KR20160084295A

KR20160084295A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160084295A
Application number: KR1020150184585A
Authority: KR
Inventors: 마사요시 후지모토; 다쿠로 야마자키; 도모미 후나요시; 히로미츠 야마구치
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2015-01-05
Filing date: 2015-12-23
Publication date: 2016-07-13
Also published as: JP6478635B2; US10315344B2; JP2016127168A; CN105759566A; CN105759566B; KR102026503B1; US20160193758A1

Abstract

본 발명은, 기판 상의 임프린트재에 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 임프린트 장치를 제공하며, 상기 장치는, 몰드와 기판을 상대적으로 경사지게 하도록 구성되는 경사 유닛, 몰드에 의해 반사된 광과 기판에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출하도록 구성되는 검출 유닛, 및 몰드와 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서 검출 유닛에 의해 검출된 간섭 패턴에 기초하여, 상기 상태에서의 몰드와 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 경사 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, IMPRINT METHOD, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}

본 발명은, 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

임프린트 기술은, 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성하는 기술이다. 임프린트 기술은, 자기 기억 매체 및 반도체 디바이스를 제조하는 리소그래피 기술 중 하나로서 주목받고 있다. 임프린트 기술을 사용한 임프린트 장치는, 몰드와 기판 상의 임프린트재(예를 들어, 미경화의 광경화성의 수지)를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킨다. 그리고, 임프린트 장치는 기판과 몰드와의 사이의 간격을 넓혀서 기판 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써, 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성한다.

임프린트 장치에서는, 몰드의 패턴의 오목부에의 임프린트재의 충전을 촉진하기 위해서, 몰드의 패턴면을 기판에 대하여 볼록 형상으로 변형(만곡)시키고, 몰드를 기판 상의 임프린트재에 접촉시키는 기술이 알려져 있다. 몰드의 패턴면의 중심으로부터 외주를 향해서 몰드 및 임프린트재를 서로 접촉시킴으로써, 패턴의 오목부에 임프린트재를 용이하게 충전한다. 이는 기포 잔존물을 저감하는 것을 가능하게 한다.

임프린트 장치에서는, 기판 상에 형성된 패턴이 후속 공정의 에칭 처리에 의한 영향을 받는 것을 방지하기 위해서, 임프린트재를 경화시킬 때의 임프린트재의 두께(잔막 두께)를 일정하게 하는 것이 중요하다. 따라서, 몰드의 패턴면과 기판을 평행하게 유지한 상태에서 몰드 및 임프린트재를 서로 접촉시킬 필요가 있다. 이와 관련된 기술이 일본 특허 공개 공보 제2007-299994호에 제안되어 있다. 일본 특허 공개 공보 제2007-299994호에는, 몰드 및 기판의 3차원적인 평탄도를 취득하고, 이러한 평탄도에 기초하여, 몰드와 임프린트재를 서로 접촉시킬 때의 기판의 자세를 제어하는 기술이 개시되어 있다.

그러나, 종래 기술에서는, 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시켰을 때에 발생하는 힘(가압력)에 의해 유발되는 몰드 및 기판에 있어서의 변형이 고려되지 않는다. 따라서, 몰드 및 기판의 3차원적인 평탄도에 기초하여 기판의 자세를 제어하는 것 만으로는, 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 실제로 접촉시켰을 때에, 몰드와 기판의 사이의 평행도에 어긋남이 발생할 수 있다.

본 발명은, 몰드와 임프린트재를 서로 접촉시킨 상태에서의 몰드와 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하는데 유리한 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 기판 상의 임프린트재에 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 임프린트 장치가 제공되며, 상기 장치는, 몰드와 기판을 상대적으로 경사지게 하도록 구성되는 경사 유닛, 몰드에 의해 반사된 광과 기판에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출하도록 구성되는 검출 유닛, 몰드와 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서 검출 유닛에 의해 검출된 간섭 패턴에 기초하여, 상기 상태에서의 몰드와 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 경사 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함한다.

