KR20170077051A - 임프린트 장치의 조정 방법, 임프린팅 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치의 조정 방법, 임프린팅 방법 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

임프린팅 장치를 조정하기 위한 조정 방법은, 기판 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드의 접촉 영역을 접촉시킨 상태를 평가하기 위한 샘플을 준비하는 준비 공정과, 상기 샘플을 평가하는 평가 공정과, 상기 평가 공정에서 얻어진 평가 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정하는 조정 공정을 포함한다. 상기 접촉 영역은, 패턴을 갖지 않는 평탄 영역을 포함하고, 상기 평가 공정에서의 평가는, 상기 평탄 영역에서의 임프린트재의 상태의 평가인 제1 평가를 포함하고, 상기 조정 공정에서는, 상기 제1 평가 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정한다.

Description

임프린트 장치의 조정 방법, 임프린팅 방법 및 물품 제조 방법{ADJUSTING METHOD FOR IMPRINT APPARATUS, IMPRINTING METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 개시내용은 일반적으로 임프린트 장치의 조정 방법, 임프린팅 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 기술은, 기판 위에 임프린트재를 배치하고, 임프린트재를 몰드를 사용하여 성형한 후에 임프린트재를 경화시킴으로써 몰드의 패턴을 해당 임프린트재에 전사하는 기술이다. 임프린트재의 성형은, 임프린트재에 몰드를 접촉시킴으로써 몰드의 패턴을 구성하는 오목부에 모세관 현상에 의해 임프린트재를 충전함으로써 수행된다. 임프린트 기술에 의해 기판 위에 결함이 없는 패턴을 형성하기 위해서는, 임프린트 장치를 조정할 필요가 있다. 이하, 임프린트 기술에 의해 기판 위에 패턴을 형성하는 것을 임프린팅(imprinting)이라고 한다. 임프린트 장치의 조정은, 예를 들어 임프린트 장치에 있어서의 임프린팅 조건의 조정, 임프린트 장치의 유지 보수 등을 포함할 수 있다.
일본 특허 공개 번호 2005-026462에는, 임프린팅에 있어서의 가공 파라미터의 조건의 제시가 기재되어 있다. 가공 파라미터는, 웨이퍼에 대한 몰드의 가압력, 몰드의 온도, 웨이퍼의 온도 등을 포함한다.
임프린트 장치의 조정은, 기판 위 임프린트재에 전사할 패턴이 형성된 몰드(이하, "패턴 몰드" 또는 간단히 "몰드"라고 함)를 사용하여 임프린팅을 행함으로써 이루어진다. 그러나, 이 조정을 위한 임프린팅에 있어서, 기판에 대한 가압력이 강하거나, 기판과 몰드 사이에 파티클이 존재하면, 몰드가 열화되거나, 손상될 수 있다. 패턴 몰드는 매우 고가이다. 따라서, 임프린트 장치의 조정시에 패턴 몰드의 열화 또는 손상을 피해야 한다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 임프린트 장치를 조정하기 위한 조정 방법은, 기판 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드의 접촉 영역을 접촉시킨 상태를 평가하기 위한 샘플을 준비하는 준비 공정과, 상기 샘플을 평가하는 평가 공정과, 상기 평가 공정에서 얻어진 평가 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정하는 조정 공정을 포함한다. 상기 접촉 영역은, 패턴을 갖지 않는 평탄 영역을 포함하고, 상기 평가 공정에서의 평가는, 상기 평탄 영역에서의 임프린트재의 상태의 평가인 제1 평가를 포함하고, 상기 조정 공정에서는, 상기 제1 평가 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정한다.
본 개시내용의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 임프린트 장치의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2는 임프린트 장치의 조정 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 검사 유닛에 의해 취득된 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 검사 유닛에 의해 취득된 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 검사 유닛에 의해 취득된 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 검사 유닛에 의해 취득된 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7은, 충전 기간(접촉 기간)과 결함 밀도 사이의 관계의 예를 도시하는 도면이다.
도 8은 응용예로서 임프린트 시스템의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 임프린트 시스템에서의 임프린트 장치의 조정 방법의 일례를 도시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 개시내용의 예시적인 실시예를 설명한다.
도 1은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 개략적으로 나타낸 것이다. 임프린트 장치(100)는 몰드(패턴 몰드)(PM)를 사용하여 기판(S) 위에 공급된 임프린트재를 성형하고, 당해 성형된 임프린트재를 경화시킴으로써 기판(S) 상에 패턴을 형성한다. 임프린트재는, 재료를 경화시키기 위한 에너지를 제공함으로써 경화되는 경화성 조성물이다. 임프린트재는, 경화 상태 또는 미경화 상태일 수 있다. 경화용 에너지는, 예를 들어 전자파, 열 등 일 수 있다. 예를 들어, 전자파는 파장이 10nm 이상 1mm 이하의 범위 내에서 선택되는 광(예를 들어, 적외선, 가시광선, 자외선)일 수 있다.
전형적으로, 경화성 조성물은 광의 조사 또는 가열에 의해 경화된다. 광에 의해 경화하는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유할 수 있다. 또한, 광경화성 조성물은, 부가적으로 비중합성 화합물 또는 용매를 추가로 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 예를 들어 증감제, 수소 공여체, 내부 첨가 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 중합체 성분 등의 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다.
본 명세서 및 첨부 도면에서, 기판(S)의 표면에 평행한 방향을 XY 평면으로 정의한 XYZ 좌표계 상에 방향이 표시되어 있다. XYZ 좌표계의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향을 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향으로 한다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전을 각각 θX, θY, 및 θZ로 한다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는, X축, Y축, 및 Z축의 좌표에 기초하여 식별될 수 있는 정보이며, 자세는, θX축, θY축, 및 θZ축에 대한 상대적인 회전에 의해 식별될 수 있는 정보이다. 위치결정은, 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다.
임프린트 장치(100)는 구동 유닛(DRVU), 경화 유닛(1), 촬상 유닛(2), 디스펜서(임프린트재 공급 유닛)(3), 퍼지 가스 공급 유닛(4), 얼라인먼트 스코프(5), 검사 유닛(6), 제어 유닛(7), 필터(8) 및 챔버(10)를 구비할 수 있다. 구동 유닛(DRVU), 경화 유닛(1), 촬상 유닛(2), 디스펜서(3), 퍼지 가스 공급 유닛(4), 얼라인먼트 스코프(5) 및 검사 유닛(6)은 챔버(10) 내에 배치된다. 챔버(10)의 내부 공간에는, 필터(8)를 통해 공기가 공급될 수 있다.
구동 유닛(DRVU)은, 기판(S)과 몰드(PM)의 상대 위치가 조정될 수 있도록 기판(S) 및 몰드(PM) 중 적어도 하나를 구동한다. 구동 유닛(DRVU)은, 예를 들어 기판(S)을 위치 결정하기 위한 기판 구동부(SDRV) 및 몰드(PM)를 위치 결정하기 위한 몰드 구동부(MDRV)를 포함할 수 있다. 일례에 있어서, 기판 구동부(SDRV)는, 기판(S)을 보유지지하는 기판 보유지지부(SH) 및 기판 보유지지부(SH)를 구동하는 구동 기구(SDM)를 갖고, 기판(S)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, 및 Z축을 포함하는 3축)에 대하여 구동하도록 구동 기구(SDM)가 기판 보유지지부(SH)를 구동한다. 또한, 몰드 구동부(MDRV)는, 몰드 보유지지부 및 해당 몰드 보유지지부를 구동하는 구동 기구를 갖고, 구동 기구는 몰드(PM)를 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 대하여 구동한다. 구동 유닛(DRVU)은, X축, Y축, θX축, θY축 및 θZ축에 관하여 기판(S)과 몰드(PM)의 상대 위치를 조정하며, 또한 Z축에 관해서도 기판(S)과 몰드(PM)의 상대 위치를 조정한다. Z축에 관한 기판(S)과 몰드(PM)의 상대 위치의 조정은, 기판(S) 위의 임프린트재와 몰드(PM) 사이의 접촉 및 분리 동작을 포함한다.
