KR20180123431A - 임프린트 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 그 제어 방법 Download PDF

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Abstract

임프린트 장치는, 기판 상에 액체를 토출하도록 구성되는 토출 유닛; 상기 토출 유닛에 대한 복수의 토출 조건을 저장하는 저장 유닛; 및 상기 저장 유닛에 저장된 토출 조건에 기초하여 상기 토출 유닛을 제어하는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 액체를 토출하는 토출 간격에 따라 복수의 토출 조건으로부터 토출 조건을 선택한다.

Description

임프린트 장치 및 그 제어 방법{IMPRINT APPARATUS AND METHOD OF CONTROLLING THE SAME}
본 발명은 임프린트 장치 및 그 제어 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스, MEMS(Micro Electro Mechanical Systems) 등의 미세화를 지원하기 위해서, 종래의 포토리소그래피 기술 이외에, 기판 상의 미경화 수지를 몰드에 의해 성형하여 수지 패턴을 기판 상에 형성하는 미세패턴화 가공 기술이 있다. 이 기술은, 임프린트 기술이라고도 불리며, 기판 상에 수 나노미터 수준의 미세한 구조체를 형성할 수 있다.
예를 들어, 광경화법이 하나의 임프린트 기술이다. 상기 기술을 채용하는 임프린트 장치에서의 디스펜서에서는, 기판에 대하여 수지를 도포하는 토출 속도나 토출량에 높은 정밀도가 요구된다. 토출 속도의 편차가 수지가 기판에 부착되는 위치의 편차를 초래한다. 토출 위치나 토출량이 편향되면, 샷 내에 도포된 수지에 두께 불균일이 형성될 수 있고, 몰드에 대한 수지의 충전성이 악화되어서 수지의 패턴에 결함이 발생할 가능성이 있다.
토출 속도 및 토출량의 정밀도를 악화시키는 하나의 요인은, 이전의 토출로부터의 진동 혹은 주변 노즐이 토출 동작에 의해 발생시킨 진동이 메니스커스나 캐비티에 남아 있는 잔여 진동을 들 수 있다. 일본 특허 공개 제2009-183859호는 토출 패턴을 변화시킴으로써 토출량의 변동을 보정하는 방법을 기재한다.
디스펜서의 토출 성능인 토출 속도 및 토출량은 임프린트 장치에 탑재하기 전에 전용의 계측기를 사용하여 계측되고, 토출량 및 토출 속도가 적절한 수치 값이 되도록 압전 소자에 가해지는 구동 파형을 조정한다. 그러나, 임프린트 장치에의 탑재 후에는, 드롭 레시피를 지원하기 위해서 하나의 샷 내에서 노즐의 토출 간격을 변경하면서 토출 동작을 행할 필요성이 있다. 예를 들어, 임프린트시에 패턴의 외측이 외기에 접촉하기 쉽고 따라서 건조되는 경향이 있기 때문에, 드롭 레시피에서는 패턴의 내측에 비하여 패턴의 외측의 토출 밀도를 증가시킬 필요가 있다. 노즐의 토출 간격이 짧아지면, 변경 전의 노즐 유닛에서의 토출의 잔여 진동의 영향이 강하게 남고, 토출 속도 및 토출량의 값이 변경 전의 그 값에 비해 변화한다. 따라서, 토출 속도 및 토출량을 변화시키지 않고 토출 간격을 변경시키는 것이 요구된다.
일본 특허 공개 제2009-183859호는, 잔여 진동의 영향을 억제하기 위해서, 복수의 노즐 그룹에서 토출량을 보정하는 수단을 제공한다. 그러나, 높은 정밀도를 구할 경우에는, 각각의 노즐에 대하여 조정을 행하는 경우와 비교하여 정밀도를 증가시키는 것이 어렵다.
또한, 기판 스테이지가 동작하는 임프린트 장치에서는, 토출량뿐만 아니라 토출 속도의 정밀도도 요구되며, 하나의 샷 내, 즉 하나의 주사 내에서 토출 간격을 전환하는 복수의 타이밍이 존재한다. 스루풋을 떨어뜨리지 않도록 주사 내의 짧은 도포 시간이 요구되기 때문에, 빠른 전환이 바람직하다. 토출량의 보정에 일본 특허 공개 제2009-183859호의 방법을 사용하는 경우, 주사 내에서의 토출 패턴이 변화하는 경우에는 전환의 횟수가 커질 것이다.
