KR20150138825A - 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

본 발명은 몰드를 이용하여 기판의 샷 영역 상에 제공되는 임프린트 재료를 형성하는 임프린트 장치를 제공하며, 상기 장치는 몰드에 제공되는 복수의 마크 각각과 샷 영역에 제공되는 복수의 마크 각각을 검출하도록 구성되는 검출 유닛과, 검출 유닛에 의한 검출 결과에 기초하여 기판과 몰드 사이의 위치정렬을 수행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 샷 영역의 변형에 관한 정보를 이용하여 샷 영역에 제공된 마크의 위치의 예측값을 취득하고, 검출 결과와 예측값 사이의 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로 결정하고, 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 위치정렬을 수행한다.

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.
몰드를 이용하여 기판의 샷 영역(shot region) 상에 공급되는 임프린트 재료를 형성하는 임프린트 장치는 반도체 디바이스 등을 위한 양산형 리소그래피 장치 중 하나로 주목받고 있다. 임프린트 장치는 일반적으로 기판과 몰드를 위한 위치정렬 방법으로 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식(die-by-die alignment method)이 채용된다(일본 특허 공개 번호 2013-243315 참조). 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식은 기판 상의 각각의 샷 영역에 대해, 몰드에 제공되는 각각의 마크와 샷 영역에 제공되는 각각의 마크 사이의 상대 위치를 검출하고 검출 결과에 기초하여 샷 영역과 몰드 상의 패턴 구역 사이의 위치정렬을 수행하는 방법이다.
기판 상의 샷 영역에 제공된 복수의 마크는 종종 마크가 원래 형성되어야 하는 위치 또는 모양과 다른 위치와 모양으로 형성된 마크(비정상 마크)를 포함한다. 이 경우, 비정상 마크와 몰드의 대응하는 마크 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치가 되도록 위치정렬이 수행되면, 위치 어긋남이 샷 영역과 몰드 상의 패턴 구역 사이에서 발생될 수 있다. 즉, 몰드의 패턴을 높은 정확도로 샷 영역에 전사하는 것이 어렵게 될 수 있다.
본 발명은 예컨대, 기판과 몰드 사이의 위치정렬을 수행하기에 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 이용하여 기판의 샷 영역 상에 제공되는 임프린트 재료를 형성하는 임프린트 장치가 제공되는데, 상기 장치는 몰드에 제공되는 복수의 마크의 각각 및 샷 영역에 제공되는 복수의 마크의 각각을 검출하도록 구성되는 검출 유닛과, 검출 유닛에 의한 검출 결과에 기초하여 기판과 몰드 사이의 위치정렬을 수행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 샷 영역의 변형에 관한 정보를 이용하여 샷 영역에 제공되는 마크의 위치의 예측값을 얻고, 샷 영역에 제공되는 복수의 마크로부터 검출 결과와 예측값 사이의 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로서 결정하고 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 위치정렬을 수행한다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시적 실시예의 후속하는 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 제1 실시예에 따른 임프린트 장치의 배치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 샷 영역 내의 마크의 배치 및 검출 유닛 내의 스코프의 배치를 도시한 도면이다.
도 3a는 비정상 마크가 샷 영역 내에 존재할 때 샷 영역과 기판 사이의 위치정렬을 설명하기 위한 도면이다.
도 3b는 비정상 마크가 샷 영역 내에 존재할 때 샷 영역과 기판 사이의 위치정렬을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 비정상 마크의 결정에 의해 수용되는 위치정렬의 제어 방법을 도시하는 순서도이다.
도 5a는 기판의 온도 변화 시 각각의 샷 영역의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 5b는 기판의 온도 변화 시 각각의 샷 영역의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 기판을 보유지지함으로써 각각의 샷 영역의 변형을 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 예시적 실시예는 첨부된 도면을 참조하여 후술될 것이다. 동일한 도면 부호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부재를 지칭하며, 그에 대한 반복적인 설명은 제공되지 않을 것이다. 후속하는 설명에서, "정렬"은 기판 상의 샷 영역의 위치에 대한 몰드 상의 패턴 구역의 상대 위치를 X 및 Y 방향으로 서로 일치하게 만드는 것과 패턴 구역의 형상 및 샷 영역의 형상을 서로 일치하도록 만드는 것을 포함한다.
