의 각각의 유닛의 동작을 제어하고, 센서 값 등을 취득한다. 제어기(9)는 회선에 의해 임프린트 장치(1)의 각각의 유닛에 접속되고, 메모리를 포함하는 컴퓨터 또는 시퀀서(도시되지 않음)이다. 제어기(9)는 미리 취득된 복수의 샷 영역의 배열 데이터를 TTM 스코프(13)에 의해 계측된 2 이상의 샷 영역과 마스크(3) 간의 위치 어긋남량, 또는 OA 스코프(14)에 의해 계측된 2 이상의 샷 영역의 위치를 이용해서 보정한다. 보정된 배열 데이터에 기초하여, 제어기(9)는 각각의 샷 영역을 마스크(3)에 대하여 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행한다. 본 실시 형태에서는, 제어기(9)를 임프린트 장치(1) 내에 설치한다. 그러나, 제어기(9)는 임프린트 장치(1)와는 다른 장소에 설치되어 원격 제어를 수행할 수도 있다.
(제1 실시 형태)
도 2를 참조하여 임프린트 장치(1)의 동작을 이하에서 설명한다. 제어기(9)가 이 동작을 제어한다. 우선, 단계 S101에서, 마스크 반송계(8)에 의해 마스크(3)가 마스크 척(12)으로 반송되어 위치결정되며, 마스크 척(12)에 의해 보유 지지된다. 단계 S102에서, 웨이퍼(5)가 반송 기구(도시되지 않음)에 의해 웨이퍼 스테이지(6)로 반송되어 로드되며, 웨이퍼 척(도시되지 않음)에 의해 보유 지지된다. 단계 S103에서, 제어기(9)는 웨이퍼 스테이지(6)를 X 및 Y방향으로 구동함으로써 TTM 스코프(13)에 의해 계측되는 샷 영역(계측 샷)을 도포 기구(7) 아래의 위치로 이동시키고, 도포 기구(7)로부터 배출된 광경화성 수지를 계측 샷에 도포한다. TTM 스코프에 의해 계측되는 계측 샷은 웨이퍼(5)에 형성된 복수의 샷 영역 중 2 이상의 샷 영역이다. 도 3a는 웨이퍼(5) 위에 도포된 수지(31)를 나타내는 도면이다. 도포된 수지(31)는 웨이퍼(5)의 상면으로부터 수십 ㎛ 내지 수백 ㎛의 높이를 가지는 액적을 형성한다. 도 3a는 4개의 광경화성 수지(31)의 액적만을 도시하고 있지만, 실제로는 수천 내지 수백만의 액적이 웨이퍼(5)의 표면에 도포된다.
단계 S104에서, 제어기(9)는 미리 취득된 웨이퍼(5) 상의 복수의 샷 영역의 배열 데이터에 기초해서 웨이퍼 스테이지(6)를 X 및 Y방향으로 구동하여, 계측 샷을 마스크(3) 아래에 위치결정한다. 단계 S105에서, 제어기(9)는 마스크(3)를 하강시켜 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 접촉시킨다. 제어기(9)는 마스크(3)를 하강시키는 대신, 웨이퍼 스테이지(6)를 상승시킴으로써 마스크(3)를 수지(31)에 가압하여 마스크(3)를 수지(31)에 접촉시킬 수도 있다. 마스크(3)를 접촉시키기 전에, 수지(31)는 웨이퍼(5)의 상면으로부터 수십 ㎛ 내지 수천 ㎛의 높이를 가지는 액적을 형성한다. 따라서, 마스크(3)의 하면과 웨이퍼(5)의 상면 간의 간격이 수십 ㎛ 내지 수천 ㎛가 될 때에 마스크(3)와 수지(31)가 서로 접촉하기 시작한다. 가압 하중은, 예를 들면, 마운트 헤드(4)에 내장된 하중 센서(도시되지 않음)를 이용해서 제어될 수 있다. 마스크(3)를 가압할 때, 웨이퍼(5)에는 수지(31)가 도포되어 있기 때문에, 마스크(3)와 웨이퍼(5)는 서로 직접 간섭하지 않는다.
