KR20190027911A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

임프린트 장치는, 기판 상에서 형틀을 사용하여 임프린트재를 성형한다. 임프린트 장치는, 상기 기판을 보유 지지하는 가동의 스테이지와, 상기 임프린트재를 토출하는 공급부와, 상기 임프린트재가 상기 기판 상에 공급되도록 상기 스테이지를 이동시키면서 상기 공급부로 상기 임프린트재를 토출시키는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출량과 해당 토출량의 임프린트재가 목표물 상에 배치되는 위치와의 관계를 나타내는 특성 정보에 기초하여, 상기 기판의 목표 위치에 목표량의 임프린트재가 배치되도록 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출을 제어한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법
본 발명은, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스나 MEMS 등의 미세화의 요구가 진행되고, 종래의 포토리소그래피 기술에 더하여, 기판 상에서 임프린트재를 형틀(몰드)로 성형함으로써 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 미세 가공 기술이 주목을 모으고 있다. 이 기술은, 임프린트 기술이라고 불린다. 임프린트 기술에 의하면, 기판 상에 수 나노미터 오더의 미세한 구조체를 형성할 수 있다. 임프린트 기술의 하나로서 광경화법이 있다. 광경화법을 채용한 임프린트 장치에서는, 먼저, 기판 상의 패턴 형성 영역에 임프린트재를 도포한다. 다음으로, 임프린트재에 형틀을 접촉시켜서, 형틀의 패턴 영역의 오목부에 임프린트재를 충전시킨다. 다음으로, 임프린트재에 자외선을 조사함으로써 임프린트재를 경화시킴으로써 오목부에 대응하는 패턴을 형성한다. 다음으로, 경화된 임프린트재로부터 형틀을 분리함(이형)으로써, 기판 상에, 임프린트재에 의해 형성된 패턴이 남는다.
임프린트 장치에서는, 기판 상에 임프린트재를 배치하기 위해서, 임프린트재를 토출하는 토출부가 사용될 수 있다. 기판을 이동시키면서, 제어된 타이밍으로 토출부로부터 임프린트재를 토출함으로써, 기판 상의 목표 위치에 임프린트재가 배치될 수 있다. 일반적으로는, 기판 상의 복수의 목표 위치의 각각에 임프린트재가 배치되고, 이들 임프린트재에 대하여 형틀을 접촉시킴으로써 이들 임프린트재가 각각 넓어져서 막 형상으로 됨과 함께 형틀의 오목부에 충전된다.
기판 상에 배치되는 임프린트재의 위치 및 양은, 기판 상에 형성되는 패턴의 두께 분포에 영향을 줄 수 있다. 또한, 기판 상에 배치되는 임프린트재의 위치 및 양이 부적절하면, 기판 상에 형성되는 패턴에 결함이 발생할 수 있다. 특허문헌 1에는, 노즐로부터의 잉크 방울의 토출량을 제어하는 방법이 기재되어 있다.
일본 특허 제5727905호 공보
임프린트재의 토출량을 조정하면, 그 토출량에 따라서 임프린트재의 속도가 변화될 수 있다. 따라서, 기판을 이동시키면서 토출부로부터 임프린트재를 토출함으로써 기판 상에 임프린트재를 배치하는 방법에서는, 임프린트재의 토출량을 조정하면, 토출부로부터 기판 상에 임프린트재가 공급되는 위치가 목표 위치로부터 변화될 수 있다. 이것은, 임프린트재의 국소적인 과부족을 야기하여, 예를 들어 미 충전 결함이나 잔막 두께의 불균일성이 증가하는 등, 정확한 패턴 형성의 관점에서 불리해질 수 있다.
본 발명은, 예를 들어 정확한 패턴 형성의 관점에서 유리한 임프린트 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 측면은, 기판 상에서 형틀을 사용하여 임프린트재를 성형하는 임프린트 장치에 관계되고, 상기 임프린트 장치는, 상기 기판을 보유 지지하는 가동의 스테이지와, 상기 임프린트재를 토출하는 공급부와, 상기 임프린트재가 상기 기판 상에 공급되도록 상기 스테이지를 이동시키면서 상기 공급부로 상기 임프린트재를 토출시키는 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 토출부로부터의 임프린트재의 토출량과, 해당 토출량의 임프린트재가 목표물 상에 배치되는 위치와의 관계를 나타내는 특성 정보에 기초하여, 상기 기판의 목표 위치에 목표량의 임프린트재가 배치되도록 상기 토출부로부터의 임프린트재의 토출을 제어한다.
본 발명에 따르면, 예를 들어 정확한 패턴 형성의 관점에서 유리한 임프린트 장치가 제공된다.