본 발명의 추가적인 양태는 첨부된 도면을 참조한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는, 도 1에 도시하는 임프린트 장치의 형상 보정 유닛의 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 3은, 몰드의 패턴면을 기판에 대하여 볼록 형상으로 변형시킨 상태를 도시하는 도면이다.
도 4는, 도 1에 도시된 임프린트 장치의 검출 유닛 구성의 일례를 나타내는 도면이다.
도 5a 내지 도 5f는, 가압 단계에서의 간섭 패턴의 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은, 간섭 줄무늬가 발생하는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 및 도 7b는, 몰드와 기판이 상대적으로 기운 상태에서 몰드의 패턴면과 기판 상의 수지가 서로 접촉하는 경우를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.

첨부의 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시형태를 이하에서 설명한다. 동일한 참조 번호는 도면 전체에서 동일한 부재를 나타내며, 그에 대한 반복적인 설명은 주어지지 않는다는 것을 유의한다.

<제1 실시형태>

도 1은, 본 발명의 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는, 기판 상의 임프린트재에 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치(100)는, 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 본 실시형태에서는, 자외선을 조사함으로써 경화되는 자외선 경화성 수지를 임프린트재로서 사용하는 경우에 대해서 설명한다. 임프린트재는, 자외선 경화성 수지에 한하지 않고 열가소성 수지 또는 열경화성 수지이어도 된다.

임프린트 장치(100)는, 기판(W)을 유지하는 기판 척(1), 기판 척(1)을 지지하면서 이동하는 기판 스테이지(2), 패턴(P)이 형성된 몰드(M)를 유지하는 몰드 척(3), 및 몰드 척(3)을 지지하면서 이동하는 몰드 스테이지(4)를 포함한다. 또한, 임프린트 장치(100)는, 얼라인먼트 스코프(5), 디스펜서(8), 미러(9), 자외선을 방사하는 광원(10), 검출 유닛(11), 및 제어 유닛(12)을 포함한다. 본 실시형태에서, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)는, 몰드(M)와 기판(W)을 상대적으로 경사지게 하는 경사 유닛으로서 기능한다.

각각의 얼라인먼트 스코프(5)는, 몰드 스테이지(4)에 고정되고, 기판(W)에 형성된 얼라인먼트 마크(기판측 마크)(6) 및 몰드(M)에 형성된 얼라인먼트 마크(몰드측 마크)(7)를 검출한다. 기판측 마크(6) 및 몰드측 마크(7)를 검출하는 방법으로서는, 예를 들어, 2개의 마크의 상대적인 위치를 반영하는 모아레(Moire) 무늬(간섭 줄무늬)를 검출하는 방법을 사용할 수 있다. 기판측 마크(6) 및 몰드측 마크(7)의 각각의 화상을 검출함으로써 2개의 마크의 상대적인 위치를 얻어도 된다.

디스펜서(8)는, 기판 상에 수지(R)를 공급하는 수지 공급 유닛으로서 기능한다. 임프린트 장치(100)는, 임프린트 장치(100)와 상이한 외부의 장치에 의해 수지(R)가 공급된 기판(W)을 임프린트 장치(100)에 탑재할 경우에는, 디스펜서(8)를 포함하지 않아도 된다.

미러(9)는, 다이크로익 미러(dichroic mirror)를 포함하고, 광원(10)으로부터의 자외선을 반사하고, 검출 유닛(11)으로부터의 광(검출광)을 투과하는 특성을 갖는다. 광원(10)으로부터의 자외선은 미러(9)에 의해 반사되고, 몰드(M)를 통해 기판 상의 수지(R)에 조사되어, 수지(R)를 경화시킨다. 미러(9)의 특성은 반대이어도 된다. 즉, 미러(9)는 광원(10)로부터의 자외선을 투과하고, 검출 유닛(11)로부터의 광 및 기판(W)으로부터 검출 유닛(11)으로 향하는 광을 반사하는 특성을 가져도 된다. 이 경우, 도 1에 도시된 임프린트 장치(100)에서 광원(10) 및 검출 유닛(11)은 배치가 변화된다.

검출 유닛(11)은, 자외선의 것과 상이한 파장을 갖는 광(예를 들어, 가시광선)을 사용하여, 몰드(M)의 패턴(P) 및 기판(W)의 샷 영역을 검출(관찰)한다. 더 구체적으로는, 검출 유닛(11)은, 몰드(M)에 의해 반사된 광과 기판(W)에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출한다. 검출 유닛(11)으로부터의 광은, 미러(9), 몰드 스테이지(4) 및 몰드 척(3)을 통과하고, 기판(W)의 샷 영역을 조명한다. 기판(W)의 샷 영역을 조명하는 광은, 몰드(M)의 패턴면 및 기판(W)의 표면에 의해 반사되고, 몰드(M)로부터의 반사광과 기판(W)으로부터의 반사광 사이의 간섭 광에 의해 형성되는 간섭 패턴으로서 검출 유닛(11)에 의해 검출된다. 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴에 의해, 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)와의 접촉 상태를 관찰할 수 있다.

