KR20160113689A

KR20160113689A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법

Info

Publication number: KR20160113689A
Application number: KR1020167023508A
Authority: KR
Inventors: 도시야 아사노; 노리야스 하세가와; 요스케 무라카미
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2014-02-04
Filing date: 2015-01-20
Publication date: 2016-09-30
Also published as: JP6294686B2; WO2015118972A1; US20160320697A1; JP2015149315A; KR101855606B1

Abstract

임프린트 장치는, 기판 스테이지, 몰드 스테이지, 기판의 면에 평행한 방향에서의 몰드에 대한 기판의 상대 위치를 검출하도록 구성된 검출기, 임프린트재에 진동을 전달하도록 구성된 진동 유닛, 및 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시킨 이후 진동 유닛에 의해 임프린트재에 진동을 전달하면서 검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 기판과 몰드를 위치 정렬하도록 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

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 패턴이 그 위에 형성된 몰드를 사용하여 기판(웨이퍼) 위에 패턴을 형성하는 기술이다. 예를 들어, 임프린트 기술의 하나로서, 광 경화법이 있다. 이 광 경화법을 사용한 임프린트 기술에서, 먼저, 임프린트재로서의 유동상의 수지가 기판 위의 임프린트 영역인 샷 영역에 공급된다. 공급된 수지는 몰드의 패턴이 수지에 대해 가압(그 위에 임프린트)되는 상태에서 광으로 조사되어 경화된다. 경화된 수지로부터 몰드를 분리(이형)함으로써, 수지의 패턴이 기판 상에 전사된다.

반도체 칩을 제작하는 경우, 기판 위의 수지에 몰드를 임프린트할 때, 기판과 몰드의 정확한 위치 정렬을 필요로 한다. 임프린트 장치에서 기판과 몰드를 위치 정렬하는 방법으로서, 몰드에 형성된 마크 및 기판의 각 샷 영역에 형성된 마크를 검출함으로써 위치 정렬을 수행하는 소위 다이-바이-다이(die-by-die) 방식이 알려져 있다.

일본 특허 공개 제2008-522412호는 위치 정렬 마크의 검출에 의해 몰드와 기판 사이의 상대적 변위를 산출하고, 스테이지(몰드 스테이지 및 기판 스테이지)를 상대적으로 이동시키는 임프린트 장치를 개시한다.

임프린트 기술에서, 임프린트 시 몰드와 기판 사이의 간극은 1㎛ 이하이다. 이 간극에 충전된 수지는 점성과 탄성의 양쪽 특성을 갖는 점탄성을 갖는다. 임프린트시 이들의 위치 정렬을 위해 몰드 및 기판 양쪽을 상대적으로 이동시키는 경우, 수지의 점탄성에 의해 몰드와 기판 사이에 힘이 작용한다. 이 힘은 몰드 패턴에 대해서도 작용하므로, 미세 패턴이 변형될 우려가 있다. 위치 정렬시 몰드와 기판의 상대 이동량은 샷 영역마다 상이하다. 따라서, 몰드와 기판 사이의 부분에 작용하는 힘과, 몰드의 패턴 변형도 샷 영역마다 변동한다. 예를 들어 반도체 칩의 임프린트에서, 불량 칩이 발생하여 수율이 저하되는 문제가 있다.

본 발명은 몰드의 패턴 변형이 저감된 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 양태는 기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시켜 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 수행하는 임프린트 장치를 제공하고, 임프린트 장치는 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지, 몰드를 보유 지지하도록 구성된 몰드 스테이지, 기판의 면에 평행한 방향에서의 몰드에 대한 기판의 상대 위치를 검출하도록 구성된 검출기, 임프린트재에 진동을 전달하도록 구성된 진동 유닛, 및 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨 이후 진동 유닛에 의해 진동을 임프린트재에 전달하면서 검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 기판과 몰드를 위치 정렬하도록 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.

본 발명의 추가 특징이 첨부 도면을 참조하여 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

도 1은 제1 실시예의 임프린트 장치의 개념도이다.
도 2는 임프린트 장치의 제어계를 도시하는 도면이다.
도 3은 종래 기술의 임프린트 장치의 몰드와 기판의 부분에 작용하는 힘의 특성을 설명한 것이다.
도 4는 제2 실시예의 임프린트 장치의 몰드와 기판 사이의 부분에 작용하는 힘의 특성을 설명한 것이다.
도 5는 제3 실시예의 임프린트 장치의 몰드 근방의 측면도이다.
도 6은 제3 실시예의 임프린트 장치의 몰드를 밑에서부터 본 도면이다.