본원 출원의 발명에서는, 디스펜서를 임프린트 장치에 탑재한 후에 토출 간격의 변경에 의해 발생하는 토출 속도 및 토출량의 편차를 억제할 수 있다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 기판에 액체를 토출하도록 구성되는 토출 유닛; 상기 토출 유닛에 대한 복수의 토출 조건을 저장하도록 구성되는 저장 유닛; 및 상기 저장 유닛에 저장된 토출 조건에 기초하여 상기 토출 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며, 상기 제어 유닛은 상기 액체를 토출하는 토출 간격에 따라 상기 복수의 토출 조건으로부터 토출 조건을 선택하는 임프린트 장치가 제공된다.
본 발명의 다른 양태에 따르면, 기판 상에 수지를 토출하도록 구성되는 토출 유닛 및 상기 토출 유닛에 대한 복수의 토출 조건을 저장하도록 구성되는 저장 유닛을 구비하는 임프린트 장치를 제어하는 방법으로서, 상기 방법은, 상기 기판 상에 패턴을 형성할 때 액체를 토출하는 토출 간격에 따라 상기 복수의 토출 조건으로부터 토출 조건을 선택하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명에 의해, 임프린트 장치에서, 토출 간격의 변경이 발생하는 경우에도 토출 속도 및 토출량의 정밀도를 유지할 수 있다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 임프린트 장치의 전체적인 구성의 예를 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명이 해결하는 토출 속도 및 토출량의 변동 원인을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 구동 파형을 전환하기 위한 제어를 설명하는 도면이다.
도면 등을 참고하여, 본 발명을 실시하기 위한 실시형태에 대해서 설명한다. 이하에 나타내는 구성 등은 예이며, 그에 대해 제한은 없다.
[장치 구성]
본 발명의 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성의 예에 대해서 설명한다.
도 1은 본 출원의 발명에 따른 임프린트 장치(101)의 구성의 예를 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(101)는, 물품으로서의 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조에 사용되며, 처리 대상인 기판(111) 위에 도포된 미경화 수지(액체)를 몰드에 의해 성형하여 기판(111) 위에 수지 패턴을 형성하는 장치이다. 여기에서는 광경화법을 채용하는 임프린트 장치를 사용해서 설명을 행하지만, 다른 기술을 사용하는 임프린트 장치, 예를 들어 열 나노임프린트 기술을 사용하는 임프린트 장치에도 적용은 가능하다. 또한, 이하의 도면에서는, 기판(111) 상의 수지에 대하여 자외선을 조사하는 조명계의 광학 축에 평행하게 Z축을 취하고, Z축에 수직한 평면 내에 서로 직교하는 X축 및 Y축을 취한다.
임프린트 장치(101)는, 광 조사 유닛(102), 몰드 보유지지 기구(103), 기판 스테이지(104), 토출 유닛(105), 제어 유닛(106), 계측 유닛(122) 및 하우징(123)을 구비한다.
광 조사 유닛(102)은, 임프린트 처리 시에, 몰드(107)에 대하여 자외선(108)을 조사한다. 도 1에서, 자외선(108)의 경로를 파선 화살표로 도시하고 있다. 광 조사 유닛(102)은, 광원(109)과, 광원(109)으로부터 조사된 자외선(108)을 임프린트에 적절한 광이 되도록 보정하기 위한 광학 소자(110)를 포함하여 구성된다. 본 실시형태에서는, 광경화법을 사용하기 위해서 광 조사 유닛(102)을 설치하고 있지만, 예를 들어 열경화법을 사용하는 경우에는, 광 조사 유닛(102) 대신에 열경화성 수지를 경화시키기 위한 열원 유닛이 설치된다.
몰드(107)는, 외주 형상이 직사각형이며, 전사될 회로 패턴 등을 위한 요철 패턴이 기판(111)에 대응하는 면에 3차원 형태로 형성되는 패턴부(107a)를 포함한다. 또한, 몰드(107)의 재료는 석영 등 자외선(108)을 투과시키는 것이 가능한 재료이다. 또한, 몰드(107)는, 자외선(108)이 조사되는 면에, 몰드(107)의 변형을 용이하게 하기 위한 오목 형상 캐비티(107b)를 갖는 형상일 수 있다. 캐비티(107b)는, 원형의 평면 형상을 갖고, 그 깊이는 몰드(107)의 크기나 재료에 따라 적절히 설정된다.
또한, 몰드 보유지지 기구(103) 내의 개구 영역(117)에, 개구 영역(117)의 일부와 캐비티(107b)에 의해 둘러싸이는 공간(112)을 밀폐 공간으로 하는 광투과 부재(113)를 설치하고, 압력 보정 장치(도시하지 않음)에 따라 공간(112) 내의 압력을 제어하는 구성이 취해질 수 있다. 예를 들어, 몰드(107)와 기판(111) 상의 수지(114)를 가압할 때, 압력 보정 장치에 의해 공간(112) 내의 압력이 외부보다 높게 설정된다. 결과적으로, 패턴부(107a)는, 기판(111)을 향해 볼록 형상을 갖도록 휘어지고, 패턴부(107a)의 중앙부로부터 시작하여 수지(114)에 접촉한다. 이에 의해, 패턴부(107a)와 수지(114) 사이에 기체(공기)가 갇히는 것을 억제하고, 패턴부(107a)의 요철부 전체에 수지(114)를 충전시킬 수 있다.
