KR20150135175A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 이용하여 기판 상의 임프린트 재료를 성형함으로써 상기 기판 상에 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크를 검출하도록 구성된 검출기와, 상기 패턴 영역을 변형시키도록 구성된 변형 유닛과, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하는, 임프린트 장치를 제공한다.

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 기술은 나노 스케일의 미세 패턴의 전사를 가능하게 하는 기술이며, 반도체 디바이스 및 자기 저장 매체의 양산용 나노 리소그래피 기술로서 일본 특허 제4185941호 공보에 제안되어 있다. 임프린트 기술을 이용한 임프린트 장치에서는, 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 기판 상의 수지(임프린트 재료)에 가압한 상태로 수지를 경화시키고, 경화된 수지로부터 몰드를 이형시킴으로써 기판 상에 패턴을 전사한다.
이러한 임프린트 장치는 몰드와 기판을 정렬(위치 결정하는) 방식으로서 다이-바이-다이 얼라인먼트(die-by-die alignment) 방식을 채용하고 있다. 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식은, 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크를 광학적으로 검출하여 기판과 몰드 사이의 위치 관계의 어긋남을 보정하는 얼라인먼트 방식이다. 이러한 방식에서는, 기판 상의 각각의 샷 영역의 형상과 몰드에 형성된 패턴 영역의 형상을 일치시키기 위해, 샷 영역의 주변에 형성된 복수의 마크와, 패턴 영역의 주변에 형성된 복수의 마크를 검출하고, 샷 영역의 어긋남(예를 들어, 시프트 또는 배율)을 구한다.
임프린트 장치의 생산성은 1개의 기판으로부터 많은 칩을 얻음으로써 향상된다. 따라서, 1개의 샷 영역에 복수의 칩 영역이 배치되어 있는 경우, 기판의 에지 근방의 부분(partial) 샷 영역으로부터도 약간의 칩을 얻기 위해, 부분 샷 영역에 대해서도 임프린트 처리를 행해야 한다. 여기에서 언급된 "부분 샷 영역"은 몰드의 전체 패턴을 전사할 수 없는 샷 영역이다.
불행하게도, 샷 영역의 어긋남을 구하기 위한 복수의 마크는 일반적으로 샷 영역의 주변의 4개의 코너에 형성되어 있다. 따라서, 부분 샷 영역에는, 부분 샷 영역의 어긋남을 구하기에 충분한 수의 마크가 형성되어 있지 않은 경우가 많다. 따라서, 부분 샷 영역의 형상이 몰드의 패턴 영역의 형상과 일치될 수 없고, 이는 몰드와 기판을 고정밀도로 정렬시키는 것을 불가능하게 한다.
본 발명은 임프린트 장치에서 몰드와 기판을 정렬시키는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 이용하여 기판 상의 임프린트 재료를 성형함으로써 상기 기판 상에 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크를 검출하도록 구성된 검출기와, 상기 패턴 영역을 변형시키도록 구성된 변형 유닛과, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하고, 상기 복수의 샷 영역은, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 상기 마크 모두가 형성된 제1 샷 영역과, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 상기 마크의 일부가 형성되지 않는 제2 샷 영역을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 경우, 상기 제1 샷 영역에 형성된 마크를 상기 검출기로 검출함으로써 얻어진 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 형상을 산출하고, 산출된 상기 제2 샷 영역의 형상을 이용하여 상기 변형 유닛에 의한 상기 패턴 영역의 변형량을 제어하는, 임프린트 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 양태는 첨부된 도면을 참조하여 이하의 예시적인 실시예의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2는 도 1에 도시된 임프린트 장치의 보정 기구의 구성을 도시하는 도면.
도 3a 및 도 3b는 몰드측 마크 및 기판측 마크를 설명하기 위한 도면.
도 4a 내지 도 4e는 몰드의 패턴 영역의 형상 및 위치와 기판 상의 샷 영역의 형상 및 위치 사이에 발생되는 어긋남을 도시하는 도면.
도 5는 기판 상의 부분 샷 영역을 도시하는 도면.
도 6은 도 1에 도시된 임프린트 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우차트.
도 7은 기판 상의 복수의 샷 영역의 배열을 도시하는 도면.
본 발명의 바람직한 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에 설명될 것이다. 동일한 참조부호는 도면 전반에 걸쳐 동일한 부재를 나타내며, 그 반복적인 설명은 생략된다는 점에 유의한다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 임프린트 장치(1)는 반도체 디바이스 등의 제조 공정에서 사용되는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치(1)는, 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 원판을 이용함으로써 기판 상의 임프린트 재료를 성형하여 경화시키고, 경화된 임프린트 재료로부터 원판을 이형(박리)시킴으로써 기판 상에 패턴을 전사하는 임프린트 처리를 행한다. 본 실시예에서, 임프린트 장치(1)는 원판으로서 몰드를 사용하고, 임프린트 재료로서 수지를 사용한다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 수지 경화법으로서, 자외선의 조사에 의해 수지를 경화시키는 광 경화법을 채용한다.