도 1은, 본 발명의 일 실시 형태의 임프린트 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는, 공급부에 의한 기판 상으로의 임프린트재의 공급을 설명하는 도면이다.
도 3은, 공급부로부터의 임프린트재의 토출량의 조정을 설명하는 도면이다.
도 4는, 제어부에 의해 실행되는 공급부로부터의 임프린트재의 토출 제어 플로우를 나타내는 도면이다.
도 5는, 복수의 토출구의 각각에 대응하는 구동 소자의 구동 조건과, 각 구동 조건 하에서 토출구로부터 토출된 임프린트재가 기판 상의 배치되는 배치 위치와의 관계(특성 정보)를 예시하는 도면이다.
도 6은, 토출 조건에 따른 토출 타이밍의 결정에 의한 임프린트재의 배치 위치의 보정을 설명하는 도면이다.
도 7은, 특성 정보를 생성하는 처리의 플로우를 나타내는 도면이다.
도 8은, 특성 정보를 생성하는 처리를 설명하는 도면이다.
도 9는, 물품 제조 방법을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하면서 본 발명을 그의 예시적인 실시 형태를 통하여 설명한다.
도 1에는, 본 발명의 일 실시 형태의 임프린트 장치(1)의 구성이 나타나 있다. 임프린트 장치(1)는, 기판(3) 상에서 형틀(2)을 사용하여 임프린트재(4)를 성형하도록 구성되어 있다.
임프린트재로서는, 경화용 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭하는 경우도 있다)이 사용된다. 경화용 에너지로서는, 전자파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자파는, 예를 들어 그의 파장이 10nm 이상 1mm 이하인 범위로부터 선택되는 빛, 예를 들어 적외선, 가시광선, 자외선 등일 수 있다. 경화성 조성물은, 빛의 조사에 의해, 혹은, 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 중, 빛에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유 해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면 활성제, 산화 방지제, 폴리머 성분 등의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 임프린트재는, 토출부에 의해, 액적형, 혹은 복수의 액적이 연결되어서 이루어진 섬형 또는 막형으로 되어서 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에 있어서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s 이상 100mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료를 포함하는 부재가 마련되어도 된다. 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리이다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(3)의 표면에 평행한 방향을 XY 평면으로 하는 XYZ 좌표계에 있어서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계에 있어서의 X축, Y축, Z축에 각각 평행한 방향을 X 방향, Y 방향, Z 방향이라 하고, X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, Z축 둘레의 회전을 각각 θX, θY, θZ라 한다. X축, Y축, Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 축의 둘레의 회전, Y축에 평행한 축의 둘레의 회전, Z축에 평행한 축의 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는, X축, Y축, Z축의 좌표에 기초하여 특정될 수 있는 정보이며, 자세는, θX축, θY축, θZ축의 값으로 특정될 수 있는 정보이다. 위치 결정은, 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다. 위치 맞춤은, 기판 및 형틀의 적어도 한쪽의 위치 및/또는 자세의 제어를 포함할 수 있다.
이하에서는, 보다 구체적인 예를 제시하기 위해서, 임프린트재(4)를 경화시키기 위한 에너지로서 빛을 이용하는 예를 설명한다. 전형적으로는, 빛의 광축은, Z축에 평행하다. 임프린트 장치(1)는, 예를 들어 광원(14), 조명계(13), 형틀 구동 기구(10), 기판 스테이지(스테이지)(8), 기판 구동 기구(18), 구조체(12), 공급부(9), 계측부(17) 및 제어부(20)를 구비한다.
광원(14)은, 임프린트재(4)를 경화시키기 위한 빛(예를 들어, 자외광)을 발생시킨다. 조명계(13)는, 광원(14)으로부터의 빛 L을 사용하여 형틀(2)을 통해 기판(3) 상의 임프린트재(4)를 조명하고, 이에 의해 임프린트재(4)를 경화시킨다. 또한, 임프린트재(4)로서 열경화성 수지 재료를 채용하는 경우에는, 광원(14) 및 조명계(13)를 대신하여, 임프린트재(4)에 열을 공급하는 열공급부가 마련된다.
형틀(몰드)(2)은, 기판(3)에 대향하는 면에 패턴부(미도시)를 갖는다. 패턴부는, 예를 들어 기판(3)(임프린트재(4))에 전사해야 할 회로 패턴 등의 패턴을 갖는다. 패턴은, 오목부에 의해 구성되고, 기판(3) 상의 임프린트재(4)에 형틀(2)의 패턴부가 접촉한 상태에서, 임프린트재(4)가 오목부에 충전된다. 형틀 구동 기구(10)는, 구조체(12)에 의해 지지되고, 형틀(2)을 보유 지지하는 형틀 척(미도시)과, 형틀 척을 구동함으로써 형틀(2)을 구동한다. 형틀 척은, 예를 들어 형틀(2)에 있어서의 빛 L의 광로의 주변 영역을 흡착(예를 들어, 진공 흡착, 정전 흡착)함으로써 형틀(2)을 보유 지지한다. 형틀 구동 기구(10)는, 형틀(2)을 변형시키는 형틀 변형 기구를 가질 수 있다. 형틀 구동 기구(10)는, 형틀(2)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, Z축, θX축, θY축, θZ축의 6축)에 대하여 구동한다.
