KR20170092649A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기판의 표면 상태가 변화해도, 고정밀도로 기판의 표면 상태를 검출할 수 있는 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 본 발명의 임프린트 장치는, 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 기판에 광을 조사하고, 상기 기판으로부터의 반사광을 광학적으로 검출함으로써 상기 기판 상의 상기 임프린트재의 상태를 검출하고, 임프린트 공정 중에 검출 조건을 전환하는 검출부를 갖는 것을 특징으로 한다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법{IMPRINTING DEVICE, IMPRINTING METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 기판 상의 임프린트재의 상태를 검출하는 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.

임프린트 기술은, 형에 형성된 패턴을 기판 상에 공급된 임프린트재에 전사하는 기술이며, 반도체 디바이스나 자기 기억 매체를 제조하는 기술의 하나로서 제안되어 있다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재(예를 들어 광경화 수지)와 패턴이 형성된 형을 접촉시키고, 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킨다. 경화된 임프린트재와 형의 간격을 벌려서, 임프린트재로부터 형을 이격함으로써 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성(전사)할 수 있다.

임프린트 기술에 있어서, 형과 임프린트재(또는 기판)가 접촉할 때의 접촉 상태가 형성한 패턴의 양부에 영향을 주는 것이 알려져 있다. 특허문헌 1에는, 형과 임프린트재의 접촉 시에, 기판 상에 공급된 임프린트재의 액적의 퍼짐을 보는 것에 의해 형과 기판의 접촉 상태를 파악하는 방법이 제안되어 있다.

일본 특허 공표 제2006-514428호 공보

임프린트 장치로 기판 상에 패턴을 형성할 때에는, 기판에 임프린트재가 공급된 상태, 형을 임프린트재에 밀어붙인 상태, 임프린트재의 패턴이 형성된 상태 등과 같이 패턴 형성의 과정에 따라서 임프린트재의 상태가 변화한다. 게다가, 이미 패턴이 형성된 기판과, 패턴이 형성되지 않은 기판을 비교하면, 새로운 패턴 형성의 과정에 있어서, 임프린트재의 상태의 변화의 방식이 상이하다. 이 때문에, 특허문헌 1의 접촉 상태를 파악하는 방법에 있어서, 임프린트재의 상태를 검출하는 조건이 일정하다면, 패턴 형성의 과정에서 임프린트재의 상태가 변화한 때에 검출 조건이 맞지 않게 되어, 정확하게 임프린트재의 상태를 파악할 수 없는 경우가 있다.

본 발명의 임프린트 장치는, 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 기판에 광을 조사하고, 상기 기판으로부터의 반사광을 광학적으로 검출함으로써 상기 기판 상의 상기 임프린트재의 상태를 검출하고, 임프린트 공정 중에 검출 조건을 전환하는 검출부를 갖는 것을 특징으로 한다.

기판 상의 임프린트재의 상태가 변화해도, 고정밀도로 임프린트재의 상태를 검출하는 임프린트 장치를 제공할 수 있다.

도 1은 제1 실시 형태의 임프린트 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 임프린트 처리의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 3은 형과 기판의 단면과, 검출기로 검출되는 간섭 무늬를 도시한 도면이다.
도 4는 제1 실시 형태의 검출부를 도시한 도면이다.
도 5는 기판과 하지층으로부터의 반사광에 의한 간섭을 도시한 도면이다.
도 6은 광학 막 두께와 반사율의 관계를 도시한 도면이다.
도 7은 조명광의 편광의 차이에 따른 반사광의 차이를 도시한 도면이다.
도 8은 기판을 암시야 조명한 경우의 산란광과, 검출 화상을 도시한 도면이다.
도 9는 암시야 조명을 사용한 경우의 검출부를 도시한 도면이다.
도 10은 임프린트 처리의 공정마다에 있어서의 기판 표면의 상태를 도시한 도면이다.
도 11은 제2 실시 형태의 임프린트 처리의 흐름도를 도시한 도면이다.
도 12는 제2 실시 형태의 검출 모드를 도시한 도면이다.
도 13은 압인 공정에서의 기판과 형의 단면과, 검출되는 간섭 무늬를 도시한 도면이다.
도 14는 이형 공정에서의 기판과 형의 단면과, 검출되는 간섭 무늬를 도시한 도면이다.
도 15는 제3 실시 형태의 검출 모드 편집 화면을 설명하는 도면이다.
도 16은 제3 실시 형태의 레시피 편집 화면을 설명하는 도면이다.
도 17은 제3 실시 형태의 카메라 모니터를 설명하는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 형태를 첨부의 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 또한, 각 도면에 있어서, 동일한 부재에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 중복되는 설명은 생략한다.

(제1 실시 형태)

(임프린트 장치에 대해서)

도 1에 제1 실시 형태의 임프린트 장치(IMP)를 도시한다. 본 실시 형태의 임프린트 장치(IMP)는, 기판(W)을 유지하는 기판 유지부(1)와, 기판 유지부(1)를 지지하여 이동시키는 기판 스테이지(2)(기판 구동부)를 구비한다. 또한, 임프린트 장치(IMP)에는, 패턴(P)이 형성된 형(M)을 유지하는 형 유지부(3)와, 형 유지부(3)를 지지하여 이동시키는 형 스테이지(4)(형 구동부)와, 기판(W) 상에 임프린트재(R)를 공급하는 공급부(11)(디스펜서)를 구비한다. 단, 임프린트 장치(IMP)에 임프린트재(R)가 공급된 기판(W)을 반입하고, 임프린트 처리를 행하는 경우에는, 공급부(11)는 임프린트 장치(IMP)에 구비하고 있지 않아도 된다. 또한, 임프린트 장치(IMP)는, 임프린트 처리를 제어하는 제어부(CNT)와, 임프린트 장치(IMP)의 조작 화면을 생성하는 콘솔부(CONS)와, 조작 화면을 표시하는 표시 장치(12)(출력부)와, 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스(13)를 구비한다. 제어부(CNT)에는 연산부(CAL)를 포함한다.

제1 실시 형태의 임프린트 장치(IMP)는, 광을 조사함으로써 임프린트재(R)를 경화시키는 광경화법을 적용한 장치에 대하여 설명한다. 그것을 위해, 임프린트재(R)는 광(자외선)이 조사됨으로써 경화되는 광경화 수지(자외선 경화 수지)를 사용한다. 임프린트 장치(IMP)에는, 광(자외선(9))을 조사하는 광원(8)을 구비한다.

또한, 임프린트 장치(IMP)는, 마크 검출부(5)(얼라인먼트 스코프)를 구비한다. 마크 검출부(5)는 기판(W) 상의 샷 영역에 형성된 얼라인먼트 마크(기판측 마크(6))와, 형(M)에 형성된 얼라인먼트 마크(형측 마크(7))를 검출한다.

또한, 임프린트 장치(IMP)에는, 임프린트재(R)를 경화시키는 광과 다른 파장의 광(예를 들어 가시광)을 사용하여, 샷 영역 및 패턴(P)으로부터의 광(검출광) 중 적어도 한쪽을 검출하는 검출부(S)를 구비한다. 또한, 임프린트 장치(IMP)에는, 광원(8)으로부터의 광과 검출부(S)에 입사하는 광을 나누기 위한 광학 소자(10)를 구비한다. 도 1에 도시하는 임프린트 장치(IMP)에서는, 광학 소자(10)로서, 광원(8)으로부터 조사되는 자외선(9)을 반사하고, 검출광을 투과하는 특성을 갖는 다이크로익 미러를 사용한다.

