KR20190071804A - 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20190071804A
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Abstract

몰드를 보유지지 및 이동시키는 몰드 보유지지 유닛과, 기판이 흡착되는 복수의 흡착 영역을 가지며 기판을 보유지지 및 이동시키는 기판 보유지지 유닛을 포함하는 임프린트 장치가 제공된다. 몰드를 분리할 때, 임프린트 장치는 복수의 흡착 영역 중, 몰드가 임프린트재로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력을 그 위치보다 기판의 외주측에 더 가까운 흡착 영역의 흡착력보다 약화시키고, 몰드와 기판 사이의 공간이 커지도록 몰드 보유지지 유닛 및 기판 보유지지 유닛 중 적어도 하나를 미리규정된 양만큼 이동시키며, 그후 몰드 보유지지 유닛을 경사지게 한다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품 제조 방법
본 발명은 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 장치에서는, 기판 상에서 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하기 위해 몰드 분리를 행할 때, 몰드와 경화된 임프린트재 사이의 계면(접촉부)에 큰 분리 응력이 순간적으로 가해진다. 이 응력은 형성되는 패턴을 왜곡시킬 수 있고 패턴 결함으로 이어질 수 있다는 것이 알려져 있다.
특허문헌 1에서는, 몰드가 기판을 향해서 볼록 형상으로 일시적으로 변형되고, 몰드는 임프린트재의 패턴 형성부의 외주로부터 서서히 분리되어 몰드 분리 시의 급격한 응력의 발생을 회피한다. 그러나, 더 미세한 패턴을 형성하는 경우에는, 이 기술만으로는 패턴 왜곡을 억제할 수 없고, 따라서 결함의 발생을 감소시키는 것이 어렵다. 따라서, 특허문헌 2 및 특허문헌 3에서는, 몰드 분리 시에, 기판 보유지지부인 척의 흡착 압력을 약화시켜서 몰드가 분리될 때 기판의 일부를 척으로부터 상승시킨다. 이에 의해, 몰드와 경화된 임프린트재 사이의 계면에 발생하는 응력을 저감할 수 있고, 패턴 왜곡에 의한 결함을 감소시킬 수 있다.
US 2007/0114686 US 2006/0172031 US 2010/0102469
샷 영역이 기판의 외주 부근에 위치하는 경우, 도 7에 도시하는 바와 같이, 기판이 기판 척으로부터 상승하면, 기판의 외주에서 기판과 기판 척 사이에 간극이 형성되어 기판의 흡착부에 외부 공기가 유입하기 때문에, 기판 보유지지력이 약화된다. 기판 보유지지력이 약화되면, 기판 척의 기판 보유지지력을 약화시키고, 이는 기판이 기판 척으로부터 탈락되게 할 수 있다. 기판이 기판 척으로부터 탈락되는 경우에는, 몰드를 기판으로부터 분리하기 위해서 생산 처리를 정지하고 복구 처리를 실행할 필요가 있다. 따라서, 이 현상에 의해 발생하는 긴 다운타임에 의해 생산성이 저하될 수 있다. 그러나, 기판이 기판 척으로부터 탈락하는 것을 방지하기 위해서, 몰드 분리 시에 기판 흡착 압력을 저하시키는 동작을 행하지 않으면 패턴 왜곡에 의해 발생하는 결함이 증가한다.
본 발명은, 예를 들어 패턴 왜곡 및 결함을 억제하고 기판이 기판 보유지지부로부터 탈락하는 것을 방지하는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계와, 상기 임프린트재를 경화시키는 단계와, 상기 경화된 임프린트재로부터 상기 몰드를 분리하는 몰드 분리를 행하는 단계를 포함하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 몰드를 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 몰드 보유지지부와; 상기 기판을 척킹하는 복수의 흡착 영역을 포함하고, 상기 기판을 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 기판 보유지지부를 포함하고, 상기 몰드 분리를 행할 때, 상기 복수의 흡착 영역 중, 상기 몰드가 상기 임프린트재로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력을 상기 몰드가 분리되는 상기 위치보다 상기 기판의 외주측에 있는 흡착 영역의 흡착력보다 약화시키며, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 간극을 넓히도록 상기 몰드 보유지지부 및 상기 기판 보유지지부 중 적어도 하나를 미리결정된 양만큼 이동시킨 후에 상기 몰드 보유지지부를 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치가 제공된다.
본 발명에 따르면, 패턴 왜곡 및 결함을 억제하고 기판이 기판 보유지지부로부터 탈락하는 것을 방지하는데 유리한 기술이 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 첨부된 도면을 참고하여 이하에서 제공되는 설명으로부터 명확해질 것이다. 첨부 도면에서 동일한 참조 번호는 동일한 또는 유사한 구성요소를 나타낸다는 것에 유의한다.