<제1 실시예>
본 발명의 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)가 설명될 것이다. 임프린트 장치(100)는 반도체 디바이스 등을 제조하는데 사용되며, 몰드(1)를 이용하여 기판 상에 임프린트 재료(4)를 형성하는 임프린트 처리를 수행한다. 예컨대, 임프린트 장치(100)는 요철 패턴(오목-볼록 패턴)이 형성되는 주형(1)이 기판 상의 임프린트 재료(4)와 접촉하는 상태에서 임프린트 재료(4)를 경화시킨다. 이후, 임프린트 장치(100)는 몰드(1)와 기판(2) 사이의 간격을 넓히고, 경화된 임프린트 재료(4)로부터 몰드(1)를 분리(해제)하여, 기판 상의 임프린트 재료(4)로부터 패턴을 형성할 수 있다. 임프린트 재료(4)를 경화시키는 방법은 열을 이용하는 열 사이클 방법 및 광을 이용하는 광-경화 방법을 포함한다. 제1 실시예는 광-경화 방법이 채용된 예를 설명할 것이다. 광-경화 방법은 임프린트 재료(4)로서 경화되지 않은 자외-경화 수지를 기판 상에 공급하고 몰드(1)와 임프린트 재료(4)가 서로 접촉한 상태에서 자외선으로 임프린트 재료(4)를 조사함으로써 임프린트 재료(4)를 경화시키는 방법이다. 자외선이 광으로 사용된 예가 설명될 것이지만, 자외선의 파장과 다른 파장의 광이 사용될 수도 있다.
[임프린트 장치(100)의 배치]
도 1은 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 배치를 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는 몰드(1)를 보유지지하는 임프린트 헤드(10), 기판(2)을 보유지지하는 기판 스테이지(20) 및 광(자외선)으로 기판 상의 임프린트 재료(4)를 조사하는 조사 유닛(50)을 포함할 수 있다. 임프린트 장치(100)는 기판(2)으로 임프린트 재료(4)를 공급하는 공급 유닛(40), 몰드(1)에 제공된 마크와 기판의 샷 영역(2a)에 제공된 마크 사이의 상대 위치를 검출하는 검출 유닛(60)과, 제어 유닛(70)을 포함할 수 있다. 제어 유닛(70)은 예컨대, CPU, 메모리 등을 포함할 수 있으며 임프린트 처리를 제어한다(임프린트 장치(100)의 각각의 유닛을 제어한다).
몰드(1)는 일반적으로 석영과 같이 자외선을 투과시킬 수 있는 재료로 이루어진다. 기판 상에 임프린트 재료(4)를 형성하기 위한 요철 패턴(오복-볼록 패턴)이 기판-측 표면 상의 부분 구역(패턴 구역)에 형성된다. 기판(2)은 예컨대, 단결정 실리콘 기판 또는 SOI(Silicon On Insulator) 기판일 수 있다. (이후에 설명될) 공급 유닛(40)은 기판(2)의 상위 표면(피처리 표면) 상으로 임프린트 재료(4)를 공급한다.
임프린트 헤드(10)는 진공 흡착력(vacuum chuck force), 정전기력 등에 의해 몰드(1)를 보유지지하고, 몰드 상의 패턴 구역과 기판 상의 임프린트 재료(4)를 서로 접촉시키거나 또는 이들을 분리시키기 위해 Z 방향으로 몰드(1)를 구동한다. 임프린트 헤드(10)는 Z 방향으로 몰드(1)를 구동하는 기능뿐만 아니라, 예컨대 X 및 Y 방향과 θ 방향(Z 축 주위의 회전 방향)에서 몰드(1)의 위치를 조절하는 조절 기능과 몰드(1)의 기울기를 보정하는 기울기 기능을 가질 수 있다.
임프린트 장치(100)는, 샷 영역(2a)의 형상과 패턴 구역의 형상이 서로 유사해지도록 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역 중 적어도 하나를 변형하는 변형 유닛을 포함할 수 있다. 제1 실시예의 변형 유닛은 예컨대, 몰드(1)의 각각의 측 표면 상의 복수의 부분으로 힘을 부가하기 위해 임프린트 헤드(10) 내에 배치되는 복수의 액추에이터(10a)를 포함할 수 있다. 변형 유닛 내의 복수의 액추에이터(10a)는 몰드(1)의 각각의 측 표면 상의 복수의 부분에 힘을 개별적으로 부가하여, 몰드 상의 패턴 구역의 형상과 샷 영역(2a)의 형상이 서로 유사해지도록 패턴 구역을 변형할 수 있다. 변형 유닛 내의 각각의 액추에이터(10a)는 예컨대, 선형 모터, 공기 실린더, 피에조 액추에이터 등일 수 있다. 제1 실시예에 따른 변형 유닛은 몰드 상의 패턴 구역을 변형하도록 구성되지만, 기판 상의 샷 영역(2a)을 변형하도록 구성될 수도 있다. 이 경우, 변형 유닛은 샷 영역(2a)의 형상과 몰드(1)의 패턴 구역의 형상이 서로 유사해지도록 광으로 기판(2)의 표면을 조사하고 기판(2)을 열팽창시킴으로써 샷 영역(2a)을 변형하는 기구를 포함할 수 있다. 변형은 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역 양자 모두를 변형하도록 구성될 수도 있다.