(임프린트 처리에 대해서)

이어서, 임프린트 장치(IMP)에서 행해지는 임프린트 처리에 대하여 설명한다. 도 2는 임프린트 장치(IMP)에서 행해지는 임프린트 처리의 흐름도이다.

임프린트 장치(IMP)에 반입된 기판(W)은 기판 유지부(1)에 유지된다. 기판(W) 상에 임프린트재(R)를 공급(도포)하기 위해서, 기판 스테이지(2)가 이동하여 기판(W)을 공급부(11)의 아래에 배치한다. 공급부(11)로부터 임프린트재(R)를 토출함으로써 기판(W) 상에 임프린트재(R)를 공급한다(S01: 도포 공정).

기판(W) 상에 공급된 임프린트재(R)와 형(M)을 접촉(압인)시키기 위해서, 기판 스테이지(2)가 이동하여 기판(W)을 형(M)의 아래에 배치한다. 기판(W)과 형(M)의 간격을 좁혀서, 임프린트재(R)와 형(M)을 접촉시킴으로써 형(M)의 패턴(P)에 임프린트재(R)를 충전한다(S02: 압인 공정).

형(M)에는, 패턴(P)이 형성되어 있는 면과는 반대측의 면에, 패턴(P)의 영역보다도 큰 영역에 오목부를 갖는다. 형 유지부(3)의 중심에는, 광원(8)으로부터의 자외선(9)이 통과하는 부분이 설치되어 있고, 형(M)과 도시하지 않은 시일 유리에 의해 밀폐 공간(캐비티부)이 형성되어 있다. 이 밀폐 공간에는 도시하지 않은 압력 제어부가 접속되어 있고, 압인 공정에서는, 밀폐 공간의 압력을 제어할 수 있다. 압력 제어부는, 밀폐 공간의 압력을 높여서 형(M)을 기판(W)에 대하여 볼록 형상으로 변형시킬 수 있다. 형(M)과 임프린트재(R)가 접촉한 후, 압력 제어부는 밀폐 공간의 압력을 낮춰서, 형(M)의 패턴(P)과 임프린트재(R)가 접촉하도록 한다. 임프린트 장치(IMP)는, 형(M)을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서, 형(M)과 임프린트재(R)를 접촉시킴으로써, 기판(W)과 형(M) 사이에 기포가 끼이는 것을 억제한다.

제어부(CNT)의 연산부(CAL)는, 마크 검출부(5)가 검출한 기판측 마크(6)와 형측 마크(7)의 검출 결과로부터 기판(W)과 형(M)의 상대적인 위치 어긋남을 구한다. 제어부(CNT)는, 구한 상대적인 위치 어긋남의 결과에 기초하여, 위치 어긋남이 저감되도록 기판 스테이지(2)나 형 스테이지(4)을 제어하여, 기판(W)과 형(M)의 위치 정렬을 행한다. 상대적인 위치 어긋남에는, 시프트 성분이나 배율, 회전 성분 등이 포함된다. 또한, 임프린트 장치(IMP)는, 기판(W) 상에 형성되어 있는 샷 영역에 맞춰서, 형(M)의 패턴(P)(패턴 영역)의 형상을 보정할 수 있다(S03: 얼라인먼트 공정). 얼라인먼트 공정의 개시는, 압인 공정 전이어도 되고, 압인 공정 도중이어도 된다.

기판(W)과 형(M)을 위치 정렬한 후, 광원(8)으로부터 자외선(9)을 임프린트재(R)에 조사함으로써, 임프린트재(R)를 경화시킨다(S04: 경화 공정).

그리고, 경화한 임프린트재(R)로부터 형(M)을 분리함으로써, 기판(W) 상의 임프린트재에 패턴이 형성된다(S05: 이형 공정). 이들 일련의 임프린트 처리를 반복함으로써 기판(W) 상의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성할 수 있다.

(접촉 상태의 검출에 대해서)

제1 실시 형태의 임프린트 장치(IMP)는, 임프린트 처리를 행할 때에, 검출부(S)에 의해 기판(W)으로부터의 광을 검출함으로써, 임프린트재(R)의 상태를 관찰할 수 있다. 여기에서는 임프린트재의 상태를 검출함으로써, 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰한다. 이하, 검출부(S)가 기판(W)으로부터의 반사광을 검출하는 방법에 대하여 설명한다.

검출부(S)는, 기판(W)을 조명하기 위한 광을 조사한다. 기판(W)을 조명한 광은, 기판(W)의 표면 및 형(M)의 패턴면에서 반사되고, 기판(W)으로부터의 반사광과 형(M)으로부터의 반사광이 검출광으로서 검출부(S)에서 검출된다. 전술한 바와 같이 압인 공정일 때, 형(M)은 볼록 형상으로 되어 있기 때문에, 형(M)과 임프린트재(R)가 접촉한 부분으로부터, 형(M)과 기판(W)의 간격이 연속적으로 변화한다. 그 때문에, 검출부(S)에서는 간섭 무늬(소위 뉴튼 링)가 검출된다.

도 3에, 압인 공정인 때의 형(M)과 기판(W)의 단면과, 압인 공정일 때 검출부(S)에서 검출되는 간섭 무늬를 도시한다. 이 간섭 무늬의 검출 결과로부터, 제어부(CNT)는 임프린트재의 상태의 양부를 판정할 수 있다. 또한, 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰함으로써, 형(M)과 임프린트재(R)가 접촉할 때의, 형(M)과 기판(W)의 자세를 검출할 수 있다. 제1 실시 형태의 검출부(S)는, 높은 광학 성능의 광학계를 필요로 하지 않고, 간섭 무늬를 검출할 수 있는 광학계를 구비하고 있으면 된다. 또한, 검출부(S)에서는, 접촉 시에 한하지 않고, 형(M)과 기판(W)의 간격을 벌리는 이형 공정일 때 있어서도, 접촉 공정인 때와 마찬가지로 간섭 무늬를 검출할 수 있다. 그 때문에, 이형 시에 있어서의 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰함으로써, 이형할 때의 형(M)과 기판(W)의 자세를 검출할 수 있다.

도 4에, 제1 실시 형태의 검출부(S)를 도시한다. 도 4에서는, 형 유지부(3), 형 스테이지(4), 광학 소자(10) 등이 생략되어 있다. 검출부(S)는, 형(M)과 기판(W)을 조명하는 조명부(31)를 구비한다. 조명부(31)는 조명용의 광원(32)을 갖고, 광원(32)으로부터 조명광이 조사된다. 광원(32)으로부터의 조명광은 빔 스플리터(33)에서 반사되고, 렌즈(34)를 투과하여 기판(W) 상을 조명한다. 빔 스플리터(33)는 예를 들어 하프 미러이며, 도 4에 도시한 바와 같은 큐브형 빔 스플리터여도 되고, 플레이트형의 빔 스플리터여도 된다. 조명부(31)로부터의 조명광은 기판(W)에서 반사되고, 검출광으로서 렌즈(34)와 빔 스플리터(33)를 투과하고, 렌즈(36)로 촬상 소자(35)(촬상부)의 수광면에 결상된다. 촬상 소자(35)의 수광면은, 렌즈(34) 및 렌즈(36)에 의해, 임프린트재(R)에 접촉한 형(M)의 패턴(P) 및 기판(W)의 표면에 대하여 광학적으로 공액이 되도록 구성되어 있다. 또한, 촬상 소자(35)의 수광면은, 샷 영역의 전체면 또는 그 일부가 관찰할 수 있도록 구성되어 있다. 촬상 소자(35)로 검출된 화상에 기초하여, 기판(W)이나, 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 형(M)의 접촉 상태를 관찰할 수 있다.