몰드 보유지지 기구(103)는, 몰드 척(115)과 몰드 구동 기구(116)를 포함하여 구성된다. 몰드 척(115)은, 진공 흡착력이나 정전기력에 의해 몰드(107)를 끌어 당겨서 보유지지한다. 몰드 구동 기구(116)는, 몰드 척(115)을 보유지지하고, 몰드 척(115)에 보유지지된 몰드(107)를 이동시킨다. 몰드 척(115) 및 몰드 구동 기구(116)는, 광 조사 유닛(102)의 광원(109)으로부터 조사된 자외선(108)이 기판(111)을 향해서 조사되도록, 중앙부에 개구 영역(117)을 갖는다.
몰드 구동 기구(116)는, 몰드(107)와 기판(111) 상의 수지(114)를 선택적으로 분리 또는 가압하도록 몰드(107)를 Z축 방향으로 이동시킨다. 예를 들어, 몰드 구동 기구(116)에 채용될 수 있는 액추에이터로서 리니어 모터 또는 에어 실린더가 존재한다. 또한, 몰드(107)의 고정밀 위치설정을 지원하기 위해서, 조동 구동계 및 미동 구동계 같은 복수의 구동계로부터 몰드 구동 기구(116)를 구성할 수 있다. 또한, 몰드 구동 기구(116)가 예를 들어 Z축 방향 이외에, X축 방향, Y축 방향 또는 Z축 둘레의 회전인 θ 방향의 위치 보정 기능이나, 몰드(107)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능 등을 갖도록 하는 구성이 취해질 수 있다.
임프린트 장치(101)에서의 가압 동작 및 분리 동작은, 상술한 바와 같이 몰드(107)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있고, 기판 스테이지(104)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 실현될 수 있다. 또한, 이들 양자를 서로에 대해 이동시키도록 하는 구성을 취할 수 있다.
기판(111)은, 예를 들어 단결정 실리콘 기판이나 SOI(Silicon On Insulator) 기판이며, 기판(111)의 처리 대상 면에는, 몰드(107)에 형성된 패턴부(107a)에 의해 성형되고 그 후 자외선 경화를 거치는 수지(114)가 도포된다.
기판 스테이지(104)는, 기판(111)을 보유지지하고, 몰드(107)와 기판(111) 상의 수지(114)가 가압될 때, 몰드(107)와 수지(114)의 정렬을 실행한다. 기판 스테이지(104)는, 기판 척(119), 기판 스테이지 구동 유닛(120) 및 스테이지 기준 마크(121)를 포함하여 구성된다. 기판 척(119)은 기판(111)을 진공 흡착에 의해 보유지지한다. 기판 스테이지 구동 유닛(120)은, 기판 척(119)을 기계적 수단에 의해 보유지지하고, 제어 유닛(106)에 의한 제어에 기초하여 X-Y 평면 내에서 이동할 수 있다.
기판 스테이지 구동 유닛(120)은, 액추에이터로서, 예를 들어 리니어 모터를 채용할 수 있다. 기판 스테이지 구동 유닛(120)은, X축 및 Y축의 각 방향에 대하여, 조동 구동계 및 미동 구동계 같은 복수의 구동계로부터 구성될 수 있다. 또한, 기판 스테이지 구동 유닛(120)이 Z축 방향의 위치 보정을 위한 구동계, 기판(111)의 θ 방향의 위치 보정 기능, 기판(111)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능 등을 갖는 구성을 취할 수 있다. 스테이지 기준 마크(121)는, 기판 척(119)의 표면 상에 몰드(107)를 정렬할 때 사용된다.
토출 유닛(105)은, 미경화의 수지(114)를 액체 상태(레지스트액)에서 노즐로부터 토출해서 기판(111) 위에 부여한다. 본 실시형태에서는, 토출 유닛(105)은 압전 소자의 압전 효과를 이용해서 수지(114)를 노즐로부터 압출하는 방법을 갖는다. 제어 유닛(106)은, 압전 소자를 구동하기 위한 구동 파형을 생성하고, 압전 소자를 토출에 적합한 형상으로 변형시키도록 구동한다. 토출 유닛(105)은 복수의 노즐을 구비하고, 각각은 독립적으로 제어될 수 있도록 구성된다. 수지(114)는, 자외선(108)을 수광함으로써 경화하는 성질을 갖는 광경화성 수지이며, 반도체 디바이스 제조 공정 같은 각종 조건에 따라 적절히 선택된다. 또한, 토출 유닛(105)의 노즐로부터 토출되는 수지(114)의 양 및 기판(111) 상에 형성되는 수지(114)의 원하는 두께는 예를 들어 형성되는 패턴의 밀도에 따라 적절히 결정된다.