[제1 실시예]

이하, 본 발명의 제1 실시예에 대하여 설명한다. 도 1은 제1 실시예의 임프린트 장치의 개요를 나타낸 것이다. 임프린트 장치의 본체(1)는 공기 스프링 등을 사용한 삼각 또는 사각의 제진 기구(2)를 개재하여 바닥 위에 설치된다. 기판(웨이퍼)(3)은 웨이퍼 척(미도시)에 의해 기판 스테이지(웨이퍼 스테이지)(4)에 보유 지지된다. 웨이퍼 스테이지(4)는 웨이퍼(3)의 전체면에 임프린트 처리를 수행하고, 웨이퍼 교환 핸드(미도시)에 의해 반입/반출이 수행되는 교환 위치로 웨이퍼(3)를 이동시키기에 충분한 X 방향 및 Y 방향의 스트로크를 구비한다.

도 1에서, 웨이퍼 스테이지(4)는 간단하게 하나의 스테이지 및 휠로 도시되지만, 실제로는 다음의 구조를 갖는다. 웨이퍼 스테이지(4)로서, X 방향 및 Y 방향으로 긴 스트로크를 갖는 조동 스테이지 위에, 짧은 스트로크 및 높은 위치 결정 정밀도를 갖는 미동 스테이지를 탑재한 스테이지가 사용된다. 웨이퍼 스테이지(4)의 구성은 이에 한정하지 않고, 일반적으로 반도체 노광 장치용 웨이퍼 스테이지에 사용되는 고정밀도의 위치 결정 스테이지를 사용할 수 있다.

웨이퍼 스테이지(4)의 X 방향의 위치는 본체(1)에 설치한 레이저 간섭계(5)와 웨이퍼 스테이지(4)에 설치한 레이저광을 반사하는 반사경(미도시)에 의해 계측된다. 마찬가지로 웨이퍼 스테이지(4)의 Y 방향의 위치를 계측하는 레이저 간섭계도 설치된다. 웨이퍼 스테이지(4)의 위치 계측은 본체(1)에 설치한 스케일 기판과 웨이퍼 스테이지(4)에 설치한 광학 기기를 포함하는 인코더 시스템을 사용할 수도 있다.

웨이퍼 스테이지(4)에는 고주파의 진동을 발생하여 수지에 진동을 전달하는 진동 유닛(6)이 설치된다. 임프린트 처리 시 사용하는 광 경화형의 수지(임프린트재)는 본체(1)에 설치된 디스펜서(7)에 의해 웨이퍼(3) 위에 공급된다. 미세 패턴이 그 위에 형성된 몰드(템플릿으로도 지칭됨)(8)는 본체(1)에 설치된 몰드 스테이지(임프린트 헤드 기구)(9)에 의해 보유 지지된다. 몰드 스테이지(9)는 몰드(8)를 보유 지지하면서 몰드를 Z 방향으로 이동하게 할 수 있다. 여기에서, 도 1에 도시한 바와 같이, 몰드 스테이지(9)에 의해 보유 지지된 몰드(8)를 수지가 공급된 웨이퍼(3)에 대하여 가압하는 방향을 Z 방향으로 한다. 몰드(8)가 웨이퍼(3)에 대하여 가압되는 방향에 직교하며 웨이퍼(3)의 면에 평행한 방향을 X 방향 및 Y 방향으로 한다.

웨이퍼(3)의 면에 평행한 방향(X 방향 및 Y 방향)에서 몰드(8)에 대한 웨이퍼(3)의 상대 위치는 본체(1)에 설치된 검출기(10)에 의해 검출된다. 웨이퍼(3)에는, 전처리 공정에 의해 각 샷 영역의 위치에 위치 정렬 마크가 전사된다. 이에 대응하는 위치 정렬 마크가 몰드(8)에도 설치된다. 검출기(10)는 위치 정렬 광을 몰드(8)와 웨이퍼(3)에 조사하고, 이들의 위치 정렬 마크를 위치 정렬 스코프에 의해 검출한다. 제어기(C)는 위치 정렬 스코프의 검출 결과를 화상 처리함으로써, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대적 변위를 산출한다. 수지를 경화시키는 자외선을 조사하는 조사계(11)는 본체(1)에 탑재된다.