몰드 구동부(MDRV)는, 상기한 기능 외에, Z축 방향의 몰드(PM)의 변형을 제어하는 제1 변형 기구(ZDM) 및 XY 평면 내에 있어서의 몰드(PM)의 변형을 제어하는 제2 변형 기구(XYDM)를 포함할 수 있다. 몰드(PM)가 기판(S) 상의 임프린트재에 접촉하기 전에, 제1 변형 기구(ZDM)는 기판(S)을 향해 볼록 형상을 갖도록 몰드(PM)를 제어한다. 또한, 몰드(PM)의 일부가 임프린트재와 접촉한 후에는, 제1 변형 기구(ZDM)는 몰드(PM)가 볼록 형상으로부터 서서히 평면 형상이 되도록 몰드(PM)의 변형을 제어한다. 제1 변형 기구(ZDM)는, 몰드(PM)의 이면측의 공간(기판측과는 반대측의 공간)(SP)의 압력을 제어함으로써 Z축 방향의 몰드(PM)의 변형을 제어할 수 있다. 제2 변형 기구(XYDM)는, 몰드(PM)의 패턴 전사 영역의 형상이 기판(S)의 샷 영역의 형상에 정합하도록 몰드(PM)를 변형시킬 수 있다. 패턴 전사 영역은 기판(S) 상의 임프린트재에 전사될 패턴이 형성된 영역이다.
임프린트 장치의 조정 방법은, 패턴 몰드(PM) 대신에 테스트 몰드(TM)를 사용하여 실시된다. 구체적으로는, 임프린트 장치(100)의 조정 방법은, 몰드 구동부(MDRV)에 부착되는 테스트 몰드(TM)를 사용하여 실시된다. 몰드 구동부(MDRV)에 의한 패턴 몰드(PM)의 구동에 관한 상기한 설명은, 몰드 구동부(MDRV)에 의한 테스트 몰드(TM)의 구동에 대하여 사용될 수 있다. 이 예에서, 패턴 몰드(PM)는, 기판(S) 위의 임프린트재에 전사해야 할 패턴이 형성된 몰드이다. 테스트 몰드(TM)는, 기판(S) 위에 공급된 임프린트재에 접촉하는 접촉 영역을 갖는다. 접촉 영역은 패턴을 갖지 않는 평탄 영역을 갖는다. 접촉 영역은, 물품을 제조하기 위해 사용되는 패턴 몰드(PM)의 패턴 전사 영역과 동일한 형상 및 면적을 가질 수 있다. 평탄 영역의 면적은 접촉 영역의 면적의 30% 이상일 수 있다. 테스트 몰드(TM)의 제조 비용의 저감이라는 관점에 있어서, 평탄 영역의 면적은 큰 편이 바람직하다. 평탄 영역의 면적은, 예를 들어 접촉 영역의 면적 40% 이상, 50% 이상, 60% 이상, 70% 이상, 80% 이상, 90% 이상, 95% 이상 또는 100%일 수 있다.
경화 유닛(1)은 기판(S) 위의 임프린트재를 경화시키기 위한 에너지를 임프린트재에 공급한다. 예를 들어, 경화 유닛(1)은 기판(S) 위의 임프린트재를 경화시키기 위한 에너지로서의 광을 패턴 몰드(PM) 또는 테스트 몰드(TM)를 개재하여 임프린트재에 공급하도록 구성될 수 있다. 촬상 유닛(카메라)(2)은, 기판(S) 위의 임프린트재와 몰드(PM 또는 TM) 사이의 접촉의 상태를 평가 또는 관찰하기 위하여, 임프린트재와 몰드(PM 또는 TM)에 의해 형성되는 상을 촬상한다. 디스펜서(3)는 미경화 상태의 임프린트재를 기판(S) 상에 공급 또는 배치하는 임프린트재 공급 유닛이다. 디스펜서(3)는, 예를 들어 미경화 상태의 임프린트재가 토출되는 하나 이상의 토출구를 가지며, 임프린트재의 배치 레시피(배치 패턴)에 따라 상기 하나 이상의 토출구를 통한 임프린트재의 토출을 제어한다. 디스펜서(3)는 통상은, 미경화 상태의 임프린트재를, 임프린트재가 개개의 액적으로 분리되는 방식으로 기판 상에 배치할 수 있다. 이러한 임프린트재의 배치는 배치 레시피에 기초하여 결정된다. 임프린트재의 토출 제어에는, 예를 들어 열을 이용하는 방법, 압전 소자를 이용하는 방법 등이 채용된다.
퍼지 가스 공급 유닛(4)은 기판(S)과 몰드(PM 또는 TM) 사이의 공간에 퍼지 가스를 공급한다. 퍼지 가스는, 몰드(PM)의 패턴을 구성하는 오목부에 대한 임프린트재의 충전을 촉진시키는데 사용될 수 있다. 퍼지 가스로서는, 임프린트재의 경화를 저해하지 않는 가스, 예를 들어 헬륨 가스, 질소 가스 및 응축성 가스(예를 들어, 펜타플루오로 프로판(PFP)) 중 적어도 하나를 포함하는 가스가 사용될 수 있다. 퍼지 가스 공급 유닛(4)은 예를 들어 퍼지 가스의 분사 방향, 분사 기간, 분사 타이밍, 유량 등을 제어 혹은 조정하는 기능을 가질 수 있다. 퍼지 가스의 분사 방향은, 예를 들어 퍼지 가스 공급 유닛(4)이 퍼지 가스의 분사 방향이 서로 상이한 다수의 분사구를 포함하는 경우, 어느 분사구로부터 퍼지 가스가 분사되어야 하는지에 따라 제어될 수 있다.
얼라인먼트 스코프(5)는, 기판(S)의 샷 영역과 몰드(PM)의 위치정렬을 행하기 위해서, 샷 영역의 얼라인먼트 마크와 몰드(PM)의 얼라인먼트 마크의 상대 위치를 검출한다. 검사 유닛(6)은 기판(S) 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역이 접촉하고 있는 상태의 평가를 위해 준비된 샘플을 검사한다. 검사 유닛(6)은 예를 들어 샘플의 상태를 나타내는 정보(전형적으로는, 화상)을 취득하는 마이크로스코프를 가질 수 있다. 검사 유닛(6) 대신에, 예를 들어 기판(S)의 기판 보유지지부(SH)와의 위치정렬에 이용될 수 있는 오프 얼라인먼트 스코프(off-alignment scope)가 사용될 수 있다. 샘플은, 기판(S) 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역을 접촉시킨 상태를 평가할 수 있는 한은 무엇이든지 좋다. 기판(S) 상에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역이 접촉하는 상태에서 경화 유닛(1)에 의해 임프린트재를 경화시킴으로써 샘플이 준비될 수 있다. 혹은, 샘플은, 기판(S) 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역을 접촉시킨 상태이지만, 임프린트재가 경화 유닛(1)에 의해 경화되지 않은 미경화 상태의 임프린트재로서 준비될 수 있다. 후자의 경우, 임프린트재에 테스트 몰드(TM)가 접촉한 상태에서 검사 유닛(6)에 의한 검사가 수행된다. 이 경우, 검사 유닛(6) 대신에 촬상 유닛(2)을 사용해도 된다.