제어 유닛(12)은, CPU(12a) 및 메모리(12b)를 포함한다. 제어 유닛(12)은, 전체 임프린트 장치(100), 즉 임프린트 장치(100)의 각각의 유닛을 제어함으로써 임프린트 처리를 행한다. 예를 들어, 제어 유닛(12)은, 각각의 얼라인먼트 스코프(5)에 의한 기판측 마크(6) 및 몰드측 마크(7)의 검출 결과에 기초하여, 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적인 위치(변위)를 얻는다. 그리고, 제어 유닛(12)은, 몰드(M) 및 기판(W)의 상대적인 위치에 기초하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 변위를 보정하도록 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 이동시킨다. 몰드(M)와 기판(W) 사이의 변위는, 시프트 성분, 배율 성분, 회전 성분 등을 포함한다. 또한, 제어 유닛(12)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 몰드(M)의 주위에 배치된 형상 보정 유닛(21)을 사용하여, 기판(W)의 샷 영역의 형상에 따라서 몰드(M)의 패턴(P)(패턴면)의 형상을 보정하는 것도 가능하다. 또한, 본 실시형태에서, 제어 유닛(12)은, 검출 유닛(11)에 의해 검출된 간섭 패턴에 기초하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 경사 유닛으로서 기능하는 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다.

각각의 형상 보정 유닛(21)은, 본 실시형태에서는, 패턴면(PP)에 평행한 방향으로 힘을 부여하여 몰드(M)(패턴면(PP))를 변형시킴으로써, 패턴면(PP)의 형상을 보정한다. 예를 들어, 각각의 형상 보정 유닛(21)은, 도 2에 도시한 바와 같이, 몰드(M)의 측면에 접촉하는 접촉부(21a), 및 몰드(M)의 측면에 가까워지는 방향 및 몰드(M)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 접촉부(21a)를 구동하는 액추에이터(21b)를 포함한다. 각각의 접촉부(21a)는, 몰드(M)의 측면을 흡착하는 흡착 기구를 포함해도 된다. 또한, 각각의 형상 보정 유닛(21)은, 몰드(M) 및 기판(W)에 열을 부여하는 가열 기구를 포함해도 되고, 몰드(M)의 온도를 제어함으로써 패턴면(PP)을 변형시켜도 되고, 또는 기판(W)의 온도를 제어함으로써 샷 영역을 변형시켜도 된다.

도 3은, 기판(W)에 대하여 몰드(M)의 패턴면(PP)을 볼록 형상으로 변형(만곡)시킨 상태를 도시하는 도면이다. 몰드(M)의 패턴면(PP)을 변형시키는 방법은, 몰드(M)를 유지하는 몰드 척(3)으로부터 몰드(M)에 압력을 가하는 방법을 포함한다. 몰드(M)와 몰드 척(3) 사이에는 폐쇄된 공간이 형성된다. 이러한 공간의 압력(기압)을 조절하는 압력 조절기가 배치된다.

본 실시형태에서는, 도 3에 도시한 바와 같이, 몰드(M)의 패턴면(PP)을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서, 몰드(M), 더 상세하게는, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 일부와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시킨다. 그리고, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 일부를 수지(R)에 접촉시킨 후, 패턴면(PP)을 서서히 평면으로 복귀시킴으로써(즉, 만곡을 해소) 패턴면(PP)과 수지(R)와의 사이의 접촉 면적을 증가시키고, 패턴면(PP)의 전체면에 수지(R)를 접촉시킨다. 몰드(M)의 패턴면(PP)을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서 몰드(M)와 수지(R)를 서로 접촉시킴으로써, 몰드(M)와 수지(R)와의 사이의 가스를 몰드(M)의 주위로 압출할 수 있다. 따라서, 몰드(M)의 패턴(P)의 오목부에서의 기포의 잔존을 억제하고, 기판 상에 형성되는 패턴의 결함을 저감할 수 있다.