도 2는 임프린트 장치의 제어계를 나타낸 것이다. 웨이퍼 스테이지 제어기(12)는 웨이퍼 스테이지(4)의 위치 제어를 수행한다. 웨이퍼 스테이지 제어기(12)는 주 제어기(14)로부터 보내지는 스테이지 위치 명령에서 레이저 간섭계(5)로 계측된 스테이지 위치를 감산한 편차를 피드백하는 피드백 제어계를 사용한다. 검출기(10)로부터 출력된 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이 변위는 스테이지 위치 보정 계산기(13)에 입력되어, 스테이지 위치 보정 신호로서 웨이퍼 스테이지 제어기(12)에 보내진다. 웨이퍼 스테이지 제어기(12)는 상술된 스테이지 위치 명령에 스테이지 위치 보정 신호를 추가하여 구한 위치를 웨이퍼 스테이지(4)의 목표 위치로 설정함으로써 제어 연산을 수행한다. 제어 연산의 결과로서 제어 명령이 웨이퍼 스테이지(4)를 구동하는 액추에이터에 보내져서 구동력이 되고, 웨이퍼 스테이지(4)에 대한 위치 결정 제어를 수행한다. 이 제어계는 복잡한 연산이 수행되므로, 디지털 계산기로 구성된다.

이어서, 임프린트 처리 시의 각 동작을 설명한다. 웨이퍼 스테이지(4)는 웨이퍼(3)의 교환 위치로 이동하여 웨이퍼 교환 핸드(미도시)에 의해 웨이퍼(3)가 웨이퍼 척(미도시)에 탑재된다. 제어기(C)는 웨이퍼(3) 위의 임프린트 처리를 수행하는 샷 영역이 디스펜서(7)의 아래에 위치되도록 웨이퍼 스테이지(4)를 이동시킨다. 디스펜서(7)는 웨이퍼(3)에 수지를 공급한다. 제어기(C)는 샷 영역이 몰드(8)의 아래에 위치되도록 웨이퍼 스테이지(4)를 이동한 후, 몰드 스테이지(9)에 의해 몰드(8)를 강하하여 임프린트를 수행한다. 이 임프린트는 몰드 스테이지(9)를 Z 방향으로 구동하여 몰드(8)를 웨이퍼 위의 수지에 접촉시킴으로써, 몰드(8)에 형성된 패턴에 수지를 충전하는 작동이다. 초기 임프린트에서, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 수평 방향(X 방향, Y 방향)에 있어서의 상대 위치에 변위가 발생한다. 이 변위는 상술된 바와 같이 검출기(10)에 의해 검출된다. 스테이지 위치 보정 계산기(13)에 의해 발생된 스테이지 보정 신호가 웨이퍼 스테이지 제어기(12)에 보내진다.

임프린트시 웨이퍼 스테이지(4)가 이동되는 경우, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 부분에 충전된 수지의 점탄성으로 인해 이들 사이에 힘이 작용한다. 이 힘은 웨이퍼 스테이지(4)를 이동시킴으로써 웨이퍼(3)와 수지 사이에 힘이 발생하고, 수지에의 반력이 몰드에 전해지기 때문에, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이에도 작용한다. 이 점탄성은 수지에 고주파 진동을 전달함으로써 작아지는 것을 알 수 있다. 주 제어기(14)로부터의 명령에 의해, 진동 유닛(6)은 고주파 진동을 발생시켜 수지를 고주파로 진동시키고, 이에 의해 수지의 점탄성을 작게 한다. 고주파 진동의 주파수 및 크기는 사용하는 수지의 종류, 및 몰드(8)의 면과 웨이퍼(3) 면 사이의 간격에 의해 결정된다. 따라서, 미리 진동 유닛(6)에 의해 발생되는 고주파 진동의 주파수와 크기를 변경함으로써 몰드(8)과 수지 사이에 작용하는 힘을 웨이퍼 스테이지 제어기(12)의 구동력에 의해 측정하고, 실제로 사용하는 값을 정할 수 있다. 또한, 주파수는 1kHz 이하에서, 웨이퍼 스테이지 제어기(12)의 피드백계에 영향을 줄 가능성이 있어서, 1kHz 이상인 것이 바람직하다.