필터(8)는, 챔버(10)의 내부 공간에 일정한 청정도를 유지하기 위해, 챔버(10)의 내부 공간과 챔버(10)의 외부 공간에 배치된 환경 제어장치(온도, 습도 등이 조정된 공기를 공급하는 장치) 사이에 배치될 수 있다. 필터(8)는, 예를 들어 유기물을 포집하는 케미컬 필터 및 파티클 등의 무기물을 포집하는 파티클 필터를 포함할 수 있다. 필터(8)의 성능은 사용에 따라 성능이 저하되므로, 필요에 따라 교체될 수 있다.
제어 유닛(7)은 구동 유닛(DRVU), 경화 유닛(1), 촬상 유닛(2), 디스펜서(3), 퍼지 가스 공급 유닛(4), 얼라인먼트 스코프(5) 및 검사 유닛(6)을 제어하고, 또한, 촬상 유닛(2), 얼라인먼트 스코프(5), 및 검사 유닛(6)으로부터 공급되는 정보를 처리한다. 제어 유닛(7)은 예를 들어 필드 프로그래머블 게이트 어레이(field programmable gate array)(FPGA)와 같은 프로그래머블 로직 장치(programmable logic device)(PLD), 주문형 집적 회로(application specific integrated circuit(ASIC), 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는 상기 장치의 전부 또는 일부의 조합을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면서 임프린트 장치(100)의 조정 방법을 이하에서 설명한다. 도 2에 도시한 조정 방법은, 제어 유닛(7)에 의해 제어될 수 있다. 단계 S206 및 S209의 처리는, 엔지니어(인간)의 개입을 통해 수행될 수 있거나, 주로 엔지니어에 의해 수행될 수 있다.
단계 S201에서, 테스트 몰드(TM)는 임프린트 장치(100)의 챔버(10) 내로 로드되고, 몰드 구동부(MDRV)의 몰드 보유지지부에 부착된다. 단계 S202에서, 기판(S)은 임프린트 장치(100)의 챔버(10) 내에 로드되고, 기판 보유지지부(SH)에 배치된다.
단계 S203에서, 디스펜서(3)에 의해 기판(S) 위에 미경화 상태의 임프린트재가 공급 또는 배치된다. 단계 S204에서, 기판(S) 위의 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역이 접촉하도록 구동 유닛(DRVU)은 기판(S)과 테스트 몰드(TM)의 상대 위치를 조정한다. 상대 위치의 조정과 동시에, Z축 방향의 테스트 몰드(TM)의 형상은 몰드 구동부(MDRV)의 제1 변형 기구(ZDM)에 의해 제어된다. 구체적으로는, 테스트 몰드(TM)가 기판(S) 상의 임프린트재에 접촉하기 전에, 제1 변형 기구(ZDM)는 기판(S)을 향해 볼록 형상을 갖도록 테스트 몰드(TM)를 제어한다. 또한, 테스트 몰드(TM)의 일부가 임프린트재와 접촉한 후에는, 제1 변형 기구(ZDM)는 테스트 몰드(TM)가 볼록 형상으로부터 서서히 평면 형상이 되도록 테스트 몰드(TM)의 변형을 제어할 수 있다. 또한, 단계 S204의 처리의 개시 이전의 바람직한 타이밍에, 퍼지 가스 공급 유닛(4)이 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공간에 퍼지 가스의 공급을 개시할 수 있다.
단계 S205에서, 기판(S) 위의 임프린트재에 테스트 몰드(TM)가 접촉하고 나서 설정 시간이 경과한 타이밍에서, 경화 유닛(1)이 임프린트재에 경화를 위한 에너지를 공급하고, 그에 따라 임프린트재가 경화된다. 또한, 단계 S205에서, 그 후, 경화된 임프린트재는 테스트 몰드(TM)로부터 분리된다. 따라서, 기판(S) 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역을 접촉시킨 상태를 평가하기 위한 샘플이 준비되거나 형성된다. 전술한 바와 같이, 샘플은, 경화 유닛(1)에 의해 경화되지 않은 미경화 상태의 임프린트재로서 준비되어도 된다. 이 경우, 단계 S205는, 단계 S206에서 실행되는 평가 전에는 실행되지 않는다. 단계 S206에서 실행되는 평가 후에, 임프린트재의 변위를 방지하기 위하여 단계 S205의 처리가 수행될 수 있다. 경화된 임프린트재가 샘플로서 준비되는 구현 형태에서, 단계 S203, S204, 및 S205는 샘플 준비 단계이다. 미경화 임프린트재가 샘플로서 준비되는 구현 형태에서, 단계 S203 및 S204가 샘플 준비 단계이다. 기판(S) 위의 서로 상이한 영역(예를 들어, 샷 영역)에 대하여 복수의 샘플을 준비할 수 있다. 이 경우, 임프린트 조건을 변경하면서 복수의 샘플을 형성할 수 있다.
단계 S206(평가 공정)에서, 제어 유닛(7)은 준비된 샘플을 검사 유닛(6)을 사용하여 평가한다. 전술한 바와 같이, 미경화 임프린트재가 샘플로서 준비되는 구현 형태에서, 촬상 유닛(2)이 검사 유닛(6) 대신에 사용될 수 있다. 그러나, 이하에서는, 대표적으로, 검사 유닛(6)을 사용하여 평가가 수행되는 경우에 대하여 설명한다. 검사 유닛(6)은 예를 들어 샘플을 조명광으로 조명하면서 샘플의 화상을 촬상한다. 샘플에 결함이 있는 경우, 조명광은 결함에 의해 산란되어 산란광이 발생한다. 그 결과, 검사 유닛(6)에 의해 촬상된 화상은, 결함의 위치 및 크기를 나타내는 정보를 제공한다. 제어 유닛(7)은 검사 유닛(6)에 의해 제공되는 화상을 처리함으로써 샘플을 평가한다. 검사 유닛(6) 및 검사 유닛(6)에 의해 얻어진 정보를 처리하는 처리부는, 임프린트 장치(100)의 외부에 배치되어도 된다. 샘플의 결함은, 보이드(임프린트재가 존재하지 않는 공동)를 포함할 수 있다. 또는, 샘플의 결함은, 임프린트 장치(100)의 구성요소(예를 들어, 디스펜서(3))가 화학 물질에 의해 오염되었을 때 발생하는 결함을 포함할 수 있다. 샘플의 결함은 파티클에 의해 생성된 결함을 포함할 수 있다.
제어 유닛(7)은, 예를 들어 검사 유닛(6)에 의해 제공되는 결함 부분의 화상의 복수의 화소의 각각의 값과 임계값을 비교하거나 또는 검사 유닛(6)에 의해 제공되는 화상을 사전에 준비된 기준 화상과 비교함으로써, 결함 부분을 추출할 수 있다. 기준 화상을 준비하는 방법으로는, 예를 들어 복수의 샘플의 화상을 촬상하고, 상이한 검사 장치에 의한 검사에 의해 결함이 없다고 판단된 샘플에 대응하는 화상을 기준 화상으로서 정하는 방법을 채용할 수 있다. 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역에 흠집이 존재하는 경우, 접촉 영역의 화상을 촬상하여 얻어진 화상에 기초하여 기준 화상을 생성해도 된다.
