KR20190098072A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

임프린트 장치는 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 상기 기판의 샷 영역 각각에 대해 행하도록 동작가능하다. 장치는 몰드와 기판 사이의 위치 정렬을 제어하도록 구성되는 제어기를 포함한다. 제어기는 몰드와 기판 사이의 위치 어긋남에 따라 기판 스테이지의 이동량에 미리정해진 추가량을 추가하여 구한 목표 위치를 결정하고, 결정된 목표 위치를 향한 스테이지의 이동을 개시하며, 검출된 위치 어긋남이 스테이지의 이동 동안 허용 범위 내에 들어가는 타이밍에 경화 디바이스에 의해 임프린트재의 경화를 개시한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 장치는, 패턴이 형성된 몰드와 기판 상의 임프린트재를 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 그후 경화된 임프린트재와 몰드를 분리함으로써 기판 상에 패턴을 형성한다. 임프린트 장치에서는, 임프린트재의 경화 방법으로서, 일반적으로, 자외선 등의 광의 조사에 의해 기판 상의 임프린트재를 경화시키는 광 경화법이 채용된다.
임프린트 장치에서는, 디바이스의 성능을 유지하기 위해서, 기판 상의 미리정해진 위치에, 몰드의 패턴을 고정밀도로 전사할 필요가 있다. 이때, 일반적으로는, 몰드에 대한 기판 상의 패턴의 위치 정렬은, 기판 스테이지 등을 구동시킴으로써 행해진다. 예를 들어, 임프린트재와 몰드를 접촉시킨 후에 경화 전의 임프린트재를 통해서 몰드와 기판 상의 미리정해진 위치 사이의 상대 위치를 직접 관찰하는 스코프 등에 의한 계측 결과를 스테이지 등을 위한 구동 명령값에 피드백하는 기술이 제안되었다(예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제2016-018824호 참조).
몰드와 기판 상의 미리정해진 위치 사이의 상대 위치를 직접 계측할 수 있는 스코프에 의한 계측 결과를 피드백하여 스테이지를 이동시키는 경우, 그 계측 주기나 정보 전달 지연에 의해 상대 위치가 목표값에 도달한 후에도 제어에 의해 스테이지에서 진동이 발생하는 경우가 있다. 그 결과, 스코프 계측 결과에 진동이 남는 경우가 있다. 종래 기술에서는, 스코프 계측 결과에 진동이 남아있는 경우에도 결정된 타이밍에서 광의 조사(임프린트재의 경화)가 행해지기 때문에, 위치 정렬 정밀도가 악화되는 문제가 있다.
본 발명은 예를 들어 위치 정렬 정밀도의 점에서 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명은, 그 일 양태에서, 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 상기 기판의 샷 영역 각각에 대해 행하도록 동작가능한 임프린트 장치를 제공하며, 상기 장치는, 상기 기판을 보유지지하도록 구성되는 이동가능 스테이지, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 위치 어긋남을 검출하도록 구성되는 검출기, 상기 기판 상의 임프린트재를 경화시키도록 구성되는 경화 디바이스, 및 상기 몰드와 상기 기판 사이의 위치 정렬을 제어하고 상기 경화 디바이스를 제어하도록 구성되는 제어기를 포함하며, 상기 제어기는, 상기 검출기에 의해 검출된 상기 위치 어긋남에 따른 상기 스테이지의 이동량에 미리정해진 추가량을 추가함으로써 구해지는 목표 위치를 결정하고, 상기 결정된 목표 위치를 향한 상기 스테이지의 이동을 개시하며, 상기 스테이지의 상기 이동 동안에 상기 검출기에 의해 검출되는 상기 위치 어긋남이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍에서 상기 경화 디바이스에 의해 상기 임프린트재의 경화를 개시하도록 구성된다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 실시형태에서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 실시형태의 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 3은 변형예의 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 4는 변형예의 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 5는 실시형태에서의 임프린트 위치 정렬 처리를 설명하는 시계열도이다.
도 6은 변형예에 따른 임프린트 위치 정렬 처리를 설명하는 시계열도이다.
도 7은 실시형태에서의 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.