기판 스테이지(8)는, 기판(3)을 보유 지지하는 기판 척(7)을 갖는다. 기판 스테이지(8)는, 기판 구동 기구(18)에 의해 구동되는 가동의 스테이지이다. 기판 구동 기구(18)는, 기판(3)이 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, θZ축의 3축)에 대하여 구동되도록 스테이지 정반(11) 상에서 기판 스테이지(8)를 구동한다. 형틀 구동 기구(10) 및 기판 구동 기구(18)는, 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 조정하는 조정 기구를 구성한다. 해당 조정 기구는, X축, Y축, θX축, θY축 및 θZ축에 관하여 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 조정하는 것 이외에, Z축에 관해서도 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 조정한다. Z축에 관한 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치의 조정은, 기판(3) 상의 임프린트재(4)와 형틀(2)의 접촉 및 분리의 동작을 포함한다.
공급부(도포부)(9)는, 구조체(12)에 의해 지지되고, 형틀 구동 기구(10)의 근방에 배치될 수 있다. 공급부(9)는, 기판(3)의 패턴 형성 영역으로서의 샷 영역 상에 임프린트재(4)를 공급한다. 보다 구체적으로는, 공급부(9)는, 임프린트재(4)를 토출하는 토출부(5)를 갖고, 기판(3)의 샷 영역 상에 임프린트재(4)가 공급되도록 토출부(5)로부터 임프린트재(4)를 토출한다. 토출부(5)는, 잉크젯 프린터가 잉크를 토출하는 원리와 마찬가지의 원리를 따라 임프린트재(4)를 토출하도록 구성될 수 있다.
제어부(20)는, 형틀 구동 기구(10), 기판 구동 기구(18), 광원(14), 공급부(9), 계측부(17) 등을 제어하도록 구성된다. 제어부(20)는, 예를 들어 기판(3)의 패턴 형성 영역과 형틀(2)의 위치 결정을 위한 형틀 구동 기구(10) 및 기판 구동 기구(18)의 제어, 기판(3)의 패턴 형성 영역으로의 임프린트재(4)의 공급을 위한 기판 구동 기구(18) 및 공급부(9)의 제어를 행할 수 있다. 또한, 제어부(20)는, 임프린트재(4)의 경화를 위한 광원(14)의 제어를 행할 수 있다. 제어부(20)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어.) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약어.), 또는, ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어.), 또는, 프로그램이 내장된 범용 컴퓨터, 또는, 이들 전부 또는 일부의 조합에 의해 구성될 수 있다.
다음으로, 임프린트 장치(1)에 의한 임프린트 처리(임프린트 방법)에 대하여 설명한다. 먼저, 제어부(20)는, 도시하지 않은 기판 반송 기구에 기판(3)을 기판 척(7) 상에 적재시키고, 기판 척(7)에 기판(3)을 고정시킨다. 다음으로, 제어부(20)는, 도시하지 않은 얼라인먼트 스코프에 기판(3)의 얼라인먼트 마크의 위치를 계측시킨다. 이때, 제어부(20)는, 계측 대상의 얼라인먼트 마크가 얼라인먼트 스코프의 시야에 들어가도록 기판 구동 기구(18)를 제어한다. 제어부(20)는, 얼라인먼트 스코프에 의한 계측 결과에 기초하여, 기판(3) 상에 정의된 복수의 샷 영역(패턴 형성 영역)의 위치를 특정한다. 복수의 샷 영역의 위치는, 공급부(9)에 의해 샷 영역 상에 임프린트재(4)를 공급하는 동작이나, 임프린트재가 공급된 샷 영역에 대한 형틀(2)의 위치 결정을 위하여 사용된다.