임프린트 장치(1)는 몰드(11)를 유지하는 몰드 홀더(12)와, 기판(13)을 유지하는 기판 홀더(14)와, 검출기(15)와, 보정 기구(16)(도 2)와, 컨트롤러(17)를 포함한다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 기판 상에 자외선 경화형의 수지를 공급하기 위한 디스펜서를 포함하는 수지 공급 유닛과, 몰드 홀더(12)를 유지하기 위한 브릿지 플래튼과, 기판 홀더(14)를 유지하기 위한 베이스 플래튼을 포함한다.
몰드(11)는 기판(13)(상의 수지)에 전사해야 할 패턴이 3차원 형상으로 형성된 패턴 영역(11a)을 갖는다. 몰드(11)는 기판(13) 상의 수지를 경화시키기 위한 자외광을 투과시키는 재료(예를 들어, 석영)로 제조된다. 몰드(11)에, 보다 구체적으로는 패턴 영역(11a)에, 몰드측 마크(제1 마크)(18)가 형성되어 있다. 도 1을 참조하면, 몰드측 마크(18)는 패턴 영역(11a)의 주변에 형성되어 있다.
몰드 홀더(12)는 몰드(11)를 유지하는 유지 기구이며, 몰드(11)를 진공 흡입 또는 정전 흡착에 의해 처킹(chucking)하는 몰드 척과, 몰드 척을 장착하는 몰드 스테이지와, 몰드 스테이지를 구동시키는 구동계를 포함한다. 이러한 구동계는, 몰드 스테이지[즉, 몰드(11)]를 적어도 Z축 방향[기판(13) 상의 수지에 몰드(11)를 임프린트할 때의 임프린트 방향]으로 구동시킨다. 또한, 구동계는, Z축 방향뿐만 아니라, X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향(Z축을 중심으로 한 회전 방향)으로 몰드 스테이지를 구동시키는 기능을 가질 수도 있다.
기판(13)은 몰드(11)의 패턴이 전사되는 기판이며, 단결정 실리콘 웨이퍼 또는 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼를 포함한다. 기판(13)에는, 수지가 공급(도포)된다. 또한, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역의 각각에는, 기판측 마크(제2 마크)(19)가 형성되어 있다.
기판 홀더(14)는 기판(13)을 유지하는 유지 기구이며, 기판(13)을 진공 흡입 또는 정전 흡착에 의해 처킹하는 기판 척과, 기판 척을 장착하는 기판 스테이지와, 기판 스테이지를 구동시키는 구동계를 포함한다. 이러한 구동계는, 기판 스테이지[즉, 기판(13)]를 적어도 X축 방향 및 Y축 방향[몰드(11)의 임프린트 방향에 직교하는 방향]으로 구동시킨다. 또한, 구동계는, X축 방향 및 Y축 방향뿐만 아니라, Z축 방향 및 θ 방향(Z축을 중심으로 한 회전 방향)으로 기판 스테이지를 구동시키는 기능을 가질 수도 있다.
검출기(15)는 몰드(11)에 형성된 몰드측 마크(18)와, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 기판측 마크(19)를 광학적으로 검출(관찰)하는 스코프(scope)이다. 검출기(15)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)의 상대 위치를 검출할 수 있기만 하면 된다. 따라서, 검출기(15)는, 2개의 마크의 화상을 동시에 검지하기 위한 광학계를 포함하는 스코프일 수 있으며, 2개의 마크의 간섭 신호 또는 무아레(moire) 등의 상승 효과에 의해 발생되는 신호를 검지하기 위한 스코프일 수도 있다. 또한, 검출기(15)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 동시에 검출할 필요는 없다. 예를 들어, 검출기(15)는, 검출기(15) 내부에 형성된 기준 위치에 대해 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)의 위치를 구함으로써, 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)의 상대 위치를 검출할 수 있다.
보정 기구(변형 유닛)(16)는 패턴 영역(11a)에 평행한 방향으로 몰드(11)에 힘을 인가함으로써 패턴 영역(11a)(의 형상)을 변형시킨다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 보정 기구(16)는, 몰드(11)의 측면을 흡착하는 흡착부(16a)와, 흡착부(16a)가 몰드(11)의 측면쪽으로 이동하는 방향 및 흡착부(16a)가 몰드(11)의 측면쪽으로부터 멀어지도록 이동하는 방향으로 흡착부(16a)를 구동시키는 액추에이터(16b)를 포함한다. 그러나, 보정 기구(16)는, 몰드(11)를 가열하여 몰드(11)의 온도를 제어함으로써 패턴 영역(11a)을 변형시킬 수도 있다. 또한, 보정 기구(16) 대신에, 기판(13)을 가열하여 기판(13)의 온도를 제어함으로써 샷 영역을 변형시키는 기구를 이용할 수도 있다.
컨트롤러(17)는 CPU와 메모리를 포함하고, 임프린트 장치(1) 전체[임프린트 장치(1)의 각각의 유닛]를 제어한다. 본 실시예에서, 컨트롤러(17)는 임프린트 처리 및 임프린트 처리에 관련되는 처리를 제어한다. 예를 들어, 컨트롤러(17)는, 임프린트 처리를 행할 때에, 검출기(15)로부터의 검출 결과에 기초하여 몰드(11)와 기판(13)을 위치 결정(정렬)한다. 또한, 컨트롤러(17)는, 임프린트 처리를 행할 때에, 보정 기구(16)에 의한 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 변형량을 제어한다.