명세서에 통합되고 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시형태를 도시하며, 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a는 실시형태에 따른 임프린트 장치에 의한 몰드 분리 동작을 설명하는 도면이다.
도 2b는 실시형태에 따른 임프린트 장치에 의한 몰드 분리 동작을 설명하는 도면이다.
도 2c는 실시형태에 따른 기판 척의 평면도이다.
도 3a는 기판 상의 샷 영역의 레이아웃의 예를 도시하는 도면이다.
도 3b는 몰드 분리에서 몰드가 경사지는 방향을 설명하는 도면이다.
도 3c는 몰드 분리에서 몰드가 경사지는 방향을 설명하는 도면이다.
도 4a는 실시형태에 따른 임프린트 장치에 의한 몰드 분리 동작을 설명하는 도면이다.
도 4b는 실시형태에 따른 임프린트 장치에 의한 몰드 분리 동작을 설명하는 도면이다.
도 5a는 실시형태에 따른 몰드의 형상의 예를 도시하는 도면이다.
도 5b는 실시형태에 따른 동면판(flush plate)의 형상의 예를 도시하는 도면이다.
도 6은 실시형태에 따른 임프린트 처리의 수순의 예를 도시하는 흐름도이다.
도 7은 종래 기술의 문제를 설명하는 도면이다.
도 8은 실시형태에 따른 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 실시형태를 첨부의 도면을 참고하여 이하에서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 단지 본 발명의 실시형태의 구체예에 지나지 않으며 본 발명을 한정하지 않는다. 또한, 이하의 실시형태에서 설명되는 특징적인 특징의 조합 모두가 본 발명의 문제의 해결에 필수적인 것은 아니다.
<제1 실시형태>
먼저, 실시형태에 관한 임프린트 장치의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 오목-볼록 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.
임프린트재로서는, 경화 에너지를 받은 것에 의해 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭함)이 사용된다. 경화 에너지의 예는 전자기파, 열 등이다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광이다. 전자기파의 예는 적외선, 가시광선 빔, 및 자외선일 수 있다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 조성물 중, 광 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 재료이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급기에 의해 공급되는 액적 형태 또는 복수의 액적이 연결되어 획득되는 섬 또는 막의 형태로 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는 예를 들어 1mPa·s(포함) 내지 100mPa·s(포함)이다. 기판 재료의 예는 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등일 수 있다. 기판과 상이한 재료로 구성되는 부재가 필요에 따라 기판의 표면에 형성될 수 있다. 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 및 실리카 유리이다.
도 1은 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 도면이다. 본 실시형태에서, 임프린트 장치(1)는 자외선 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 그러나, 본 발명은 이것으로 한정되지 않으며, 열의 적용에 의해 임프린트재를 경화시키는 열경화법이 채용될 수 있다. 이하의 도면에서는, 몰드에 대한 자외선의 조사 축과 평행한 방향으로 X-Y-Z 좌표계의 Z 축이 설정되고, Z 축에 수직한 평면 내에서 서로 직교하는 방향으로 X 축 및 Y 축이 설정된다는 것에 유의한다.
임프린트 장치(1)는, 조명 유닛(2), 몰드(3)를 보유지지하는 임프린트 헤드(4), 기판(5)을 지지하면서 이동할 수 있는 기판 스테이지(6), 임프린트재(10)를 공급하는 디스펜서(7), 및 제어부(8)를 포함한다. 조명 유닛(2), 임프린트 헤드(4), 및 디스펜서(7)는 구조체(12)에 의해 지지된다.
조명 유닛(2)은, 임프린트 처리 시에, 몰드(3)에 자외선을 조사한다. 조명 유닛(2)은, 광원(20)과, 광원(20)으로부터 사출된 자외선을 임프린트 처리에 적절한 광으로 조정하도록 구성되는 조명 광학계(21)를 포함한다. 광원(20)으로서는, 예를 들어 자외선을 발생시키는 할로겐 램프가 사용될 수 있다. 조명 광학계(21)는, 렌즈 등의 광학 소자, 애퍼쳐(개구), 조사와 차광 사이를 전환하는 셔터 등을 포함할 수 있다(모두 도시되지 않음).
몰드(3)는, 예를 들어 대략 직사각형 외부 형상을 가지며, 미리결정된 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 오목-볼록 패턴)이 3차원적으로 형성된 메사부(22)를 포함한다. 오목-볼록 패턴의 표면은, 기판(5)의 표면과의 부착성을 유지하기 위해서 높은 평면도를 갖도록 가공된다는 것에 유의한다. 몰드(3)의 재료는, 실리카 유리 등의, 자외선을 투과시키는 것이 가능한 재료일 수 있다.