조명부(31)는 또한 파장 전환 기구(37), 편광 전환 기구(38), 조명 방식 전환 기구(39)와 개구 조리개(40)를 갖는다. 개구 조리개(40)는 렌즈(36)의 동공면에 배치되어 있고, 파장 전환 기구(37), 편광 전환 기구(38) 및 조명 방식 전환 기구(39)는 광원(32)과 빔 스플리터(33)의 사이에 배치되어 있고, 각각 렌즈(36)의 동공면과 공액인 면 또는 그 근방에 배치되어 있다. 파장 전환 기구(37), 편광 전환 기구(38) 및 조명 방식 전환 기구(39)에 의해, 검출부(S)의 검출 조건을 전환할 수 있고, 촬상 소자(35)로 검출되는 화상을 조정할 수 있다. 이하, 이들 전환 기구의 효과에 대해서 각각 설명한다.

(검출부의 파장 전환 기구에 대해서)

제1 실시 형태의 조명용의 광원(32)은 예를 들어 할로겐 램프나 크세논 램프, 메탈할라이드 램프 등의 방사 램프이며, 파장 대역이 넓은 광을 방사한다. 검출부(S)는, 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰하기 위해서, 형(M)과 기판(W)의 반사광에 의해 형성되는 간섭 무늬를 검출하고 있다. 형(M)과 기판(W)의 간격을 d, 조명광의 파장을 λ로 했을 때, 2d=mλ(m은 자연수)일 때 형(M)과 기판(W)의 반사광이 서로 강화되어 명 링이 관찰되고, 2d=(m+1/2)λ일 때는 형(M)과 기판(W)의 반사광이 서로 상쇄되어 암 링이 관찰된다. 형(M)과 기판(W)을 파장 대역이 넓은 백색광으로 조명하면, 관찰되는 간섭 무늬의 피치가 파장마다 조금씩 어긋나서 겹치기 때문에, 간섭 무늬의 콘트라스트가 저하된다. 그 때문에, 조명광의 파장 대역은 좁은 것이 바람직하다.

도 5에, 하지층(B)이 형성되어 있는 기판(W)을 도시한다. 기판(W)에는, 반도체 디바이스를 제조하기 위하여 복수의 하지층(B)이 형성되어 있는 경우가 있다. 도 5에서는, 기판(W)에 단층의 하지층(B)이 형성되어 있는 경우를 생각한다. 형(M)과 기판(W)으로부터의 반사광에 의해 형성되는 간섭 무늬일 때와 마찬가지로, 도 5의 (A)와 같이 기판(W)으로부터의 반사광과, 하지층(B)의 표면으로부터의 반사광의 간섭을 생각할 수 있다. 하지층(B)의 굴절률을 n, 두께를 t라 하면, 2nt=mλ일 때 기판(W)으로부터의 반사광과 하지층(B)의 표면으로부터의 반사광이 서로 강화되기 때문에, 기판(W) 전체의 반사율은 높아진다. 한편, 2nt=(m+1/2)λ일 때는, 기판(W)으로부터의 반사광과 하지층(B) 표면으로부터의 반사광이 서로 상쇄되기 때문에, 기판(W) 전체의 반사율은 낮아진다.

따라서, 도 6에 도시하는 바와 같이 기판(W) 전체의 반사율은, 하지층(B)의 광학 막 두께 nt에 따라 변화한다. 실제의 하지층(B)에는 다수의 층이 적층되어 있고, 각 층에서 간섭을 생각해도 된다. 다수의 층이 적층되어 있는 하지층(B)에 대해서는, 조명광의 파장에 따라 간섭하는 층이 상이하고, 기판(W) 전체의 반사율이 변화하게 된다. 기판(W) 전체의 반사율이 낮아지면, 간섭 무늬의 콘트라스트가 저하되어버리기 때문에, 기판(W) 전체의 반사율이 높아지는 파장을 선택하는 것이 바람직하다.

또한, 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 전(압인 공정 전)에는 기판(W) 상에 임프린트재(R)가 퍼져 있지 않기 때문에, 기판(W)의 반사율은, 기판(W)과 하지층(B)의 간섭만을 생각하면 된다. 그러나, 형(M)과 임프린트재(R)의 이형 후에는 기판(W) 상에 임프린트재(R)가 퍼져 있기 때문에, 접촉 전의 간섭 상태를 도시하는 도 5의 (A)와, 이형 후의 간섭 상태를 도시하는 도 5의 (B)와 같이, 접촉 전과 이형 후에는 간섭 상태가 변화된다. 그 때문에, 기판(W) 전체의 반사율이 최대가 되는 파장이 변화되므로, 접촉 전과 이형 후에도 조명광의 파장을 전환할 수 있는 것이 바람직하다. 검출부(S)는, 이형 후에 기판(W)으로부터의 광을 검출함으로써 기판 상에 형성된 임프린트재(R)의 패턴의 상태를 관찰할 수 있다. 예를 들어, 기판(W) 상에 전사된 요철 패턴의 결함 유무를 검출하고, 패턴 형성의 양부 판정을 행할 수 있다.

제1 실시 형태의 검출부(S)는, 조사 조건으로서 조명광의 파장을 선택하기 위한 파장 전환 기구(37)를 구비한다. 파장 전환 기구(37)는 대역 통과 필터 또는 장파장 커트 필터 및 단파장 커트 필터가 도시하지 않은 터릿 또는 슬라이드 기구에 배치되어 있고, 조명광의 광로 상의 필터를 전환함으로써, 광원(32)으로부터의 광의 파장을 선택할 수 있다. 따라서, 제1 실시 형태의 검출부(S)는 여러가지 하지가 형성된 기판(W)에 대하여 최적의 조건에서 검출광을 검출할 수 있다. 또한, 접촉 전과 이형 후에 있어서도 최적의 조사 조건에서 검출광을 검출할 수 있다.

제1 실시 형태에서는 광원(32)으로부터 광대역의 광을 방사하는 램프인 경우에 대하여 설명했지만, 본 발명은 광원의 종류에 의해 한정되는 것은 아니다. 광원은 예를 들어 LED 등의 협대역의 광을 방사하는 것이어도 된다. 파장 전환 기구(37)에서 조명광의 파장을 선택하는 대신, 발광 중심 파장이 상이한 LED를 복수 배열한 광원으로부터, 발광시킬 LED를 선택함으로써 조명광의 파장을 선택해도 된다.

제1 실시 형태에 있어서, 검출부(S)의 조명광은 가시광인 경우에 대하여 설명했지만, 임프린트재(R)를 경화시키는 광이 아니면 되고, 예를 들어 적외광이어도 된다.

(검출부의 편광 전환 기구에 대해서)

기판(W)에 형성된 하지층(B)에 패턴이 형성되어 있는 경우가 있다. 예를 들어 하지층(B)에, 1 방향으로 신장하는 라인 앤드 스페이스(L/S) 패턴이 형성되어 있고, L/S 패턴의 피치가 검출부(S)로부터 조사되는 조명광의 파장보다도 짧은 경우가 있다. 이렇게 조명광의 파장보다도 작은 구조물을 갖는 패턴의 유효 굴절률은, 구조물의 굴절률과 구조물의 피치나 선 폭, 깊이, 나아가 입사광의 편광 방향에 따라 변화한다.