도 3a 및 도 3b를 참조하여, 몰드(11)와 기판(13)을 위치 결정하는 데 이용되는 얼라인먼트 마크로서의 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)에 대해서 설명한다. 본 실시예에서는, 기판(13) 상의 1개의 샷 영역에 6개의 칩 영역이 배치된다.
도 3a는 몰드(11)의 패턴 영역(11a), 보다 구체적으로는 패턴 영역(11a)의 4개의 코너에 형성된 몰드측 마크(18a 내지 18h)를 도시하고 있다. 예를 들어, 횡방향으로 길이 방향을 갖는 몰드측 마크(18a, 18b, 18e, 18f)는 X축 방향으로 계측 방향을 갖는 마크이다. 또한, 종방향으로 길이 방향을 갖는 몰드측 마크(18c, 18d, 18g, 18h)는 Y축 방향으로 계측 방향을 갖는 마크이다. 도 3a에서, 점선 내에 둘러싸인 영역은 6개의 칩 영역에 전사되어야 할 패턴이 형성된 패턴 영역을 도시한다.
도 3b는 기판(13) 상의 1개의 샷 영역(13a)의 주변, 보다 구체적으로는 샷 영역(13a)의 4개의 코너에 형성된 기판측 마크(19a 내지 19h)를 도시하고 있다. 예를 들어, 횡방향으로 길이 방향을 갖는 기판측 마크(19a, 19b, 19e, 19f)는 X축 방향으로 계측 방향을 갖는 마크이다. 또한, 종방향으로 길이 방향을 갖는 기판측 마크(19c, 19d, 19g, 19h)는, Y축 방향으로 계측 방향을 갖는 마크이다. 도 3b에서, 샷 영역(13a) 내부의 실선 내에 둘러싸인 영역은 칩 영역을 도시한다.
임프린트 처리를 행할 때, 즉 몰드(11)와 기판(13) 상의 수지를 서로 접촉시킬 때에, 몰드측 마크(18a 내지 18h)와 기판측 마크(19b 내지 19h)는 각각 서로에 대해 근접하여 위치된다. 따라서, 검출기(15)에 의해 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 검출함으로써, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상 및 위치와 기판(13) 상의 샷 영역(13a)의 형상 및 위치를 비교할 수 있다. 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상 및 위치와 기판(13) 상의 샷 영역(13a)의 형상 및 위치 사이에 차이(어긋남)가 발생하면, 중첩 정밀도가 저하되고, 패턴의 전사 불량(제품 결함)이 발생해버린다.
도 4a 내지 도 4e는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상 및 위치와 기판(13) 상의 샷 영역(13a)의 형상 및 위치 사이에 발생되는 어긋남(이하, "몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남"으로 지칭됨)을 각각 도시하는 도면이다. 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남은 시프트, 배율 어긋남, 회전을 포함한다. 기판측 마크(19)와 몰드측 마크(18)의 상대 위치 사이의 어긋남량(위치 어긋남량)을 검출함으로써, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 시프트, 배율 어긋남, 또는 회전 중 어느 것인지 여부를 추정할 수 있다.
도 4a는 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 시프트인 상태를 도시하고 있다. 몰드측 마크(18)가 기판측 마크(19)로부터 한 방향으로 어긋나 있는 것이 검출되는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 시프트인 것으로 추정할 수 있다.
도 4b는 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 배율 어긋남인 상태를 도시하고 있다. 몰드측 마크(18)가 샷 영역(13a)의 중심에 대해 균일하게 외부 또는 내부를 향해 어긋나 있는 것이 검출되는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 배율 어긋남인 것으로 추정할 수 있다.
도 4c는 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 사다리꼴 어긋남인 상태를 도시하고 있다. 몰드측 마크(18)가 샷 영역(13a)의 중심에 대해 외부 또는 내부를 향해 어긋나 있고, 그 방향이 샷 영역(13a)의 상하 또는 좌우 부분에서 상이한 것이 검출되는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 사다리꼴 어긋남인 것으로 추정할 수 있다. 또한, 몰드측 마크(18)가 샷 영역(13a)의 중심에 대해 외부 또는 내부를 향해 어긋나 있고, 어긋남량이 샷 영역(13a)의 상하 또는 좌우 부분에서 상이한 것이 검출되는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 사다리꼴 어긋남인 것으로 추정할 수 있다.
도 4d는 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 비틀림인 상태를 도시하고 있다. 몰드측 마크(18)의 어긋남 방향이 샷 영역(13a)의 상하 또는 좌우 부분에서 상이한 것이 검출되는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 비틀림인 것으로 추정할 수 있다.
도 4e는 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 회전인 상태를 도시하고 있다. 도 4d에 도시된 몰드측 마크(18)의 어긋남 방향이 샷 영역(13a)의 상하 좌우 부분에서 상이하고, 몰드측 마크(18)가 샷 영역 내의 임의의 점을 중심으로 원을 그리도록 어긋나고 있는 경우, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 회전인 것으로 추정할 수 있다.