임프린트 헤드(4)는, 몰드(3)를 보유지지하면서 이동하는 몰드 보유지지부로서 기능한다. 임프린트 헤드(4)는, 형상 보정 기구(4a)(배율 보정 기구), 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(3)를 끌어당겨서 보유지지하는 몰드 척(4b), 및 몰드 척(4b)(즉, 몰드(3))를 구동하는 몰드 구동 기구(4c)를 포함할 수 있다. 형상 보정 기구(4a)는, 몰드(3)의 외주의 측면의 영역에 대하여 서로 대면하도록 설치된 복수의 핑거를 포함하고, 이들 핑거를 구동하여 몰드(3)에 압축력을 가함으로써 몰드(3)에 형성된 패턴을 목표 형상으로 보정한다. 형상 보정 기구(4a)의 구성은 이것에 한정되지 않고, 형상 보정 기구는 예를 들어 몰드(3)에 인장력을 가하도록 구성될 수 있다는 것에 유의한다.
몰드 구동 기구(4c)는, 기판(5) 위에 공급된 임프린트재(10)에 몰드(3)를 접촉시키기 위해서 몰드 척(4b)을 Z 축 방향으로 구동하는 구동계이다. 또한, 몰드 구동 기구(4c)는, 몰드(3)의 X 및 Y 방향 또는 θ 방향(Z 축 둘레의 회전 방향)의 위치를 조정하는 조정 기능, 및 몰드(3)의 경사를 조정하는 틸트 기능을 가질 수 있다. 이 몰드 구동 기구(4c)에 채용되는 액추에이터는 특별히 한정되지 않으며, 리니어 모터, 에어 실린더 등을 액추에이터로서 채용할 수 있다.
기판 스테이지(6) 및 기판 척(25) 각각은 기판을 보유지지하면서 이동하는 기판 보유지지부로서 기능하다. 기판 척(25)은 기판 스테이지(6) 상에 고정된다. 기판 척(25)의 상면에는 다수의 구멍이 제공된다. 흡착 압력 조정 기구(6b)(예를 들어, 진공 장치)가 이들 구멍에 연결되며 구멍을 통해 기판 척(25)의 상면의 기체를 배출하도록 구성된다. 기판(5)은 그 하면이 기판 척(25)의 상면과 접촉하도록 배치되고, 기판(5)은 진공 장치가 기판(5)의 하면과 기판 척(25)의 상면 사이에 존재하는 기체를 배출하게 함으로써 기판 척(25)에 의해 척킹 및 보유지지된다.
임프린트 장치(1)는, 플래튼(32) 위에서, 기판 스테이지(6)(즉, 기판(5))를 X 및 Y 방향으로 구동(위치결정)하는 기판 구동 기구(6a)를 포함한다. 계측 장치(31)가 기판 스테이지(6)의 X 및 Y 방향의 위치를 계측할 수 있다. 기판 구동 기구(6a)는 Z 축 방향에서의 위치 및 θ 방향(Z 축 둘레의 회전 방향)에서의 위치를 조정하는 조정 기능 및 기판(5)의 경사를 조정하는 틸트 기능을 더 가질 수 있다.
계측 장치(31)는 예를 들어 구조체(12)에 의해 지지된 간섭계일 수 있다. 계측 장치(31)는, 예를 들어 기판 척(25)에 계측광을 조사하고, 기판 척(25)의 단부면에 제공된 계측 미러(30)에 의해 반사된 계측광을 검출함으로써 기판 스테이지(6)의 위치를 계측한다. 도 1에는 1개의 계측 장치(31)만이 도시되어 있지만, 적어도 기판 스테이지(6)의 X 및 Y 위치, 회전량 및 경사량을 계측할 수 있는 다수의 계측 장치(31)가 포함될 수 있다.
임프린트 장치(1)는, 정렬 광학계(도시되지 않음)에 의해, 기판(5) 또는 기판 척(25)에 형성된 정렬 마크를 관찰함으로써 위치 편차 정보를 취득할 수 있다. 임프린트 장치(1)는, 높이 계측 장치(29)에 의해, 기판(5)의 상면까지의 거리를 계측할 수 있다. 몰드(3)의 패턴면과 높이 계측 장치(15)의 상대 높이는 사전에 계측되기 때문에, 기판(5)의 상면으로부터 몰드(3)의 패턴면까지의 거리는 계산에 의해 취득될 수 있다.