제어 유닛(7)은, 예를 들어 결함의 개수 및 치수를 평가 항목으로서 사용하여 평가를 수행할 수 있다. 예를 들어, 결함의 수가 기준값 이하이고, 결함의 크기가 기준 치수 이하인 경우에, 평가 대상으로서의 샘플은 허용가능한 것으로 평가되며, 결합의 수가 기준값보다 많거나 결합의 크기가 기준 치수보다 큰 경우, 평가 대상으로서의 샘플은 허용불가능한 것으로 평가된다. 평가는, 제어 유닛(7)에 의해 수행되거나, 엔지니어(인간)의 개입을 통해 수행되거나, 주로 엔지니어에 의해 수행될 수 있다.
단계 S207에서, 단계 S206에서 수행되는 평가에 따라 평가 대상이 허용가능하다고 판정되는 경우, 제어 유닛(7)은 단계 S208로 진행한다. 단계 S207에서 평가 대상이 허용불가능하다고 판정되는 경우, 제어 유닛(7)은 단계 S209로 진행한다. 단계 S208에서는, 테스트 몰드(TM) 및 기판(S)이 언로드된다.
단계 S209(조정 공정)에서, 제어 유닛(7)는 임프린트의 조건을 조정(변경)한다. 구체적으로, 단계 S209에서, 제어 유닛(7)은 새로운 임프린트의 조건을 설정하고, 새로운 조건으로 변경하고, 새로운 조건 하에서 단계 S203 및 이후의 단계의 처리를 다시 수행한다. 새로운 조건은, 현재의 조건을 미리결정된 기준에 따라 변경하거나, 단계 S206의 평가 결과를 후술하는 바와 같이 분석함으로써 설정될 수 있다. 이 분석은, 제어 유닛(7)에 의해 수행되거나, 엔지니어(인간)에 의한 개입을 통해 수행되거나, 주로 엔지니어에 의해 수행될 수 있다. 임프린트의 조건은, 예를 들어 임프린트 장치(100)의 제어 파라미터의 값으로서 제공될 수 있다. 현재의 조건을 미리결정된 기준에 따라 변경함으로써 새로운 조건을 설정하는 예로서, 예를 들어 임프린트 장치(100)의 동작을 제어하는 파라미터의 값을 일정 값만큼 변경하는 것이 있다.
임프린트 조건의 조정은, 예를 들어 퍼지 가스 공급 유닛(4)의 조정(예를 들어, 퍼지 가스가 분사되는 방향, 분사가 실행되는 기간, 분사가 실행되는 타이밍, 및 퍼지 가스의 유량 중 적어도 하나의 조정)을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 조건의 조정은, 예를 들어 디스펜서의 조정(임프린트재의 배치 레시피 및 각 토출구당 임프린트재의 토출량 중 적어도 하나)을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 조건의 조정은, 기판 위에 공급된 임프린트재에 몰드를 접촉시킨 후에 해당 임프린트재를 경화 유닛(1)에 의해 경화되도록 하는 타이밍의 조정을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 조건의 조정은, 기판 위 임프린트와 몰드 사이의 접촉 및 분리를 제어하기 위한 파라미터의 조정을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 조건의 조정은, 기판과 몰드 사이의 상대적인 각도를 제어하기 위한 파라미터의 조정을 포함할 수 있다.
혹은, 단계 S209에서, 임프린트 장치(100)의 유지보수가 수행된다. 임프린트 장치(100)의 유지보수는, 예를 들어 부품의 교체, 수리, 클리닝 등을 포함할 수 있다.
이하, 단계 S206(평가 공정) 및 단계 S209(조정 공정)에 대하여 구체적인 예를 설명한다. 단계 S206에서, 검사 유닛(6)에 의해 얻어지는 결함의 경향은, 도 3a 및 도 3b에 예시되는 경향, 도 4a 및 도 4b 또는 도 5a 및 도 5b에 예시되는 경향, 및 도 6a 및 도 6b에 예시되는 경향으로 분류될 수 있다. 도 3a 내지 도 6b는, 검사 유닛(6)에 의해 촬상되는 화상의 예를 예시하고 있다. 흑색 부분은 결함 부분을 나타낸다. 테스트 몰드(TM)를 사용한 경우에도, 패턴 몰드(PM)를 사용한 경우에도 결함이 발생할 수 있다. 또한, 테스트 몰드(TM)가 사용되는 경우의 결함의 발생 및 패턴 몰드(PM)가 사용되는 경우의 결함의 발생은 높은 상관 관계를 나타낸다. 테스트 몰드(TM)가 사용되는 경우에 결함이 허용가능한 수준으로 억제되는 조건을 기준 조건으로 한다. 이 경우, 기준 조건 또는 기준 조건에 플러스 또는 마이너스의 오프셋을 부가하여 얻은 조건 하에서 패턴 몰드(PM)를 이용하여 임프린팅을 행함으로써, 결함을 허용 레벨로 억제할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는, 임프린트 장치(100)의 동작에 관한 조정이 부족한 경우, 보다 구체적으로 임프린트 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 파라미터의 조정이 부족한 경우에 현저하게 드러날 수 있는 결함의 예를 도시하고 있다. 도 4a 및 도 4b 및 도 5a 및 도 5b는, 임프린트 장치(100)가 화학 물질에 의해 오염되는 경우에 현저하게 드러날 수 있는 결함의 예를 도시하고 있다. 도 6a 및 도 6b는, 임프린트 장치(100) 내에 파티클이 있는 경우에 현저하게 드러날 수 있는 결함의 예를 도시하고 있다.
우선, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 임프린트 장치(100)의 동작에 관한 조정이 부족한 경우에 현저하게 드러날 수 있는 결함에 관해 설명한다. 도 3a는 검사 유닛(6)에 의해 촬상된 샘플의 화상의 예를 도시하고, 도 3b는 도 3a에 도시된 화상의 일부분을 확대하여 얻은 화상의 예를 도시한다. 검은색 부분은, 공기 배출이 없을 때 발생하는 보이드를 나타내고 있다. 보이드의 밀도가 동심원 형상으로 외측을 향하여 증가하고 있는 이유는, 테스트 몰드(TM)의 중심이 먼저 기판 위 임프린트재와 접촉하게 되고, 접촉한 부분이 외측을 향하여 뻗어가기 때문이다. 보이드는 이하에 설명하는 이유로 발생할 수 있다.
제1 이유는 접촉 기간이 충분히 길지 않기 때문일 수 있다. 기판 위 임프린트재에 테스트 몰드(TM)를 접촉시키고 나서의 경과 시간(즉, 접촉 기간이라 칭함)이 충분히 길지 않으면, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공기가 완전히 배출되지 않고, 따라서 공기가 보이드로서 남을 수 있다. 경화된 임프린트재가 샘플로서 준비되는 구현 형태에서는, 접촉 기간의 종료 타이밍은 경과가 실행되는 타이밍이다. 미경화 임프린트재가 샘플로서 준비되는 구현 형태에서는, 접촉 기간의 종료 타이밍은 검사 유닛(6)에 의해 화상이 촬상되는 타이밍이다.
단계 S206(평가 공정)의 평가 결과가, 접촉 기간이 충분히 길지 않다고 나타나는 경우에는, 단계 S209(조정 공정)에서 접촉 기간이 증가될 수 있다. 임프린트재를 경화시킴으로써 샘플이 형성되는 구현 형태에서, 복수의 접촉 기간을 설정하고, 대응하는 접촉 기간에 따라 기판의 복수의 영역에 대에 샘플을 형성하는 것이 효율적이다.