기판 스테이지(20)는 진공 흡착력, 정전기력 등에 의해 기판(2)을 보유지지하고, X 및 Y 방향으로 기판(2)을 위치정렬하도록 X 및 Y 방향으로 베이스(30) 상에서 이동한다. 기판 스테이지(20)는 X 및 Y 방향으로 기판(2)을 이동시키는 기능뿐만 아니라 Z 방향으로 기판(2)을 이동시키는 기능과 θ 방향으로 기판(2)의 위치를 조절하는 조절 기능을 가질 수 있다. 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)에 있어서, 임프린트 헤드(10)는 몰드(1)와 기판(2) 사이의 거리를 변경하는 작동을 수행한다. 하지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 상기 거리는 기판 스테이지(20)를 구동함으로써, 기판 스테이지(20) 및 임프린트 헤드(10) 양자 모두를 동시에 구동함으로써, 또는 이들을 순차적으로 구동함으로써 변경될 수 있다.
임프린트 처리 도중, 조사 유닛(50)은 광(자외선)으로 기판(2)에 공급되는 임프린트 재료(4)를 조사하여 이 임프린트 재료(4)를 경화시킨다. 조사 유닛(50)은 예컨대, 임프린트 재료(4)를 경화시키기 위한 광(자외선)을 발광하는 광원을 포함한다. 또한, 조사 유닛(50)은 임프린트 처리에 적합한 광으로 광원에 의해 발광된 광을 조절하기 위한 광학 소자를 포함할 수 있다. 광-경화 방법이 제1 실시예에 채용되었기 때문에, 자외선을 발광하는 광원이 사용된다. 하지만, 예컨대 열경화성 방법이 채용될 때, 임프린트 재료(4)의 역할을 하는 열경화성 수지를 경화시키기 위한 열원이 광원 대신에 사용될 수 있다. 공급 유닛(40)은 기판 상으로 임프린트 재료(4)(경화되지 않은 수지)를 공급한다. 상술된 바와 같이, 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)에서는 자외선으로 조사되어 경화되는 특성을 갖는 자외-경화 수지가 임프린트 재료(4)로 사용된다.
검출 유닛(60)은 몰드 상에 형성된 복수의 마크의 각각과 기판상의 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)의 각각 사이의 상대 위치를 검출한다. 검출 유닛(60)은 예컨대, 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)가 동시에 관찰될 수 있도록 배치된 복수의 스코프를 포함할 수 있다. 예컨대, X 방향의 상대 위치를 검출하기 위한 마크(2b)와 Y 방향의 상대 위치를 검출하기 위한 마크(2b)가 도 2에 도시된 바와 같이 샷 영역(2a)의 4개의 코너 각각에 형성되는 경우가 가정될 것이다. 이 경우, 검출 유닛(60)은 샷 영역(2a) 내에 형성된 8개의 마크를 동시에 검출할 수 있도록 배치된 8개의 스코프를 포함할 수 있다. 스코프(LUX, LUY, LDX, LDY)는 마크(2bLUX, 2bLUY, 2bLDX, 2bLDY)을 각각 관찰할 수 있도록 배치된다. 또한, 스코프(RUX, RUY, RDX, RDY)는 마크(2bRUX, 2bRUY, 2bRDX, 2bRDY)를 각각 관찰할 수 있도록 배치된다.
이 방식에서 기판 상의 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)는 종종 마크(2b)가 원래 형성되어야 하는 위치 또는 형상과 다른 위치 또는 형상으로 형성된 마크(2b)(비정상 마크)를 포함한다. 이 경우, 위치정렬이 비정상 마크와 몰드의 대응하는 마크 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치가 되도록 수행되면, 위치 어긋남이 몰드 상의 패턴 구역과 샷 영역(2a) 사이에서 발생될 것이다. 즉, 몰드의 패턴을 높은 정확도로 샷 영역(2a)으로 전사하는 것이 어려워질 수 있다. 예컨대, 도 3a에 도시된 바와 같이 마크(2bRUX, 2bRUY)가 원래 형성되어야 하는 위치와 다른 위치에 있는 비정상 마크인 경우가 가정될 것이다. 이 경우, 제어 유닛(70)은 샷 영역(2a)의 각각의 마크(2b)와 몰드(1)의 각각의 마크(1b) 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치가 되도록 변형 유닛을 제어하고 몰드 상의 패턴 구역(1a)과 기판 상의 샷 영역(2a) 사이의 위치정렬을 수행하는 것으로 가정된다. 여기서, 목표 상대 위치는 샷 영역(2a)의 마크(2b)와 몰드(1)의 대응 마크(1b)가 서로 중첩하도록 설정된다. 이때, 샷 영역(2a)의 각각의 마크(2b)와 몰드(1)의 각각의 마크(1b) 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치가 되는 경우에도, 도 3b에 도시된 바와 같이 위치 어긋남이 기판 상의 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역(1a) 사이에 발생될 수 있다. 즉, 몰드(1)의 패턴을 높은 정확도로 샷 영역(2a)에 전사하는 것이 어렵게 될 수 있다.