본 발명의 다양한 예시적인 실시형태, 특징 및 양태를 도면을 참조하여 이하에서 상세하게 설명한다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 본 발명을 구현하는 구체예를 나타내는 것에 지나지 않는 것이며, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이하의 실시형태에서 설명되는 특징의 조합 모두가 본 발명의 과제를 해결하는데 필수적인 것은 아니다.
먼저, 실시형태에 따른 임프린트 장치의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화용 에너지를 공급함으로써, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.
임프린트재로서는, 경화용 에너지가 부여되는 것에 의해 경화하는 경화성 조성물(미경화 수지라 칭하기도 함)이 사용된다. 경화용 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자기파는, 예를 들어 그 파장이 10 nm 이상 1 mm 이하의 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 자외선 등일 수 있다. 경화성 조성물은, 광의 조사에 의해 혹은 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 조성물 중, 광의 조사에 의해 경화하는 광 경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유해도 된다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내부 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 적어도 1종의 화합물이다. 임프린트재는, 임프린트재 공급 장치에 의해, 액적 혹은 복수의 액적이 서로 연결되어 형성되는 섬 또는 막 형태로 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 또는 수지가 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판의 재료와 다른 재료로 이루어지는 부재가 제공되어도 된다. 기판으로서는, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리 등이 사용된다.
도 1은, 본 실시형태에서의 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(1)는, 기판 상의 임프린트재와 몰드를 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 그후 경화된 임프린트재와 몰드를 분리(이형)함으로써 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 본 실시형태에서는, 임프린트재를 경화시키는 방법으로서, 자외선 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광 경화법을 채용하는 것으로 한다. 본 실시형태에서는, X축 및 Y축이 기판의 표면에 평행한 면 내에서 서로 직교하는 방향이고, Z축이 X축 및 Y축에 직교하는 방향인 것으로 하여 설명한다.
임프린트 장치(1)는, 몰드(11)를 보유지지하는 몰드 홀더(12), 기판(13)을 보유지지해서 이동하는 기판 스테이지(14)(기판 홀더), 몰드와 기판 사이의 위치 어긋남(위치 오정렬)을 검출하기 위한 검출기(15), 조사부(5), 디스펜서(18), 및 제어기(10)를 포함한다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 디스펜서(18), 몰드 홀더(12) 등을 지지하는 지지체, 기판 스테이지(14)를 지지하는 베이스 정반(모두 도시하지 않음) 등을 갖는다.
몰드(11)는, 평면에서 예를 들어 직사각형 외형 형상을 갖고, 기판(13) 위의 임프린트재에 전사될 패턴(요철 패턴)이 형성된 패턴 면(11a)을 갖는다. 몰드(11)는, 기판(13) 위의 임프린트재를 경화시키기 위한 자외선을 투과할 수 있는 재료, 예를 들어 석영 등으로 구성된다. 또한, 몰드(11)의 패턴 면(11a)에는, 몰드측 마크(16)(제1 마크)가 형성된다.
몰드 홀더(12)는, 예를 들어 몰드(11)를 진공 흡착 또는 정전 흡착에 의해 보유지지하는 몰드 척, 몰드 척을 적재하는 몰드 스테이지, 및 몰드 스테이지를 구동하는 구동계를 포함할 수 있다. 이 구동계는, 몰드 스테이지(및 따라서 몰드(11))를 적어도 Z축 방향(기판 상의 임프린트재에 대해 몰드(11)를 접촉시키거나 분리하는 방향)으로 구동한다. 또한, 구동계는 X축 방향, Y축 방향, 및 θx(X축 둘레의 회전), θy(Y축 둘레의 회전) 및 θz(Z축 둘레의 회전) 방향으로 몰드 스테이지를 구동하는 기능을 구비해도 된다.
기판(13)은, 몰드(11)의 패턴이 전사되는 기판이며, 예를 들어 단결정 실리콘 기판, SOI(Silicon On Insulator) 기판 등일 수 있다. 기판(13)에는, 디스펜서(18)(임프린트재 공급부)로부터 임프린트재가 공급(도포)된다. 또한, 기판(13)의 복수의 샷 영역 각각에는, 기판측 마크(17)(제2 마크)가 형성된다.