제2 이유는, 테스트 몰드(TM)의 변형에 대한 제어가 적절하지 않기 때문이다. 제1 변형 기구(ZDM)는, 테스트 몰드(TM)의 후면 측의 압력 조정 공간(SP)의 압력을 제어함으로써 Z축 방향의 테스트 몰드(TM)의 변형을 제어한다. 구체적으로는, 테스트 몰드(TM)가 기판(S) 상의 임프린트재에 접촉하기 전에, 제1 변형 기구(ZDM)는 기판(S)을 향해 볼록 형상을 갖도록 테스트 몰드(TM)를 제어하기 위해 압력 조정 공간(SP)을 가압한다. 테스트 몰드(TM)의 일부가 임프린트재와 접촉한 후에는, 제1 변형 기구(ZDM)는 볼록 형상으로부터 서서히 평면 형상이 되도록 테스트 몰드(TM)를 제어하기 위해 압축 조정 공간(SP)을 감압한다. 제1 변형 기구(ZDM)에 의한 테스트 몰드(TM)의 변형의 제어(즉, 압력 조정 공간(SP)의 압력 제어)가 적절히 행해지지 않으면, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공기가 완전히 배출되지 않고, 따라서 공기는 보이드로 남을 수 있다.
단계 S206(평가 공정)에서의 평가 결과가 제1 변형 기구(ZDM)에 의한 테스트 몰드(TM)의 변형 제어가 적절하지 않다고 나타나는 경우, 단계 S209(조정 공정)에서 제1 변형 기구(ZDM)를 제어하는 파라미터의 값이 변경될 수 있다. 임프린트재를 경화시킴으로써 샘플이 형성되는 구현 형태에서는, 복수의 파라미터 값을 설정하고, 대응하는 파라미터 값에 따라 기판의 복수의 영역에 대해 샘플을 형성하는 것이 효율적이다.
제3 이유는 퍼지 가스 공급 유닛(4)의 제어가 적절하지 않기 때문일 수 있다. 퍼지 가스 공급 유닛(4)에 의해 분사되는 퍼지 가스의 분사 방향, 분사 기간, 분사 타이밍, 유량 등을 제어하는 파라미터의 값이 적절하지 않은 경우, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공기 농도가 증가한다. 따라서, 공기가 완전히 배출되지 않아 공기가 보이드로 남을 수 있다. 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공간에 퍼지 가스를 지속적으로 공급하는 것이 어려운 경우가 많다. 예를 들어, 러닝 코스트가 높고, 간섭계 등이 기판(S)의 위치 및 자세의 제어에 사용되는 경우, 퍼지 가스가 간섭계의 광로의 굴절률을 변화시킴으로써, 간섭계의 계측 정밀도를 저하시키는 것이 그 이유이다. 따라서, 퍼지 가스의 공급량을 가능한 한 감소시키는 요건 하에서, 퍼지 가스의 분사 방향, 분사 기간, 분사 타이밍, 유량 등을 적절하게 설정할 수 있다.
단계 S206(평가 공정)에서의 평가 결과가 퍼지 가스 공급 유닛(4)을 제어하는 파라미터(예를 들어, 분사 방향, 분사 기간, 분사 타이밍, 또는 유량)의 값이 적절하지 않다고 나타나는 경우에는, 단계 S209(조정 공정)에서 해당 파라미터의 값이 변경될 수 있다. 임프린트재를 경화시킴으로써 샘플이 형성되는 구현 형태에서는, 복수의 파라미터 값을 설정하고, 대응하는 파라미터 값에 따라 기판의 복수의 영역에 대해 샘플을 형성하는 것이 효율적이다.
제4 이유는, 구동 유닛(DRVU)에 의한 임프린트재와 몰드 사이의 접촉 및 분리에 대한 제어가 적절하지 않기 때문이다. 구동 유닛(DRVU)에 의한 기판(S) 위의 임프린트재와 테스트 몰드(TM) 사이의 접촉 및 분리를 제어하기 위한 파라미터의 값이 적절하지 않은 경우, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공기는 완전히 배출되지 않고, 따라서 공기가 보이드로서 남을 수 있다. 파라미터는, 예를 들어 구동 유닛(DRVU)에 의해 임프린트재와 테스트 몰드(TM)를 서로 근접시킬 때의 기판(S)과 테스트 몰드(TM)의 상대적인 가속도 또는 속도, 임프린트재의 경화 시의 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 거리 등이 있을 수 있다.
단계 S206(평가 공정)에서의 평가 결과가 구동 유닛(DRVU)을 제어하는 파라미터의 값이 적절하지 않다고 나타나는 경우에는, 단계 S209(조정 공정)에서 해당 파라미터의 값이 변경될 수 있다. 임프린트재를 경화시킴으로써 샘플이 형성되는 구현 형태에서는, 복수의 파라미터 값을 설정하고, 대응하는 파라미터 값에 따라 기판의 복수의 영역에 대해 샘플을 형성하는 것이 효율적이다.
제5 이유는, 구동 유닛(DRVU)에 의한 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 상대적인 각도의 제어가 적절하지 않기 때문일 수 있다. 이 경우, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공기가 완전히 배출되지 않고, 따라서 공기가 보이드로서 남을 수 있다. 단, 이 경우에는, 그 상대적인 각도에 따라, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 경향과는 상이한 경향이 얻어질 수 있다.
이하, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 임프린트 장치(100)의 구성요소가 화학 물질에 의해 오염될 때 나타날 수 있는 결함에 관하여 설명한다. 도 4a는 검사 유닛(6)에 의해 촬상된 샘플의 화상의 예를 도시하고, 도 4b는 도 4a에 도시된 화상의 일부를 확대하여 얻은 화상의 예를 도시한다. 화학 물질에 의한 오염을 원인으로 하는 결함은 주기적으로 나타나는 경우가 많고, 개별 결함은 원 형상과 유사한 형상을 갖는 경우가 많다. 결함 위치를 나타내는 화상이 푸리에 변환을 통해 분석되는 경우, 디스펜서(3)의 토출구로부터의 임프린트재의 토출 간격과 주파수가 일치할 수 있다. 패턴의 형성을 저해하는 화학 물질에 기인하는 결함(이하, 화학 오염 결함이라 함)만의 총 수를 조사하는 경우, 이하에 설명되는 방법이 유용하다. 이 방법에서는, 검사 유닛(6)에 의해 검출된 결함의 총 수에 대한 화학 오염 결함의 수의 비율은, 푸리에 변환 분석에 의해 얻어진 1차 및 0차의 푸리에 피크 체적에 의해 얻어지는 비율에 기초하여 계산될 수 있다. 이 비율에 검출된 결함의 총 수를 곱하면, 화학 오염 결함의 수를 얻을 수 있다.
상기 화학 오염 결함이 발생하는 경우, 임프린트 장치(100)의 내부에는, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 공간에 임프린트재의 충전을 저해하는 화학 물질이 존재한다고 가정한다. 화학 오염 결함은 필터(8)를 형성하는 케미컬 필터의 불량한 성능에 의해 발생한다고 생각될 수 있다. 이 경우, 화학 오염 결함이 발생할 수 있다. 따라서, 케미컬 필터를 교체할 필요가 있다. 케미컬 필터의 사용 기간이 케미컬 필터의 수명보다 짧은 경우에는, 임프린트 장치(100)가 설치된 클린 룸을 조사할 필요가 있다.