디스펜서(7)는 임프린트재(10)를 기판(5) 위에 공급한다. 그후, 몰드 구동 기구(4c)가 몰드(3)를 하강시키고 몰드를 기판(5) 상의 임프린트재(10)와 접촉시키면, 임프린트재(10)는 패턴 안으로 새겨진 각각의 홈 안으로 유동한다. 광원(20)으로부터 사출된 자외선은, 조명 광학계(21)를 통해서 몰드(3)를 통과하고, 기판(5) 상의 임프린트재(10)에 입사한다. 이렇게 자외선이 조사된 임프린트재(10)는 경화된다. 경화된 임프린트재에 의해 몰드(3)의 패턴의 반전 패턴이 형성된다. 임프린트재(10)가 경화된 후, 몰드 구동 기구(4c)가 몰드(3)를 상승시키게 함으로써 몰드(3)와 기판(5) 사이의 간극을 넓히고, 따라서 몰드(3)가 경화된 임프린트재(10)로부터 분리된다(몰드 분리).
본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 임프린트 헤드(4)가 구동되어 고정된 기판(5) 상의 임프린트재에 접촉되는 구성을 채용한다는 것에 유의한다. 그러나, 이 구성과 반대 구성이 채용될 수 있다. 즉, 기판 스테이지(6)가 구동되어 기판(5) 상의 임프린트재를 고정된 몰드(3)에 접촉시키는 구성이 채용될 수 있다. 대안적으로, 임프린트 장치는 임프린트 헤드(4) 및 기판 스테이지(6)가 수직으로 구동되는 구성을 채용할 수 있다. 즉, 임프린트 장치는 몰드(3)와 기판(5) 사이의 간극을 상대적으로 변화시킬 수 있는 구성을 가지면 충분하다.
제어부(8)는, 예를 들어 CPU(8a), 메모리(8b) 등을 포함하고, 임프린트 장치(1)의 각 유닛을 통괄적으로 제어한다.
도 3a는, 기판(5) 상의 샷 영역의 레이아웃의 예를 도시하는 도면이다. 본 실시형태에서는, 기판(5)의 유효 면적(패턴 전사 영역의 면적)을 최대화하기 위해서, 기판(5)의 각각의 내부 샷 영역(5-2)뿐만 아니라 기판(5)의 외주(5R)를 포함하는 각각의 외주 샷 영역(5-1)에도 임프린트 처리가 행해진다. 외주 샷 영역은, 기판(5)의 외주(5R)로부터 돌출하는 소위 "부분 샷 영역" 이외에, 샷 영역이 외주(5R)로부터 돌출하지 않는 경우에도 기판(5)의 반경 방향을 따라서 가장 외부의 위치에 있는 각각의 샷 영역도 포함하는 것으로 한다.
이하, 도 2a 내지 도 2c를 참조하여, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)에 의해 행해지는 몰드 분리에서 행해지는 동작에 대해서 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 외주 샷 영역(5-1)에 대한 임프린트 처리에서의 몰드 분리에서 행해지는 동작을 각각 나타낸다. 도 2c는 기판 척(25)을 몰드(3) 측으로부터 본 도면을 나타낸다. 기판 척(25)의, 기판(5)의 하면과 접촉하는 면에는, 복수의 흡착 영역(Z1, Z2, Z3, 및 Z4)이 동심원으로 형성되어 있다. 흡착 영역의 수는 4개로 한정되지 않고, 이보다 더 적거나 많은 흡착 영역이 배치될 수 있다는 것에 유의한다. 복수의 흡착 영역(Z1, Z2, Z3, 및 Z4) 각각은 흡착 압력 조정 기구(6b)에 연결되어 있고, 이에 의해 각각의 흡착 영역의 흡착력이 독립적으로 제어될 수 있게 한다.
몰드(3)의 메사부(22)에는 기판(5)의 1개의 샷 영역에 대응하는 패턴이 형성되어 있다. 본 실시형태에 따른 몰드(3)에서는, 메사부(22)가 형성된 영역은 다른 외주부보다 얇고, 몰드(3)의 상부와 몰드 척(4b) 사이에는 밀폐 공간인 코어 아웃부(cored-out portion)(3h)가 형성된다. 제어부(8)의 제어 하에 압력 조정 유닛(도시되지 않음)에 의해 코어 아웃부(3h)의 압력이 제어될 수 있다. 메사부(22)가 형성된 영역은 다른 외주부보다 얇게 형성되기 때문에, 이 영역은 코어 아웃부(3h)의 압력이 조정될 때 변형된다. 압력 조정 유닛은 코어 아웃부(3h) 내의 기체 또는 유체의 압력을 조정할 수 있다.
몰드(3)의 메사부(22)가 기판(5)의 샷 영역 위에 공급된 임프린트재(10)에 접촉될 때, 압력 조정 유닛은 코어 아웃부(3h) 내의 압력을 증가시켜 몰드(3)를 기판(5)을 향해 볼록 형상으로 변형시킨다. 그후, 몰드 구동 기구(4c)에 의해 몰드(3)를 기판(5)에 더 접근시키고, 메사부(22)가 기판(5) 상의 임프린트재(10)에 접촉하는 것에 따라 코어 아웃부(3h) 내의 압력을 저하시킴으로써 몰드(3)를 평면 형상으로 복원시킨다. 이에 의해, 몰드(3)와 임프린트재(10) 사이의 기체가 외측으로 순차적으로 압출되고, 몰드(3)와 임프린트재(10) 사이의 간극에 기포가 혼입되는 것이 방지된다. 그후, 광원(20)이 자외선을 기판(5) 상의 임프린트재(10)에 조사하고, 임프린트재(10)가 경화된다. 이 상태가 도 2a에 도시되어 있다.