도 4b 내지 도 4e에 도시된 바와 같이, 몰드(11)와 샷 영역(13a) 사이의 어긋남이 배율 어긋남, 사다리꼴 어긋남, 비틀림, 또는 회전인 경우, 컨트롤러(17)는, 보정 기구(16)에 의해 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상을 변형시킨다. 보다 구체적으로, 컨트롤러(17)는, 패턴 영역(11a)의 형상이 샷 영역(13a)의 형상과 일치하도록, 보정 기구(16)에 의한 패턴 영역(11a)의 변형량을 제어한다. 컨트롤러(17)는, 액추에이터(16b)의 구동량[즉, 몰드(11)에 인가되는 힘]과 패턴 영역(11a)의 변형량 사이의 대응 관계를 나타내는 데이터를 취득하여 메모리 등에 미리 저장한다. 또한, 컨트롤러(17)는, 검출기(15)로부터의 검출 결과에 기초하여, 패턴 영역(11a)의 형상을 샷 영역(13a)의 형상과 일치시키기 위해 필요한 패턴 영역(11a)의 변형량을 산출한다. 바꾸어 말하면, 컨트롤러(17)는, 검출기(15)에 의해 검출된 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 위치 어긋남량으로부터 패턴 영역(11a)의 변형 정도를 산출한다. 그리고, 컨트롤러(17)는, 메모리에 저장된 데이터에 기초하여, 산출한 패턴 영역(11a)의 변형량에 대응하는 액추에이터(16b)의 구동량을 산출하여, 액추에이터(16b)를 구동시킨다.
임프린트 장치(1)에서는, 1개의 기판(13)으로부터 많은 칩을 얻음으로써 생산성을 향상시키기 위해, 기판(13)의 외주를 포함하는 샷 영역(부분 샷 영역)에 대해서도 임프린트 처리가 행해진다. 도 5는 기판(13) 상의 부분 샷 영역(13a')을 도시하는 도면이다. 도 5는 부분 샷 영역(13a')의 샷 영역의 약 절반이 기판(13)의 내측에 위치되고, 나머지 절반이 기판(13)의 외측에 위치되어, 몰드(11)의 패턴 전체가 부분 샷 영역(13a')에 전사될 수 없다는 것을 도시한다. 따라서, 부분 샷 영역(13a')에서는, 1개의 샷 영역(의 주변)에 형성되어야 할 기판측 마크(19a 내지 19h) 중 기판측 마크(19a 내지 19c)를 형성하는 것이 불가능하다. 바꾸어 말하면, 부분 샷 영역(13a')은 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크(19a 내지 19h) 중 일부가 형성되지 않는 샷 영역이다. 또한, 도 5를 참조하면, 부분 샷 영역(13a')에 포함되는 6개의 칩 영역 중, 사선으로 표시된 3개의 칩 영역으로부터는 완전한 칩(제품)이 얻어질 수 있지만, 나머지 3개의 칩 영역으로부터는 완전한 칩이 얻어질 수 없다. 그러나, 부분 샷 영역(13a')에 대해서도 임프린트 처리를 행함으로써 완전한 칩이 얻어질 때, 임프린트 장치(1)의 수율이 향상되고, 생산성을 대폭으로 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 부분 샷 영역(13a')에는, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크(19a 내지 19h) 모두가 형성되지 않으며, 기판측 마크(19a 내지 19h)의 일부, 즉 기판측 마크(19a 내지 19c)가 형성되지 않는다. 이 경우, 검출기(15)가 기판측 마크(19d 내지 19h)를 검출한다 해도, 부분 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출(특정)될 수 없다. 이는, 부분 샷 영역(13a')의 형상 및 위치를 산출하기 위해 필요한 개수의 기판측 마크[즉, 기판측 마크(19a 내지 19h) 모두]를 검출하는 것이 불가능하기 때문이다. 따라서, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상 및 위치와 기판(13) 상의 부분 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 비교될 수 없다[즉, 몰드(11)와 부분 샷 영역(13a') 사이의 어긋남이 구해질 수 없다]. 그 결과, 부분 샷 영역(13a')에서는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상과 부분 샷 영역(13a')의 형상 사이의 차이를 저감시키는 보정을 행하는 것이 불가능하다. 바꾸어 말하면, 상술한 바와 같은 패턴 영역(11a)의 형상을 제어하는 것이 불가능하고, 중첩 정밀도가 저하되어 버린다.
따라서, 본 실시예에서는, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역 중, 부분 샷 영역 이외의 샷 영역, 즉 몰드(11)의 패턴 전체[패턴 영역(11a)]가 전사될 수 있는 샷 영역에, 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식을 이용하여 임프린트 처리가 행해진다. 몰드(11)의 패턴 전체가 전사될 수 있는 샷 영역은, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크(19a 내지 19h) 모두가 형성된 샷 영역이다. 한편, 부분 샷 영역에는, 부분 샷 영역 이외의 샷 영역에 행해지는 임프린트 처리(다이-바이-다이 얼라인먼트 방식)에 의해 얻어진 기판측 마크의 검출 결과를 통계적으로 처리하여, 부분 샷 영역의 형상을 추정함으로써 임프린트 처리가 행해진다. 이는, 몰드의 패턴 영역의 형상을, 기판측 마크의 일부가 형성되지 않고 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식이 적용될 수 없는 부분 샷 영역의 형상과 일치시키는 보정을 행할 수 있게 한다.