계측 유닛(122)에 대해서는, 대표적인 계측기로서, 정렬 계측기(127)와 관찰용 계측기(128)가 존재한다. 정렬 계측기(127)는, 기판(111) 상에 형성된 정렬 마크와, 몰드(107)에 형성된 정렬 마크 사이의 X축 및 Y축의 각각의 방향에서의 변위를 계측한다. 관찰용 계측기(128)는, 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device) 카메라 같은 촬상 장치이며, 기판(111)에 토출된 수지(114)의 패턴을 화상 정보로서 취득한다.
제어 유닛(106)은, 예를 들어 임프린트 장치(101)의 각 구성 요소의 동작 및 보정을 제어한다. 제어 유닛(106)은, 컴퓨터 등으로 구성되고, 임프린트 장치(101)의 각 구성 요소에 통신 채널을 통해 연결되며, 예를 들어 저장 유닛 등에 저장된 데이터 및 각종 프로그램에 따라 각각의 구성 요소의 제어를 행한다. 본 실시형태의 제어 유닛(106)은, 계측 유닛(122)의 계측 정보에 기초하여, 몰드 보유지지 기구(103), 기판 스테이지(104) 및 토출 유닛(105)의 동작을 제어한다. 제어 유닛(106)은, 임프린트 장치(101)의 다른 부분과 일체로 구성될 수 있으며, 임프린트 장치(101)의 다른 부분과 별개로 구성될 수 있다. 또한, 제어 유닛(106)은 1개의 컴퓨터가 아니라 복수의 컴퓨터로 구성될 수 있다.
하우징(123)은, 기판 스테이지(104)가 장착되는 베이스 정반(124), 몰드 보유지지 기구(103)를 고정하는 브리지 정반(125), 및 베이스 정반(124)으로부터 연장되고 브리지 정반(125)을 지지하기 위한 지주(126)를 구비한다. 또한, 도 1에는 도시되지 않지만, 임프린트 장치(101)는 몰드(107)를 장치 외부로부터 몰드 보유지지 기구(103)에 반송하는 몰드 반송 기구와, 기판(111)을 장치 외부로부터 기판 스테이지(104)에 반송하는 기판 반송 기구를 구비한다.
[임프린트 처리]
이어서, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(101)에 의한 임프린트 처리에 대해서 설명한다.
제어 유닛(106)은, 기판 반송 기구(도시하지 않음)에 의해 기판 스테이지(104) 상의 기판 척(119)에 기판(111)을 적재 및 고정시키고, 기판 스테이지(104)를 토출 유닛(105)에 의한 토출 위치로 이동시킨다. 이어서, 토출 유닛(105)은, 도포 공정으로서, 제어 유닛(106)에 의해 생성된 구동 파형에 기초하여, 기판(111)의 미리결정된 처리 대상 영역인 패턴 형성 영역에 수지(114)를 토출 및 도포한다.
이어서, 제어 유닛(106)은, 기판(111) 상의 패턴 형성 영역이 몰드(107)에 형성된 패턴부(107a)의 바로 아래에 위치하도록 기판 스테이지(104)를 이동시킨다. 이어서, 제어 유닛(106)은, 가압 공정으로서, 몰드 구동 기구(116)를 구동하여, 기판(111) 상의 수지(114)에 몰드(107)를 가압한다. 이 가압 공정에 의해, 수지(114)는 패턴부(107a)의 요철부에 충전된다. 이 상태에서, 제어 유닛(106)은, 경화 공정으로서, 광 조사 유닛(102)이 몰드(107)의 상면으로부터 자외선(108)을 조사하게 하고, 몰드(107)를 투과한 자외선(108)이 수지(114)를 경화시킨다. 이형 단계로서, 수지(114)가 경화한 후에, 제어 유닛(106)은 몰드 구동 기구(116)를 다시 구동시켜 몰드(107)를 수지(114)로부터 이형한다.
이상의 일련의 동작에 의해, 기판(111) 상의 패턴 형성 영역의 표면에는, 패턴부(107a)의 요철부에 합치하는 3차원 형상의 수지(114)의 패턴이 성형된다. 이러한 일련의 임프린트 동작을 기판 스테이지(104)의 구동에 따라 패턴 형성 영역을 변경하면서 복수 회 실시함으로써, 1매의 기판(111) 위로 복수의 수지(114)의 패턴을 성형할 수 있다.