이를 해결하기 위해, 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)는 샷 영역(2a)의 변형에 관한 정보를 이용함으로써 샷 영역(2a)의 각각의 마크(2b)에 대해 샷 영역(2a)의 마크(2b)와 몰드(1)의 마크(1b) 사이의 상대 위치의 예측값을 취득한다. 임프린트 장치(100)는 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)로부터, 검출 유닛(60)에 의한 검출의 결과와 예측값 사이의 오차(차이)가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로 결정한다. 이후에, 임프린트 장치(100)는 (허용 가능한 범위 밖에 있는 마크인) 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 몰드(1)와 샷 영역(2a) 사이의 위치정렬을 제어한다. 비정상 마크의 결정에 의해 수반되는 제어 방법이 이하에서 설명될 것이다.
[비정상 마크의 결정에 의해 수반되는 위치정렬의 제어 방법]
비정상 마크의 결정에 의해 수반되는 위치정렬의 제어 방법이 도 4를 참조하여 설명될 것이다. 도 4는 비정상 마크의 결정에 의해 수반되는 위치정렬의 제어 방법을 도시하는 순서도이다. 단계 S101에서, 제어 유닛(70)은 몰드(1)의 마크(1b)와 샷 영역(2a)의 마크(2b) 사이의 상대 위치를 검출하도록 검출 유닛(60)을 제어한다. 예컨대, luxi를 i번째 샷 영역(2a)의 마크(2bLUX) 내의 검출 결과로 놓고, luyi를 마크(2bLUY) 내의 검출 결과로 놓는다면, 검출 결과(luxi, luyi)는 아래 [수학식 1]에 의해 구해진다.
Figure pat00001
여기서, Xsi는 X 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 이동 성분이고, Ysi는 Y 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 이동 성분이고, Xmi는 X 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 배율 성분이고, Ymi는 Y 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 배율 성분이고, Xri는 X 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 회전 성분이고, Yri는 Y 방향으로의 i번째 샷 영역(2a)의 회전 성분이다. Xr 및 Yr은 시계 방향으로 양(+)의 방향(CW 방향)이다. (Xlux, Ylux)는 샷 영역 내의 마크(2bLUX)의 좌표이다.
마찬가지로, 샷 영역(2a) 내에 형성된 다른 마크(2b)의 검출 결과도 각각의 마크(2b)의 좌표 및 i번째 샷 영역(2a) 내의 이동 성분, 배율 성분 및 회전 성분에 의해 표현될 수 있다. 최소 제곱법을 이용함으로써 각각의 마크(2b)에 대한 연립방정식을 계산함으로써, i번째 샷 영역(2a) 내의 이동 성분, 배율 성분 및 회전 성분이 각각의 마크(2b)에 대한 검출 결과로부터 취득될 수 있다.
단계 S102에서, 제어 유닛(70)은 샷 영역(2a)의 변형에 관한 정보를 취득한다. 샷 영역(2a)의 변형에 관한 정보는 예컨대, 기판(2) 상에 마크(2b)를 형성할 때 발생되는 샷 영역(2a)의 변형량, 기판(2)의 온도 변화 시 샷 영역(2a)의 변형량 및 기판(2)의 보유지지에 의한 샷 영역(2a)의 변형량 중 적어도 하나를 포함한다.
기판(2) 상에 표식(2b)을 형성할 때 발생되는 샷 영역(2a)의 변형량은 예컨대, 기판(2) 상에 마크(2b)를 형성하는 장치(예컨대, 노광 장치) 내의 기판 스테이지의 구동 오차로부터 기인하는 샷 영역(2a)의 변형량이다. 기판 스테이지의 구동 오차로부터 기인하는 변형량은, 예컨대, 일본 특허 번호 4250252에 개시된 바와 같이 인접한 샷 영역(2a)이 서로 부분적으로 중첩되도록 복수의 샷 영역(2a)이 형성되는 더미 기판을 이용하여 미리 취득될 수 있다. 따라서, 기판(2) 상에 마크(2b)를 형성하는 장치 내의 기판 스테이지의 구동 오차로부터 기인한 샷 영역(2a)의 변형량(이동 성분(dxis, dyis) 및 회전 성분(dθxis, dθyis)이 취득된다. 샷 영역(2a)의 배율 성분은 상술된 방법에 의해 취득될 수 없다. 하지만, 샷 영역(2a)의 배율 성분의 변화는 최근 노광 장치에서 충분히 작도록 억제되어, 배율 성분은 고려될 필요가 없다.