도 7에 조명광의 파장보다도 작은 구조물을 갖는 패턴에 편광된 광이 입사되었을 때의 반사광을 도시한다. 도 7의 (A)는 패턴의 피치 방향(X축)과, 조명광의 전기장 벡터의 진동 방향(편광 방향)이 평행인 경우를 도시한다. 도 7의 (B)는 패턴의 피치 방향(X축)과, 조명광의 편광 방향(Y축)이 수직인 경우를 도시한다. 패턴의 피치 방향과 조명광의 편광 방향이 평행인 경우 쪽이, 수직인 경우보다도 반사율이 높다. 이렇게 L/S 패턴의 피치 방향과, 조명광의 편광 방향(편광 상태)에 의해, 기판(W) 전체의 반사율이 변화한다.

따라서, 형(M)에 의한 반사광과 기판(W)의 반사광에 의해 형성되는 간섭 무늬를 콘트라스트 좋게 검출하기 위해서는, 기판(W) 전체의 반사율이 최대가 되는 편광 방향의 광을 조명하는 것이 바람직하다. 도 7에서는 하지층(B)에 형성된 L/S 패턴의 피치 방향에 따라서 조명광의 편광 방향을 정하였다. 그러나, 임프린트 처리에 의해 하지층(B)과는 다른 패턴이 형성된 후에는 새롭게 형성된 패턴에 따라서 검출부(S)로부터의 조명광의 편광 방향을 전환하는 것이 바람직하다.

제1 실시 형태의 임프린트 장치에는, 조명광의 편광 방향을 전환하기 위한 편광 전환 기구(38)를 구비한다. 제1 실시 형태의 검출부(S)의 광원(32)은 예를 들어 할로겐 램프 등의 방사 램프이며, 랜덤 편광의 광을 조사한다. 편광 전환 기구(38)는 조명광의 편광 방향을 직선 편광으로 변환하는 복수의 편광자가, 도시하지 않은 터릿 또는 슬라이드 기구에 구성되어 있다. 조명광의 광로 상에서 편광자를 출입시킴으로써 조명광의 편광 방향을 임의의 방향의 직선 편광으로 변환할 수 있다. 또한, 직선 편광으로 변환하는 편광자가, 조명광의 광축을 중심으로 회전 가능하게 회전 기구에 구성되어 있어도 된다. 또한, 조명광의 광로 상에 배치된 편광자와 광축을 중심으로 회전 가능한 1/2 파장판을 포함하는 편광 방향 변경 유닛을 사용할 수 있다. 검출부(S)의 광원(32)으로부터의 랜덤 편광인채로 조명하고자 하는 경우에는, 조명광의 광로 상에 편광자가 배치되지 않도록 하면 된다. 기판에 조사하는 광의 편광 방향을 전환함으로써, 기판을 조사하는 광의 조사 조건을 전환하고 있다.

검출부(S)는 또한 빔 스플리터(33)와 촬상 소자(35) 사이에, 도시하지 않은 1/4 파장판을 갖는다. 편광 전환 기구(38)로 직선 편광으로 변환된 조명광은, 빔 스플리터(33)에서 반사되어, 렌즈(34)를 투과하고, 기판(W)을 조명한다. 조명광은 기판(W)에서 반사되고, 빔 스플리터(33)를 투과하고, 1/4 파장판에 입사한다. 1/4 파장판에 입사한 직선 편광은 원편광으로 변환되고, 렌즈(36)로 촬상 소자(35)의 수광면에 결상된다. 편광자에는, 예를 들어 편광판이나, 유전체 다층막에 의한 편광 빔 스플리터, 와이어 그리드 편광자, 방해석 프리즘 등이 사용되지만, 본 발명은 편광자의 종류에 따라 한정되는 것은 아니다.

또한, 제1 실시 형태의 편광 전환 기구(38)는 조명광의 광로에 배치되어 있는 경우에 대하여 설명했지만, 편광 전환 기구(38)는 검출광의 광로에 배치되어 있어도 된다. 이 경우에는, 편광 전환 기구(38)는 빔 스플리터(33)와 촬상 소자(35) 사이의 렌즈(36)의 동공면 근방에 배치되고, 검출광으로부터 임의의 편광 방향의 직선 편광으로 변환한다. 편광 전환 기구(38)와 촬상 소자(35) 사이에 1/4 파장판을 배치하고, 직선 편광으로 변환된 검출광을 원편광으로 변환한다.

검출부(S)의 광원(32)이 예를 들어 레이저와 같은 직선 편광을 조사하는 광원인 경우에는, 편광 전환 기구(38)는 1/2 파장판을 갖고, 광원으로부터의 편광의 방향과 1/2 파장판의 지상축 방향의 관계에 따라, 임의의 편광 방향의 직선 편광으로 전환할 수 있다. 또한, 원편광으로 조명하고자 하는 경우에는, 1/2 파장판 대신 1/4 파장판을 조명광의 광로 중에 삽입하면 된다. 광원(32)으로부터의 직선 편광은, 편광 전환 기구(38)의 1/4 파장판에 의해 원편광으로 변환된다. 또한, 랜덤 편광으로 조명하고자 하는 경우에는, 예를 들어 수정 등의 복굴절 부재로 구성된 웨지 기판과, 석영 등 웨지 기판을 조합한 편광 해소판을 사용하면 된다.

이와 같이 하여, 제1 실시 형태의 검출부(S)에서는 여러가지 패턴이 형성된 기판(W)에 대해서도, 압인 전 및 이형 후에 있어서도 최적의 조건에서 기판(W) 상의 임프린트재(R)로부터의 광을 검출할 수 있다. 그 때문에, 기판(W) 상의 임프린트재(R)의 상태나, 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 형(M)의 접촉 상태를 고정밀도로 관찰할 수 있다.

(조명 방식을 전환하는 경우)

기판(W)에는, 검출부(S)의 조명광을 흡수하는 하지층(B)이 형성되어 있는 경우가 있다. 이러한 경우, 기판(W)의 반사율은 낮다. 그 때문에, 형(M)과 기판(W)의 반사광에 의해 형성되는 간섭 무늬를 검출할 수 없는 경우가 있다. 이러한 경우, 기판(W)을 명시야 조명으로부터 암시야 조명으로 전환하여 조명함으로써 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰할 수 있는 경우가 있다.

도 8에, 기판(W)을 암시야 조명한 경우의 기판(W)과 형(M)의 단면도와 검출부(S)에서 검출되는 화상의 예를 도시한다. 암시야 조명으로 기판(W)을 조명함으로써, 형(M)과 임프린트재(R)(도 8에서는 기판(W))의 접촉면의 경계에 의한 산란광을 검출할 수 있기 때문에, 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 관찰할 수 있다. 또한, 기판(W) 상에 먼지(G)가 있는 경우, 검출부(S)에서 먼지(G)에 의한 산란광을 검출할 수 있기 때문에, 형(M)과 임프린트재(R)를 접촉시키기 전에 먼지(G)의 유무를 검출할 수 있다. 명시야 조명의 경우에는, 먼지(G)를 해상할 만큼의 해상력이 검출부(S)에 요구되지만, 암시야 조명의 경우에는, 반드시 먼지(G)를 해상할 필요는 없고, 산란광을 검출할 수 있으면 되기 때문에, 명시야 조명의 경우보다도 작은 먼지를 검출할 수 있는 경우가 있다.