단계 S106에서, 제어기(9)는 원판측 마크(32)와 기판측 마크(33)를 TTM 스코프(13)로 관찰하고, 수지(31)에 마스크(3)를 접촉시킨 상태에서 2 종류의 마크 간의 위치 어긋남량, 즉 샷 영역과 마스크(3) 간의 위치 어긋남량을 계측한다. 도 3b는 마스크(3)를 수지(31)에 접촉시킨 상태에서, TTM 스코프(13)가 원판측 마크(32)와 기판측 마크(33) 간의 위치 어긋남량을 계측하는 방식을 나타낸다. 마스크(3)에는 원판측 마크(32)가 형성되어 있다. 한편, 웨이퍼(5)에는 기판측 마크(33)가 형성되어 있다. 마스크(3)가 수지(31)에 가압된 상태에서, 마스크(3)와 웨이퍼(5) 간의 간격은 수 ㎚ 내지 수백 ㎚이다. 마스크(3)와 웨이퍼(5) 간의 간격이 수 ㎚ 내지 수백 ㎚ 정도로 작기 때문에, TTM 스코프(13)에 의해 취득되는 위치 어긋남량의 계측 오차를 감소시킬 수 있다.
단계 S107에서, 단계 S106에서 계측된 샷 영역과 마스크(3) 간의 위치 어긋남량에 기초하여, 제어기(9)는 샷 영역과 마스크(3)의 상대 위치를 배율 보정 기구(11)와 웨이퍼 스테이지(6)에 의해 보정한다. 보다 구체적으로, 배율 보정 기구(11)는 마스크(3)의 형상을 보정하고, 웨이퍼 스테이지(6)는 샷 영역의 위치를 보정한다. 단계 S106에서 계측된 마스크(3)와 샷 영역 간의 위치 어긋남량이 계측 샷마다 변하기 때문에, 상이한 샷 영역에 대해서는 상이한 지표를 이용하여 얼라인먼트 보정이 수행되는데, 즉 소위 다이 바이 다이 얼라인먼트 보정이 수행된다. 단계 S108에서, 제어기(9)는 조명계(2)를 사용하여 마스크(3)를 통해 수지(31)에 자외선을 조사해서 수지를 경화시킨다.
단계 S109에서, 제어기(9)는 마스크(3)를 상승시킴으로써 마스크(3)로부터 경화된 수지(31)를 분리시킨다. 제어기(9)는 마운트 헤드(4)를 상승시키는 대신, 웨이퍼 스테이지(6)를 하강시킴으로써 수지(31)로부터 마스크(3)를 분리시킬 수도 있다. 도 3c는 이형 후의 마스크(3), 웨이퍼(5) 및 수지(31)를 나타낸다. 이형 후에, 광경화된 수지(31)는 웨이퍼(5) 상에 3차원 패턴을 형성한다.
단계 S110에서, 제어기(9)는 모든 샷 영역에 대해 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행되었는지를 판단한다. 다음 계측 샷이 존재하는 경우에는, 프로세스는 단계 S103으로 되돌아가고, 다음 계측 샷에 대해서 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행된다. 다음 계측 샷이 존재하지 않는 경우에는, 프로세스는 단계 S111로 진행한다. 단계 S111에서, 제어기(9)는 단계 S106에서 계측된 2 이상의 계측 샷의 위치 어긋남량을 통계 처리하고, 복수의 샷 영역 각각의 마스크(3)에 대한 위치 어긋남량을 산출하고, 산출된 위치 어긋남량을 이용하여 샷 영역 배열 데이터를 보정한다. 즉, 제어기(9)는 TTM 스코프(13)가 위치 어긋남량을 계측하는 계측 샷을 글로벌 얼라인먼트 방식의 샘플 샷으로 이용한다.