검출기(10)의 위치 정렬 스코프는 광학 센서(미도시)를 사용한다. 광학 센서에서, 검출광을 소정의 시간 동안 축적하고 이를 전기 신호로 변환된다. 그 결과, 축적 시간 내의 평균값이 출력된다. 따라서, 1kHz 이상의 고주파인 한, 고주파의 진동은 이 평균 효과에 의해 검출기(10)에서의 검출 결과에 영향을 주지 않는다. 고주파에서의 진동 도중 웨이퍼 스테이지(4)를 이동시킴으로써, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 위치 정렬이 완료된다. 수지의 점탄성이 매우 작은 상태에서 몰드(8)와 웨이퍼(3)를 상대 이동시킨다. 이는 위치 정렬시 몰드(8)와 수지 사이에 힘이 발생하는 것을 억제할 수 있다. 위치 정렬 완료 후, 고주파 진동이 정지한다. 조사계(11)에 의해 자외선을 수지에 조사하여 경화시킨 후, 웨이퍼(3)와 몰드(8) 사이의 간격을 넓힘으로써 경화된 수지로부터 몰드(8)를 분리(이형)하고, 1 샷 영역에 대한 임프린트 처리를 완료한다. 이후, 각 샷 영역에서, 수지 공급, 임프린트, 진동 도중 위치 정렬, 경화, 및 이형의 시퀀스를 반복하여 수행한다. 각 샷 영역은 진동 도중 위치 정렬을 수행한다. 그 결과, 위치 정렬 완료 시 몰드(8)와 수지 사이에 작용하는 힘이 작아지고, 따라서, 힘의 변동이 작아진다. 웨이퍼 전체면의 임프린트 처리가 종료된 이후, 웨이퍼 스테이지(4)는 웨이퍼 교환 위치로 이동하고, 웨이퍼 교환 핸드에 의해 임프린트 완료의 웨이퍼(3)를 회수한다. 다음의 웨이퍼(3)를 웨이퍼 척에 탑재하고, 다시 웨이퍼 전체면의 임프린트 시퀀스를 실행한다.

진동 유닛(6)은 웨이퍼 스테이지(4)에 설치된다. 그러나, 수지에 고주파 진동이 전해지는 한 몰드 스테이지(9)에 설치될 수 있다. 여기에서 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 위치 정렬 시 웨이퍼 스테이지(4)를 이동되는 구성이 채용되었다. 그러나, 몰드 스테이지(9)에 X 및 Y 방향의 이동 기구를 설치하여 몰드(8)를 이동시키는 구성이 채용될 수 있다. 이 경우, 몰드 스테이지(9)는 X 및 Y 방향의 위치 제어계를 포함하고, 또한 스테이지 위치 보정 계산기(13)에 의한 스테이지 위치 보정 신호를 수신한다. 몰드(8)와 웨이퍼(3)를 위치 정렬하기 위해서는, 웨이퍼 스테이지(4)와 몰드 스테이지(9) 중 적어도 하나를 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 또한, 진동 유닛(6)을 별도 설치하지 않고, 웨이퍼 스테이지(4)를 직접 고주파로 진동될 수 있다. 이 경우, 웨이퍼 스테이지 제어기(12)로부터의 제어 명령에는 위치 결정용 신호에 진동 신호가 중복될 수 있다.

[제2 실시예]

제2 실시예의 임프린트 장치는 도 1에 도시한 장치로부터 진동 유닛(6)을 삭제한 것이므로, 도시를 생략한다. 도 3 및 도 4는 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 특성을 나타낸 것이다. 임프린트 개시시, 웨이퍼 스테이지(4)를 정지시킨 상태에서 몰드 스테이지(9)를 Z 방향으로만 이동시킨다. 따라서, X 및 Y 방향의 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대적 이동은 없고, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘은 0이다. 이 상태를 도 3의 점(A)으로 나타낸다. 검출기(10)에 의해 측정된 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 변위를 (d1)으로 한다. 스테이지 위치 보정 계산기(13)에 의한 웨이퍼 스테이지 위치 보정 신호와 웨이퍼 스테이지 제어기(12)에 의해 웨이퍼 스테이지(4)가 이동한다. 이 결과, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량이 (d1)일 때, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 변위가 해소된다.

이 상태를 도 3의 점(B)으로 나타낸다. 이 때, 웨이퍼 스테이지(4)의 이동은 매우 저속이다. 따라서, 수지의 점탄성 중 점성 저항력은 거의 발생하지 않고 거의 탄성의 특성이 나타난다. 본 실시예에서도, 웨이퍼 스테이지(4)를 이동시킴으로써, 웨이퍼(3)와 수지 사이에 힘이 발생하고, 수지에의 반력이 몰드(8)에 전해지기 때문에, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이에도 힘(f1)이 발생된다. 따라서, 점(A)로부터 점(B)까지의 영역(제1 영역)에서 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘, 및 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동 거리의 관계는 선형성을 나타낸다. 점(B)의 상태에서 위치 정렬이 완료된 직후 조사계(11)는 조사를 수행한다. 따라서, 힘(f1)이 몰드(8) 상에 작용된 상태에서 수지가 경화된다. 임프린트 개시 시의 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 변위는 샷 영역마다 상이하므로, 위치 정렬 종료 시 몰드(8)에 작용하는 힘도 변한다. 이 현상에 의해, 몰드(8)에 설치한 패턴의 웨이퍼(3)으로의 전사 정밀도가 샷 영역마다 변동하고, 불량 칩이 발생되어 수율이 저하된다.