기판(2)의 온도 변화 시의 샷 영역(2a)의 열적 변형량은 예컨대, 기판(2) 상에 마크(2b)를 형성한 후의 단계에서 기판(2)의 온도 변화에 의해 발생된다. 열팽창 계수를 알고 있다면, 이 열변형량은 기판(2)의 온도 변화량을 이용하여 FEM 분석 등에 의해 미리 취득될 수 있다. 도 5a 및 도 5b는 기판(2) 내에서 온도 변화가 발생된 경우, FEM 분석 결과의 예(각각의 샷 영역(2a)의 변형량)를 도시한다. 도 5a는 기판(2)의 온도 변화를 도시하는 도면이고, 도 5b는 FEM 분석 결과를 도시하는 도면이다. 따라서, 기판(2)의 온도 변화 시의 샷 영역(2a)의 온도 변화량(이동 성분(dxih, dyih), 배율 성분(dmxih, dmyih) 및 회전 성분(dθxih, dθyih))이 취득된다.
기판(2)의 보유지지에 의한 샷 영역(2a)의 변형량은 기판 스테이지(20)가 기판(2)을 보유지지할 때 발생된다. 기판(2)의 강성 계수를 알고 있는 경우, 이 변형량은 기판 스테이지(20)의 평탄도를 이용하여 FEM 분석 등에 의해 미리 취득될 수 있다. 기판 스테이지(20)의 평탄도(θ)를 알고 있다면, 도 6에 도시된 바와 같이 샷 영역(2a)의 변형량(△X(=θ×L)) 역시 기판(2)의 두께(2L) 및 평탄도(θ)로부터 간단한 근사 계산에 의해 미리 취득될 수 있다. 그 결과, 기판 스테이지(20)에 의한 기판(2)의 보유지지에 의한 샷 영역(2a)의 변형량(이동 성분(dxiv, dyiv), 배율 성분(dmxiv, dmyiv) 및 회전 성분(dθxiv, dθyiv)이 취득된다.
단계 S103에서, 제어 유닛(70)은 단계 S102에서 취득된 샷 영역(2a)의 변형에 관한 정보를 이용하여 몰드(1)의 마크(1b)와 샷 영역(2a)의 마크(2b) 사이의 상대 위치의 예측값을 취득한다. 예컨대, 우선 제어 유닛(70)은 단계 S102에서 취득된 샷 영역(2a)의 변형에 관한 정보를 이용하여 i번째 샷 영역(2a) 내의 변형량의 예측값(이동 성분, 배율 성분 및 회전 성분)을 취득한다. i번째 샷 영역(2a) 내의 변형량의 예측값 중, 이동 성분은 Xsi' 및 Ysi'로 표시될 것이며, 배율 성분은 Xmi' 및 Ymi'로 표시될 것이며, 회전 성분은 Xri' 및 Yri'로 표시될 것이다. 이때, 예컨대 i번째 샷 영역(2a) 내의 변형량의 예측값으로부터 이동 성분(X 방향)은 다음 수학식에 의해 구해진다.
Figure pat00002
이 경우, 기판 스테이지(20) 상으로의 기판(2)의 로딩에 따른 어긋남(이동 성분(dx0, dy0) 및 회전 성분(dθx0 and dθy0)이 기판(2)과 기판 스테이지(20) 사이에 발생될 수 있다. 이러한 이유로, X 방향으로의 위치 어긋남의 이동 성분(dx0)은 [수학식 2]에 의해 얻어지는 i번째 샷 영역(2a) 내의 변형량의 예측값(이동 성분(Xsi')에 추가된다. 이러한 위치 어긋남은 기판(2)의 모든 로딩마다, 즉 모든 기판(2)에 대해 변경될 수 있으며, 미리 취득된 값을 적용하는 것이 곤란하다. 동일한 기판 상의 복수의 샷 영역(2a) 내의 위치 어긋남 양이 거의 동일한 값을 취한다는 사실을 이용하여, 제어 유닛(70)은 동일한 기판 상의 2개의 샷 영역(2a) 사이의 변형량의 예측값의 차이를 취득한다. 따라서, 기판(2)의 로딩에 따른 위치 어긋남은 제거될 수 있다. 예컨대, 변형량의 예측값의 차이(△Xsij)는 i번째 샷 영역(2a)과 j번째 샷 영역(2a)(예컨대, (i-1)번째 샷 영역(2a)) 사이에서 취득된다.