단계 S112로부터, TTM 스코프에 의해 계측된 2 이상의 샷 영역 이외의 샷 영역(비계측 샷) 각각에 대해, 제어기(9)는 보정된 배열 데이터에 기초해서 마스크(3)에 대하여 샷 영역을 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행한다. 단계 S112에서, 제어기(9)는 단계 S103에서와 동일한 방식으로 도포 기구(7)를 이용하여 비계측 샷에 광경화성 수지(31)를 도포한다. 단계 S113에서, 제어기(9)는 비계측 샷을 마스크(3) 아래의 위치로 이동시킨다. 단계 S114에서, 제어기(9)는 단계 S105에서와 동일한 방식으로 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 가압한다.
단계 S115에서, 단계 S111에서 보정된 배열 데이터에 기초하여, 제어기(9)는 배율 보정 기구(11)와 웨이퍼 스테이지(6)를 이용하여 비계측 샷을 마스크(3)에 대하여 위치결정한다. 비계측 샷에 대하여 동일 지표를 사용하는 소위 글로벌 얼라인먼트 보정이 수행된다. 본 실시 형태에서는, 보정된 배열 데이터에 기초해서 비계측 샷을 위치결정하는 단계 S115가 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 가압하는 단계(S114) 이후에 수행된다. 그러나, 단계 S114와 S115의 순서를 바꾸는 것도 가능한데, 즉, 보정된 배열 데이터에 기초해서 비계측 샷을 위치결정하고, 그 후에 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 가압하는 것도 가능하다.
단계 S116에서, 단계 S108에서와 동일한 방식으로 조명계(2)가 비계측 샷 상의 수지(31)를 경화시킨다. 단계 S117에서, 단계 S109에서와 동일한 방식으로 마스크(3)가 경화된 수지(31)로부터 분리된다. 단계 S118에서, 제어기(9)는 모든 비계측 샷에 대해서 임프린트 처리가 수행되었는지 여부를 판단한다. 다음 비계측 샷이 존재하는 경우에는, 프로세스는 단계 S112로 되돌아가서, 다음 비계측 샷에 대해서 임프린트 처리를 수행한다. 다음 비계측 샷이 존재하지 않는 경우에는, 프로세스는 종료된다.
도 4a는 TTM 스코프에 의해 계측되는 웨이퍼(5) 상의 계측 샷의 배열의 일 예를 도시한다. 사선으로 표시된 웨이퍼(5) 상의 샷 영역(41)은 계측 샷을 나타낸다. 계측 샷(41)에 대해서는 단계 S103 내지 S110에서의 계측 처리 및 임프린트 처리가 모두 수행된다. 도 4b는 웨이퍼(5) 상의 비계측 샷의 배열의 일 예를 도시한다. 실선 샷 영역(42)은 비계측 샷을 나타낸다. 계측 샷에 대해 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행된 후에, 단계 S112 내지 S118에서 비계측 샷(42)에 대해 임프린트 처리가 행해진다.
임프린트 장치(1)에서 임프린트 처리가 이루어진 웨이퍼(5)는 후처리에서 검사가 행해진다. 웨이퍼(5) 상의 비계측 샷에 대해서는 글로벌 보정값에 기초하여 동일 지표를 이용하여 얼라인먼트 보정이 행해지기 때문에, 후처리에서 샘플링 검사가 수행된다. 한편, 계측 샷에 대해서는 상이한 지표를 이용하는 다이 바이 다이 얼라인먼트 보정이 수행된다. 따라서, 비계측 샷에 대한 샘플링 검사와는 상이한 검사가 계측 샷에 대해 행해질 수도 있다.
(제2 실시 형태)
제2 실시 형태에서, 임프린트 장치(1)의 동작의 기본적인 절차는 제1 실시 형태와 동일하다. 차이점은, 제2 실시 형태에서는 웨이퍼(5) 상의 일부 샷 영역의 위치가 OA 스코프(14)를 이용해서 계측된다는 점이다. 제2 실시 형태에서는 이러한 추가적인 특징의 세부 사항만을 설명한다. 도 5를 참조하여 임프린트 장치(1)의 동작을 이하에 설명한다. 기본적인 동작은 도 2에 도시된 플로우차트의 단계 S101 내지 S118과 동일하다. 단계 S201 및 S202는 단계 S101 및 S102와 동일하다.