도 4는 본 발명을 사용한 경우를 나타낸다. 스테이지 위치 보정 계산기(13)는 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 변위(d1)에 대하여, (d1)로서의 제1 위치 너머의 (d2)로서의 제2 위치까지 일단 이동하고, 이후 (d1)로서의 제1 위치로 복귀시키는 스테이지 위치 보정 신호를 생성한다. 여기서, 상대 이동량(d1)은 제1 영역 내의 상대 이동량이고, 상대 이동량(d2)은 제2 영역 내의 상대 이동량이다. 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 상대 이동량이 커질 때, 수지의 점탄성이 변화하고, 상대 이동량에 관해 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 증가는 감소한다. 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동 거리가 대략 (d2)일 때, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이에 작용하는 힘은 상대 이동 거리에 대해 선형성을 나타내지 않는 제2 영역에 속한다. 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량이 (d2)가 되는 점(C)의 제2 위치에서, 상대 이동의 방향을 반전하고 웨이퍼 스테이지(4)를 구동시켜 상대 이동량을 (d1)로 설정하는 경우, 수지의 점탄성이 다시 변화한다. 이 때, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량에 대하여 힘의 변동이 커진다. 즉, 도 3 및 도 4 각각의 선 기울기는 점탄성의 스프링성을 나타내고, 기울기가 클수록 스프링성이 커진다. 점(A)로부터 점(B)으로 이동할 때의 스프링성과, 점(C)로부터 점(D)으로 이동할 때의 스프링성은 거의 동일값이고, 따라서 각각 평행한 직선으로 표시된다. 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 변위가 해소되는 점(D)에 있어서의 몰드(8)와 수지 사이의 힘은 (f2)가 된다. 힘(f2)은 본 발명을 사용하지 않고 점(A)로부터 점(B)으로 이동할 때의 힘(f1)에 비하여 매우 작다.

도 4에 도시한 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량과 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 특성은 예를 들어, 사용되는 수지의 종류, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 간격, 및 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동 속도 등에 의해 변한다. 따라서, 미리 특성을 실험에 의해 구하고 수치화하여 디지털 계산기의 불휘발성 메모리에 입력한다. 그리고, 스테이지 위치 보정 계산기(13)는 이에 기초하여 (d1)에 대해 (d2)의 값을 정한다. 샷마다 상이한 임프린트 초기 시의 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 변위에 따라서, 위치 정렬 종료 시의 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘(f2)이 작아지도록 (d2)를 샷 영역마다 설정한다. 이 결과, 수지의 경화 시 몰드(8)에 작용하는 힘이 작아지고, 따라서 힘의 변동이 작아진다. 이는 몰드(8)에 설치한 패턴의 웨이퍼(3)에의 전사 정밀도의 저하를 방지할 수 있다.

여기에서는 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 위치 정렬 시 웨이퍼 스테이지(4)를 이동시키는 구성이 사용되었다. 그러나, 제1 실시예와 마찬가지로, 몰드 스테이지(9)에 X 및 Y 방향의 이동 기구가 설치되어 몰드(8)를 이동시키는 구성이 사용될 수 있다. 또한, 상술된 제1 및 제2 실시예 모두에서, 몰드(8), 및 웨이퍼(3) 위의 수지를 서로 접촉시킬(임프린트할) 때, 몰드 스테이지(9)를 Z 방향으로 이동시키는 구성이 사용되었다. 그러나, 웨이퍼 스테이지(4)에 Z 방향의 이동 기구를 설치하여 웨이퍼(3)를 이동시키는 구성이 사용될 수 있다. 또한, 웨이퍼 스테이지(4)와 몰드 스테이지(9)를 순차 또는 동시에 이동시켜 몰드(8)와 웨이퍼(3) 위의 수지를 서로 접촉시킬 수 있다.

[제3 실시예]

제3 실시예의 임프린트 장치는 도 1에 도시한 임프린트 장치의 몰드 스테이지(9)에 형상 보정 기구(91)를 구비한 것이다. 도 5 및 도 6은 몰드 스테이지(9)에 보유 지지된 몰드 및 몰드(8)의 외주부 측면을 둘러싸도록 설치된 형상 보정 기구(91)를 나타낸 것이다. 형상 보정 기구(91)는 몰드(8)에 형성된 패턴부(81)의 형상을 보정하는 장치이며, 액추에이터 및 링크 기구에 의해 구성된다. 이 형상 보정 기구를 사용하여, 몰드(8)를 X 방향과 Y 방향으로 이동시킬 수 있다.