제1 실시 형태의 검출부(S)는, 명시야 조명과 암시야 조명을 전환하기 위한 조명 방식 전환 기구(39)가 구성되어 있다. 조명 방식 전환 기구(39)는 도시하지 않은 터릿 또는 슬라이드 기구에 배치된 조명 조리개를 갖고 있다. 조명 조리개는 렌즈(36)의 동공면과 광학적으로 공액인 면에 배치되어 있고, 조명 동공의 형상을 정한다. 도 4에 도시한 바와 같이, 명시야 조명을 행하는 경우에는, 조명 조리개는 렌즈(36)의 동공면에 배치된 개구 조리개(40)보다도 공간적으로 작은 광만을 투과시키고, 개구 조리개(40)보다도 큰 광을 차광한다. 암시야 조명을 행하는 경우에는, 그 반대로, 조명 조리개는 개구 조리개(40)보다도 공간적으로 큰 광만을 투과시키고, 개구 조리개보다도 작은 광을 차광한다.

도 9에, 검출부(S)의 조명 방식(조사 조건)을 암시야 조명으로 한 경우의 조명 방식 전환 기구(39)를 도시한다. 명시야 조명의 경우에, 조명부(31)로부터의 조명광이 렌즈(34)에서 반사되어, 촬상 소자(35)의 수광면에 직접 입사해버리는 경우가 있다. 이러한 플레어 광은, 검출 화상을 열화시키는 원인이 된다. 특히, 렌즈(34)의 중심에서 반사되는 플레어 광은 조리개 등으로 차광할 수 없기 때문에, 플레어 광의 발생을 방지하는 것은 곤란하다. 기판(W)의 반사율이 낮은 경우에는, 상대적으로 플레어 광의 강도가 높아져서, 검출부(S)의 검출 결과에 영향을 미친다.

암시야 조명의 경우에는, 렌즈(34)의 중심에서 반사되는 플레어 광은 개구 조리개(40) 등에 의해 차광되어, 촬상 소자(35)의 수광면에 입사하지 않는다. 따라서, 암시야 조명의 경우에는, 검출 결과에 영향을 미치는 플레어 광의 발생을 저감할 수 있다.

이와 같이, 제1 실시 형태의 검출부(S)는 조명 방식을 명시야 조명과 암시야 조명으로 전환할 수 있기 때문에, 반사율이 서로 다른 여러 종류의 기판(W)에 대하여 최적의 조건에서 형(M)과 임프린트재(R)의 접촉 상태를 검출할 수 있다. 또한, 형(M)과 임프린트재(R)를 접촉시키기 전에 기판(W) 상의 먼지(G)의 존재를 검출할 수 있기 때문에, 형(M)과 먼지(G)의 접촉을 방지할 수 있다.

상술한 실시 형태에서는, 기판 상의 임프린트재의 상태를 검출하는 검출 조건으로서, 기판에 조사하는 광의 조사 조건을 전환하는 것을 설명하였다. 검출 조건으로서는, 조사 조건에 한정되지 않고 기판으로부터의 반사광을 수광하는 수광 조건이어도 된다. 예를 들어, 개구 조리개(40)를 전환함으로써, 기판으로부터의 반사광 중 0차 회절광을 통과시키거나, 1차 회절광을 통과시키거나 해서, 다른 차수의 회절광을 수광 소자로 수광할 수 있다. 개구 조리개(40)는 기판으로부터의 반사광 중 정반사광을 통과시키고 회절광을 차단하는 조리개와, 기판으로부터의 반사광 중 회절광을 통과시키고 정반사광을 차단하는 조리개를 갖고, 개구 조리개 구동 기구에 의해 조리개의 배치를 전환한다.

제1 실시 형태의 임프린트 장치에 갖는 검출부(S)에는, 파장 전환 기구(37), 편광 전환 기구(38) 및 조명 방식 전환 기구(39)를 구비하고 있지만, 이들 전환 기구를 검출부(S)에 모두 구비할 필요는 없고, 적어도 하나 이상 배치되어 있으면 된다. 그 때문에, 기판에 조사하는 광의 조사 조건을, 파장 전환과 편광 전환, 조명 방식 전환을 조합하여 정할 수 있다.

(제2 실시 형태)

도 10은 임프린트 처리(임프린트 공정)에 대응한, 기판(W) 표면의 상태 변화를 도시하고 있다. 기판 스테이지(2)나 형 스테이지(4)의 구동부가 구동됨으로써 임프린트 처리가 행해진다. 따라서, 구동부의 구동 시퀀스에 따라, 기판 상의 임프린트재의 상태가 변화한다. 도 10의 (A)는 임프린트 처리를 개시했을 때의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있고, 기판(W) 상은 미처리의 상태이다.

도 10의 (B)는 도 2에서 설명한 S01의 도포 공정 시의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있고, 임프린트재(R)의 액적이 기판(W) 상에 도포되어 있다.

도 10의 (C)는 도 2에서 설명한 S02의 압인 공정 시의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있다. S02의 압인 공정에서는, 형(M)의 중심을 볼록 형상으로 변형시킨 상태에서, 형(M)을 기판(W)에 접근시킴으로써 서서히 형(M)의 중심부로부터 주변부를 향하여 임프린트재(R)와 접촉시킨다. 이에 의해, 형(M)과 기판(W) 사이에 기포가 잔류하는 것을 방지할 수 있다. 이 때문에 S02의 압인 공정에서는, 형(M)을 볼록 형상으로 변형시켜서 기판(W)에 압박함으로써, 도 3과 같은 형(M)과 임프린트재(R)가 접촉한 영역과, 그 주위에 광의 간섭에 의한 간섭 무늬가 보인다.

도 10의 (D)는 도 2에서 설명한 S04의 경화 공정 시의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있고, 형(M)과 기판(W) 사이에 임프린트재(R)가 충전되어 있다.

도 10의 (E)는 도 2에서 설명한 S05의 이형 공정 시의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있다. S05의 이형 공정에서는, 형(M)을 경화한 임프린트재(R)로부터 박리하기 위한 힘인 이형력을 저감하기 위해서, 형(M)의 중심을 볼록 형상으로 변형시키면서, 형(M)을 기판(W)으로부터 이격하고 있다. 이 이형 공정 시에, 기판(W)을 형(M)측으로 볼록 형상으로 변형시켜도 된다. 이 때문에 S05의 이형 공정 시에서도, S02의 압인 공정과 마찬가지로 도 3와 같은 형(M)과 임프린트재(R)가 접촉한 영역과, 그 주위에 광의 간섭에 의한 간섭 무늬가 보인다.

도 10의 (F)는 임프린트 처리를 종료했을 때의 기판(W) 표면의 상태를 도시하고 있고, 기판(W) 상에 임프린트재(R)의 패턴이 형성된다.

이와 같이, 임프린트 공정에 포함되는 공정에 따라, 기판(W) 표면의 상태(기판 상의 임프린트재의 상태)는 변화한다. 그러나, 종래의 기판(W) 표면의 상태를 검출하는 방법은, 기판(W) 표면의 상태가 변화함에도 불구하고, 검출부(S)의 설정이, 특정한 공정(예를 들어, S02의 압인 공정)에 맞춘 검출 조건에 고정되어 있었다. 그 때문에, 다른 공정(예를 들어, S02의 압인 공정 이외의 공정)에서는 정확하게 기판(W) 표면의 상태를 검출할 수 없었다.