다음으로, 제어부(20)는, 패턴 형성 대상의 샷 영역 상에 임프린트재(4)가 공급되도록 공급부(9) 및 기판 구동 기구(18)를 제어한다. 도 2를 참조하면서 공급부(9)에 의한 기판(3)의 샷 영역으로의 임프린트재(4)의 공급을 설명한다. 제어부(20)는, 패턴 형성 대상의 샷 영역이 공급부(9) 아래에 배치되도록 기판 구동 기구(18)를 제어한다. 그리고, 제어부(20)는, 도 2의 (a)에 나타나는 바와 같이, 기판 구동 기구(18)에 기판(3)(기판 스테이지(8))을 XY 평면을 따라 구동시키면서 공급부(9)의 토출부(5)에 임프린트재(4)를 토출시킨다. 이에 의해, 도 2의 (b)에 나타나는 바와 같이, 기판(3)의 임프린트 대상의 샷 영역에 임프린트재(4)가 공급되어 배치된다. 전형적으로는, 임프린트 대상의 샷 영역의 복수의 위치에 임프린트재(4)가 배치될 수 있다.
다음으로, 제어부(20)는, 임프린트재(4)가 배치된 패턴 형성 대상의 샷 영역이 형틀(2) 아래에 배치되도록 기판 구동 기구(18)에 기판(3)(기판 스테이지(8))을 위치 결정시킨다. 다음으로, 제어부(20)는, 도시하지 않은 얼라인먼트 스코프를 사용하여 패턴 형성 대상의 샷 영역과 형틀(2)의 상대 위치를 검출하면서 기판 구동 기구(18) 및 형틀 구동 기구(10)를 제어하여, 해당 샷 영역과 형틀(2)을 위치 맞춤한다. 다음으로, 제어부(20)는, 패턴 형성 대상의 샷 영역 상의 임프린트재(4)에 형틀(2)의 패턴부가 압박되도록 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 제어한다. 예를 들어, 제어부(20)는, 형틀 구동 기구(10)에 형틀(2)을 하강시킴으로써 샷 영역 상의 임프린트재(4)에 형틀(2)의 패턴부가 압박되도록 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 제어한다. 이 압박에 의해, 샷 영역 상의 임프린트재(4)가 막을 형성하도록 넓어짐과 함께, 형틀(2)의 패턴부의 오목부에 충전된다.
다음으로, 제어부(20)는, 패턴 형성 대상의 샷 영역 상의 임프린트재(4)에 빛 L이 조사되도록 광원(14)을 제어하고, 빛 L에 의해 임프린트재(4)를 경화시킨다. 다음으로, 제어부(20)는, 경화된 임프린트재(4)로부터 형틀(2)이 분리되도록, 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 제어한다. 예를 들어, 제어부(20)는, 형틀 구동 기구(10)로 형틀(2)을 상승시킴으로써 샷 영역 상의 경화된 임프린트재(4)로부터 형틀(2)이 분리되도록 기판(3)과 형틀(2)의 상대 위치를 제어한다. 이상의 공정에 의해, 기판(3)의 패턴 형성 대상의 샷 영역에는, 형틀(2)의 패턴부의 패턴을 본뜬 패턴이 전사된다. 이러한 공정은, 복수의 샷 영역에 대하여 실시될 수 있다.
기판(3) 상에 공급부(9)에 의해 임프린트재(4)를 배치할 때 제어부(20)는, 형틀(2)의 패턴부에 형성된 패턴 레이아웃을 따라 생성된 목표 정보에 기초하여 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출을 제어한다. 목표 정보는, 외부 장치 또는 기억 매체로부터 제공될 수 있다. 목표 정보는, 기판(3) 또는 샷 영역에 있어서의 임프린트재를 배치해야 할 복수의 위치(목표 위치)와, 해당 복수의 위치의 각각에 배치해야 할 임프린트재의 양(목표량)을 포함한다. 목표 정보는, 샷 영역 상의 임프린트재(4)의 배열에 대하여 형틀(2)의 패턴부를 접촉시켰을 때 임프린트재(4)가 간극 없이 넓어지도록 결정된다.
본 실시 형태에서는, 제어부(20)는, 미리 설정된 특성 정보에 기초하여, 기판(3)의 목표 위치에 목표량의 임프린트재(4)가 배치되도록 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출을 제어한다. 여기서, 특성 정보는, 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출량과, 해당 토출량의 임프린트재(4)가 목표물(기판) 상에 배치되는 위치와의 관계를 나타내는 정보이다. 구체적으로는, 제어부(20)는, 특성 정보, 공급(토출)해야 할 임프린트재의 목표량 및 임프린트재를 공급해야 할 목표 위치에 기초하여 공급부(9)로부터의 임프린트재의 토출 타이밍을 결정하도록 구성될 수 있다. 공급부(9)로부터의 임프린트재의 토출량이 구동 조건에 의해 이산적으로 제어되는 경우, 제어부(20)는, 목표량에 기초하여 구동 조건을 결정하고, 특성 정보, 목표량에 따라 결정된 구동 조건, 및 목표 위치에 기초하여, 토출 타이밍을 결정하도록 구성될 수 있다.