단계 S203에서, 제어기(9)는 미리 취득된 웨이퍼(5) 상의 복수의 샷 영역의 배열 데이터에 기초해서 웨이퍼 스테이지(6)를 X 및 Y방향으로 구동하여, OA 스코프(14)에 의해 계측되는 샷 영역을 OA 스코프(14) 아래의 위치로 이동시킨다. OA 스코프(14)에 의해 계측되는 이러한 샷 영역을 이하에서는 OA 스코프 계측 샷으로 부른다. 단계 S204에서, 제어기(9)는 OA 스코프(14)에 의해 기판측 마크를 검출함으로써 OA 스코프 계측 샷의 X 및 Y방향의 위치를 계측한다. 제1 실시 형태에서 TTM 스코프에 의해 계측되는 계측 샷과 달리, OA 스코프 계측 샷은 계측 시에 수지가 도포되지 않는 샷 영역이다.
단계 S205에서, 제어기(9)는 모든 OA 스코프 계측 샷에 대해 계측 처리가 수행되었는지 여부를 판단한다. 다음 OA 스코프 계측 샷이 존재하는 경우에는, 프로세스는 단계 S203으로 되돌아가서, 다음 OA 스코프 계측 샷에 대해 계측 처리를 수행한다. 다음 OA 스코프 계측 샷이 존재하지 않는 경우에는, 프로세스는 단계 S206으로 진행한다. OA 스코프 계측 샷 중 적어도 하나에 대해, TTM 스코프(13)를 이용하여 샷 영역과 마스크(3) 간의 위치 어긋남량을 계측하는 계측 처리와, 임프린트 처리를 수행한다. 단계 S206 내지 S213은 단계 S103 내지 S110과 동일하다.
단계 S214에서, 제어기(9)는 단계 S204에서 계측된 2 이상의 OA 스코프 계측 샷의 위치를 통계 처리해서 복수의 샷 영역 각각의 위치 어긋남량을 산출하고, 산출된 위치 어긋남량을 이용해서 미리 취득된 샷 영역 배열 데이터를 보정한다. 또한, 제어기(9)는 적어도 하나의 샷 영역에 대해, OA 스코프(14)에 의해 계측된 샷 영역의 위치와, TTM 스코프(13)에 의해 계측된 샷 영역과 마스크(3) 간의 위치 어긋남량에 기초해서 베이스라인(baseline) 보정값을 산출한다. 베이스라인은 OA 스코프(14)와 마스크(3) 간의 거리이다. 그런 다음, 제어기(9)는 샷 영역의 보정된 배열 데이터에 베이스라인 보정값을 가산하여 글로벌 얼라인먼트 보정값을 산출한다. 즉, 제어기(9)는 TTM 스코프(13)에 의해 계측되는 샷 영역을 베이스라인 보정값을 취득하기 위한 계측 샷으로 이용하고, OA 스코프(14)에 의해 계측되는 OA 스코프 계측 샷을 글로벌 얼라인먼트 방식의 샘플 샷으로 이용한다.
TTM 스코프(13)를 이용하는 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행되는 샷 영역 이외의 샷 영역에 대하여 얼라인먼트 보정을 수행하면서 임프린트 처리를 반복적으로 수행하는 단계 S215 내지 S221는 단계 S112 내지 S118과 동일하다. 본 실시 형태에서는, 보정된 배열 데이터에 기초해서 비계측 샷을 위치결정하는 단계 S218이 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 가압하는 단계(S217) 이후에 수행된다. 그러나, 단계 S217 및 S218의 순서를 바꾸는 것도 가능한데, 즉, 보정된 배열 데이터에 기초해서 비계측 샷을 위치결정하고, 그 후에 마스크(3)를 웨이퍼(5) 상의 수지(31)에 가압하는 것도 가능하다.