이하, 도 6을 참조하여, 임프린트 장치(1)의 동작[임프린트 장치(1)를 이용한 임프린트 방법]에 대해서 설명한다. 이러한 동작은, 컨트롤러(17)가 임프린트 장치(1)의 각각의 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 행해진다. 도 7에 도시된 바와 같이, 6개의 칩 영역을 포함하는 영역을 1개의 샷 영역이라고 가정한다. 또한, 6개의 칩 영역을 포함하는 샷 영역을 제1 샷 영역(13a")이라고 칭하고, 6개의 칩 영역 중 일부만을 포함하는 샷 영역을 제2 샷 영역(13a')이라고 칭한다. 상술한 바와 같이, 제1 샷 영역(13a")은 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크 모두가 형성되고 몰드(11)의 패턴 전체가 전사될 수 있는 샷 영역이다. 제2 샷 영역(13a')은 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크 중 일부가 형성되지 않고 몰드(11)의 패턴 전체가 전사될 수 없는 부분 샷 영역이다. 도 7에 도시된 제2 샷 영역(13a')에 있어서, 완전한 칩이 얻어질 수 있는 칩 영역은 사선으로 표시되고, 완전한 칩이 얻어질 수 없는 칩 영역 또는 기판(13) 상에 존재하지 않는 칩 영역은 비어있다는 점에 유의한다.
스텝 S602에서는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)를 이용하여, 임프린트 장치(1) 내에 기판(13)(도 7 참조)을 반입하여, 기판(13)을 기판 홀더(14)에 의해 유지한다.
스텝 S604에서는, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역으로부터, 1개의 제1 샷 영역(13a")이 대상 샷 영역으로서 선택된다. 여기서 언급된 "대상 샷 영역"은 몰드(11)의 패턴이 전사될 샷 영역이다.
스텝 S606에서는, 스텝 S604에서 대상 샷 영역으로서 선택된 제1 샷 영역(13a")에 임프린트 처리가 행해진다. 보다 구체적으로는, 대상 샷 영역으로서 선택된 제1 샷 영역(13a")에 수지가 공급되고, 몰드(11)의 패턴과 대향하는 위치[몰드(11)의 임프린트 위치]에 제1 샷 영역(13a")(대상 샷 영역)이 설정된다. 이어서, 몰드(11)에 형성된 몰드측 마크(18)와 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출하면서, 몰드(11)와 제1 샷 영역(13a") 상의 수지를 서로 접촉시킨다. 이러한 처리시, 검출기(15)에 의해 검출되는 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)의 위치를 일치시키기 위해, 몰드(11)와 기판(13)이 위치 결정된다. 이러한 몰드(11)와 기판(13)의 위치 결정은, 보정 기구(16)에 의한 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 변형과, 몰드 홀더(12) 및 기판 홀더(14)에 의한 몰드(11)와 기판(13)의 상대 위치의 조정을 포함한다. 그 다음에, 제1 샷 영역(13a") 상의 수지를 경화시키기 위해서, 몰드(11)와 수지가 서로 접촉된 상태에서, 제1 샷 영역(13a") 상의 수지가 자외광으로 조사된다. 그 후, 몰드 홀더(12) 및 기판 홀더(14)에 의해, 제1 샷 영역(13a") 상의 경화된 수지로부터 몰드(11)가 이형(박리)된다. 이에 의해, 기판(13) 상의 제1 샷 영역(13a")에 몰드(11)의 패턴이 전사된다. 또한, 스텝 S606에서 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과는, 예를 들어 컨트롤러(17)의 메모리에 저장된다. 이 경우, 기판측 마크(19)의 위치를 저장할 수 있거나, 또는 기판측 마크(19)로부터 얻어지는 샷 영역의 형상을 저장할 수 있다.
스텝 S608에서는, 기판(13) 상의 모든 제1 샷 영역(13a")이 대상 샷 영역으로서 선택되었는지 여부가 판정된다. 모든 제1 샷 영역(13a")이 대상 샷 영역으로서 선택되지 않은 경우에는, 처리는 스텝 S604로 복귀하고, 다음 제1 샷 영역(13a")이 대상 샷 영역으로서 선택된다. 모든 제1 샷 영역(13a")이 대상 샷 영역으로서 선택된 경우에는, 처리는 스텝 S610로 진행한다.
스텝 S610에서는, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역으로부터, 1개의 제2 샷 영역(13a')이 대상 샷 영역으로서 선택된다.