여기서, 임프린트재(4)의 토출량과 공급부(9)의 토출부(5)로부터 토출되는 임프린트재(4)의 속도의 사이에는 상관관계가 있어, 임프린트재(4)의 토출량을 증가시키면, 임프린트재(4)의 속도가 저하된다. 기판(3)을 이동시키면서 공급부(9)의 토출부(5)로부터 임프린트재(4)를 토출하여 기판(3) 상에 공급하는 방식에서는, 임프린트재(4)의 속도가 변화하면, 기판(3) 상에 임프린트재(4)가 공급되는 위치도 변화한다. 따라서, 임프린트재(4)의 토출량을 종전의 토출량에서 목표량으로 변화시키면, 그에 따라, 공급부(9)의 토출부(5)로부터 임프린트재(4)를 토출하는 토출 타이밍에 대해서도 종전의 토출 타이밍으로부터 변화시킬 필요가 있다. 그래서, 제어부(20)는, 특성 정보, 목표량 및 목표 위치에 기초하여 토출 타이밍을 결정하도록 구성될 수 있다.
도 3에는, 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출량의 조정을 행했을 때 기판의 샷 영역 S에 대한 임프린트재(4)의 공급 위치가 변화하는 것이 예시적으로 나타나 있다. 백색 동그라미 표시(파선)는, 토출량의 조정 전에 있어서 임프린트재(4)가 목표물 상에 공급되는 위치를 나타내고 있다. 토출량의 조정 전은, 임프린트재(4)의 배열이 격자형으로 된다. 까맣게 칠해진 동그라미 표시(실선)는, 토출량의 조정 후에 있어서 임프린트재(4)가 목표물 상에 공급되는 위치를 나타내고 있다.
도 3에 나타나는 예에서는, 공급부(9)의 토출부(5)에는, 토출구 N(0), N(1), N(2), N(3)으로서 식별되는 네 토출구가 마련되어 있다. 샷 영역 S내의 i행째의 임프린트재(4)는, 토출구 N(i)(i는 1 내지 3 중 어느 것)으로부터 토출되어서 샷 영역 S에 공급된 임프린트재(4)를 나타내고 있다. 도 3의 예는, 토출구 N(0), N(2)은, 토출량의 조정 전에 대하여 토출량을 저감시키도록 조정되고, 토출구 N(1), N(3)은, 토출량의 조정 전에 대하여 토출량을 증가시키도록 조정된 예이다. 토출량의 변경에 의해 샷 영역 S에 임프린트재(4)가 공급되는 위치도 변경된다. 따라서, 단순하게 토출량이 조정된 것만으로는, 임프린트재(4)가 기판(3)의 목표 위치에 공급되지 않아, 형성되는 패턴의 막 두께(예를 들어, 잔막 두께(가장 얇은 부분의 막 두께))가 불균일해질 수 있다. 따라서, 토출량을 조정함과 함께 토출 타이밍도 조정할 필요가 있다.
도 4에는, 제어부(20)에 의해 실행되는 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출 제어의 플로우가 나타나 있다. 도 5의 (a)에는, 특성 정보가 시각화되어 나타나 있다. 도 5의 (b)에는, 목표량(목표로 하는 토출량)에 기초하는 구동 조건의 결정이 예시적으로 나타나 있다. 도 5의 (b)에는 또한, 목표량에 따라 기판(3) 상에서의 임프린트재의 배치 위치(기판(3)에 임프린트재가 공급되는 위치)의 어긋남이 발생하는 것이 예시적으로 나타나 있다. 도 6의 (a)에는, 토출량의 변경에 의해 기판(3) 상에서의 임프린트재(4)의 배치 위치가 변화하는 것이 나타나 있다. 도 6의 (b)에는, 토출 타이밍의 조정에 의해 기판(3) 상에서의 임프린트재(4)의 배치 위치가 보정되는 것이 나타나 있다. 도 4에 따른 설명에서는, 제어부(20)는, 미리 특성 정보를 취득하여 보유되어 있는 것으로 한다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 제어부(20)는, 특성 정보를 생성하는 처리를 실행하도록 구성되어도 된다. 특성 정보는, 예를 들어 함수 또는 테이블 등으로 부여될 수 있다.
먼저, 공정 S200에서는, 제어부(20)는, 기판(3) 또는 샷 영역에 있어서의 임프린트재를 배치해야 할 복수의 위치(이하, 목표 위치)와, 해당 복수의 위치의 각각에 배치해야 할 임프린트재의 양(이하, 목표량)을 포함하는 목표 정보를 취득한다. 목표 정보는, 외부 장치 또는 기억 매체로부터 제공될 수 있다.