그후, 몰드 구동 기구(4c)는 경화된 임프린트재(10)를 몰드(3)로부터 분리하는 몰드 분리를 실행한다. 이때, 몰드(3)의 분리에 의해 발생하는 힘이 기판 척(25)의 흡착력을 초과하면, 이는 기판(5)의 에지가 기판 척(25)으로부터 상승되게 하고, 몰드(3)는 정상적으로 분리될 수 없다. 그러므로, 본 실시형태에서는, 제어부(8)는, 몰드(3)가 임프린트재(10)로부터 분리되는 위치의 흡착 영역(예를 들어, 흡착 영역(Z2))의 흡착력을 약화시킬 것이다. 단, 제어부는 몰드가 분리되는 위치보다 기판 외주측의 위치의 흡착 영역(예를 들어, 흡착 영역(Z1))의 흡착력을 약화시키지 않을 것이다. 도 2b에 도시된 바와 같이, 몰드(3)가 임프린트재(10)로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력을 약화시킴으로써, 기판(5)의 분리 위치 부근의 부분이 기판 척(25)으로부터 상승될 것이다. 이는, 몰드(3)와 임프린트재(10) 사이의 계면에서 발생하는 응력을 감소시킬 수 있으며, 결과적으로 패턴 왜곡에 의해 발생하는 결함을 감소시킬 수 있다. 한편, 분리 위치보다 기판 외주측의 위치의 각각의 흡착 영역의 흡착력을 약화시키지 않음으로써, 기판 외주부에서 기판(5)과 기판 척(25) 사이의 간극의 형성에 의해 기판 보유지지력이 약화되는 것을 방지할 수 있게 된다.
또한, 도 2b에 도시된 바와 같이, 제어부(8)는 몰드 구동 기구(4c)를 제어하여 임프린트 헤드(4)(즉, 몰드(3))를 기판 외주측을 향해 경사지게 함으로써 몰드 분리를 행한다. 이때, 예를 들어, 제어부(8)는 메사부(22)에서의 기판의 외주 상에 있는 위치(A)를 지지점으로 해서 몰드(3)를 경사지게 한다.
상술한 실시형태에 따르면, 기판의 외주 부근의 각각의 샷 영역에서, 기판(5)은 몰드 분리 시에 기판 척(25)으로부터 상승되는 것이 억제된다. 또한, 몰드 분리 시에 몰드(3)와 임프린트재(10) 사이의 계면에서 발생하는 응력이 저감되고, 패턴 왜곡에 의해 발생하는 결함을 감소시킬 수 있게 된다.
몰드(3)가 경사지는 방향에 대해서 설명한다. 외주 샷 영역(5-1)의 경우, 예를 들어 도 3b에 도시된 화살표로 나타내는 바와 같은, 기판(5)의 중심과 외주 샷 영역(5-1)의 중심을 연결하는 선을 따라 취한 방향이 몰드(3)의 경사 방향으로서 설정된다. 즉, 제어부(8)는, 기판(5)의 중심으로부터 외주 샷 영역(5-1)의 중심을 향하는 방향으로 임프린트 헤드(4)를 기판(5)의 외주측으로 경사지게 할 것이다. 기판 내측 샷 영역(5-2)의 경우에는, 몰드(3)가 경사지지 않도록 배치될 수 있다. 그러나, 기판 내측 샷 영역(5-2)의 경우에도, 도 3c에 도시된 바와 같이, 기판(5)의 중심으로부터 샷 영역(5-2)의 중심을 향하는 방향으로 임프린트 헤드(4)가 경사지도록 배치될 수도 있다.
몰드(3)의 경사량에 대해서 설명한다. 샷 영역이 기판 내측에 가까워짐에 따라 몰드 분리 시에 기판 외주부에서 기판(5)과 기판 척(25) 사이에 간극이 형성될 가능성은 저하된다. 대조적으로, 샷 영역이 외주 샷 영역이거나 샷 영역이 외주 샷 영역이 아니더라도 샷 영역이 기판의 외주에 가까운 경우에 몰드 분리 시에 기판 외주부에서 기판(5)과 기판 척(25) 사이에서 간극이 형성될 가능성은 증가한다. 따라서, 샷 영역이 기판 외주측에 가까울 경우 몰드 분리 시에 임프린트 헤드(4)의 경사량이 증가하도록 임프린트 헤드가 배치될 수도 있다.