[토출 속도 및 토출량의 변동]
이어서, 도 2a 및 도 2b를 사용하여, 토출 간격이 변화할 때에 토출 속도 및 토출량이 변동하는 이유에 대해서 설명한다.
도 2a는, 토출 유닛(105)에 제공된 노즐(201)의 X-Z 단면을 나타내고 있다. 여기서, 토출 유닛(105)에 의한 수지(114)의 토출의 예시가 주어진다. 도 2a에 나타내는 좌표의 방향은 도 1에 따른다. 수지(114)와 외부의 공기 사이의 경계가 액면(202)으로서 주어지고, 토출되는 수지는 액적(203)으로서 주어지는 것이 예시되어 있다.
도 2b의 상측의 그래프는, 토출 유닛(105)에 제공된 압전 소자에 제공되는 전압 값의 신호인 구동 파형을 나타낸다. 횡축은 시간을 나타내며, 종축은 전압을 나타낸다. 여기에서는 구동 파형으로서 가장 기본적인 구동 파형인 사다리꼴파를 사용하여 설명을 행한다. 사다리꼴파는 주로 3개의 성분으로 나뉠 수 있으며, 당김 성분(204), 대기 성분(205), 및 압출 성분(206)으로 구성된다. 이 설명에서 사용되는 사다리꼴파에 대해, t0로부터 t3까지의 3분할된 기간에서 전압을 변화시키고 있다. 당김 성분(204)은 t0로부터 t1까지이고, 대기 성분(205)은 t1으로부터 t2까지이며, 압출 성분(206)은 t2로부터 t3까지이다.
도 2b의 하측의 그래프는, 노즐(201)에서의 수지(114)의 액면(202)의 위치를 나타내고 있다. 횡축은 시간을 나타내며, 종축은 노즐에서의 액면(202)의 위치를 나타내고 있다. 시간 t1 내지 t4는 도 2a에 도시된 것에 대응한다. 액면(202)은 최초에 기준 위치(207)의 위치에 있다. 토출 시에, 액면(202)은 먼저 +Z 방향으로 내측으로 당겨짐으로써 당김 위치(208)에 도달하고, 그 후 -Z 방향으로 압출 위치(209)로 압출된다. 압출 위치(209)가 도달될 때까지 액적(203)이 형성되기 때문에, 실제로는 액면이 그래프에 비해 보다 -Z 방향측에 있는 타이밍이 있지만, 설명을 간략화하기 위해서, 액면(202)의 위치에 대한 액적(203)의 효과에 대해서는 도시하지 않고 액면(202)의 대표적인 위치를 도시한다. 또한, 실제로는 액면(202)은 압전 소자에 인가된 전압에 대해 시간이 지연되어 이동되지만, 본 실시형태에서는 이러한 지연 성분을 생략하여 설명한다.
사다리꼴파는, 최초의 당김 성분(204)에 의해 기준 위치(207)까지 +Z 방향으로 액면(202)을 당긴다. 이것은, 처음에 당겨진 액면(202)이 그 원래의 위치로 복귀하려는 힘을 효율적으로 이용하여 토출을 행하기 위해서이다. 당김 성분(204) 후에는, 대기 성분(205)에 의해 전압을 일정하게 유지한다. 여기서, 액면(202)은, 액면이 처음에 +Z 방향으로 당겨진 위치인 당김 위치(208)에 도달한 후에 -Z 방향으로 이동하기 시작한다. 여기서, 가압 성분(206)에 의해 단번에 액면(202)을 -Z 방향으로 압출함으로써, 노즐(201)로부터의 수지(114)가 노즐(201) 밖에 액체 기둥을 형성하고, 후속하여 액체 기둥의 표면 장력에 의해 액적(203)이 형성된다. 후속하여, 액면(202)은, -Z 방향으로 진동을 반복하고 수렴하면서 t4까지 기준 위치(207)를 위한 위치로 복귀한다. 액적(203)을 토출하는 일련의 단계 후에, 액적(203)은 유사한 단계를 통해 다시 연속적으로 형성된다.
여기서, t3와 t4 사이에 액면(202)이 기준 위치(207)로 복귀되는 시간의 양은, 여기 도시된 단기적인 성분 이외에 도시되지 않은 장기적인 성분을 가지며, 복합 인자에 의해 결정된다. t3 내지 t4 동안에 다음 구동 파형이 입력되는 경우, 이는 액면(202)이 기준 위치(207)에 복귀되기 전에 다음 토출 동작이 이행되는 것을 의미한다. 토출 간격이 길면, 복귀의 영향은 없거나 무시될 수 있을 만큼 충분히 작지만, 토출 간격이 짧은 경우, 이는 영향이 남아 있는 상태에서 후속 토출이 실행되는 것을 의미한다. 이 영향은 액적(203)의 토출 속도 및 토출량을 변동시키기 때문에, 조정이 이루어졌을 때와의 차분이 토출 속도 및 토출량의 변동으로서 드러난다.