Figure pat00003
이 방법에 따르면, 제어 유닛(70)은 X 방향으로의 이동 성분에 대한 변형량의 예측값의 차이(△Xsij) 뿐만 아니라 Y 방향으로의 이동 성분에 대한 변형량의 예측값의 차이(△Ysij)와 배율 성분에 대한 변형량의 예측값의 차이(△Xmij, △Ymij)과 회전 성분에 대한 변형량의 예측값의 차이(△Xrij, △Yrij)를 취득한다. 변형량의 예측값의 차이를 이용하여, 제어 유닛(70)은 샷 영역 내의 각각의 마크(2b)에 대해 샷 영역(2a)의 마크(2b)와 몰드(1)의 마크(1b) 사이의 상대 위치의 예측값을 취득할 수 있다. 이러한 방식으로 취득된 상대 위치의 예측값은 동일한 로트 내의 복수의 기판(2) 사이에서 거의 동일하다. 따라서, 제어 유닛(70)은 복수의 기판(2)에 대해 공통적으로 취득된 예측값을 이용할 수 있다.
단계 S104에서, 제어 유닛(70)은 샷 영역 내의 각각의 마크(2b)에 대해, 단계 S101에서 취득된 검출 유닛(60)에 의한 검출의 결과와, 단계 S103에서 취득된 상대 위치의 예측값 사이의 차이를 취득한다. 단계 S105에서, 제어 유닛(70)은 단계 S104에서 취득된 차이가 허용 가능한 범위 내에 있지 않는 마크(2b)가 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b) 내에 존재하는 지 여부를 결정한다. 제어 유닛(70)은 그러한 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크(2b)를 비정상 마크로 결정한다. 허용 가능 범위는 임의로 설정될 수 있지만, 허용 가능 범위는 실험, 이전 임프린트 처리의 이력 등을 기초로 설정될 수 있다. 제어 유닛(70)이 단계 S105에서 비정상 마크가 존재하지 않는다고 결정하면, 공정은 단계 S106로 진행되고, 제어 유닛(70)은 샷 영역(2a) 내에 형성된 모든 마크(2b)를 이용하여 샷 영역(2a)와 몰드(1) 사이의 위치정렬을 제어한다. 반대로, 제어 유닛(70)이 단계 S105에서 비정상 마크가 존재한다고 결정하면, 공정은 단계 S107로 진행되고, 제어 유닛(70)은 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역(1a) 사이의 위치정렬을 제어한다.
비정상 마크를 이용하지 않고 단계 S107에서 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역(1a) 사이의 위치정렬을 제어하는 방법이 이제 설명될 것이다. 제어 유닛(70)은 예컨대, 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)로부터, 비정상 마크가 아닌 마크(2b)에 대한 검출 유닛(60)의 검출 결과에 기초하여 위치정렬을 수행할 수 있다. 이는 몰드(1)의 마크(1b)와 비정상 마크 사이의 상대 위치가 목표 상대 위치가 되도록 위치정렬을 수행할 때 발생되는 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역(1a) 사이의 위치 어긋남을 억제할 수 있다. 제어 유닛(70)은 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에 다른 마크에 대한 검출 결과를 이용함으로써 위치정렬을 수행할 수 있다. 다른 마크는, 샷 영역(2a)(제1 샷 영역) 이전에 임프린트 처리를 겪도록 샷 영역(2a)(제2 샷 영역) 내에 형성되고 비정상 마크의 위치와 동일한 샷 영역 내의 위치에 배열되는 마크일 수 있다. 대안적으로, 다른 마크는, 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a)이 형성되는 기판(2) 이전에 임프린트 처리가 행해진 기판 상에 형성되고 비정상 마크의 위치와 동일한 기판 상의 위치에 배열되는 마크일 수 있다. 이러한 방식으로, 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에 다른 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 위치정렬을 수행함으로써, 샷 영역(2a)이 비정상 마크를 갖는 경우에도, 몰드(1)의 패턴이 높은 정확도로 샷 영역(2a)로 전사될 수 있다.