단, 임프린트 헤드(4)를 경사지게 할 때에 몰드(3)가 외주 영역과 간섭하는 것을 방지할 필요가 있다. 더 구체적으로는, 기판 내측 샷 영역(5-2)의 경우, 몰드(3)의 경사량은 샷 영역이 인접하는 샷 영역과 간섭되게 하지 않는 양으로 제한될 필요가 있다. 또한, 기판(5)과 그 외주(5R) 사이의 단차를 최소화하기 위한 보조판으로서의 역할을 하는 동면판(25b)이 임프린트 장치(1)의 기판 척(25)의 외주부에 배치된다. 임프린트재(10)의 충전성을 향상시키기 위해서, 기체 공급 유닛(도시되지 않음)이 헬륨 등의 기체를 임프린트재(10)가 공급된 몰드(3)와 기판(5) 사이의 공간에 공급할 수 있다. 동면판(25b)은 기판의 전체 범위에서 기체의 농도를 균일화하도록 제공된다. 따라서, 외주 샷 영역(5-1)의 경우에도, 몰드(3)의 경사량은, 몰드(3)가 동면판(25b)과 간섭하는 것을 방지하는 양으로 제한될 필요가 있다. 그러나, 동면판(25b)은 일반적으로 기판(5)보다 약간 낮은 높이에 설정되는 경향이 있기 때문에, 몰드(3)의 경사량은 외주 샷 영역(5-1)보다 샷 영역(5-2)에 대해 더 작게 설정될 수 있다.
부가적으로, 도 4a에 도시된 바와 같이, 본 실시형태에서는, 제어부(8)는, 먼저 몰드(3)를 경사되게 하지 않은 상태에서 몰드 분리 동작을 개시하고 몰드(3)와 기판(5)을 분리하도록 임프린트 헤드(4) 및 기판 스테이지(6) 중 적어도 하나를 미리결정된 양만큼 이동시킬 것이다. 예를 들어, 여기에서는 임프린트 헤드(4)는 +Z 방향으로 미리결정된 양만큼 구동될 것이다. 이때, 전술한 바와 같이, 흡착 영역(Z2)의 흡착력을 약화시키는 한편 기판(5)의 외주(5R) 아래의 흡착 영역(Z1)의 강한 흡착력은 유지시킴으로써, 외주(5R)가 기판 척(25)으로부터 분리되게 하지 않으면서 기판(5)을 부분적으로 상승시킬 수 있다. 임프린트 헤드(4)가 +Z 방향으로 미리결정된 양으로 구동된 후에, 제어부(8)는 도 4b에 도시하는 바와 같이 임프린트 헤드(4)(즉, 몰드(3))를 경사지게 한다. 이와 같이 몰드(3)를 +Z 방향으로 미리결정된 양만큼 이동시킨 후에 몰드(3)를 경사지게 하는 제어를 행함으로써, 동면판(25b) 또는 기판(5)과의 간섭을 회피하면서 몰드(3)에 대한 유효 경사량을 확보할 수 있게 된다.
몰드(3)를 경사지게 하지 않고 Z 축 방향으로 구동하는 양과, 몰드(3)의 경사 방향 및 양은 샷 영역의 위치에 따라 미리 결정될 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 몰드(3)를 경시지게 하지 않고 Z 축 방향으로 구동하는 양과, 몰드(3)의 경사 방향 및 양을 규정하는 정보의 테이블을 미리 제어부(8)의 메모리(8b)에 저장할 것이다. 각 흡착 영역의 흡착력도 샷 영역의 위치에 따라서 결정될 수 있다. 따라서, 각각의 샷 영역에 대한 각각의 흡착 영역의 흡착력이 테이블에 더 규정되어 있을 수 있다. 제어부(8)는, 임프린트 처리를 실행할 때에, 메모리(8b)로부터 이 테이블을 판독하고 이 테이블을 참조함으로써, 각각의 샷 영역마다, 몰드(3)를 경사지게 하지 않고 Z 축 방향으로 구동하는 양, 몰드(3)의 경사 방향 및 양, 및 각 흡착 영역의 흡착력을 제어할 수 있다.
상술한 예에서는 임프린트 헤드(4)를 경사지게 하였지만, 기판 스테이지(6)를 경사지게 함으로써 동일한 효과를 얻을 수 있다는 것에 유의한다. 따라서, 임프린트 헤드(4) 및 기판 스테이지(6) 중 적어도 하나를 경사지게 하는 구성을 가지면 충분하다.