스텝 S612에서는, 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과[스텝 S606에서의 검출기(15)로부터의 검출 결과]에 기초하여, 스텝 S610에서 대상 샷 영역으로서 선택된 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출된다. 예를 들어, 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과를 통계적으로 처리함으로써, 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출된다. 여기서 언급된 "통계적 처리"의 예는, 몰드와 제1 샷 영역(13a") 사이의 어긋남량(상대 위치 어긋남, 형상차)의 평균 편차를 최소화시키기 위해 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치를 산출하는 처리이다. 예를 들어, 기판(13)의 중심으로부터 외주까지 배치된 샷 영역의 위치와, 몰드와 샷 영역 사이의 어긋남량 사이의 관계로부터, 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출될 수 있다. 이러한 통계적 처리의 상세에 대해서는, 일본 특허 공개 소61-44429호 공보에 개시되어 있다. 스텝 S612에서는, 스텝 S610에서 대상 샷 영역으로서 선택된 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치뿐만 아니라, 나머지 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치도 산출할 수 있다는 점에 유의한다. 제1 샷 영역(13a")에 형성된 마크를 검출함으로써 얻어진 결과는, 기판(13)의 표면 전체의 위치와 연관되어 저장된다는 점에 유의한다. 보다 구체적으로, 2종류의 위치는, 마크의 검출시에 계측 유닛(도시되지 않음)을 이용하여 기판 스테이지의 위치를 계측함으로써 서로 연관되어 저장될 수 있다. 이러한 계측 유닛은, 일반적으로는 간섭계 또는 인코더인 것이 바람직하지만, 이에 한정되지는 않는다.
스텝 S614에서는, 스텝 S610에 있어서 대상 샷 영역으로서 선택된 제2 샷 영역(13a')에 임프린트 처리가 행해진다. 제2 샷 영역(13a')에 대한 이러한 임프린트 처리는 제1 샷 영역(13a")에 대한 임프린트 처리와 동일하다. 그러나, 제2 샷 영역(13a')에는, 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치를 산출하기 위해 필요한 개수의 기판측 마크가 형성되어 있지 않다. 따라서, 몰드(11)와 제2 샷 영역(13a') 상의 수지를 접촉시킬 때에는, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 이용된다. 보다 구체적으로는, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역(13a')의 형상과 몰드측 마크(18)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과로부터 구해지는 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 형상 사이의 차이를 저감시키도록, 몰드(11)와 기판(13)이 위치 결정된다. 상술한 바와 같이, 몰드(11)와 기판(13)의 위치 결정은, 보정 기구(16)에 의한 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 변형과, 몰드 홀더(12) 및 기판 홀더(14)에 의한 몰드(11)와 기판(13)의 상대 위치의 조정을 포함한다. 또한, 검출기(15)로 검출 가능한 기판측 마크가 제2 샷 영역(13a')에 형성되어 있는 경우에는, 이러한 기판측 마크를 검출기(15)로 검출할 수 있다. 제2 샷 영역(13a')에 형성되어 있는 기판측 마크의 검출 결과를 이용함으로써, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역(13a')의 형상이 보정될 수도 있다. 바꾸어 말하면, 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크의 검출 결과 및 제2 샷 영역(13a')에 형성된 기판측 마크의 검출 결과로부터, 제2 샷 영역(13a')의 형상이 다시 산출될 수도 있다.
스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역의 형상과 위치 이외에, 제2 샷 영역(13a')에 형성되어 있는 기판측 마크의 검출 결과를 이용하는 방법은 형상의 보정에 한정되지 않는다. 즉, 제2 샷 영역에서 검출된 기판측 마크의 결과를 이용하여 위치 보정이 행해질 수도 있다. 보다 구체적으로는, 제2 샷 영역(13a')의 형상은 스텝 S612에서 산출된 형상을 이용함으로써 구해지고, 제2 샷 영역(13a')의 위치는 제2 샷 영역에서 검출된 기판측 마크의 결과를 이용함으로써 구해진다. 이는, 몰드와 기판 사이의 위치 어긋남을 검출 및 보정하기 위해서는 샷 영역에 형성된 기판측 마크 모두가 필요하지 않기 때문이다.
또한, 제2 샷 영역(13a')에 형성되어 있는 [스코프(15)에 의해 검출 가능한] 기판측 마크의 개수에 따라, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역의 형상의 임의의 성분이 보정될 수 있다. 예를 들어, X축 방향으로 형성된 복수의 기판측 마크가 검출 가능한 경우에는, 기판측 마크의 검출 결과를 이용하여, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역의 형상의 X축 방향의 배율이 보정될 수 있다.
또한, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역의 형상 및 위치 이외에, 제2 샷 영역(13a')에 형성되어 있는 기판측 마크의 검출 결과를 이용하여, 형상 및 위치 양자가 보정될 수 있다. 또한, 스코프(15)에 의해 검출 가능한 기판측 마크의 개수에 따라, 스텝 S612에서 산출된 제2 샷 영역의 형상과 위치의 보정 여부와, 보정의 종류를 판정하는 것도 가능하다.
스텝 S616에서는, 기판(13) 상의 모든 제2 샷 영역(13a')이 대상 샷 영역으로서 선택되었는지 여부가 판정된다. 모든 제2 샷 영역(13a')이 대상 샷 영역으로서 선택되지 않은 경우에는, 처리는 스텝 S610으로 복귀하고, 다음 제2 샷 영역(13a')이 대상 샷 영역으로서 선택된다. 모든 제2 샷 영역(13a')이 대상 샷 영역으로서 선택된 경우에는, 처리는 스텝 S618로 진행한다.