패턴의 형상 보정이 고정밀도로 요구되는 경우, 몰드(8)와 수지가 서로 접촉한 상태에서 몰드(8)의 패턴부(81)의 형상과 기판 위의 샷 영역의 형상을 일치시키기 위해 패턴부(81)의 형상이 보정된다. 패턴부(81)의 형상과 기판 위의 샷 영역의 형상 불일치는 검출기(10)에 의해 샷 내의 복수의 위치 정렬 마크를 검출함으로써 구할 수 있다. 검출기(10)가 검출한 위치 정렬 마크의 변위를 구함으로써, 패턴부(81)의 보정 거리(형상 보정 기구(91)의 구동량)를 정할 수 있다. 얻어진 패턴부(81)의 변형량(보정값)에 따라서 형상 보정 기구(91)의 구동량(구동 거리)을 구할 수 있다. 형상 보정 기구(91)에 의해 패턴부(81)의 형상을 보정하는 경우, 수지의 점탄성에 의해 몰드와 수지 사이에 힘이 작용한다. 이 힘은 또한 몰드 패턴에 작용하기 때문에, 미세 패턴이 변형할 수 있다. 또한, 형상 보정 기구(91)에 의해 패턴부(81)의 형상을 보정하는 경우에도, 형상 보정 기구(91)의 구동량은 샷 영역마다 상이하다. 따라서, 형상 보정 종료 시 몰드(8)의 패턴과 수지 사이에 작용하는 힘도 변한다.

따라서, 도 4와 마찬가지의 특성으로서, 형상 보정 기구(91)의 구동량(구동 거리)과, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 관계를 미리 구한다. 그 관계에 기초하여, 일단, 목표 구동량(목표 구동 위치)을 초과하는 소정의 구동량을 구동시킨 후에, 목표 구동량으로 복귀시킴으로써, 형상 보정 종료 시 몰드(8)에 작용하는 힘이 작아지고, 힘의 변동을 작게 할 수 있다. 그 결과로서, 몰드(8)에 설치한 패턴의 웨이퍼(3)으로의 전사 정밀도의 저하를 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시예에서 설명한 바와 같이 웨이퍼 스테이지(4)를 고주파로 시키는 동안, 형상 보정 기구(91)를 구동시켜 몰드(8)의 패턴부(81)의 형상을 보정할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(4)에 의한 위치 정렬을 패턴부(81)의 형상 보정과 병행하여 수행할 수도 있고, 웨이퍼 스테이지(4)에 의한 위치 정렬을 수행한 이후, 형상 보정에 의한 위치 정렬을 수행할 수도 있다.

또한, 제2 실시예와 같이 웨이퍼 스테이지(4)를 일단, 목표 구동 위치 너머의 소정의 구동 거리를 구동시켜, 목표 위치로 복귀시키는 것에 의한 위치 정렬을 수행한 이후, 형상 보정 기구(91)에 의해 패턴부(81)의 형상을 보정할 수 있다. 웨이퍼 스테이지(4)에 의한 위치 정렬을 패턴부(81)의 형상 보정과 병행하여 수행할 수도 있다.

또한, 상기한 어느 하나의 실시예도, 도 4에 도시한 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량과 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 특성은 예를 들어 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 간격 등에 따라서 변한다. 웨이퍼 척으로 보유 지지한 웨이퍼(3)에 상에 몰드(8)를 임프린트할 때, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이에 충전된 수지의 표면 장력에 의해, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 간격은 소정의 간격으로 설정될 수 있다. 그러나, 실제로는 웨이퍼 평탄도에 따라서, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 간격은 샷마다 변할 수 있다. 따라서, 높이 센서(미도시)에 의해, 웨이퍼(3)의 높이를 계측하고, 그 계측 결과를 바탕으로, 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 간격 분포가 계측된다. 웨이퍼(3)의 모든 높이는 웨이퍼 전체면에 대해 계측될 수 있다. 대안적으로, 몇몇 높이가 계측될 수 있고, 이후 측정된 높이들 사이의 값이 보간될 수 있다. 그 분포 정보를 바탕으로, 몰드(8)와 웨이퍼(3)의 상대 이동량과 몰드(8)와 웨이퍼(3) 사이의 힘의 특성을 구한다. 마찬가지로, 형상 보정 기구(91)의 구동량(구동 거리)과, 몰드와 웨이퍼 사이의 힘의 특성을 구한다. 이러한 특성은 상술된 불휘발성 메모리에 입력하여 위치 정렬 시 참조하여 사용할 수도 있다. 이와 같이 함으로써, 몰드(8)에 설치한 패턴의 웨이퍼(3)에의 전사 정밀도의 저하를 더욱 억제할 수 있다.