공정 S201에서는, 제어부(20)는, 목표 정보 중의 목표량에 기초하여 공급부(9)의 토출부(5)의 각 토출구에 대응하는 구동 소자의 구동 조건을 결정한다. 토출구에 대응하는 구동 소자란, 당해 토출구로부터 임프린트재를 토출시키기 위한 구동 소자, 즉 토출구에 대하여 마련된 구동 소자를 의미한다. 여기서, 도 5의 (a)에는, 토출구 N(0), N(1), N(2) 각각에 대응하는 구동 소자의 구동 조건(예를 들어 구동 전압)과, 각 구동 조건 하에서 토출구로부터 토출된 임프린트재가 기판 상에 배치되는 배치 위치와의 관계가 예시되어 있다.
공정 S200에서 취득된 목표 위치를 Xt, 목표량을 Dt라 하면, 도 5의 (b)에 나타나는 바와 같이, 각 토출구에 대응하는 구동 소자에 대해서, 목표량 Dt에 대한 어긋남이 소정값 미만인 구동 조건을 결정할 수 있다. 토출구 N(0)에 대응하는 구동 소자의 구동 조건 C(0)로서는, 복수의 구동 조건 1, 2, 3 중에서 구동 조건 2가 결정된다. 토출구 N(1)에 대응하는 구동 소자의 구동 조건 C(1)로서는, 복수의 구동 조건 1, 2, 3 중에서 구동 조건 2가 결정된다. 토출구 N(2)에 대응하는 구동 소자의 구동 조건 C(2)로서는, 복수의 구동 조건 1, 2, 3 중에서 구동 조건 2가 결정된다.
공정 S202에서는, 제어부(20)는, 미리 보유하고 있는 특성 정보, 공정 S201에서 결정된 구동 조건 및 공정 S200에서 취득된 목표 위치 Xt에 기초하여, 토출 타이밍의 보정 전에 있어서의 임프린트재의 배치 위치를 결정한다. 도 5의 (b)에 나타나는 특성 정보보다, 공정 S201에서 결정된 구동 조건 C(0), C(1), C(2)에서 토출구 N(0), N(1), N(2)으로부터 토출된 임프린트재(4)가 기판 상에 배치되는 배치 위치가 X(0), X(1), X(2)가 되는 것을 알 수 있다.
공정 S203에서는, 제어부(20)는, 공정 S202에서 결정된 배치 위치 X(0), X(1), X(2)에 기초하여, 토출구 N(0), N(1), N(2)으로부터의 임프린트재의 토출 타이밍 TC(0), TC(1), TC(2)를 결정한다. 구체적으로는, 제어부(20)는, 배치 위치 X(0), X(1), X(2)와 목표 위치 Xt에 기초하여, 이하의 식을 따라 토출구 N(0), N(1), N(2)에 대응하는 구동 소자의 토출 타이밍 TC(0), TC(1), TC(2)를 결정한다.
Figure pct00001
여기서, T(0)는, 기준이 되는 토출 타이밍(보정 전의 토출 타이밍)이고, 예를 들어 목표 위치 Xt에 토출구 N(0), N(1), N(2)이 대향하는 타이밍 또는, 해당 타이밍보다 소정 시간만큼 빠른 타이밍일 수 있다. V는, 공급부(9)에 의해 기판(3) 상에 임프린트재(4)를 배치할 때의 기판(3)(기판 스테이지(8))의 속도이다. ΔX(i)는, X(i)(i는 1 내지 3 중 어느 것)와 Xt의 차분이다. 토출 타이밍 TC(0), TC(1), TC(2)는, 보정된 토출 타이밍이다.
공정 S204에서는, 제어부(20)는, 공정 S201에서 결정된 구동 조건과 공정 S203에서 결정된 토출 타이밍으로 구성되는 제어 정보를 설정한다. 제어부(20)는, 공급부(9)를 사용하여 기판(3) 상에 임프린트재(4)를 배치할 때 제어 정보에 기초하여, 공급부(9)의 토출부(5)의 구동 조건과 토출 타이밍을 제어한다.
도 6의 (a)에 있어서, + 표시는, 목표 위치 Xt를 나타내고 있다. 도 6의 (a)에 있어서, 동그라미 표시는, 공정 S201에서 결정된 구동 조건에서, 토출 타이밍 T(0)에서 공급부(9)의 토출부(5)의 토출구 N(0), N(1), N(2)에 대응하는 구동 소자를 구동한 경우의 기판 샷 영역 S 상의 임프린트재의 배치 위치를 나타내고 있다. 도 6의 (b)에 있어서, + 표시는, 목표 위치 Xt를 나타내고 있다. 도 6의 (b)에 있어서, 점선의 동그라미 표시는, 도 6의 (a)에 있어서의 동그라미 표시와 마찬가지의 배치 위치를 나타내고 있다. 도 6의 (b)에 있어서, 실선의 동그라미 표시는, 토출 타이밍 TC(0), TC(1), TC(2)에서 공급부(9)의 토출부(5)의 토출구 N(0), N(1), N(2)에 대응하는 구동 소자를 구동한 경우의 기판의 샷 영역 S 상의 임프린트재의 배치 위치를 나타내고 있다.