도 4는, 검출 유닛(11)의 구성의 일례를 나타내는 도면이다. 도 4에서는, 몰드 척(3), 몰드 스테이지(4) 및 미러(9)가 도시되어 있지 않다. 검출 유닛(11)은, 몰드(M)의 패턴(P)이 전사되는 샷 영역의 전체 또는 부분 면을 검출하는 스코프에 의해 구성된다. 검출 유닛(11)은, 광원(41), 빔 스플리터(42), 렌즈(43), 렌즈(44), 및 화상 센서(45)를 포함한다.

광원(41)은, 몰드(M) 및 기판(W)을 조명하기 위한 가시 광선을 방사한다. 광원(41)로부터의 광은, 빔 스플리터(42)에 의해 반사되고, 렌즈(43)를 통해 기판(W)을 조명한다. 화상 센서(45)는, 기판(W)에 의해 반사된 광을, 렌즈(43), 빔 스플리터(42) 및 렌즈(44)를 통해 검출한다.

화상 센서(45)(그 촬상면)는, 기판 상의 수지(R)에 접촉한 몰드(M)의 패턴면(PP) 및 기판(W)의 표면에 대하여, 광학적으로 공액인 면에 배치된다. 또한, 몰드(M)의 패턴면(PP) 및 기판(W)의 표면의 화상이 화상 센서(45)(그 촬상면)에 결상되도록, 렌즈(43 및 44)가 배치된다.

본 실시형태에서는, 광원(41)으로부터의 광이 가시 광선으로서 사용된다. 그러나, 본 발명은 이에 한하지 않는다. 검출 유닛(11)은, 몰드(M)(그 패턴면(PP))와 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 상태를 관찰하기 위해서, 간섭 패턴을 검출한다. 간섭 패턴을 검출하는 관점에서는, 파장 범위가 좁은 광(단색광)을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나, 광원(41)으로부터의 광을 파장 범위가 좁은 광으로 고정하면, 몰드(M) 및 기판(W)에서의 간섭 조건에 따라, 간섭 패턴이 검출되지 않을 수 있다. 그러므로, 파장은 변경될 수 있는 것이 바람직하다. 화상 센서(45)에 의해 검출가능한 간섭 패턴이 형성되는 한, 파장 범위가 넓은 광(광대역 광)을 사용해도 된다.

더 구체적으로는, 상이한 파장을 갖는 광을 방사하는 복수의 LED로 광원(41)을 형성하고, 몰드(M) 및 기판(W)에서의 간섭 조건에 따라서 최적인 LED를 선택함으로써, 광원(41)으로부터 방사되는 광의 파장을 결정할 수 있다. 대안적으로, 넓은 파장 범위를 갖는 광을 방사하는 램프 및 상이한 파장을 갖는 광 빔을 추출하는 복수의 파장 필터로 광원(41)을 형성하고, 몰드(M) 및 기판(W)에서의 간섭 조건에 따라서 최적인 파장 필터로 전환함으로써, 광원(41)으로부터 방사되는 광의 파장을 결정할 수 있다.

도 5a내지 도 5f를 참조하여, 몰드(M)의 패턴면(PP)을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시키는 가압 단계에서의 간섭 패턴의 변화에 대해서 설명한다. 도 5a, 도 5c 및 도 5e는, 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴(즉, 화상 센서(45)에 의해 촬상되는 화상)을 나타내고 있다. 도 5b, 도 5d 및 도 5f의 각각은, 몰드(M)(패턴면(PP)) 및 기판(W)의 단면을 나타내고 있다.

도 5a는, 가압 단계의 초기에 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴을 나타내고 있다. 가압 단계의 초기에서는, 볼록 형상으로 변형된 몰드(M)의 패턴면(PP)의 일부(정점)가 기판 상의 수지(R)와 접촉한다. 이때, 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴에는, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 수지(R)가 서로 접촉한 영역(중심이 채워진 영역), 및 그 주위의 광의 간섭에 의한 간섭 줄무늬가 드러난다. 도 5b는, 도 5a에 도시한 바와 같은 간섭 패턴이 검출될 때의 몰드(M) 및 기판(W)의 단면을 나타내고 있다.