상술된 바와 같이, 샷 영역(2a) 내에 형성된 각각의 마크(2b)에 대해, 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)는 샷 영역(2a)의 마크(2b)와 몰드(1)의 마크(1b) 사이의 상대 위치의 검출 결과와 예측값 사이의 차이를 취득한다. 임프린트 장치(100)는 취득된 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크(2b)를 비정상 마크로 결정한다. 임프린트 장치(100)는 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 샷 영역(2a)과 몰드(1) 사이의 위치정렬을 수행한다. 그 결과, 몰드의 패턴은 높은 정확도로 샷 영역(2a)에 전사될 수 있다.
<제2 실시예>
본 발명의 제2 실시예에 따른 임프린트 장치가 설명될 것이다. 제2 실시예에 따른 임프린트 장치가 비정상 마크를 결정할 때, 상기 장치는 복수의 모드로부터 선택된 모드에 따라 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a)에 대한 위치정렬을 제어한다. 제2 실시예에 따른 임프린트 장치는 도 4에 도시된 순서도에 따라 샷 영역(2a)과 몰드(1) 사이의 위치정렬을 수행한다. 제2 실시예에 따른 임프린트 장치는 도 4의 단계 S107만이 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(100)와 상이하며, 따라서 단계 S107이 이제 설명될 것이다.
단계 S107에서, 제어 유닛(70)은 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 샷 영역(2a)과 몰드(1) 사이의 위치정렬을 제어한다. 이때, 제어 유닛(70)은 복수의 모드로부터 선택된 모드에 따라 위치정렬을 제어한다. 모드의 선택은 사용자에 의해, 예컨대 임프린트 처리의 시작 전에 또는 비정상 마크가 결정된 스테이지에서(단계 S105 이후에) 수행될 수 있다.
복수의 모드는 제1 모드, 제2 모드 및 제3 모드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 제1 모드는 예컨대, 샷 영역(2a) 내에 형성된 복수의 마크(2b)로부터 비정상 마크가 아닌 마크(2b)에 대한 검출 유닛(60)의 검출 결과에 기초하여 위치정렬이 수행되는 모드이다. 제2 모드는 예컨대, 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a) 이전에 임프린트 처리를 겪는 샷 영역에 형성된 다른 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 위치정렬이 수행되는 모드이다. 제2 모드 내의 다른 마크는 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a) 이전에 임프린트 처리를 겪도록 샷 영역 내에 형성될 수 있으며, 비정상 마크의 위치와 동일한 샷 영역 내의 위치에 배치될 수 있다. 제3 모드는 예컨대, 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에, 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a)이 형성되는 기판(2) 이전에 임프린트 처리가 행해진 기판 상에 형성된 다른 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 위치정렬이 수행되는 모드이다. 제3 모드 내의 다른 마크는 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a)이 형성되는 기판(2) 이전에 임프린트 처리가 행해진 기판 상에 형성될 수 있으며, 비정상 마크의 위치와 동일한 기판 상의 위치에 배치될 수 있다.
상술된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 임프린트 장치는 복수의 모드로부터 선택된 모드에 따른 비정상 마크를 갖는 샷 영역(2a)에 대한 위치정렬을 제어한다. 따라서, 비정상 마크가 결정될 때 샷 영역(2a)과 몰드 상의 패턴 구역(1a) 사이의 위치정렬이 사용자의 의도에 따라 수행될 수 있다.
<물품 제조 방법의 실시예>
본 발명의 일 실시예에 따른 물품 제조 방법은 마이크로구조를 갖는 소자 또는 마이크로디바이스(예컨대, 반도체 디바이스)와 같은 물품을 제조하는데 적합하다. 일 실시예에 따른 물품 제조 방법은 임프린트 장치를 이용하여 기판에 적용되는 수지 상에 패턴을 형성하는 단계(기판 상에 임프린트 처리를 수행하는 단계)와, 이전 단계에서 패턴이 형성된 기판을 처리하는 단계를 포함한다. 또한, 이 제조 방법은 다른 공지된 단계(예컨대, 산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 접합 및 패키징)을 포함한다. 실시예에 따른 물품 제조 방법은 물품의 성능, 품질, 생산성, 생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 기존의 방법보다 우수하다.