본 실시형태에서는, 이러한 변동을 고려하고, 토출 프로세스 전에 토출 속도 및 토출량을 적정한 값으로 보정하기 위한 복수의 구동 파형을 각각 노즐마다 조정하여 라이브러리(저장 유닛:도시되지 않음)에 저장한다. 각각의 노즐에 대해, 토출 프로세스 중의 토출 간격에 따른 토출 속도 및 토출량이 일정하게 유지되도록, 라이브러리에 저장되어 있는 복수의 구동 파형 중에서 적절한 구동 파형을 선택해서 사용한다. 즉, 라이브러리에 저장되고 있는 복수의 구동 파형으로부터 노즐의 토출 조건으로 해서 사용할 구동 파형을 선택한다.
[구동 파형 전환]
도 3a 및 도 3b를 사용하여, 토출 간격에 의한 토출 속도 및 토출량의 변동을 억제하기 위해서, 본 실시형태에 따른 구동 파형을 전환하는 프로세스에 대해서 설명한다. 도 3a는, 토출 간격에 따른 구동 파형의 전환에 의해 기판(111) 위에의 액적(302)의 도포가 완료된 것을 도시한다. 도 3b는 본 실시형태의 흐름도를 도시한다.
도 3a는, 기판 스테이지(104)에 의해 보유지지된 기판(111)에 대하여 토출 유닛(105)이 수지(114)를 도포하고 있는 개략을 나타낸다. 토출 유닛(105)에는 노즐(301)이 제공되며, 노즐(301)이 수지(114)를 토출해서 기판(111)에 액적(302)으로서 도포한다. 본 실시형태에서는, 노즐(301)로서 4개의 노즐(301A, 301B, 301C, 301D)에 대해서 설명하지만, 이 구성으로 한정하는 것이 아니고, 노즐의 수는 4 미만 또는 4개 초과일 수 있다. 또한, 각각의 노즐의 배치는 한정되지 않는다.
토출 유닛(105)은 제어 유닛(106)에 연결되어 있다. 제어 유닛(106)은, 상술한 바와 같이 컴퓨터(정보 처리 장치)이며, 토출 유닛(105)에 의한 토출을 제어한다. 제어 유닛(106)은, 저장 유닛으로서의 라이브러리(도시되지 않음)를 구비하며, 토출 간격에 따른 최적 구동 파형의 정보를 기록한다. 본 실시형태에서는, 토출 유닛(105)과 제어 유닛(106)이 직접 연결된 구성에 대해 설명하지만, 제어 유닛(106)의 일부로서의 중계 기판(도시하지 않음)을 통해 연결이 이루어질 수 있다. 중계 기판에는, 전술한 라이브러리 및 압전 소자에 전압을 공급하는 수단이 제공된다.
도 3b를 사용해서, 노즐(301)에 대한 본 실시형태의 프로세스에 대해서 설명한다. 기판 스테이지(104)(기판(111))가 도 3a에 도시된 화살표의 방향으로 이동하고 있는 동안, 토출 유닛(105)은 정지 상태에서 토출을 행한다. 도 3a에 도시된 16개의 토출 타이밍(T1 내지 T16)에서의 토출 또는 불토출에 의해 액적(302)의 패턴이 구성된다. 즉, T1 내지 T16의 구간을 통한 주사에 의해 토출을 행하고, 본 실시형태에서는 이 구간을 하나의 샷으로서 설정한다. 본 실시형태에서는, 토출 유닛(105)은 정지 상태에 있는 것으로서 설명되지만, 기판 스테이지(104)와 마찬가지로 이동하여 쌍방향 주사에 의해 토출을 행할 수 있다. 다른 노즐(301B 내지 301D)에 대한 발명의 적용 방법은 동일하기 때문에, 여기서는 노즐(301A) 그 자체를 예로하여 설명한다.
단계 S301에서, 제어 유닛(106)은, 노즐(301)의 토출 간격을 변경해서 토출 속도 및 토출량을 계측하고, 적절한 구동 파형을 구하며, 그것을 라이브러리에 기록한다. 본 프로세스는 임프린트 장치(101)에 의한 토출 프로세스 중에는 실행되지 않지만, 토출 프로세스를 행하기 전에 실행되며, 적절한 구동 파형이 미리 기록되는 것으로 한다. 토출 간격은, 기판의 설계 데이터에 기초하여 규정되는 드롭 레시피로부터 시간의 양을 식별하기 위해 미리 사용되는 값으로서 이해된다. 또한, 토출 속도 및 토출량은, 외부 계측기, 예를 들어 토출 관찰 장치 등을 사용해서 계측된다. 전압 성분의 조정에서는, 토출량 및 토출 속도가 각각의 일정한 변화율에 의해 변화한다. 잔여 진동의 영향에 의해 토출량과 토출 속도 사이의 비율에 편차가 발생한 경우에는, 파형의 당김 성분과 압출 성분 사이의 비율을 변화시킴으로써 토출량과 토출 속도 사이의 비율을 미세하게 조정할 수 있다. 상술한 바와 같이, 1개의 노즐에 대하여 복수의 구동 파형이 요구된다.