몰드(M)의 패턴면(PP)의 일부를 수지(R)에 접촉시킨 후, 패턴면(PP)이 평면으로 복귀되기 시작하면, 도 5d에 도시한 바와 같이, 패턴면(PP)과 수지(R)와의 접촉 면적이 증가된다. 도 5c는, 몰드(M) 및 기판(W)이 도 5d에 나타낸 상태에 있을 때에 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴을 나타내고 있다. 도 5c를 참조하면, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 면적이 패턴면(PP)의 중심으로부터 주변부를 향해서 균등하게(동심원형상으로) 증가되는 것을 알 수 있다.

또한, 몰드(M)의 패턴면(PP)이 서서히 평면으로 복귀되면, 도 5f에 도시한 바와 같이, 패턴면(PP)과 수지(R)와의 사이의 접촉 면적이 또한 증가된다. 도 5e는, 몰드(M) 및 기판(W)이 도 5f에 나타낸 상태에 있을 때에 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴을 나타내고 있다.

도 5c 및 도 5e를 참조하면, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 면적의 증가에 따라, 패턴면(PP)과 수지(R)가 서로 접촉하는 영역의 주위에 드러나는 간섭 줄무늬도 확대된다. 간섭 줄무늬는, 몰드(M)의 패턴면(PP)에 의해 반사된 광 및 기판(W)의 표면에 의해 반사된 광 사이의 간섭에 의해 발생한다. 따라서, 최종적으로는, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 전체면이 기판 상의 수지(R)와 접촉하고, 간섭 줄무늬는 발생하지 않게 된다. 이것은, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 전체면과 기판 상의 수지(R)가 서로 접촉하면, 패턴면(PP)과 수지(R)와의 사이의 굴절률의 차가 거의 없어지고, 패턴면(PP)의 표면에서 광이 반사하지 않게 되기 때문이다.

도 6을 참조하여, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 영역의 주위에 광의 간섭에 의한 간섭 줄무늬가 발생하는 현상에 대해서 설명한다. 몰드(M)의 패턴면(PP)을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시키면, 몰드(M) 및 기판(W)을 조명하는 광은, 몰드(M)의 패턴면(PP) 및 기판(W)의 표면에 의해 반사된다. 상술한 바와 같이, 몰드(M)의 패턴면(PP)에 의해 반사된 광과 기판(W)의 표면에 의해 반사된 광 사이의 간섭에 의해, 간섭 줄무늬가 발생한다. 도 6에 도시한 바와 같이, 몰드(M) 및 기판(W)의 중심으로부터 그 주변까지의 몰드(M) 및 기판(W)의 각각의 위치 사이에서의 간격을 d, 광원(41)(검출 유닛(11))으로부터의 광의 파장을 λ, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 매질의 굴절률을 n으로 하면, 간섭 줄무늬가 발생하는 조건은, 이하에 의해 주어진다:

: 휘선(bright line)(m=0, 1, 2...)

:암선(dark line)

몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 영역에서는, 패턴면(PP)과 기판(W) 사이에 수지(R)가 끼워진다. 상술한 바와 같이, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 수지(R)와의 사이의 굴절률의 차는 거의 없기 때문에, 패턴면(PP)에 의해 광이 더 이상 반사되지 않는다. 따라서, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 영역에서는, 간섭 줄무늬가 더 이상 발생하지 않는다. 그리고, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 영역에는, 몇개의 밝고 어두운 패턴을 동심원형상으로 반복하는 뉴튼 링(Newton ring)과 유사한 간섭 줄무늬가 발생한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하여, 몰드(M)와 기판(W)이 상대적으로 기운 상태에서 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)가 접촉하는 경우에 대해서 설명한다. 도 7b에 도시한 바와 같이, 기판(W)에 대하여 몰드(M)가 기운 상태에서 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)가 접촉하면, 검출 유닛(11)은 도 7a에 도시한 바와 같은 간섭 패턴을 검출한다. 도 7a를 참조하면, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 중심으로부터 변위되어 있는 상태에서 간섭 패턴(그 중심)이 발생되는 것을 알 수 있다. 검출 유닛(11)은, 간섭 패턴(몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)와의 사이의 접촉 영역 및 그 주위의 간섭 줄무늬)과 동시에, 기판(W)의 샷 영역을 둘러싸는 스크라이브 라인 및 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역(패턴면(PP))의 에지를 검출할 수 있다.