도 11은 제2 실시 형태의 임프린트 처리의 흐름도를 도시하고 있다. 여기에서 도 2에 도시한 통상의 임프린트 처리에 대하여 임프린트 처리의 공정마다, 검출부(S)의 검출 조건을 전환하고 있다.

검출 조건은, 도 4에 도시한 파장 전환 기구(37), 편광 전환 기구(38), 조명 방식 전환 기구(39), 촬상 소자(35) 등의 검출부(S)를 구성하는 검출부 서브유닛(DS)에 있어서, 개개의 검출부 서브유닛(DS)이 갖는 설정의 조합으로 구성된다. 이 때문에, 개개의 검출부 서브유닛(DS)의 설정을 조합한 검출 모드를 설치하고, 검출 모드를 전환함으로써, 검출 조건의 전환을 행한다.

도 12는, 검출 모드의 내용의 일례를 도시하고 있다. 검출 모드마다 개개의 검출부 서브유닛(DS)의 설정을 갖고 있다. 검출부 서브유닛(DS)은 증감해도 되고, 또한, 검출부 서브유닛마다 취할 수 있는 검출 모드의 설정을 증감해도 된다. 이와 같이, 검출 모드를 준비함으로써, 기판(W)의 상태에 적합한 검출 조건을 효율적으로 전환할 수 있다.

이하, 도 11에 도시하는 흐름도에 따라서, 임프린트 처리의 공정마다 검출 모드를 전환하는 경우에 대하여 설명한다.

제2 실시 형태의 임프린트 방법은, 임프린트 처리를 개시하면 S11의 전환 공정(검출 모드 M1)에 있어서, 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M1로 전환한다(설정한다). 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M1로 전환한 후, 임프린트재(R)를 기판(W) 상에 도포하는 도포 공정(S01)에 있어서의 기판(W) 표면의 상태를 검출하고 있다. S01의 도포 공정에서는, 디스펜서의 눈막힘 등에 의해, 임프린트재(R)의 도포가 정확하게 행해지지 않고, 기판(W) 상의 미리 결정된 위치에 임프린트재(R)의 액적이 도포(배치)되지 않는 경우가 있다. 이 때문에 검출 모드 M1에서는, 검출부 서브유닛(DS)의 촬상 소자(35)에 있어서, 검출하는 화상의 사이즈를 크게 하고, 화상에 있어서의 단위 화소당의 분해능을 세밀하게 함으로써 임프린트재(R)의 액적의 도포 상태를 확인하기 쉽게 하고 있다. 또한, 파장 전환 기구(37)에서, 광대역의 파장을 사용함으로써 임프린트재(R)의 액적의 크기나 형상의 영향을 받기 어렵게 하고 있다.

S01의 도포 공정 후, S12의 전환 공정(검출 모드 M2)에 있어서, 검출 조건을 검출 모드 M2로 전환한다. 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M2로 전환한 후, 임프린트재(R)와 형(M)을 접촉시키는 압인 공정(S02)에 있어서의 기판(W) 표면의 상태를 검출하고 있다. S02의 압인 공정에서는, 형(M)의 자세가 기울어진 상태에서, 형(M)이 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 접촉하는 경우가 있다. 형(M)이 기울어진 상태에서 임프린트재(R)에 접촉하면 형(M)에 형성되는 패턴(P)이 정확하게 기판(W)에 형성되지 않는 경우가 있다.

이 때문에 검출 모드 M2에서는, 파장 전환 기구(37)에 있어서 간섭 무늬의 콘트라스트가 높아지는 협대역의 파장을 사용하고 있고, 또한, 촬상 소자(35)에 있어서, 검출하는 화상의 프레임 레이트를 고속으로 설정하고 있다. S02의 압인 공정을 검출 모드 M2에서 관찰했을 때의, 형(M)과 기판(W)의 단면의 모습과 촬상 소자가 촬상한 화상의 모습을 도 13에 도시하였다. 촬상 소자가 촬상한 화상의 모습은 표시 장치(12) 등의 출력부로 출력하고, 임프린트재(R)와 형(M)의 접촉 상태를 확인할 수 있다. 형(M)이 기판(W)에 대하여 기울어진 채로 임프린트재(R)에 접촉하면, 간섭 무늬의 중심 위치가 형(M)의 중심 위치로부터 어긋나 보인다(도 13(A)). 파장 전환 기구(37)로 협대역의 파장을 사용함으로써 간섭 무늬의 중심 위치를 명확하게 특정할 수 있고, 형(M)의 자세를 확인할 수 있다. 또한, 간섭 무늬의 중심 위치에서 형(M)의 자세를 제어할 때에 촬상 소자(35)에서의 화상 취득의 프레임 레이트를 높게 함으로써, 보다 고빈도로 형(M)의 자세 제어를 행할 수 있다. S02의 압인 공정에는, 검출 모드 M2에서 검출된 검출 결과를 사용하여 형(M)과 기판(W)의 위치 정렬을 행하는 얼라인먼트 공정(S03)이 포함되어 있어도 된다.

S02의 압인 공정 후, S13의 전환 공정(검출 모드 M3)에 있어서, 검출 조건을 검출 모드 M3로 전환한다. 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M3로 전환한 후, 임프린트재(R)에 광을 조사함으로써 임프린트재(R)를 경화시키는 경화 공정(S04)에 있어서, 기판(W)의 상태를 검출하고 있다. S04의 경화 공정에서는, 기판(W) 상에 먼지(G)도 없고, 기판(W) 상에 형성되는 임프린트재(R)가 샷 영역(형(M)의 패턴 영역) 전체면에 불균일 없이 충전되어 있을 필요가 있다.

이 때문에 검출 모드 M3에서는, 조명 방식 전환 기구(39)에 있어서 암시야 조명으로 설정하고, 촬상 소자(35)에 있어서 검출하는 화상 사이즈를 크게 하고 있다. 암시야 조명을 사용함으로써 기판(W)의 표면에 먼지(G)가 부착되어 있는 경우에는, 도 8에 기재하는 바와 같이, 먼지(G)에 의해 산란광이 발생하고, 촬상 소자(35)로 산란광을 검출함으로써 먼지(G)의 유무를 확인할 수 있다. 또한, 촬상 소자(35)의 화상 사이즈를 크게 함으로써, 화소당의 분해능이 커져서, 보다 작은 먼지(G)의 검출이 가능하게 된다. 또한, 기판(W)의 표면에 먼지(G)가 부착되어 있는 상태에서, 기판(W) 상의 임프린트재(R)와 형(M)을 접촉시키면, 먼지(G)에 의해 형(M)의 패턴(P)이 파손될 가능성이 있다.

압인 공정 S02에 있어서, 형(M)과 먼지(G)가 접촉하기 전에, 먼지(G)를 사전에 검출함으로써 임프린트 동작을 정지시킬 수 있다. 즉, 사전에 먼지(G)의 유무를 검출하고, 먼지(G)가 부착되어 있는 경우에는 임프린트 동작을 정지하고, 먼지(G)가 부착되지 않은 경우에는 임프린트 동작을 계속한다는 판정을 제어부에서 행한다. 형(M)과 먼지(G)의 접촉을 방지하여, 형(M)의 패턴(P)의 파손을 방지할 수 있다.