기판 스테이지(14)는, 예를 들어 기판(13)을 진공 흡착 또는 정전 흡착에 의해 보유지지하는 기판 척, 기판 척을 구동하는 구동계, 및 스테이지 위치를 계측하는 인코더 등의 계측계를 포함할 수 있다. 구동계는, 기판 스테이지(14)(및 따라서 기판(13))를 적어도 X축 방향, Y축 방향 및 θz 방향으로 구동한다. 또한, 구동계는 Z축 방향, θx 방향 및 θz 방향으로 기판 스테이지를 구동하는 기능을 더 구비해도 된다.
상술한 임프린트재 공급 장치인 디스펜서(18)는, 임프린트재를 기판(13) 위에 공급한다. 조사부(5)(경화 디바이스)는, 몰드(11)를 통해서 기판(13) 상의 임프린트재를 경화시키기 위한 광(자외선)을 임프린트재에 조사한다. 제어기(10)는, 예를 들어 프로세서 및 메모리를 포함하고, 임프린트 장치(1)의 각 유닛의 동작을 제어하며, 특히 본 실시형태에서는, 몰드와 기판을 위치 정렬하고 조사부(5)를 제어하는 제어를 행한다.
검출기(15)는, 몰드(11)에 제공된 몰드측 마크(16)와, 기판(13)의 복수의 샷 영역 각각에 제공된 기판측 마크(17)를 광학적으로 검출(관찰)하는 스코프(15a)를 포함한다. 스코프(15a)는, 몰드측 마크(16)와 기판측 마크(17) 각각의 상을 검출해도 되고, 몰드측 마크(16)와 기판측 마크(17)에 의해 발생하는 무아레 패턴 등을 검출해도 된다. 스코프(15a)는, 몰드측 마크(16) 및 기판측 마크(17)로부터의 광을 전기 신호로 변환하는 촬상 소자(15b)를 포함한다. 제어기(10)는, 스코프(15a)에 의한 검출 결과를 화상 처리함으로써, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대적인 위치 어긋남을 산출할 수 있다. 스코프(15a)는, 몰드측 마크(16)와 기판측 마크(17)를 동시에 검출할 수 없어도 된다는 것에 유의한다. 예를 들어, 제어기(10)는, 검출기(15)의 내부에 배치된 기준 위치에 대한 몰드측 마크(16) 및 기판측 마크(17)의 위치를 각각 구함으로써, 몰드측 마크(16)와 기판측 마크(17) 사이의 상대적인 위치 관계를 산출해도 된다.
이어서, 임프린트 장치(1)에 의한 임프린트 처리의 개요를 설명한다. 기판 스테이지(14)는 기판(13)을 교환하는 위치로 이동하고, 기판(13)은 기판 교환 핸드(도시되지 않음)에 의해 기판 스테이지(14) 상의 기판 척에 탑재된다. 제어기(10)는, 기판(13) 상의 임프린트 처리의 대상이 되는 영역인 샷 영역이 디스펜서(18) 아래에 있도록 기판 스테이지(14)를 이동시키고, 디스펜서(18)에 의해 기판(13)의 샷 영역 상에 임프린트재를 공급한다. 제어기(10)는, 샷 영역이 몰드(11) 아래에 위치하도록 기판 스테이지(14)를 이동시킨 후, 몰드 홀더(12)에 의해 몰드(11)를 강하시키며, 기판 상의 임프린트재에 몰드(11)를 접촉시킨다. 이 접촉에 의해, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 간극은 예를 들어 1μm 이하로 되고, 이 간극에 임프린트재가 충전된다.
이 접촉의 초기에서는, 통상, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 수평 방향(X 방향 및 Y 방향)에 관해서 상대 위치에 위치 어긋남이 발생한다. 이 위치 어긋남은, 전술한 바와 같이, 검출기(15)에 의해 검출되고, 제어기(10)에 의한 제어에 의해 위치 어긋남이 해소되도록 기판 스테이지(14)를 위치 정렬하는 구동(위치 정렬)이 행해 질 수 있다.