또한, 제어부(8)는, 몰드 분리 시에 임프린트 헤드(4)가 경사진 후, 임프린트 헤드(4)를 그 원래의 경사지지 않은 상태로 복귀시킬 수 있다. 이는 몰드(3)와 기판(5) 또는 동면판(25b) 사이의 간섭이 회피되는 것을 더 보장할 수 있다.
추가적으로, 이때, 몰드(3)는 몰드 분리력에 의해 -Z 방향을 향해 휘어질 수 있거나, 상술한 바와 같이 압력 조정 유닛이 코어 아웃부(3h) 내의 압력을 증가시켜서 몰드(3)를 기판(5)을 향해서 볼록 형상으로 변형시킬 수 있다. 코어 아웃부(3h) 내의 압력을 증가시켜 몰드(3)를 기판(5)을 향해서 볼록 형상으로 변형시킴으로써, 기판(5)의 외주(5R)가 기판 척(25)으로부터 상승되는 것을 억제할 수 있게 된다.
이와 같이, 본 실시형태에 따르면, 코어 아웃부(3h)의 가압, 몰드(3)의 Z 방향으로의 이동, 및 몰드(3)의 기판(5)의 외주측으로의 경사 구동을 조합함으로써 몰드 분리가 행해진다. 이에 의해, 몰드 분리 시에 기판(5)이 기판 척(25)으로부터 탈락되는 것을 방지할 수 있고, 몰드 분리 시에 몰드(3)와 임프린트재(10) 사이의 계면에서 발생하는 응력을 저감할 수 있으며, 따라서 패턴 왜곡에 의한 결함을 저감할 수 있다.
또한, 몰드(3)와 기판(5) 또는 동면판(25b) 사이의 간섭을 회피하기 위해서, 도 5a에 도시하는 바와 같이, 기판의 외주부에 대면하는 몰드(3)의 표면이 외주측을 향해 오름 구배를 갖도록 가공될 수 있다. 대안적으로, 도 5b에 도시된 바와 같이, 동면판(25b)은 외주측을 향해 내림 구배를 가질 수 있다. 대안적으로, 기판의 외주부에 대면하는 몰드(3)의 표면이 외주측을 향해 오름 구배를 갖고 동면판(25b)이 외주측을 향해 내림 구배를 갖도록 배치될 수 있다.
본 실시형태에 따른 임프린트 방법의 수순을 도 6을 참조하여 설명한다. 단계 S1에서, 제어부(8)는 기판 구동 기구(6a)를 제어하여 기판(5)의 샷 영역이 임프린트 위치에 배치되도록 기판(5)을 위치결정한다. 여기서, 임프린트 위치는 임프린트 처리가 실행되는 위치, 즉 몰드(3) 아래의 위치이다. 단계 S2에서, 제어부(8)는 몰드 구동 기구(4c)를 제어하여 기판(5)의 샷 영역 상의 임프린트재(10)에 몰드(3)(의 메사부(22))를 접촉시킨다. 단계 S3에서, 제어부(8)는 조명 유닛(2)을 제어하여 샷 영역의 임프린트재(10)를 경화시킨다. 단계 S4에서, 제어부(8)는 몰드 구동 기구(4c)를 제어하여 몰드 분리를 행한다.
본 실시형태에서, 단계 S4의 몰드 분리 처리는 이하의 처리를 포함할 수 있다. 단계 S41은 흡착력 제어 공정이다. 단계 S41에서, 제어부(8)는, 흡착 압력 조정 기구(6b)를 제어하여, 복수의 흡착 영역(Z1, Z2, Z3, 및 Z4) 중, 몰드(3)가 임프린트재(10)로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력을, 몰드가 분리되는 위치보다 기판 외주측의 흡착 영역의 흡착력보다 약화시킨다. 특히, 최외주 흡착 영역(Z1)의 흡착력은 약화되지 않을 것이다. 단계 S42는 이동 공정이다. 단계 S42에서, 제어부(8)는 몰드 구동 기구(4c)를 제어하여 몰드(3)와 기판(5)을 분리하도록 몰드(3)를 미리결정된 양만큼 이동시킨다. 이어서, 단계 S43에서, 제어부(8)는 몰드 구동 기구(4c)를 제어하여 몰드(3)를 경사지게 한다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 또는, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 또는 불휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서 도 8을 참고하여 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 단계 SA에서, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 이어서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 도포한다. 여기서는 임프린트재(3z)가 기판 상에 복수의 액적으로서 도포된 상태가 도시되어 있다.
단계 SB에서, 볼록-오목 패턴을 갖는 임프린트용 몰드(4z) 측이 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대면하게 한다. 단계 SC에서, 임프린트재(3z)가 도포된 기판(1)을 몰드(4z)에 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 임프린트재(3z)가 충전된다. 이 상태에서 경화용 에너지를 몰드(4z)를 통해 조사하면 임프린트재(3z)가 경화된다.