본 실시형태에서는, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판의 수지(R)가 서로 접촉하고 있는 상태에서 검출 유닛(11)에 의해 검출되는 간섭 패턴으로부터 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기(기울기 값)를 얻는다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역(패턴면(PP))에서의 간섭 패턴의 위치에 기초하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 값을 얻을 수 있다. 이때, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역에서의 간섭 패턴의 위치와, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기와의 관계를 나타내는 정보(테이블 등)를 참조하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 값을 얻는다. 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역에서의 간섭 패턴의 위치는, 예를 들어 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역의 중심과 간섭 패턴의 중심 사이의 거리라는 것을 유의한다. 또한, 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역에서의 간섭 패턴의 위치는, 간섭 패턴의 중심 또는 간섭 패턴에서의 최외주의 간섭 줄무늬 및 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역의 에지와의 사이의 거리이어도 된다.

그리고, 제어 유닛(12)은, 간섭 패턴으로부터 얻은 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 경사 유닛으로서 각각 기능하는 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어하여 몰드(M)(패턴면(PP)) 및 기판(W)을 서로 평행하게 한다. 이때, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기는, 오직 기판 스테이지(2) 또는 몰드 스테이지(4)에 의해 보정되어도 되고, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)의 양쪽 모두에 의해 보정되어도 된다.

상기와 같이, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역에서의 간섭 패턴의 위치에 기초하여, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다. 예를 들어, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴(P)이 존재하는 영역의 중심과 간섭 패턴의 중심 사이의 거리를 저감하도록, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다. 수치적으로는, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기가 5마이크로라디안 이하로 되도록, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다.

또한, 제어 유닛(12)은, 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)가 서로 접촉하고 있는 상태에서 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 달성되는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보를 메모리(12b) 등의 기억 유닛에 기억시킨다. 이러한 정보가 메모리(12b)에 기억되어 있는 경우에는, 제어 유닛(12)은 메모리(12b)에 기억되어 있는 정보에 기초하여, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다. 이는, 검출 유닛(11)이 간섭 패턴을 검출하지 않도라도, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 보정하고, 몰드(M)(패턴면(PP))와 기판(W)을 서로 평행하게 할 수 있다.

기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 얻어지는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보는, 로트의 제1 기판에 임프린트 처리를 행할 때에 취득되어도 되고, 또는 테스트 기판 등에 임프린트 처리를 행할 때에 취득되어도 된다. 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 얻어지는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보를 취득할 때에는, 검출 유닛(11)이 간섭 패턴을 검출할 필요가 있다는 것을 유의한다.

또한, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기는, 예를 들어 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시켰을 때에 발생하는 힘(가압력)에 의해 유발된다. 이 경우, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기는 기판(W)의 샷 영역마다 변한다. 따라서, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 얻어지는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보는, 기판(W)의 샷 영역마다, 메모리(12b)에 기억되는 것이 바람직하다.

임프린트 장치(100)에서의 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 임프린트 처리는, 공급 단계, 가압 단계, 경화 단계, 및 분리 단계를 포함한다. 공급 단계에서는, 디스펜서(8)로부터 기판 상에 수지(R)를 토출함으로써 기판(W)에 수지(R)를 공급한다. 가압 단계에서는, 몰드(M)를 기판 측에서 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서 몰드(M)의 패턴면(PP)과 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시킨다. 그리고, 몰드(M)의 패턴면(PP)의 일부를 수지(R)에 접촉시킨 후, 패턴면(PP)을 서서히 평면으로 복귀시키고, 패턴면(PP)의 전체면에 수지(R)를 접촉시킨다. 이때, 검출 유닛(11)이 간섭 패턴을 검출하고, 이러한 간섭 패턴에 기초하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기가 저감되도록, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다. 그리고, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 얻어지는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보를 메모리(12b)에 기억시킨다. 또한, 이러한 정보가 메모리(12b)에 기억되어 있는 경우에는, 간섭 패턴을 검출할 필요는 없고, 메모리(12b)에 기억되어 있는 정보에 기초하여, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어해도 된다. 경화 단계에서는, 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시킨 상태에서 광원(10)으로부터의 자외선을 수지(R)에 조사하여, 수지(R)를 경화시킨다. 분리 단계에서는, 기판 상의 경화된 수지(R)로부터 몰드(M)를 분리한다.