도 5a는 검사 유닛(6)에 의해 촬상된 샘플의 화상을 도시하고, 샘플은 기판(S) 전체에 형성되어 있다. 도 5b는 도 5a에 도시된 화상의 일부로서의 샷 영역의 화상의 예를 도시한다. 도 5a 및 5b에 있어서, 각 샷 영역은 직사각형으로 도시되어 있다. 기판(S)의 샷 영역의 전부 또는 일부에 대해 결함 분포가 공통이고 어떤 개소를 중심으로 하여 파문 형상이 형성되는 경우, 화학 물질이 테스트 몰드(TM)에 부착되어 있을 가능성이 높다. 이러한 상황에서, 케미컬 필터의 파손이 발생되지 않은 경우, 임프린트 장치(100)의 구성요소로부터 화학 물질이 누출되어 나올 수 있다. 예를 들어, 구동 유닛(DRVU)에 의해 사용되는 오일 그리스나, 유지보수나 클리닝에 의해 사용되는 잔류 유기 용매에 의해 테스트 몰드(TM)에 대한 화학 물질의 부착이 유발되는 것으로 생각할 수 있다. 어떤 조작에 의해 이러한 결함이 발생한 경우에는, 이전의 작업에서 사용된 용제 등에 문제가 없었는지를 확인하고, 오염원을 제거할 필요가 있다.
도 6a 및 도 6b를 참조하여 임프린트 장치(100) 내에 무기물 등의 파티클이 있는 경우에 현저하게 나타나는 결함에 관해 설명한다. 도 6a 및 도 6b는, 검사 유닛(6)에 의해 촬상된 샘플의 화상의 예를 도시하고 있다. 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이에 파티클이 존재하는 상태에서 샘플이 형성된 경우, 도 6a의 점선 동그라미로 표시된 부분과 같이, 파티클을 중심으로 하는 동심원 형상의 결함이 발생할 수 있다. 파티클이 원 형상을 갖지 않은 경우에는, 결함은 파티클의 형상에 따른 형상을 가질 수 있다. 파티클의 발생의 원인으로는, 예를 들어 임프린트 장치(100) 내의 먼지 또는 외부로부터 임프린트 장치(100)로의 파티클의 침입이 있다고 가정된다. 파티클에 의한 결함이 발생하는 경우, 임프린트 장치(100)는 매우 위험한 상태가 된다. 예를 들어, 파티클의 경도가 테스트 몰드(TM)의 경도보다 높은 경우, 단일 임프린팅 동작에 의해 테스트 몰드(TM)가 손상될 수 있다. 따라서, 파티클의 원인을 파악하고, 원인에 대한 조치를 취하는 것이 필요하다. 예를 들어, 임프린트 장치(100) 내부의 먼지가 원인이면, 클리닝, 부품 교환 등이 필요하다. 임프린트 장치(100)의 외부로부터의 파티클의 침입이 원인이면, 침입 경로를 막거나, 챔버(10)의 내부 압력을 양으로 하는 등의 처치가 필요하다. 또한, 파티클의 조성을 분석하고, 조성을 임프린트 장치(100)의 부품의 재료와 비교하는 방법을 사용하여 먼지 공급원을 확인하는 것이 중요하다.
도 6b는 기판 전체에 대한 검사 결과의 예를 도시한다. 기판의 복수의 샷 영역에 대한 연속 임프린팅의 경우, 특정 샷 영역 이후의 샷 영역에 대한 임프린팅에서 동일 위치에 결함이 발생하는 경우, 테스트 몰드(TM)에 파티클이 부착될 수 있음을 시사하고 있다. 이 경우, 테스트 몰드(TM)가 손상되었다고 확인하고, 테스트 몰드(TM)로부터 파티클을 제거하는 클리닝을 수행할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 파티클의 발생 원인을 확인하고, 원인에 대한 대책을 취할 수 있다.
이상과 같이, 테스트 몰드를 사용하여 샘플을 준비하고 샘플의 평가 결과에 따라 임프린트 장치를 조정함으로써, 패턴 몰드를 사용하여 조정을 실시하는 경우에 비하여, 임프린트 장치의 조정을 위한 비용을 저감시킬 수 있다. 또한, 평가 결과를 분류함으로써, 효과적으로 결함의 원인을 확인할 수 있다.
일반적으로, 임프린트 장치에 있어서 발생하는 결함을 평가할 때, 결함 검사용 패턴 몰드를 사용하여 기판 위에 패턴이 형성될 수 있다. 그러나, 패턴 몰드 특유의 원인으로 발생하는 결함 이외에 관해서는, 테스트 몰드를 사용한 결함 평가가 모든 결함 유형의 대부분을 커버하는 것이 가능하다.
패턴 몰드에는 매우 미세한 가공이 실행된다. 따라서, 기판과 패턴 몰드 사이에 파티클이 존재하는 경우에는, 패턴이 손상되어 이용 불가능하게 될 수 있다. 또한, 임프린팅을 소정 횟수 이상 반복하여 수행함으로써, 임프린트재에의 접촉이나 경화된 임프린트재로부터의 분리 시의 충격에 의해 패턴 몰드의 패턴이 손상될 수도 있다. 일반적으로, 패턴 몰드의 서비스 수명은 임프린팅이 수행되는 횟수에 기초한다. 임프린팅이 서비스 수명에 대응하는 횟수 수행되기 전에 패턴이 손상되는 경우, 수명은 그 시점에서 완료된다. 따라서, 손상 위험이 없는 저렴한 테스트 몰드를 사용하여 임프린트 장치를 조정하는 것이 비용 절감 측면에서 매우 유리하다.
임프린트 장치가 다른 성능 지표의 하나로서 스루풋 성능이 있다. 스루풋 성능은, 예를 들어 단위 시간당 처리되는 기판의 매수이다. 임프린트 장치에서, 스루풋 성능에 크게 영향을 주는 파라미터로서, 패턴 몰드의 패턴을 구성하는 오목부에 임프린트재를 충전하는데 걸리는 충전 기간을 들 수 있다. 이 충전 기간은, 경화 이전에 기판 상의 임프린트재에 패턴 몰드를 접촉하는 시간인, 전술한 접촉 기간에 대응한다. 충전 기간(접촉 기간) 및 결함은 상관관계가 있다. 충전 기간을 길게 함으로써, 패턴을 구성하는 오목부에 대한 임프린트재의 충전율이 높아진다. 따라서, 기판과 몰드 사이에서 임프린트재가 용이하게 신장되므로, 결함의 수가 감소된다. 따라서, 결함을 허용 가능한 레벨로 억제하기 위해 요구되는 충전 기간은 스루풋 성능에 크게 영향을 준다.
도 7은, 충전 기간(접촉 기간)과 결함 밀도 사이의 관계의 예를 도시하는 도면이다. 횡축은 충전 기간(접촉 기간)을 나타내며, 종축은 결함 밀도를 나타낸다. 도 7에서, 테스트 몰드를 사용하는 경우의 접촉 기간과 결함 밀도 사이의 관계의 예가 도시되어 있다. 도 7에는, 30 나노미터의 라인 앤드 스페이스 패턴(line and space pattern)을 갖는 패턴 몰드를 사용하는 경우의 충전 기간(접촉 기간)과 결함 밀도 사이의 관계의 예가 또한 도시되어 있다. 도 7에는, 50 나노미터의 라인 앤드 스페이스 패턴을 갖는 패턴 몰드를 사용하는 경우의 충전 기간(접촉 기간)과 결함 밀도 사이의 관계의 예가 또한 도시되어 있다. 상기 3가지 몰드가 사용되는 경우의 평가는, 상이한 몰드가 사용되는 것을 제외하고 동일한 조건하에 수행된다. 결함 밀도가 0이 되는 충전 기간(접촉 기간)은, 발생할 수 있는 결함이 없는 것을 보증할 수 있는 최단 충전 기간(최단 접촉 기간)이다.