스텝 S618에서는, 기판 반송 기구를 이용하여, 임프린트 장치(1)로부터, 모든 샷 영역[제1 샷 영역(13a") 및 제2 샷 영역(13a')]으로 몰드(11)의 패턴이 전사된 기판(13)을 반출하여, 동작을 종료한다.
상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 제1 샷 영역(13a")에 임프린트 처리가 행해진 후에, 제2 샷 영역(13a')(부분 샷 영역)에 임프린트 처리가 행해진다. 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치는 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과로부터 산출(추정)된다. 따라서, 기판측 마크의 일부가 형성되지 않기 때문에 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식이 적용될 수 없는 제2 샷 영역(13a')에 대해서도, 몰드의 패턴 영역의 형상을 제2 샷 영역(13a')의 형상과 일치시키는 것 보정을 행할 수 있다. 그 결과, 임프린트 장치(1)는, 중첩 정밀도를 저하시키지 않으면서 제2 샷 영역(13a')에 임프린트 처리를 행할 수 있다.
본 실시예에서는, 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)가 2개의 계측 방향(X축 방향 및 Y축 방향) 각각으로 별개로 형성되어 있다. 그러나, 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)는 1개의 마크가 복수의 계측 방향을 갖도록 형성될 수도 있다. 또한, 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)의 개수 및 배치는 임프린트 장치(1)에 요구되는 중첩 정밀도에 따라 최적화될 수 있다.
본 실시예에서는, 모든 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과로부터, 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출된다. 그러나, 제1 샷 영역(13a")의 일부에 형성된 기판측 마크(19)를 검출기(15)로 검출함으로써 얻어진 결과로부터, 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출될 수도 있다. 이 경우에는, 대상 샷 영역으로서 선택된 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치는, 제2 샷 영역(13a')에 인접하는 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크의 검출 결과로부터 산출될 수 있다. 이는, 제2 샷 영역(13a')에 인접하는 제1 샷 영역(13a")이, 제2 샷 영역(13a')과 관련성이 높은 샷 영역으로서 생각될 수 있기 때문이다. 또한, 제2 샷 영역(13a')에 인접하는 제1 샷 영역(13a")의 형상은 제2 샷 영역(13a')의 형상을 산출하는 데 이용될 수 있다. 제2 샷 영역(13a')의 위치는, 인접하는 샷 영역에 대해 상대 위치(미리 설정된 샷 영역의 설계값)에 기초하여 구해지거나, 제2 샷 영역에 형성된 일부의 기판측 마크의 검출 결과를 이용함으로써 구해질 수 있다. 따라서, 제2 샷 영역(13a')에 인접하는 제1 샷 영역(13a")에 형성된 기판측 마크의 검출 결과로부터 제2 샷 영역(13a')의 형상 및 위치가 산출될 수도 있다.
본 실시예에서는, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크 모두가 형성되는 제1 샷 영역이 기판의 중심 근방의 샷 영역으로서 설명되고, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크의 일부가 형성되지 않는 제2 샷 영역이 기판의 주변 근방의 샷 영역으로서 설명되었다.
그러나, 제1 샷 영역 및 제2 샷 영역은 상기 샷 영역에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판의 중심 근방의 샷 영역에 있어서, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크의 일부는 외부 물질에 의해 손상될 수 있다. 이러한 경우, 기판측 마크의 일부는 이러한 샷 영역에서 검출될 수 없다. 따라서, 특정 샷 영역이 기판의 중심 근방의 샷 영역이라 해도, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 기판측 마크의 일부가 형성되지 않는 특정 샷은 제2 샷 영역으로서 가정될 수 있다. 기판의 중심 근방의 제2 샷 영역에 대해, 상술한 방법을 이용하여 그 형상 및 위치를 보정함으로써, 중첩 정밀도를 저하시키지 않으면서 임프린트 처리가 행해질 수 있다.
또한, 이러한 경우에, 기판의 중심 근방의 샷 영역으로부터 임프린트 처리가 행해지면(개시되면), 제2 샷 영역으로서 가정되는 샷 영역(기판측 마크의 일부가 검출될 수 없는 샷 영역)은 초기 단계에서 생성될 수 있다. 이러한 경우에, 임프린트 처리는, 임프린트 처리가 이미 종료된 다른 기판의 정보(샷 영역의 형상 및 위치)에 기초하여 몰드를 보정하면서 행해질 수 있다.
상술한 바와 같이, 임프린트 장치(1)는, 중첩 정밀도를 저하시키지 않으면서 부분 샷 영역에 임프린트 처리를 행할 수 있으며, 따라서 높은 처리량으로, 고품질의 반도체 디바이스 또는 액정 표시 소자 등의 물품을 경제적으로 제공할 수 있다. 물품으로서의 디바이스(예를 들어, 반도체 디바이스 또는 액정 표시 소자)의 제조 방법에 대해서 이하에 설명한다. 이러한 제조 방법은, 임프린트 장치(1)를 이용하여 기판(예를 들어, 웨이퍼, 글래스 플레이트 또는 필름 형상 기판)에 패턴을 전사(형성)하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 제조 방법은, 패턴이 전사된 기판을 에칭하는 단계를 포함한다. 상기 제조 방법은, 패턴 형성된 매체(기록 매체) 또는 광학 소자 등의 다른 물품을 제조하는 경우, 에칭 단계 대신에, 패턴이 전사된 기판을 가공하는 다른 가공 단계를 포함한다는 점에 유의한다.