도 6a는 OA 스코프(14)에 의해 계측되는 웨이퍼(5) 상의 OA 스코프 계측 샷의 배열의 일 예를 도시한다. 웨이퍼(5) 상의 가로 방향 평행선 영역(61)은 OA 스코프 계측 샷을 나타낸다. 단계 S203 내지 S205의 계측 처리가 OA 스코프 계측 샷(61)에 대해 수행된다. 도 6b는 OA 스코프(14)를 이용하는 계측 처리에 추가하여 TTM 스코프(13)를 이용한 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행되는 웨이퍼(5) 상의 샷 영역의 배열의 일 예를 도시한다. 웨이퍼(5) 상의 경사진 평행선 샷 영역(62)은 TTM 스코프(13)를 이용한 계측 처리가 또한 수행되는 샷 영역을 나타낸다. TTM 스코프(13)에 의해 계측되는 샷 영역(62)에 대해, TTM 스코프(13)를 이용한 계측 처리와 임프린트 처리가 단계 S206 내지 S213에서 수행된다. 도 6b가 TTM 스코프(13)에 의해 계측되는 하나의 샷 영역(62)을 도시하지만, 복수의 샷 영역(62)이 존재할 수도 있다.
도 6c는 TTM 스코프(13)에 의해 계측되지 않는 웨이퍼(5) 상의 비TTM 스코프 계측 샷의 배열의 일 예를 도시한다. 웨이퍼(5) 상의 실선 샷(63)은 비TTM 스코프 계측 샷을 나타낸다. 샷(62)에 대한 계측 처리 및 임프린트 처리가 수행된 후에, 비TTM 스코프 계측 샷(63)에 대한 임프린트 처리가 단계 S215 내지 S221에서 수행된다. 제1 실시 형태와 마찬가지로, 임프린트 처리가 행해진 웨이퍼(5)는 후처리에서 검사가 행해진다.
이상 설명한 바와 같이, 수지(31)를 도포해서 웨이퍼(5)와 마스크(3) 간의 간섭을 회피하면서 웨이퍼(5)와 마스크(3) 간의 간격을 좁게 한 상태에서, TTM 스코프(13)에 의해 웨이퍼(5)와 마스크(3) 간의 위치 어긋남량을 계측하고, 계측 결과를 이용해서 글로벌 얼라인먼트 보정값을 산출한다. 이것은, 임프린트 장치(1)에서 TTM 스코프(13)에 의한 계측 오차를 감소시키면서 글로벌 얼라인먼트 방식에 의한 얼라인먼트 보정을 수행할 수 있게 한다.
[물품 제조 방법]
물품으로서의 디바이스(예를 들어, 반도체 집적 회로 디바이스, 액정 표시 디바이스)의 제조 방법은, 전술한 임프린트 장치(1)를 이용해서 기판(웨이퍼, 유리판, 또는 막형 기판)에 패턴을 전사(형성)하는 단계를 포함한다. 이러한 제조 방법은 패턴이 전사된 기판을 에칭하는 단계를 더 포함할 수 있다. 패턴화된 매체(기록 매체) 또는 광학 소자와 같은 다른 물품을 제조하는 경우에는, 그 제조 방법은 에칭 대신 패턴이 전사된 기판을 가공하는 다른 단계를 포함할 수 있다.
본 발명이 예시적인 실시 형태를 참조하여 기술되었지만, 본 발명이 개시된 예시적인 실시 형태에 한정되지 않음을 이해하여야 한다. 아래의 특허청구범위의 범위는 모든 변경, 등가 구조 및 기능을 포함하도록 최광의의 해석과 일치해야 한다.