상기와 같이, 임프린트 장치(100)는, 몰드(M)(패턴면(PP))와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시켰을 때에 발생하는 간섭 패턴에 기초하여, 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 제어한다. 이에 의해, 임프린트 장치(100)에서는, 몰드(M)와 수지(R)를 서로 접촉시킨 상태에서의 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 저감하고, 몰드(M)와 기판(W)을 서로 평행하게 할 수 있다. 따라서, 임프린트 장치(100)는, 기판 상의 수지(R)를 경화시킬 때의 수지(R)의 두께(잔막 두께)를 일정하게 하면서, 몰드(M)의 패턴(P)을 정밀하게 기판 상에 전사할 수 있다.

<제2 실시형태>

도 8은, 본 발명의 제2 실시형태에 따른 임프린트 장치(100A)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100A)는, 임프린트 장치(100)의 구성 외에, 제1 계측 유닛(81) 및 제2 계측 유닛(82)을 포함한다. 제1 계측 유닛(81)은, 몰드 척(3) 및 몰드 스테이지(4)(제1 유지 유닛)에 의해 유지된 몰드(M)의 기울기(3차원적인 평탄도)를 계측한다. 제2 계측 유닛(82)은, 기판 척(1) 및 기판 스테이지(2)(제2 유지 유닛)에 의해 유지된 기판(W)의 기울기(3차원적인 평탄도)를 계측한다.

임프린트 장치(100A)는, 임프린트 처리를 행하기 전에, 제2 계측 유닛(82) 아래에서, 기판 스테이지(2)를 X 및 Y 방향으로 이동시킴으로써 기판 척(1)에 의해 유지된 기판(W)을 주사하고, 제2 계측 유닛(82)에 의해 기판(W)의 기울기를 계측한다. 제2 계측 유닛(82)에 의해 계측된 기판(W)의 기울기는, 메모리(12b)에 기억된다.

계속해서, 기판 스테이지(2)를 X 및 Y 방향으로 이동시켜서, 몰드 척(3)에 의해 유지된 몰드(M)와 제1 계측 유닛(81)을 대향시킨다. 그리고, 임프린트 장치(100A)는, 기판 스테이지(2)를 X 및 Y 방향으로 이동시킴으로써 몰드 척(3)에 의해 유지된 몰드(M)를 주사하고, 제1 계측 유닛(81)에 의해 몰드(M)의 기울기를 계측한다. 제1 계측 유닛(81)에 의해 계측된 몰드(M)의 기울기는 메모리(12b)에 기억된다. 제1 계측 유닛(81)에 의해 계측된 몰드(M)의 기울기는, 몰드 척(3)으로부터 몰드(M)를 회수할 때까지, 메모리(12b)에 기억된다. 몰드(M)의 기울기는 몰드(M)를 교환한 때에 한번만 계측되면 충분하다.

제어 유닛(12)은, 메모리(12b)에 기억된 몰드(M)의 기울기 및 기판(W)의 기울기에 기초하여, 경사 유닛으로서 각각 기능하는 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어하고, 몰드(M)(패턴면(PP))와 기판(W)을 서로 평행하게 한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(12)은, 제1 계측 유닛(81) 및 제2 계측 유닛(82)의 계측 결과에 기초하여, 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시키기 전의 상태에서의 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)를 제어한다. 이에 의해, 몰드(M)에 고유한 기울기 및 기판(W)으로 인한 기울기에 기인하는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기를, 임프린트 처리를 행하기 전에 보정할 수 있다. 따라서, 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시킨 상태에서, 기판 스테이지(2) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 얻어지는 몰드(M)와 기판(W) 사이의 상대적인 기울기의 양을 저감할 수 있다. 또한, 몰드(M)와 기판 상의 수지(R)를 서로 접촉시킨 상태에서 몰드(M)와 기판(W)을 서로 평행하게 하기 위해서 필요로 하는 시간을 저감할 수 있다. 몰드(M)에 고유한 기울기는, 몰드(M) 그 자체의 기울기뿐만 아니라, 몰드(M)가 몰드 척(3) 및 몰드 스테이지(4)에 의해 유지될 때 유발되는 몰드(M)의 기울기도 포함한다. 마찬가지로, 기판(W)에 고유한 기울기는, 기판(W) 그 자체의 기울기뿐만 아니라, 기판(W)이 기판 척(1) 및 기판 스테이지(2)에 유지될 때 유발되는 기판(W)의 기울기도 포함한다.