[물품의 제조 방법]

물품으로서의 디바이스(반도체 집적 회로 디바이스, 액정 표시 디바이스, MEMS 등)의 제조 방법은 상술된 임프린트 장치를 사용하여 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 필름 형상 기판 등)에 패턴을 전사(형성)하는 단계를 포함한다. 또한, 해당 제조 방법은 패턴이 그 위에 전사된 기판을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 여기서, 패턴 형성된 미디어(기록 매체)나 광학 소자 등의 다른 물품을 제조하는 경우에는 해당 제조 방법은 에칭 단계 대신, 패턴이 그 위에 전사된 기판을 가공하는 다른 가공 단계를 포함할 수 있다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 제한되지 않는다는 점이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는 그러한 변경예 및 등가적 구조예 및 기능예 모두를 포함하도록 가장 광의의 해석에 따라야 한다.

본 출원은 그 전체 내용이 본 명세서에 참조로 통합된, 2014년 2월 4일 출원된 일본 특허 출원 제2014-019767호의 우선권을 주장한다.

Claims

기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시켜, 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 수행하는 임프린트 장치이며,
상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지와,
상기 몰드를 보유 지지하도록 구성된 몰드 스테이지와,
상기 기판의 면에 평행한 방향에서 상기 몰드에 대한 상기 기판의 상대 위치를 검출하도록 구성된 검출기와,
상기 임프린트재에 진동을 전달하도록 구성된 진동 유닛, 및
상기 임프린트재 및 상기 몰드를 서로 접촉시킨 이후, 상기 진동 유닛이 상기 임프린트재에 진동을 전달하면서, 상기 검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드를 위치 정렬하도록 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 진동 유닛은 상기 기판 스테이지 상에 배열되는, 임프린트 장치.
제1항에 있어서,
상기 진동 유닛은 상기 몰드 스테이지 상에 배열되는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는 상기 기판 스테이지 및 상기 몰드 스테이지 중 하나 이상을 상기 기판의 면에 평행한 방향으로 상대 이동시킴으로써 상기 기판 및 상기 몰드를 위치 정렬하는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 임프린트재와 접촉되어 있는 상기 몰드의 면과 상기 기판의 면 사이의 간격, 및 사용되는 임프린트재의 종류 중 하나 이상에 기초하여 상기 진동의 주파수 및 크기를 결정하는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 진동 유닛은 상기 임프린트재에 1kHz 이상의 진동을 전달하는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 몰드의 형상을 보정하도록 구성된 형상 보정 기구를 더 포함하고,
상기 형상 보정 기구는 상기 몰드의 형상을 미리정해진 형상으로 변형시키고, 이에 의해 상기 기판 및 상기 몰드를 위치 정렬하는, 임프린트 장치.
기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시켜, 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 수행하는 임프린트 장치이며,
상기 기판을 보유 지지하도록 구성된 기판 스테이지와,
상기 몰드를 보유 지지하도록 구성된 몰드 스테이지와,
상기 기판의 면에 평행한 방향에서 상기 몰드에 대한 상기 기판의 상대 위치를 검출하도록 구성된 검출기, 및
상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
상기 임프린트재가 상기 몰드와 접촉하고 상기 임프린트재가 경화되지 않은 상태에서 상기 기판 스테이지가 상기 몰드 스테이지에 대해 상기 방향으로 상대 이동될 때, 상기 몰드와 상기 기판 사이에서 발생되는 힘과 상기 기판 스테이지의 상기 방향에서의 상대 이동 거리 사이의 관계는, 상기 상대 이동 거리가 제1 영역에서는 선형성을 나타내지만 상기 제1 영역보다 큰 제2 영역에서는 선형성을 나타내지 않는 관계이고,
상기 임프린트재 및 상기 몰드를 서로 접촉시킨 이후 상기 검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판 스테이지를 상기 몰드 스테이지에 대하여 제1 위치까지 상대 이동시킴으로써 상기 기판 및 상기 몰드를 위치 결정할 때, 상기 제어기는, 상기 기판 스테이지를 상기 제1 위치보다 더 긴 상대 이동 거리를 갖는, 상기 제2 영역 내의 제2 위치까지 상대 이동시키고, 이후 상기 기판 스테이지를 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치까지 상대 이동시켜 상기 기판 스테이지를 상기 제1 위치에 위치 결정하는, 임프린트 장치.