이상과 같이, 본 실시 형태에 따르면, 미리 설정된 특성 정보에 기초하여, 기판(3)의 목표 위치에 목표량의 임프린트재(4)가 배치되도록 공급부(9)로부터의 임프린트재(4)의 토출을 제어할 수 있다.
이하, 특성 정보를 생성하는 방법을 예시적으로 설명한다. 제어부(20)는, 특성 정보를 생성하는 처리를 실행하도록 구성될 수 있다. 도 7에는, 특성 정보를 생성하는 처리의 플로우가 나타나 있다. 이 플로우에 나타나는 처리에서는, 하나의 구동 조건에 관하여 공정 S301, S302가 실행되고, 공정 S303에 있어서 N개의 구동 조건에 대하여 공정 S301, S302가 실행되었다고 판단될 때까지, 구동 조건을 변경하여 공정 S301, S302가 실행된다.
공정 S301에서는, 제어부(20)는, 기판(3)(기판 스테이지(8))을 이동시키면서 복수의 구동 조건 중 하나의 구동 조건에서 공급부(9)의 토출부(5)의 구동 소자를 구동하여 임프린트재(4)를 토출시키고, 목표물(여기서는, 테스트용으로 준비된 기판(3)으로서 설명한다.) 상에 임프린트재(4)를 배치시킨다.
공정 S302에서는, 제어부(20)는, 계측부(17)를 사용하여, 공정 S301에서 기판(3) 상에 배치된 임프린트재(4)의 치수(예를 들어, 직경) 및 배치 위치를 계측한다. 도 8의 (a)에는, 구동 조건 1에서 토출구 N(0), N(1), N(2)으로부터 임프린트재를 토출시켰을 경우에 기판(3) 상에 배치되는 임프린트재가 동그라미 표시로 나타나 있다. R1(0), R1(1), R1(2)은, 구동 조건 1에 있어서 기판(3) 상에 배치되는 임프린트재의 직경을 나타내고 있다. ΔX1(0), ΔX1(1), ΔX1(2)은, 구동 조건 1에 있어서 발생하는 목표 위치 Xt에 대한 임프린트재의 위치 어긋남을 나타내고 있다.
도 8의 (b)에는, 구동 조건 2에서 토출구 N(0), N(1), N(2)으로부터 임프린트재를 토출시켰을 경우에 기판(3) 상에 배치되는 임프린트재가 동그라미 표시로 나타나 있다. R2(0), R2(1), R2(2)는, 구동 조건 2에 있어서 기판(3) 상에 배치되는 임프린트재의 직경을 나타내고 있다. ΔX2(0), ΔX2(1), ΔX2(2)는, 구동 조건 2에 있어서 발생하는 목표 위치 Xt에 대한 임프린트재의 위치 어긋남을 나타내고 있다.
공정 S304에서는, 제어부(20)는, 공정 S301, S302의 반복에 의해 얻어진 복수의 구동 조건의 하에서의 임프린트재의 배치 위치 및 치수에 기초하여 특성 정보를 생성한다. 여기서, 제어부(20)는, 공정 S302에서 계측에 의해 취득된 임프린트의 치수를, 임프린트재의 치수와 토출량의 관계에 기초하여, 토출량으로 변환한다. 임프린트재의 치수와 토출량의 관계는, 임프린트재의 종류별로 미리 실험 등을 통하여 특정할 수 있고, 해당 관계는, 예를 들어 함수 또는 테이블로서 준비될 수 있다. 도 8의 (c)는, 도 8의 (a) 및 도 8의 (b)에 나타난 결과에 기초하여 얻어진 특성 정보를 나타내고 있다.
임프린트 장치를 사용하여 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 항구적으로, 혹은 각종 물품을 제조할 때 일시적으로, 사용된다. 물품이란, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 혹은, 형틀 등이다. 전기 회로 소자로서는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, MRAM과 같은, 휘발성 혹은 불휘발성의 반도체 메모리나, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자 등을 들 수 있다. 형틀로서는, 임프린트용 몰드 등을 들 수 있다.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 혹은, 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에 있어서 에칭 또는 이온 주입 등이 행하여진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
다음으로, 상기의 임프린트 장치를 사용하여 이루어지는 물품 제조 방법에 대하여 설명한다. 도 9의 (a)에 나타내는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형상으로 된 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 모습을 나타내고 있다.