임프린트 장치(100A)에서의 임프린트 처리는, 임프린트 장치(100)에서의 임프린트 처리와 동일하기 때문에, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.

<제3 실시형태>

물품으로서의 디바이스(반도체 디바이스, 자기 기억 매체, 액정 표시 소자 등)의 제조 방법에 대해서 설명한다. 상기 제조 방법은, 임프린트 장치(100 또는 100A)를 사용하여 패턴을 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 필름 형상 기판 등)에 형성하는 단계를 포함한다. 상기 제조 방법은, 패턴이 형성된 기판을 처리하는 단계를 더 포함한다. 상기 처리 단계는 상기 패턴의 잔막을 제거하는 단계를 포함할 수 있다. 또한, 당해 패턴을 마스크로 사용하여 기판을 에칭하는 단계 등의 다른 주지의 단계를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품의 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.

본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 제한되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims

기판 상의 임프린트재에 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 장치는,
상기 몰드와 상기 기판을 상대적으로 경사지게 하도록 구성되는 경사 유닛,
상기 몰드에 의해 반사된 광과 상기 기판에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출하도록 구성되는 검출 유닛, 및
상기 몰드와 상기 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서 상기 검출 유닛에 의해 검출된 간섭 패턴에 기초하여, 상기 상태에서의 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 상기 경사 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 몰드의 패턴이 존재하는 영역에서의 상기 간섭 패턴의 상대적인 위치에 기초하여, 상기 경사 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 몰드의 패턴이 존재하는 영역의 중심과 상기 간섭 패턴의 중심 사이의 거리를 저감하도록, 상기 경사 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 기울기가 5마이크로라디안 이하로 되도록, 상기 경사 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 몰드의 패턴이 존재하는 영역에서의 상기 간섭 패턴의 위치에 기초하여, 상기 기울기의 값을 얻는, 임프린트 장치.
제5항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 몰드의 패턴이 존재하는 영역에서의 상기 간섭 패턴의 위치와, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기 간의 관계를 나타내는 정보를 참조하여, 상기 기울기의 값을 얻는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 상태에서 상기 경사 유닛에 의해 얻어지는 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기의 양을 나타내는 정보를 기억하도록 구성되는 기억 유닛을 더 포함하고,
상기 기억 유닛에 상기 정보가 기억되어 있는 경우에는, 상기 제어 유닛은 상기 정보에 기초하여 상기 경사 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
제7항에 있어서, 상기 기억 유닛은, 상기 기판 상의 샷 영역마다, 상기 기울기의 양을 나타내는 정보를 기억하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서, 상기 몰드를 유지하도록 구성되는 제1 유지 유닛,
상기 기판을 유지하도록 구성되는 제2 유지 유닛,
상기 제1 유지 유닛에 유지된 상기 몰드의 기울기를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛, 및
상기 제2 유지 유닛에 유지된 상기 기판의 기울기를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 더 포함하고,
상기 제어 유닛은, 상기 제1 계측 유닛 및 상기 제2 계측 유닛의 계측 결과에 기초하여, 상기 몰드와 상기 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키기 전의 상태에서 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 상기 경사 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
기판 상의 임프린트재에 몰드를 사용하여 패턴을 형성하는 임프린트 방법이며, 상기 방법은,
상기 몰드와 상기 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서, 상기 몰드에 의해 반사된 광과 상기 기판에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출하는 단계, 및
상기 간섭 패턴에 기초하여, 상기 상태에서의 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록, 상기 몰드와 상기 기판을 상대적으로 경사지게 하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
물품의 제조 방법이며, 상기 방법은,
임프린트 장치를 사용하여 기판에 패턴을 형성하는 단계, 및
상기 형성하는 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하고,
상기 임프린트 장치는, 몰드를 사용하여 상기 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성하고,
상기 몰드와 상기 기판을 상대적으로 경사지게 하도록 구성되는 경사 유닛,
상기 몰드에 의해 반사된 광과 상기 기판에 의해 반사된 광 사이의 간섭 패턴을 검출하도록 구성되는 검출 유닛, 및
상기 몰드와 상기 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 간섭 패턴에 기초하여, 상기 상태에서의 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 기울기를 저감하도록 상기 경사 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 물품의 제조 방법.