S04의 경화 공정 후, S14의 전환 공정(검출 모드 M4)에 있어서, 검출 조건을 검출 모드 M4로 전환한다. 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M4로 전환한 후, 이형 공정(S05)에 있어서의 기판(W) 표면의 상태를 검출하고 있다. S05의 이형 공정 시에, 형(M)의 자세가 기울어진 채 기판(W)과 형(M)의 간격을 벌리면, 기판(W) 상에 형성된 임프린트재(R)의 패턴이 무너지는 등의 임프린트 불량이 발생할 우려가 있다. 그 때문에, 기판(W)과 형(M)의 간격을 벌릴 때, 기판(W)과 형(M)을 평행으로 유지할 필요가 있다.

이를 위해 검출 모드 M4에서는, 파장 전환 기구(37)에 있어서 간섭 무늬의 콘트라스트가 높아지는 협대역의 파장을 사용하고 있고, 촬상 소자(35)에서 검출하는 화상의 프레임 레이트를 고속으로 설정하고 있다.

압인 공정(S02)과 이형 공정(S04)에서는 간섭 무늬를 관측하기 위하여 파장 전환 기구(37)로 협대역의 파장으로 설정하고 있다. 압인 공정(S02)에서는 기판(W) 상의 임프린트재(R)는 패턴이 미형성인 한편, 이형 공정(S04)에서는 기판(W) 상의 임프린트재(R)는 패턴이 형성 완료이다. 그 때문에, 압인 공정(S02)과 이형 공정(S04)에서는 간섭 무늬를 관측하기 위한 파장이 상이한 경우가 있고, 이형 공정(S04)에서는 임프린트재(R)의 패턴이 존재하는 상태에서도 간섭 무늬의 콘트라스트가 높아지는 협대역의 파장을 사용하는 경우가 있다. 이렇게 기판(W) 상의 패턴의 유무에 따라서 협대역의 파장이 상이한 경우가 있다.

S04의 이형 공정을 검출 모드 M4에서 관찰했을 때의, 형(M)과 기판(W)의 단면의 모습과 촬상 소자가 촬상한 화상의 모습을 도 14에 도시한다. 촬상 소자가 촬상한 화상의 모습은 표시 장치(12) 등의 출력부로 출력하고, 임프린트재(R)와 형(M)의 이형 상태를 확인할 수 있다. 형(M)이 기판(W)에 대하여 기울어진 채로 임프린트재(R)로부터 이격되면, 간섭 무늬의 중심 위치가 형(M)의 중심 위치로부터 어긋나 보인다(도 14의 (A) 내지 (D)). 파장 전환 기구(37)로 협대역의 파장을 사용함으로써 간섭 무늬의 중심 위치를 명확하게 특정할 수 있고, 형(M)의 자세를 확인할 수 있다. 또한, 간섭 무늬의 중심 위치에서 형(M)의 자세를 제어할 때에 촬상 소자(35)에서의 화상 취득의 프레임 레이트를 높게 함으로써, 보다 고빈도로 형(M)의 자세 제어를 행할 수 있다.

S05의 이형 공정 후, S15의 전환 공정(검출 모드 M5)에 있어서, 검출 조건을 검출 모드 M5로 전환한다. 검출부의 검출 조건을 검출 모드 M5로 전환한 후, 임프린트 처리 종료 시에 있어서의 기판(W) 표면의 상태를 검출하고 있다. 임프린트 처리 종료에, 도 10의 (F)에 도시하는 바와 같이 기판(W) 표면에 임프린트재(R)에 의한 패턴층이, 불균일 없이 형성되어 있는 것이 바람직하다.

이를 위해 검출 모드 M5에서는, 편광 전환 기구(38)에 있어서 패턴의 피치 방향과 조명광의 전기장 벡터의 진동 방향이 평행이 되도록 설정하고 있다. 또한, 파장 전환 기구(37)에서는, 기판(W)으로부터의 반사광과 임프린트재(R)에 의한 패턴층 표면으로부터의 반사광에 의한 간섭이 강해지는 협대역의 파장을 사용하고 있다. 이에 의해, 촬상 소자(35)에서 검출하는 화상을 명확히 할 수 있어, 패턴층이 불균일 없이 형성되었는지를 검출(임프린트 불량을 검출)할 수 있다.

이와 같이, 임프린트 공정의 각각의 공정에서 검출부(S)의 검출 조건을 전환함으로써, 각각의 공정에서 기판 상의 상태를 보다 고정밀도로 검출(파악)할 수 있다. 기판 상의 상태를 임프린트 공정에 맞춰서 검출함으로써, 임프린트 불량의 방지에 효과적이다. 임프린트 공정의 각각의 공정은, 도 10에서 설명한 임프린트 장치의 구동부의 구동 시퀀스에 따라서 행해진다. 따라서, 검출부(S)의 검출 조건은 구동부의 구동 시퀀스에 따라서 전환할 수 있다.

도 11의 흐름도는, 패턴 미형성의 기판(W)에 대하여 임프린트 처리를 실시하는 것이었다. 패턴이 형성되어 있는 기판(W)에 대하여 임프린트 처리를 실시하는 경우에도, 임프린트 처리의 공정에 따른 검출 모드를 설정함으로써, 각각의 공정에서 서로 다른 기판 상의 상태를, 보다 고정밀도로 검출(파악)할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 검출 모드에 의한 검출 조건의 전환을 기재하였다. 그러나, 검출 모드를 사용하지 않고, 임프린트 처리의 각각의 공정에 따라서 검출부(S)의 검출부 서브유닛(DS)을 개별로 전환해도 된다.

또한, 임프린트 공정에 있어서, 임프린트 불량이 발생하였음을 알게 된 경우에는, 기판(W) 상의 먼지(G)를 제거하는 공정을 행하거나, 기판(W) 상의 먼지(G)의 장소를 기억해 두거나 할 수 있다. 기판(W) 상 먼지(G)를 제거할 수 없는 경우에는, 그 샷에 대하여 임프린트 처리를 행하지 않거나, 기판(W) 상의 먼지(G)가 부착된 영역에 형을 접촉시키거나 하지 않도록(패턴을 형성하지 않도록) 임프린트 공정을 행한다.

(제3 실시 형태)

도 15, 도 16에 기초하여 제3 실시 형태의 임프린트 방법에 대하여 설명한다. 도 15와 도 16은, 도 12에 도시한 검출 모드의 편집 수단을 제공한다.

도 15에 도시하는 검출 모드 편집 화면(161)에서는, 검출 모드마다 검출부 서브유닛(DS)의 검출 조건을 편집하는 편집 수단을 제공한다. 도 15의 검출 모드 테이블(162)에서는, 등록되어 있는 검출 모드와, 검출 모드마다의 검출부 서브유닛(DS)의 설정을 표시하고 있다. 검출 모드 테이블(162)의 행(163)에는 검출 모드의 종류, 또한, 검출 모드 테이블(162)의 열(164)에는 검출 모드를 구성하는 검출부 서브유닛(DS)마다의 설정을 표시하고 있다. 검출 모드 편집 화면(161)은 도 1의 콘솔(CONS)에서 생성되어서 표시 장치(12)에 표시된다. 검출 모드 편집 화면(161)을 편집할 때에는, 도 1의 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스(13)에 의해, 항목(166)과 같이 편집 대상을 선택한 후, 조작 버튼군(165)을 조작함으로써 행한다.