도 9의 (b)에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 형틀(4z)을, 그의 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해, 대향시킨다. 도 9의 (c)에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1)과 형틀(4z)을 접촉시켜, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 형틀(4z)과 피가공재(2z)의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용 에너지로서 빛을 형틀(4z)을 투과시켜서 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화한다.
도 9의 (d)에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 형틀(4z)과 기판(1z)을 분리하면, 기판(1z) 상에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 형틀의 오목부가 경화물의 볼록부에, 형틀의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응된 형상으로 되어 있고, 즉, 임프린트재(3z)에 형틀(4z)의 요철 패턴이 전사되게 된다.
도 9의 (e)에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 혹은 얇게 잔존된 부분이 제거되어, 홈(5z)이 된다. 또한, 당해 「얇게 잔존된 부분」은, 별도의 에칭 공정에 의해 미리 제거해 두는 것이 좋다. 도 9의 (f)에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는 경화물의 패턴을 제거했지만, 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉, 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 발명은, 이들 실시 형태로 한정되지 않고, 그 요지의 범위 내에서 다양한 변형 및 변경이 가능하다.
본원은, 2016년 7월 15일 제출된 일본 특허 출원 제2016-140804을 기초로 하여 우선권을 주장하는 것이며, 그 기재 내용의 모두를 여기에 원용한다.

Claims (12)

  1. 기판 상에서 형틀을 사용하여 임프린트재를 성형하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판을 보유 지지하는 가동의 스테이지와,
    상기 임프린트재의 액적을 토출하는 공급부와,
    복수의 상기 임프린트재의 액적이 상기 기판 상에 공급되도록 상기 스테이지를 이동시키면서 상기 공급부로 상기 임프린트재를 토출시키는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 공급부로부터 토출되는 임프린트재의 액적의 토출량과 해당 토출량의 임프린트재가 목표물 상에 배치되는 위치와의 관계를 나타내는 특성 정보에 기초하여, 상기 기판의 목표 위치에 목표량의 임프린트재가 배치되도록 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출을 제어하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 상에 임프린트재를 배치해야 할 복수의 목표 위치와, 상기 복수의 목표 위치의 각각에 배치해야 할 임프린트재의 목표량을 나타내는 목표 정보를 취득하고, 상기 목표 정보 및 상기 특성 정보에 기초하여, 상기 공급부를 제어하기 위한 제어 정보를 생성하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 공급부로부터 상기 목표물 상에 임프린트재를 토출시킨 결과에 기초하여 상기 특성 정보를 생성하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 목표물 상에 있어서의 임프린트재의 위치 및 치수에 기초하여 상기 특성 정보를 생성하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 목표물 상에 있어서의 임프린트재의 위치 및 치수를 계측하는 계측부를 더 구비하고, 상기 제어부는, 상기 계측부에 의해 계측된 결과에 기초하여 상기 특성 정보를 생성하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 특성 정보, 상기 목표량 및 상기 목표 위치에 기초하여 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출 타이밍을 결정하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 목표량에 기초하여 상기 공급부의 구동 조건을 결정하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 특성 정보, 상기 목표량에 기초하여 결정된 상기 구동 조건, 및 상기 목표 위치에 기초하여 상기 토출 타이밍을 결정하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 특성 정보 및 상기 목표량에 기초하여 복수의 구동 조건 중에서 상기 구동 조건을 선택하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 구동 조건 중에서 선택된 상기 구동 조건에 있어서 임프린트재가 목표물 상에 배치되는 위치에 기초하여 상기 토출 타이밍을 결정하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 기재된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 공정과,
    상기 공정에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 공정
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
  12. 기판 상에서 형틀을 사용하여 임프린트재를 성형하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판을 보유 지지하는 가동의 스테이지와,
    상기 임프린트재를 토출하는 공급부와,
    상기 임프린트재가 상기 기판 상에 공급되도록 상기 스테이지를 이동시키면서 상기 공급부로 상기 임프린트재를 토출시키는 제어부를 구비하고,
    상기 제어부는, 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출량과 해당 토출량의 임프린트재가 목표물 상에 배치되는 위치와의 관계를 나타내는 특성 정보에 기초하여, 상기 기판의 목표 위치에 목표량의 임프린트재가 배치되도록, 상기 공급부를 구동시키는 복수의 구동 조건 중에서 선택된 구동 조건에 기초하여, 상기 공급부로부터의 임프린트재의 토출 타이밍을 제어하는,
    것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
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