본 발명은 예시적 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 기술된 예시적 실시예에 제한되지 않는 다는 것이 이해되어야 한다. 후속하는 청구항의 범주는 그러한 변형 및 균등한 구조 및 기능 모두를 포함하도록 가장 넓은 의미로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 몰드를 이용하여 기판의 샷 영역 상에 공급되는 임프린트 재료를 형성하는 임프린트 장치이며,
    상기 몰드에 제공되는 복수의 마크 각각과 상기 샷 영역에 제공되는 복수의 마크 각각을 검출하도록 구성된 검출 유닛과,
    상기 검출 유닛에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드 사이의 위치정렬을 수행하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 샷 영역의 변형에 관한 정보를 이용하여 상기 샷 영역에 제공된 마크의 위치의 예측값을 취득하고, 상기 샷 영역에 제공된 상기 복수의 마크 중에서, 상기 검출 결과와 상기 예측값 사이의 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로서 결정하고, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 위치정렬을 수행하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 샷 영역에 제공된 상기 복수의 마크 중에서, 상기 비정상 마크 이외의 마크에 대한 검출 결과에 기초하여 상기 위치정렬을 수행하는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 비정상 마크를 갖는 제1 샷 영역 및 상기 제1 샷 영역 이전에 임프린트 처리가 행해진 제2 샷 영역을 포함하는 복수의 샷 영역이 상기 기판 상에 형성되고,
    상기 제어 유닛은, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에, 상기 제2 샷 영역에 제공되고 상기 비정상 마크의 위치와 동일한 샷 영역 내의 위치에 배치된 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 상기 제1 샷 영역 내의 상기 위치정렬을 수행하는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에, 상기 비정상 마크를 갖는 상기 샷 영역이 형성된 기판 이전에 임프린트 처리가 행해진 기판에 제공되고 상기 비정상 마크의 위치와 동일한 기판 상의 위치에 배치된 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 상기 비정상 마크를 갖는 샷 영역 내의 상기 위치정렬을 수행하는, 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 비정상 마크가 결정된 경우에, 상기 제어 유닛은 복수의 모드로부터 선택되는 모드에 따라 상기 비정상 마크를 갖는 샷 영역에 대한 상기 위치정렬을 수행하고,
    상기 복수의 모드는, 상기 비정상 마크 이외의 마크에 대한 검출 결과에 기초하여 상기 위치정렬이 제어되는 제1 모드와, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에, 상기 비정상 마크를 갖는 상기 샷 영역 이전에 임프린트 처리가 행해진 샷 영역에 제공된 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 상기 위치정렬이 제어되는 제2 모드와, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과 대신에, 상기 비정상 마크를 갖는 상기 샷 영역이 형성되는 기판 이전에 임프린트 처리가 행해진 기판에 제공된 마크에 대한 검출 결과를 이용하여 상기 위치정렬이 제어되는 제3 모드 중 하나 이상을 포함하는, 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정보는, 상기 기판 상에 마크를 형성할 때 발생되는 상기 샷 영역의 변형량, 상기 기판의 온도 변화 시의 상기 샷 영역의 변형량, 및 상기 기판의 보유지지에 의한 상기 샷 영역의 변형량 중 하나 이상을 포함하는, 임프린트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 상기 샷 영역에 제공되는 각각의 마크에 대한 예측값을 취득하는, 임프린트 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은 복수의 기판에 대해 예측값을 공통적으로 이용하는, 임프린트 장치.
  9. 물품 제조 방법이며,
    임프린트 장치를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계와,
    물품을 제조하도록, 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하고,
    상기 임프린트 장치는, 몰드를 이용하여 상기 기판의 샷 영역 상에 공급되는 임프린트 재료를 형성하고,
    상기 임프린트 장치는,
    상기 몰드에 제공되는 복수의 마크 각각과 상기 샷 영역에 제공되는 복수의 마크 각각을 검출하도록 구성된 검출 유닛과,
    상기 검출 유닛에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드 사이의 위치정렬을 수행하도록 구성된 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 샷 영역의 변형에 관한 정보를 이용하여 상기 샷 영역에 제공된 마크의 위치의 예측값을 취득하고, 상기 샷 영역에 제공된 상기 복수의 마크 중에서, 상기 검출 결과와 상기 예측값 사이의 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로서 결정하고, 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 위치정렬을 수행하는, 물품 제조 방법.
  10. 몰드를 이용하여 기판의 샷 영역 상에 공급되는 임프린트 재료를 형성하는 임프린트 방법이며,
    상기 몰드에 제공되는 복수의 마크 각각과 상기 샷 영역에 제공되는 복수의 마크 각각을 검출하는 단계와,
    상기 샷 영역의 변형에 관한 정보를 이용하여 상기 샷 영역에 제공되는 마크의 위치의 예측값을 취득하는 단계와,
    상기 샷 영역에 제공된 상기 복수의 마크 중에서, 상기 취득하는 단계에서 취득된 예측값과 상기 검출하는 단계에서의 검출 결과 사이의 차이가 허용 가능한 범위 밖에 있는 마크를 비정상 마크로서 결정하는 단계와,
    상기 결정하는 단계에서 결정된 상기 비정상 마크에 대한 검출 결과를 이용하지 않고 상기 기판과 상기 몰드 사이의 위치정렬을 제어하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
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