도 7로부터 명확한 바와 같이, 조건이 동일한 데도 불구하고, 테스트 몰드를 사용하는 경우의 최단 접촉 기간이 패턴 몰드를 사용하는 경우의 최단 충전 기간(최단 접촉 기간)보다 길다. 이것은, 테스트 몰드를 사용하는 경우에는, 패턴 몰드를 사용하는 경우에 비하여, 기판과 몰드 사이에서 임프린트재가 잘 신장되지 않음을 나타내고 있다. 그 이유는, 패턴을 구성하는 오목부가 존재하기 때문에, 임프린트재가 오목부에 흡인되는 모세관 현상에 의해 임프린트재가 기판과 몰드 사이에서 쉽게 신장될 수 있기 때문이다. 30 나노미터의 라인 앤드 스페이스 에 대한 최단 충전 기간이 50 나노미터의 라인 앤드 스페이스 패턴보에 대한 최단 충전 기간보다 짧다는 사실도 상기 이유를 뒷받침한다.
도 7로부터 명백해진 바와 같이, 최단 충전 기간은 패턴을 구성하는 오목부의 밀도 및 치수에 의존한다. 따라서, 결함 검사용 패턴 몰드를 사용하여 최단 충전 기간을 결정한 경우에도, 실제 제품을 제조하기 위한 패턴 몰드의 오목부의 밀도 및 치수가 결함 검사용 패턴 몰드의 오목부의 밀도 및 치수와 상이하면, 최단 충전 기간을 보증할 수 없다. 따라서, 모세관 현상이 발생하지 않는 테스트 몰드를 사용하여 최단 충전 기간을 결정하는 것이 허용가능한 레벨로 결함을 억제하는 것을 보증하는데 더 유리하다.
테스트 몰드를 이용한 결함의 평가는, 몰드의 패턴에는 의존하지 않는 결함, 즉 임프린트 장치에 의해서만 야기되는 결함의 평가이므로, 임프린트 장치의 정기적인 성능 검사에 유용하다. 정기적인 성능 검사는 임프린트 장치를 동작시키는데 중요하다. 따라서, 장기간에 걸친 동작을 고려하면, 손상되기 쉽고 임프린트 장치로부터 발생하지 않는 결함도 유발할 수 있는 고가의 패턴 몰드 대신, 테스트 몰드를 사용하는 것이, 러닝 코스트의 저감이라는 관점에서 유리하다.
또한, 테스트 몰드를 사용한 임프린트 장치의 조정에서는, 조정에 간단한 샘플이 준비된다. 따라서, 이러한 조정은 검사 유닛(6)으로서 고가의 검사 유닛을 채용하지 않는 점에서 유리하다.
이외에, 테스트 몰드를 사용한 결함의 평가는, 임프린팅의 결과가 불안정한 경우, 불안정한 결과가 임프린트 장치에 기인한 것인지 또는 다른 원인(예를 들어, 프로세스와 패턴 사이의 매칭 등)에 기인한 의한 것인지의 판별에 유리하다. 예를 들어, 기판과 몰드 사이의 간격이나 상대적인 각도, 퍼지 가스의 공급 조건 등이 미묘하게 변화하는 경우, 테스트 몰드를 사용하여 임프린트 장치의 상태를 관리해 둠으로써 그 미묘한 변화를 신속히 파악할 수 있다.
상술한 단계 S206(평가 공정)에서의 평가는, 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역으로서의 평탄 영역에서의 임프린트재의 상태 평가(이하, 제1 평가라 함)이다. 그리고, 단계 S209(조정 공정)에서는, 제1 평가의 결과에 기초하여 임프린트 장치(100)가 조정된다. 그러나, 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역 전체가 평탄 영역으로 형성되지 않을 수 있다. 접촉 영역은 평탄 영역 이외에 얼라인먼트 마크가 배치된 마크 영역을 포함할 수 있다. 이 경우, 전술한 단계 S206(평가 공정)에서의 평가는, 접촉 영역의 얼라인먼트 마크를 검출하는 것에 의한 얼라인먼트 성능의 평가(이하, 제2 평가라 함)를 더 포함할 수 있다. 그리고, 단계 S209(조정 공정)에서, 제1 평가 및 제2 평가의 결과에 기초하여 임프린트 장치(100)가 조정될 수 있다. 테스트 몰드(TM)의 접촉 영역에 제공된 얼라인먼트 마크는, 기판(S)과 테스트 몰드(TM) 사이의 얼라인먼트 시에 얼라인먼트 스코프(5)에 의해 검출될 수 있다. 구체적으로는, 얼라인먼트 스코프(5)에 의해 테스트 몰드(TM)의 얼라인먼트 마크와 기판(S)의 얼라인먼트 마크의 상대 위치를 검출할 수 있고, 검출된 상대 위치에 기초하여 기판(S)의 샷 영역과 테스트 몰드(TM)의 얼라인먼트가 실행된다. 얼라인먼트 성능은, 예를 들어 기판(S)의 샷 영역과 몰드(TM)(PM) 사이의 얼라인먼트의 정밀도에 관한 성능이다. 얼라인먼트 성능은, 테스트 몰드(TM)를 사용하여 준비된 샘플을 검사 유닛(6)에 의해 검사함으로써 평가될 수 있다. 구체적으로는, 기판(S)에 원래 있던 얼라인먼트 마크와 테스트 몰드(TM)에 의해 전사된 얼라인먼트 마크의 상대 위치는 검사 유닛(6)에 의해 검사될 수 있다.
테스트 몰드(TM)의 접촉 영역에 얼라인먼트 마크를 제공함으로써, 제1 평가 및 제2 평가를 동시에 수행할 수 있다. 따라서, 예를 들어 임프린트 장치(100)의 유지 보수에 소요되는 시간을 단축할 수 있다.
상기한 조정 방법에 의해 조정된 임프린트 장치(100)를 사용하여, 물품을 제조하기 위한 임프린팅 방법이 수행된다. 임프린팅 방법에서는, 먼저, 디스펜서(3)에 의해 기판(S) 상에 미경화 상태의 임프린트재가 공급 또는 배치된다. 계속해서, 기판(S) 상의 임프린트재에 패턴 몰드(PM)가 접촉하도록 구동 유닛(DRVU)이 기판(S)과 패턴 몰드(PM)의 상대 위치를 조정한다. 상대 위치의 조정과 동시에, 몰드 구동부(MDRV)의 제1 변형 기구(ZDM)가 Z축 방향의 패턴 몰드(PM)의 형상을 제어한다. 구체적으로는, 패턴 몰드(PM)가 기판(S) 상의 임프린트재에 접촉하기 전에, 제1 변형 기구(ZDM)는 기판(S)을 향해 볼록 형상을 갖도록 몰드(PM)를 제어한다. 패턴 몰드(PM)의 일부가 임프린트재와 접촉한 후에는, 제1 변형 기구(ZDM)는 패턴 몰드(PM)가 볼록 형상으로부터 서서히 평면 형상이 되도록 패턴 몰드(PM)의 변형을 제어한다. 또한, 기판(S) 상의 임프린트재에 몰드(PM)가 접촉하기 전의 원하는 타이밍에, 퍼지 가스 공급 유닛(4)에 의해 기판(S)과 패턴 몰드(PM) 사이의 공간에 퍼지 가스의 공급이 개시될 수 있다. 계속해서, 기판(S) 상의 임프린트재에 패턴 몰드(PM)가 접촉하고 나서 설정된 시간이 경과한 때, 경화 유닛(1)이 임프린트재에 경화를 위한 에너지를 공급하여, 임프린트재가 경화된다. 계속해서, 경화된 임프린트재가 패턴 몰드(PM)로부터 분리된다. 따라서, 기판(S) 상에 공급된 임프린트재에 패턴 몰드(PM)의 패턴이 전사된다.