제8항에 있어서,
상기 제어기는, 사용되는 임프린트재의 종류, 상기 임프린트재와 접촉되어 있는 상기 몰드의 면과 상기 기판의 면 사이의 간격, 상기 기판 스테이지의 상기 방향에서의 상대 이동 속도, 및 상기 제1 위치까지의 상대 이동 거리 중 하나 이상에 기초하여 상기 제2 위치를 결정하는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 몰드가 상기 기판에 대해 가압되는 방향에 직교하는 방향으로 상기 기판 스테이지를 이동시켜 상기 기판을 상기 몰드에 대해 위치 결정하는, 임프린트 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제어기는, 상기 몰드 스테이지를 상기 방향으로 이동시켜 상기 기판을 상기 몰드에 대해 위치 결정하는, 임프린트 장치.
기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시켜, 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 수행하는 임프린트 장치이며,
상기 기판의 면에 평행한 방향에서 상기 몰드에 대한 상기 기판의 상대 위치를 검출하도록 구성된 검출기와,
상기 몰드의 형상을 보정하도록 구성된 형상 보정 기구, 및
상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
상기 임프린트재가 상기 몰드와 접촉하고 상기 임프린트재가 경화되지 않은 상태에서 상기 형상 보정 기구를 사용하여 상기 몰드의 상기 방향에서의 형상을 보정할 때 상기 임프린트재의 점탄성으로 인해 상기 몰드와 상기 기판 사이에서 발생되는 상기 방향에서의 힘과 상기 형상 보정 기구의 상기 방향에서의 보정 거리 사이의 관계는, 상기 보정 거리가 제1 영역에서는 선형성을 나타내지만 상기 제1 영역보다 큰 제2 영역에서는 선형성을 나타내지 않는 관계이고,
상기 임프린트재 및 상기 몰드를 서로 접촉시킨 이후 상기 검출기에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 형상 보정 기구를 사용하여 상기 몰드의 형상을 보정할 때의 보정 거리가 상기 제1 영역 내의 제1 보정 거리로 설정된다고 상정할 때, 상기 제어기는 상기 보정 거리가 상기 제2 영역 내의 제2 보정 거리가 될 때까지 상기 형상 보정 기구를 구동시키고, 이후 상기 보정 거리가 상기 제2 보정 거리로부터 상기 제1 보정 거리로 변할 때까지 상기 형상 보정 기구를 구동시켜 상기 몰드의 형상을 보정하는, 임프린트 장치.
물품의 제조 방법이며,
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 규정된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계, 및
상기 패턴이 그 위에 형성된 상기 기판을 가공하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드가 서로 접촉된 상태에서 상기 임프린트재를 경화시키는 임프린트 처리를 수행하는 방법이며,
상기 기판 상에 공급된 상기 임프린트재를 상기 몰드와 접촉시키는 단계와,
상기 몰드와 접촉되어 있는 상기 임프린트재에 진동을 전달하면서, 상기 기판의 면에 평행한 방향으로 상기 몰드에 대해 상기 기판을 위치 결정하는 단계, 및
위치 결정된 상기 기판 상의 상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하는, 임프린트 처리를 수행하는 방법.
기판 상에 공급된 임프린트재 및 몰드를 서로 접촉시켜, 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 수행하는 방법이며,
상기 임프린트재가 상기 몰드와 접촉하고 상기 임프린트재가 경화되지 않은 상태에서 상기 기판의 면에 평행한 방향으로 상기 몰드에 대해 상기 기판을 상대 이동시킬 때, 상기 몰드와 상기 기판 사이에서 발생되는 힘과 상기 기판의 상기 방향에서의 상대 이동 거리 사이의 관계는, 상기 상대 이동 거리가 제1 영역에서는 선형성을 나타내지만 상기 제1 영역보다 큰 제2 영역에서는 선형성을 나타내지 않는 관계이고,
상기 임프린트 처리를 수행하는 방법은,
상기 기판 상에 공급된 임프린트재를 상기 몰드와 접촉시키는 단계와,
상기 임프린트재 및 상기 몰드가 서로 접촉된 상태에서, 상기 기판을 상기 몰드에 대해 제1 위치 너머의 상기 제2 영역 내의 제2 위치까지 상대 이동시키고, 이후 상기 기판을 상기 제2 위치로부터 상기 제1 위치까지 상대 이동시켜 상기 제1 위치에 위치 결정하는 단계, 및
위치 결정된 상기 기판 상의 상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하는, 임프린트 처리를 수행하는 방법.