본 발명은 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예로 한정되지 않는다는 점이 이해될 것이다. 이하의 특허청구범위의 범주는 이러한 모든 변경 및 등가 구조와 기능을 포함하도록 광의의 해석에 따라야 한다.

Claims (7)

  1. 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 이용하여 기판 상의 임프린트 재료를 성형함으로써 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크를 검출하도록 구성된 검출기와,
    상기 패턴 영역을 변형시키도록 구성된 변형 유닛과,
    상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하고,
    상기 복수의 샷 영역은, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 마크 모두가 형성된 제1 샷 영역과, 1개의 샷 영역에 형성되어야 할 마크 모두 중 일부가 형성되지 않는 제2 샷 영역을 포함하고,
    상기 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 경우, 상기 컨트롤러는, 상기 복수의 제1 샷 영역에 형성된 마크를 상기 검출기로 검출함으로써 얻어진 결과를 통계적으로 처리함으로써 상기 제2 샷 영역의 형상을 얻고, 상기 컨트롤러는 상기 얻어진 제2 샷 영역의 형상을 이용함으로써, 상기 변형 유닛에 의한 상기 패턴 영역의 변형량을 제어하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 경우, 상기 제1 샷 영역에 형성된 마크를 상기 검출기로 검출함으로써 얻어진 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 위치를 얻고,
    상기 컨트롤러는, 상기 몰드와 상기 임프린트 재료를 서로 접촉시킬 때에, 얻어진 상기 제2 샷 영역의 위치가 상기 몰드에 형성된 마크를 상기 검출기로 검출함으로써 얻어진 결과로부터 구해지는 상기 패턴 영역의 위치와 일치하도록, 상기 몰드와 상기 기판을 위치 결정하는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 제2 샷 영역에 임프린트 처리를 수행하기 전에 상기 복수의 제1 샷 영역에 임프린트 처리를 수행하는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 샷 영역은 상기 몰드의 모든 패턴이 전사될 수 있는 영역이고, 상기 제2 샷 영역은 상기 몰드의 모든 패턴이 전사될 수 없는 영역이며,
    상기 컨트롤러는 상기 제1 샷 영역에 임프린트 처리를 수행한 후에 상기 제2 샷 영역에 임프린트 처리를 수행하는, 임프린트 장치.
  5. 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 이용하여 기판 상의 임프린트 재료를 성형함으로써 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 형성된 마크를 검출하도록 구성된 검출기와,
    상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 컨트롤러를 포함하고,
    상기 복수의 샷 영역은, 복수의 마크가 1개의 샷 영역에 형성된 제1 샷 영역과, 상기 제1 샷 영역에 형성된 상기 복수의 마크보다 적은 개수의 마크가 1개의 샷 영역에 형성된 제2 샷 영역을 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 경우, 상기 제1 샷 영역에 형성된 상기 복수의 마크를 상기 검출기로 검출함으로써 얻어진 상기 제1 샷 영역의 형상의 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 형상을 얻고, 얻어진 상기 제2 샷 영역의 형상에 기초하여 상기 패턴 영역을 변형하고, 상기 제2 샷 영역에 형성된 마크를 검출함으로써, 상기 검출기에 의해 얻어진 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 위치를 획득하고, 상기 검출기에 의해 얻어진 결과로부터 획득된 상기 제2 샷 영역의 위치에 기초하여 상기 몰드 및 상기 기판을 위치 결정하는, 임프린트 장치.
  6. 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 형성된 마크를 검출하는 단계를 포함하고, 패턴이 형성된 패턴 영역을 갖는 몰드를 이용하여 상기 기판 상의 임프린트 재료를 성형함으로써 임프린트 처리를 행하는 임프린트 방법이며,
    상기 복수의 샷 영역은, 복수의 마크가 1개의 샷 영역에 형성된 제1 샷 영역과, 상기 제1 샷 영역에 형성된 상기 복수의 마크보다 적은 개수의 마크가 1개의 샷 영역에 형성된 제2 샷 영역을 포함하고,
    상기 임프린트 방법은, 상기 제2 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 경우,
    상기 검출의 결과에 기초하여 상기 패턴 영역을 변형하는 단계와, 상기 제1 샷 영역에 형성된 마크를 검출함으로써 얻어진 상기 제1 샷 영역의 형상의 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 형상을 얻는 단계,
    상기 제2 샷 영역에 형성된 마크를 검출함으로써, 상기 검출기에 의해 얻어진 결과로부터 상기 제2 샷 영역의 위치를 획득하는 단계,
    상기 검출기에 의해 얻어진 결과로부터 획득된 상기 제2 샷 영역의 위치에 기초하여 상기 몰드 및 상기 기판을 위치 결정하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
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