도 8은 응용예로서의 임프린트 시스템(1000)의 구성예를 도시한다. 임프린트 시스템(1000)은 복수의 임프린트 장치(100)를 구비하고 있다. 이 예에서는, 복수의 임프린트 장치(100)를 서로 구별하기 위해, 부호 100-A, 100-B, 100-C, 및 100-D가 임프린트 장치(100)에 할당되어 있다. 임프린트 시스템(1000)은, 임프린트 장치(100-A, 100-B, 100-C, 100-D) 사이에 공유되는 반송 기구(20)를 구비하고 있다. 이외에, 경화 유닛(1)의 에너지원(예를 들어, 광원)은 임프린트 장치(100-A, 100-B, 100-C, 100-D) 사이에서 공유될 수 있다.
도 9는 임프린트 시스템(1000)에 있어서의 임프린트 장치(100-A)의 조정 방법의 예를 도시한다. 단계 S901에서는, 테스트 몰드(TM)가 임프린트 장치(100-A)의 챔버(10) 내에 로드되고, 몰드 구동부(MDRV)의 몰드 보유지지부에 부착된다. 단계 S902에서는, 기판(S)이 임프린트 장치(100-A)의 챔버(10) 내에 로드되어, 기판 보유지지부(SH)에 적재된다. 단계 S903(준비 공정)에서, 도 2의 단계 S203 내지 S205의 처리에 따라, 임프린트 장치(100-A)에 있어서 샘플이 형성된다. 단계 S904에서는, 반송 기구(20)가 임프린트 장치(100-A)로부터 임프린트 장치(100-B)에 샘플을 반송한다. 단계 S904(평가 공정)에서, 도 2의 단계 S206과 마찬가지로, 임프린트 장치(100-B)에서 검사 유닛(6)에 의해 샘플이 평가된다. 임프린트 장치(100-B)에서 샘플이 평가되고 있는 동안, 임프린트 장치(100-A)에서 상이한 기판에 대하여 샘플이 형성되어도 된다. 단계 S906에서는, 단계 S905에서의 평가 결과가 샘플이 허용가능하다고 나타내면, 처리는 단계 S907로 진행한다. 결과가 샘플이 허용불가능하다고 나타내면, 처리는 단계 S908로 진행한다. 단계 S907에서는, 테스트 몰드(TM) 및 기판(S)이 언로드된다. 단계 S908에서는, 단계 S905에 있어서의 평가 결과가 임프린트 장치(100-B)로부터 임프린트 장치(100-A)에 전송된다. S909(조정 공정)에서, 도 2의 단계 S209와 마찬가지로, 임프린트 장치(100-A)에서의 임프린팅의 조건이 조정(변경)된다. 단계 S910에서, 반송 기구(20)가 임프린트 장치(100-B)로부터 임프린트 장치(100-A)에 기판(샘플)을 반송한다. 그 후, 새로운 조건에서, 단계 S903로부터의 처리가 다시 수행된다.
이제, 임프린트 장치(100)를 사용하여 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대하여 설명한다. 물품은, 예를 들어 반도체 집적 회로 소자, 액정 표시 소자 등일 수 있다. 물품 제조 방법은, 상기한 조정 방법에 의해 조정된 임프린트 장치(100)를 사용하여 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 필름 형상 기판)에 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 해당 제조 방법은, 패턴이 형성된 기판을 처리(예를 들어, 에칭)하는 공정을 포함할 수 있다. 패터닝된 미디어(기록 매체)나 광학 소자 등의 다른 물품이 제조되는 경우, 해당 제조 방법은, 에칭 대신에 패턴이 형성된 기판을 가공하기 위한 처리를 포함할 수 있다. 실시예에 따른 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
본 개시내용이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 개시내용은 개시된 예시적인 실시예에 제한되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 그러한 변형예 및 등가적 구조 및 기능 모두를 포함하도록 최광의의 해석에 따라야 한다.

Claims (17)

  1. 임프린트 장치를 조정하는 조정 방법이며,
    기판 위에 공급된 임프린트재에 테스트 몰드의 접촉 영역을 접촉시킨 상태를 평가하기 위한 샘플을 준비하는 준비 공정과,
    상기 샘플을 평가하는 평가 공정과,
    상기 평가 공정에서 얻어진 평가 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정하는 조정 공정을 포함하고,
    상기 접촉 영역은, 패턴을 갖지 않는 평탄 영역을 포함하고, 상기 평가 공정에서의 평가는, 상기 평탄 영역에서의 임프린트재의 상태의 평가인 제1 평가를 포함하고, 상기 조정 공정에서는 상기 제1 평가의 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정하는, 조정 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 준비 공정은, 상기 기판 위에 공급된 임프린트재에 상기 테스트 몰드의 상기 접촉 영역을 접촉시킨 상태에서 상기 임프린트재를 경화시키는 공정을 포함하는, 조정 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 접촉 영역은, 얼라인먼트 마크가 배치된 마크 영역을 더 포함하고,
    상기 평가 공정에서의 평가는, 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 것에 의한 얼라인먼트 성능의 평가인 제2 평가를 더 포함하며,
    상기 조정 공정에서는, 상기 제1 평가의 결과 및 상기 제2 평가의 결과에 기초하여 상기 임프린트 장치를 조정하는, 조정 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 준비 공정에서 준비된 샘플은 미경화 상태의 임프린트재이며, 상기 기판 위의 미경화 상태의 임프린트재에 상기 테스트 몰드의 접촉 영역을 접촉시키는, 조정 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 평탄 영역의 면적은 상기 접촉 영역의 면적의 30% 이상인, 조정 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 평가 공정에서의 평가는, 상기 샘플의 화상을 촬상하여 얻어지는 화상에 기초하여 수행되는, 조정 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 평가 공정에서의 평가는 상기 샘플의 결함 평가를 포함하는, 조정 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 결함은 보이드(void)를 포함하는, 조정 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 결함은 화학 물질에 의한 오염에 의해 발생된 결함을 포함하는, 조정 방법.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 결함은 파티클(particle)에 의해 발생된 결함을 포함하는, 조정 방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 임프린트 장치는 상기 기판과 상기 몰드 사이에 퍼지 가스(purge gas)를 공급하도록 구성되는 퍼지 가스 공급 유닛을 포함하며,
    상기 조정 공정에서의 조정은 퍼지 가스 공급 유닛의 조정을 포함하는, 조정 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 임프린트 장치는 상기 기판 위에 임프린트재를 공급하도록 구성되는 임프린트재 공급 유닛을 포함하며,
    상기 조정 공정에서의 조정은 상기 임프린트재 공급 유닛의 조정을 포함하는, 조정 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 조정 공정에서의 조정은, 상기 기판 위에 공급된 임프린트재에 상기 몰드가 접촉된 후에 상기 임프린트재를 경화시키는 시간의 조정을 포함하는, 조정 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 조정 공정에서의 조정은 상기 기판 위의 임프린트재와 상기 몰드 사이의 접촉 및 분리를 제어하기 위한 파라미터의 조정을 포함하는, 조정 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 조정 공정에서의 조정은 상기 기판과 상기 몰드 사이의 상대적인 각도의 조정을 포함하는, 조정 방법.
  16. 임프린팅 방법이며,
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 조정 방법에 따라 임프린트 장치를 조정하는 공정과,
    상기 임프린트 장치를 조정하는 공정에서 조정된 상기 임프린트 장치에 의해 기판 위에 임프린트재의 패턴을 형성하는 공정을 포함하는, 임프린팅 방법.
  17. 물품 제조 방법이며,
    제16항에 따른 임프린팅 방법에 따라 기판 위에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 공정을 포함하는, 물품 제조 방법.
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