이런 방식에서, 토출 프로세스에서 사용되는 복수의 구동 파형을 미리 라이브러리에 기록해 둠으로써, 하나의 샷 내에서의 파형 전환 시에 연산을 행하지 않고 구동 파형의 참조(라이브러리 내의 참조처)를 전환하는 것만으로 짧은 시간에 구동 파형을 전환하는 것이 가능해진다. 라이브러리에 저장되는 정보로서는, 토출 간격과 대응하는 구동 파형의 정보가 최소 정보이며, 추가로 조정 시의 토출 속도 및 토출량의 정보를 기록하는 것이 바람직하다. 토출 속도 및 토출량을 기록함으로써, 별도의 보정이 필요하게 되는 때에 이 정보를 유효하게 이용할 수 있다.
단계 S302에서, 제어 유닛(106)은 토출 프로세스의 개시 전에, 구체적으로는 노즐(301A)에 적용되는 초기 설정을 행한다. 본 실시형태에 따른 노즐(301A)에서는, 토출 간격은 3 단계로 나뉘는 것으로 한다. 즉, T1 내지 T3의 제1 토출 간격, T3 내지 T7의 제2 토출 간격, 및 T7 내지 T16의 제3 토출 간격이 있다. 제1 토출 간격은 도 3a에 도시된 각각의 격자 점마다 토출하는 것이다. 제2 토출은 1개의 격자 점을 비워 두고 토출하는 것이며, 토출 간격은 제1 토출 간격의 2배이다. 제3 토출은 2개의 격자 점을 비워 두고 토출하는 것이며, 토출 간격은 제1 토출 간격의 3배이다. 이 토출 간격은, 기판(111) 상에 형성할 패턴(도포 패턴)에 따라서 미리 특정될 수 있다. 단계 S301에서 라이브러리에 저장된 구동 파형은, 제1 내지 제3 토출 간격에서 각각 최적인 복수의 구동 파형이다. 단계 S302에서는, 초기 설정으로서, 제1 토출 파형에 의해 조정된 구동 파형에 대해 라이브러리를 참조하도록 설정이 실행된다.
단계 S303에서, 제어 유닛(106)은, 라이브러리의 참조를 노즐(301A)의 제2 토출 간격에 대해 최적인 구동 파형으로 전환한다. 이 동작은, 토출 유닛(105)이 T3의 토출을 종료한 단계에서 행하여진다. 단계 S302 내지 단계 S303의 동작은 연속적으로 행해지고, 토출은 일련의 주사에 의한 것으로 한다.
단계 S304에서, 제어 유닛(106)은, 라이브러리의 참조를 노즐(301A)의 제3 토출 간격에 대해 최적인 구동 파형으로 전환한다. 이 동작은, 토출 유닛(105)이 T7의 토출을 종료한 단계에서 행하여진다. 단계 S303 내지 단계 S304의 동작은 연속적으로 행하여지고, 토출은 일련의 주사에 의한 것으로 한다.
이와 같이, 하나의 샷 내에서 토출 간격이 전환될 경우, 복수의 최적 구동 파형을 미리 라이브러리에 저장함으로써, 토출 간격의 전환과 동일한 타이밍에 최적 구동 파형으로 전환하는 것이 가능하다.
다음 샷으로 이행할 경우에는, 다음 샷에 대응하는 토출 프로세스를 실시한다. 토출 프로세스를 변경할 필요가 없으면, 도 3b에 도시된 단계 S302 내지 단계 S304가 반복되고, 필요한 경우에 전환을 행한다. 토출 프로세스는 드롭 레시피에 따라 결정되기 때문에, 계획을 미리 작성하고 제어 유닛(106)의 라이브러리에 저장한다.
본 실시형태에서 설명된 구동 파형은 노즐(301A)에 대해 토출 간격이 변경될 때에 최적의 것이며, 노즐( 301B 내지 301D) 각각에 대한 최적 구동 파형은 반드시 동일할 필요는 없다. 따라서, 토출 속도 및 토출량의 정밀도를 증가시키기 위해서는, 각각의 노즐에 대해 각각의 토출 간격에 대한 복수의 최적 구동 파형을 준비할 필요가 있다. 따라서, 토출 유닛(105)에 제공되어 있는 노즐(301) 각각에 대해 설정될 수 있는 토출 간격에 대한 복수의 구동 파형을 라이브러리에 저장하는 것이 바람직하다.