도 16에 도시하는 레시피 편집 화면(171)에서는, 임프린트 처리의 공정마다의 검출 모드를 편집하는 편집 수단을 제공한다. 공정마다의 검출 모드 설정 테이블(172)에서는, 공정마다의 검출 모드를 표시하고 있다. 공정마다의 검출 모드 설정 테이블(172)의 행(173)에는, 임프린트 처리를 구성하는 공정의 종류, 또한, 검출 모드 설정 테이블(172)의 열(174)에는 공정마다 사용하는 검출 모드를 표시하고 있다. 레시피 편집 화면(171)은 도 1의 콘솔(CONS)에서 생성되어서 표시 장치(12)에 표시된다. 레시피 편집 화면(171)을 편집할 때에는, 도 1의 키보드나 마우스 등의 입력 디바이스(13)에 의해, 항목(176)과 같이 편집 대상을 선택한 후, 조작 버튼군(175)을 조작함으로써 행한다.

검출 모드 편집 화면(161)이나 레시피 편집 화면(171)에서 편집한 내용은, 도 1의 콘솔(CONS)이 갖는 하드 디스크 등의 메모리 장치(DB)에 기억된다. 임프린트 처리가 실행될 때, 제어부(CNT)가 메모리 장치(DB)의 정보에 따라서, 검출부(S)를 구성하는 검출부 서브유닛(DS)의 설정을 전환한다.

도 17에, 도 1의 표시 장치(12)에 표시되는 카메라 모니터(181)를 도시한다. 카메라 모니터(181)의 화상 표시 에어리어(182)에는 촬상 소자(35)에서 검출된 화상이 표시된다. 카메라 모니터(181)에서는, 실시간으로 검출 화상을 표시함으로써, 임프린트 처리와 연동하여 검출 모드가 전환되어 있는 모습을 확인할 수 있다.

(기타의 사항)

또한, 상기 어느 실시 형태이든, 임프린트 장치(IMP)로서, 광(자외선)을 조사함으로써 임프린트재(광경화 수지)를 경화시키는 임프린트 방법인, 광경화법을 적용한 장치에 대하여 설명하였다. 그러나, 본 발명은 임프린트 장치(IMP)로서, 열에 의해 임프린트재(R)를 경화시키는 열경화법을 적용한 장치여도 된다. 이 경우, 임프린트재(R)는 열가소성 또는 열경화성을 갖는 수지를 사용한다. 임프린트 장치(IMP)에는, 임프린트재(R)에 열을 공급하는 열원을 구비한다. 본 발명은 임프린트 공정일 때 검출부(S)에서, 기판에 공급된 임프린트재와 형이 접촉한 접촉 영역이나 그 주위의 간섭 무늬를 검출할 수 있다면, 열 사이클법을 사용한 임프린트 방법이어도 된다.

(디바이스 제조 방법)

물품으로서의 디바이스(반도체 집적 회로 소자, 액정 표시 소자 등)의 제조 방법은, 상술한 임프린트 장치를 사용하여 기판(웨이퍼, 유리 플레이트, 필름상 기판)에 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 그 제조 방법은, 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 패턴드 미디어(기록 매체)나 광학 소자 등의 다른 물품을 제조하는 경우에는, 그 제조 방법은, 에칭 대신에 패턴이 형성된 기판을 가공하는 다른 처리를 포함할 수 있다. 본 실시 형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능·품질·생산성·생산 비용 중 적어도 하나에 있어서 유리하다.

본 발명은 상기 실시 형태에 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 정신 및 범위로부터 이탈하지 않고, 여러가지 변경 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위를 밝히기 위하여 이하의 청구항을 첨부한다.

Claims (15)

1. 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
   상기 기판에 광을 조사하고, 상기 기판으로부터의 반사광을 광학적으로 검출함으로써 상기 기판 상의 상기 임프린트재의 상태를 검출하고, 임프린트 공정 중에 검출 조건을 전환하는 검출부를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
   상기 형을 유지하는 형 유지부를 갖고,
   상기 기판 유지부 또는 상기 형 유지부 중 적어도 한쪽은, 상기 기판 상의 상기 임프린트재와 상기 형을 접촉시키도록 구동하고,
   상기 임프린트재와 상기 형이 접촉하기 전과 접촉한 후에, 상기 검출 조건을 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 기판을 유지하는 기판 유지부와,
   상기 형을 유지하는 형 유지부를 갖고,
   상기 기판 유지부 또는 상기 형 유지부 중 적어도 한쪽은, 상기 기판과 상기 형의 간격을 벌리도록 구동하고,
   상기 임프린트재로부터 상기 형이 이격되기 전과 이격된 후에, 상기 검출 조건을 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 조건은, 상기 기판에 조사하는 광의 조사 조건인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 조사 조건은, 상기 기판에 조사하는 상기 광의 파장인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 조사 조건은, 상기 기판을 명시야 조명 또는 암시야 조명으로 조명하는 조명 방식의 차이인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
7. 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 조사 조건은, 상기 기판에 조사하는 상기 광의 편광 상태인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출 조건은, 상기 기판으로부터의 반사광을 수광하는 수광 조건인 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
9. 제8항에 있어서, 상기 수광 조건은, 상기 기판으로부터의 반사광 중 정반사광을 통과시키고 회절광을 차단하는 개구 조리개와, 상기 기판으로부터의 반사광 중 회절광을 통과시키고 정반사광을 차단하는 개구 조리개를 전환하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 검출부가 검출하는 상기 임프린트재의 상태를 출력하는 출력부를 갖고,
    상기 출력부가 출력하는 상기 임프린트재의 상태는, 상기 임프린트재와 상기 형의 접촉 상태를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
11. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임프린트 장치의 동작을 제어하는 제어부를 갖고,
    상기 제어부는, 상기 검출부가 검출하는 상기 임프린트재의 상태 검출 결과로부터, 상기 임프린트재와 상기 형의 접촉 상태의 양부를 판정하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
12. 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 방법이며,
    상기 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 공정 중에, 상기 기판에 조사하는 광의 조사 조건을 전환하여 상기 기판에 광을 조사하는 공정,
    상기 기판으로부터의 반사광을 검출하는 공정,
    상기 반사광의 검출 결과로부터, 상기 기판 상의 상기 임프린트재의 상태를 검출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
13. 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 방법이며,
    상기 기판에 광을 조사하는 공정,
    상기 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 공정 중에, 상기 기판으로부터의 반사광을 수광하는 수광 조건을 전환하여 상기 반사광을 수광하는 공정,
    상기 반사광의 검출 결과로부터, 상기 기판 상의 상기 임프린트재의 상태를 검출하는 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
14. 기판 상의 임프린트재와 형을 접촉시켜, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 패턴을 형성할 때에, 상기 임프린트재의 상태를 검출하는 검출 방법이며,
    상기 기판에 광을 조사하는 조사 공정,
    상기 기판으로부터의 반사광을 수광하는 수광 공정을 갖고,
    상기 조사 공정에 있어서 상기 기판에 조사하는 광의 조사 조건, 또는, 상기 수광 공정에 있어서 상기 기판으로부터의 반사광을 수광하는 수광 조건 중 적어도 한쪽을 임프린트 공정 중에 전환하는 것을 특징으로 하는 검출 방법.
15. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 상기 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 공정에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품의 제조 방법.

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