단계 SD에서, 임프린트재(3z)가 경화된 후에, 몰드(4z)는 기판(1z)으로부터 분리된다. 그리고, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 이 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴은 임프린트재(3z)에 전사되게 된다.
단계 SE에서, 경화물의 패턴을 에칭 저항 몰드로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 단계 SF에서, 경화물의 패턴이 제거되면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공 또는 제거하지 않고, 그것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
<다른 실시형태>
본 발명은 또한 상술한 실시형태 중 적어도 하나의 기능을 실현하도록 구성되는 프로그램을 네트워크 또는 저장 매체를 통해 시스템 또는 장치에 공급하고 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 상기 프로그램을 판독 및 실행하는 처리에 의해 실현될 수 있다. 본 발명은 또한 적어도 하나의 기능을 실형하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해 실현될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 이루어질 수 있다. 그러므로, 본 발명의 범위를 공공에 알리기 위해서, 이하의 청구항이 이루어진다.
본 출원은 그 전문에 참조로 본원에 통합되는 2016년 11월 11일에 출원된 일본 특허 출원 제2016-220927호의 이점을 주장한다.

Claims (9)

  1. 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계와, 상기 임프린트재를 경화시키는 단계와, 상기 경화된 임프린트재로부터 상기 몰드를 분리하는 몰드 분리를 행하는 단계를 포함하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치에 있어서,
    상기 몰드를 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 몰드 보유지지부와;
    상기 기판을 척킹하는 복수의 흡착 영역을 포함하고, 상기 기판을 보유지지하면서 이동하도록 구성되는 기판 보유지지부를 포함하고,
    상기 몰드 분리를 행할 때,
    상기 복수의 흡착 영역 중, 상기 몰드가 상기 임프린트재로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력을, 상기 몰드가 분리되는 상기 위치보다 상기 기판의 외주측에 있는 흡착 영역의 흡착력보다 약화시키며,
    상기 몰드와 상기 기판 사이의 간극을 넓히도록 상기 몰드 보유지지부 및 상기 기판 보유지지부 중 적어도 하나를 미리결정된 양만큼 이동시킨 후에 상기 몰드 보유지지부를 경사지게 하는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 몰드 보유지지부는 상기 기판의 중심으로부터 상기 임프린트 처리가 행해지는 상기 기판의 샷 영역의 중심을 향하는 방향으로 경사지는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 몰드 보유지지부의 상기 경사 및 상기 몰드 보유지지부 및 상기 기판 보유지지부 중 적어도 하나의 상기 이동은 각각의 샷 영역마다 상기 몰드 보유지지부가 경사지는 방향 및 양과 상기 미리결정된 양을 규정하는 정보에 기초하여 제어되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드 보유지지부는 상기 몰드 보유지지부가 경사진 후에 경사지지 않은 상태로 복귀되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 몰드는 상기 몰드 분리가 행해질 때 상기 기판을 향해 볼록 형상으로 더 변형되는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기판의 외주부를 따라 배치되는 보조판을 더 포함하며,
    상기 보조판은 상기 외주측을 향해서 내림 구배를 갖는 것을 특징으로 하는 임프린트 장치.
  7. 임프린트 방법에 있어서,
    몰드 보유지지부에 의해 보유지지된 몰드와 기판 보유지지부에 의해 보유지지된 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 접촉 단계와;
    상기 접촉 단계 후에 상기 임프린트재를 경화시키는 경화 단계와;
    상기 경화 단계 후에 상기 몰드를 상기 임프린트재로부터 분리하는 몰드 분리 단계를 포함하며,
    상기 몰드 분리 단계는,
    상기 기판 보유지지부에 배치된 상기 기판을 척킹하도록 구성되는 복수의 흡착 영역 중, 상기 몰드가 상기 임프린트재로부터 분리되는 위치의 흡착 영역의 흡착력이, 상기 몰드가 분리되는 상기 위치보다 상기 기판의 외주측에 있는 흡착 영역의 흡착력보다 약화되게 하는 흡착력 제어 단계와,
    상기 흡착력 제어 단계 후에, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 간극을 넓히도록 상기 몰드 보유지지부 및 상기 기판 보유지지부 중 적어도 하나를 이동시키는 이동 단계와,
    상기 이동 단계 후에 상기 몰드 보유지지부를 경사지게 하는 경사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 임프린트 방법.
  8. 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 있어서,
    제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 규정된 임프린트 장치에 의해 기판 상에 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    상기 물품은 상기 처리된 물품으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
  9. 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 있어서,
    제7항에서 규정된 임프린트 방법에 의해 기판 상에 패턴을 형성하는 단계와;
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하며,
    상기 물품은 상기 처리된 기판으로부터 제조되는 것을 특징으로 하는 물품 제조 방법.
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