토출 간격의 3개의 유형(3개의 패턴)을 예로 들어 설명하고 있지만, 이에 대해 제한은 없으며, 하나의 샷 내에서 변경되는 토출 간격의 수는 제한되지 않는다. 따라서, 토출 간격에 대한 패턴에 따라 토출 간격의 변경을 행하는 구성을 취할 수 있다.
또한, 도 3a에 도시된 예에서는, 제1 내지 제3 토출 간격이 조밀상태로부터 희박상태로 하나의 방향으로 변화한다. 그러나, 예를 들어 조밀상태로부터 희박상태로의 변화 후에 조밀상태 토출이 행해지도록 토출 간격을 설정할 수 있고, 그 반도로도 될 수 있다.
잔여 진동의 영향이 드러나기 어려운 긴 토출 간격의 경우에, 토출 속도 및 토출량의 변동은 낮다. 따라서, 조정 시에 변경의 영향이 발생하지 않는다고 판정되는 경우 토출 간격의 전환을 위해 구동 파형을 전환할 필요가 없고, 변경이 영향이 발생하는 토출 간격을 설정할 때에 변경을 행함으로써, 라이브러리에 등록되는 구동 파형의 수를 감소시킬 수 있다. 여기에서의 전환 실행 여부의 판단을 위해, 예를 들어 토출 간격에 대한 임계값을 미리 정의해 두고, 이 임계값과의 비교에 따라 결정을 행하는 구성을 취할 수 있다.
[물품 제조 방법]
물품으로서의 반도체 집적 회로 소자 및 액정 표시 소자 등의 디바이스의 제조 방법은, 상술한 임프린트 장치를 사용해서 유리 플레이트 또는 필름 기판 등의 기판에 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 이 제조 방법은 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다. 패턴드 미디어나 광학 소자 등의 다른 물품을 제조하는 경우에는, 해당 제조 방법은 에칭 대신에 패턴이 형성된 기판을 변화시키는 다른 처리를 포함할 수 있다. 본 실시형태의 물품 제조 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 제조 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
위에서 본 발명의 유리한 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이러한 실시형태로 제한되지 않으며, 그 사상의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)TM), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 보든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 임프린트 장치이며,
    기판에 액체를 토출하도록 구성되는 토출 유닛;
    상기 토출 유닛에 대한 복수의 토출 조건을 저장하도록 구성되는 저장 유닛; 및
    상기 저장 유닛에 저장된 토출 조건에 기초하여 상기 토출 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상기 액체를 토출하는 토출 간격에 따라 상기 복수의 토출 조건으로부터 토출 조건을 선택하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토출 유닛은 상기 액체를 토출하도록 구성되는 복수의 노즐을 구비하며,
    상기 복수의 노즐 각각에 대해서 복수의 토출 조건이 제공되는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 토출 유닛은 압전 소자를 이용하며,
    상기 토출 조건은 토출 간격에 대응하는 상기 압전 소자를 구동하는 신호의 파형을 나타내는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은 상기 토출 간격이 변화할 때 상기 토출 조건을 전환하는, 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 복수의 토출 조건은, 상기 기판 상에 형성해야 할 패턴의 형성을 개시하기 전에, 상기 토출 유닛에 따른 토출 속도 및 토출량을 계측함으로써 조정되는, 임프린트 장치.
  6. 기판 상에 수지를 토출하도록 구성되는 토출 유닛 및 상기 토출 유닛에 대한 복수의 토출 조건을 저장하도록 구성되는 저장 유닛을 구비하는 임프린트 장치를 제어하는 제어 방법이며, 상기 제어 방법은,
    상기 기판 상에 패턴을 형성할 때 액체를 토출하는 토출 간격에 따라 상기 복수의 토출 조건으로부터 토출 조건을 선택하는 단계를 포함하는, 제어 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 토출 유닛은 상기 액체를 토출하도록 구성되는 복수의 노즐을 구비하며,
    상기 복수의 노즐 각각에 대해서 복수의 토출 조건이 제공되는, 제어 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 토출 유닛은 압전 소자를 이용하며,
    상기 토출 조건은 토출 간격에 대응하는 상기 압전 소자를 구동하는 신호의 파형을 나타내는, 제어 방법.
  9. 제6항에 있어서, 상기 토출 조건은 상기 토출 간격이 변화할 때 전환되는, 제어 방법.
  10. 제6항에 있어서, 상기 복수의 토출 조건은 상기 기판에 형성해야 할 패턴의 형성을 개시하기 전에 상기 토출 유닛에 따른 토출 속도 및 토출량을 계측함으로써 조정되는, 제어 방법.
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