Claims (5)

  1. 기판에 도포된 수지와 원판의 패턴면을 접촉시켜서 상기 수지를 경화시키는 임프린트 처리를, 상기 기판의 복수의 샷 영역 각각에 대해 수행하는 임프린트 장치이며,
    원판측 마크(mark)가 형성된 원판을 보유 지지하도록 구성된 원판 홀더(holder)와,
    각각의 샷 영역에 기판측 마크가 형성된 상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지(stage)와,
    상기 기판측 마크와 상기 원판측 마크를 상기 원판을 통해 검출함으로써, 샷 영역과 상기 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하도록 구성된 제1 스코프와,
    상기 수지를 경화시키도록 구성된 경화 유닛과,
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 미리 취득된 상기 복수의 샷 영역의 배열 데이터에 기초해서 위치결정된 상기 복수의 샷 영역 중 2 이상의 샷 영역 각각에 도포된 상기 수지에 상기 원판을 접촉시키고, 상기 제1 스코프를 이용하여 각각의 상기 2 이상의 샷 영역과 상기 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하고,
    상기 2 이상의 샷 영역에서 계측된 상기 위치 어긋남량을 통계 처리해서 상기 복수의 샷 영역 각각과 상기 원판 간의 위치 어긋남량을 산출하고, 상기 산출된 위치 어긋남량을 이용해서 상기 복수의 샷 영역의 배열 데이터를 보정하고,
    상기 보정된 배열 데이터에 기초해서, 상기 2 이상의 샷 영역 이외의 샷 영역 각각을 상기 원판에 대하여 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 장치.
  2. 기판에 도포된 수지와 원판의 패턴면을 접촉시켜서 상기 수지를 경화시키는 임프린트 처리를, 상기 기판의 복수의 샷 영역 각각에 대해 수행하는 임프린트 장치이며,
    원판측 마크가 형성된 원판을 보유 지지하도록 구성된 원판 홀더와,
    각각의 샷 영역에 기판측 마크가 형성된 상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지와,
    상기 기판측 마크와 상기 원판측 마크를 상기 원판을 통해 검출함으로써, 샷 영역과 상기 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하도록 구성된 제1 스코프와,
    상기 원판 홀더로부터 수평 방향으로 떨어져서 배치되어, 상기 기판측 마크를 검출함으로써 샷 영역의 위치를 계측하도록 구성된 제2 스코프와,
    상기 수지를 경화시키도록 구성된 경화 유닛과,
    제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 미리 취득된 상기 복수의 샷 영역의 배열 데이터에 기초해서 위치결정되고 상기 수지가 도포되어 있지 않은 상기 복수의 샷 영역 중 2 이상의 샷 영역 각각에 대해서, 상기 제2 스코프가 상기 기판측 마크를 검출하도록 하여, 상기 2 이상의 샷 영역 각각의 위치를 계측하고,
    상기 배열 데이터에 기초해서 위치결정된 상기 2 이상의 샷 영역 중 적어도 하나에 도포된 상기 수지에 상기 원판을 접촉시키고, 상기 제1 스코프를 이용하여 상기 샷 영역과 상기 원판 간의 위치 어긋남량을 계측하고,
    계측된 상기 2 이상의 샷 영역의 위치를 통계 처리해서 상기 복수의 샷 영역 각각의 위치 어긋남량을 산출하고, 상기 산출된 위치 어긋남량을 이용해서 상기 배열 데이터를 보정하고,
    상기 제2 스코프에 의해 계측된 상기 적어도 하나의 샷 영역의 위치와 상기 제1 스코프에 의해 계측된 위치 어긋남량에 기초해서, 상기 제2 스코프와 상기 원판 간의 거리인 상기 제2 스코프의 베이스라인(baseline)의 보정값을 산출하고,
    상기 보정된 배열 데이터 및 상기 산출된 베이스라인 보정값에 기초해서, 상기 적어도 하나의 샷 영역 이외의 각각의 샷 영역을 상기 원판에 대하여 위치결정하면서 임프린트 처리를 실행하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 계측된 위치 어긋남량에 기초해서, 상기 원판과 상기 2 이상의 샷 영역 각각의 상대 위치를 보정하고, 상기 경화 유닛이 상기 수지를 경화시키도록 하는 임프린트 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 계측된 위치 어긋남량에 기초해서, 상기 적어도 하나의 샷 영역과 상기 원판의 상대 위치를 보정하고, 상기 경화 유닛이 상기 수지를 경화시키도록 하는 임프린트 장치.
  5. 물품 제조 방법이며,
    제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 이용해서 기판에 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 형성하는 단계에서 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계
    를 포함하는 물품 제조 방법.
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