위치 정렬이 완료된 후, 조사부(5)에 의해, 자외선을 임프린트재에 조사하여 임프린트재를 경화시킨다. 임프린트재가 경화된 후, 몰드 홀더(12)를 상승시켜서 몰드(11)를 임프린트재로부터 분리(이형)시키고, 1개 샷 영역 분의 임프린트 처리를 완료한다. 이후, 각 샷 영역에 대해, 기판 상으로의 임프린트재의 공급, 몰드와 임프린트재의 접촉, 위치 정렬, 임프린트재의 경화, 이형의 시퀀스를 반복한다.
기판 전체에 대해 임프린트 처리가 종료되면, 기판 스테이지(14)는 기판 교환 위치로 이동하고, 기판 교환 핸드에 의해 임프린트가 완료된 기판(13)이 회수된다. 그 후, 다음 처리 대상의 기판이 기판 척에 탑재되고, 다시 한 번 기판의 전체 영역에 대한 임프린트 시퀀스가 실행된다.
본 실시형태에서의 임프린트 처리는 대략 위와 같다. 상술한 예에서는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 위치 정렬 시에 기판 스테이지(14)를 이동시키는 구성으로 했지만, 몰드 홀더(12)를 X 및 Y 방향으로 이동시키는 구성으로 해도 된다는 것에 유의한다. 혹은, 기판 스테이지(14)와 몰드 홀더(12)의 양자 모두를 이동시키는 구성으로 해도 된다. 그러나, 이하의 설명은, 몰드(11)와 기판(13)을 위치 정렬할 때 기판 스테이지(14)를 이동시키는 구성을 전제로 하고 있다.
도 2는, 본 실시형태에서의, 1개 샷 영역의 임프린트 처리를 나타내는 임프린트 방법의 흐름도이다. 도 2에서는, 상술한 1개의 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리에서, 임프린트를 개시하고 나서 임프린트재를 경화시킬 때까지의 처리가 도시되어 있다. 임프린트가 개시되면, 몰드(11)와 기판(13) 상의 임프린트재가 접촉하고, 몰드측 마크(16) 및 기판측 마크(17)에 임프린트재가 충전되며, 양쪽 마크가 관찰가능하게 된다. 이 상태에서, 제어기(10)는, 스코프(15a)에 의해 몰드(11)와 기판(13) 사이의 위치 어긋남을 계측한다(단계 S201). 몰드측 마크(16) 및 기판측 마크(17)에 임프린트재가 충전되기 전에, 관찰가능한 상태라면 관찰을 개시하는 구성을 취해도 된다.
제어기(10)는, 단계 S201에서의 계측의 결과에 기초하여, 위치 어긋남이 해소되도록 기판 스테이지(14)의 이동량을 결정한다(단계 S202). 제어기(10)는, 결정된 이동량에 따라 기판 스테이지(14)를 구동한다(단계 S203). 그 후, 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어오는 타이밍(단계 S204)에, 제어기(10)는, 조사부(5)에 의해 기판 상의 임프린트재에 광을 조사시켜서 임프린트재를 경화시킨다(단계 S205).
도 5는, 도 2의 플로우를 따르는 임프린트 처리 동안의, 위치 정렬 처리를 설명하는 도면이다. 도 5에는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 위치 어긋남을 나타내는 스코프 계측값과, 기판 스테이지(14)의 위치 명령값이 시계열로 나타나 있다. 시각 t1에 임프린트가 개시되고, 몰드(11)와 기판(13) 상의 임프린트재가 접촉된다. 스코프(15a)에 의해 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 위치를 관측할 수 있게 되면, 위치 정렬이 개시된다. 이때, 제어기(10)는, 스코프 계측값으로부터, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 위치를 이상적인 상태로 하는 방향에서 기판 스테이지(14)의 목표 위치(1009)를 결정한다. 목표 위치(1009)는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 위치가 이상적인 상태가 되는 점을 지나가도록 지정된다. 이와 같이, 제어기(10)는, 검출기(15)에 의해 검출된 위치 어긋남에 따른 기판 스테이지(14)의 이동량에 미리정해진 추가량을 적용하여 구해지는 목표 위치(1009)를 결정한다.
제어기(10)는, 시각 t2에서, 기판 스테이지(14)의 목표 위치(1009)를 향한 이동을 개시한다. 이때, 기판 스테이지(14)의 구동을 위해, 기판 스테이지 위치를 계측할 수 있는 계측계의 계측 결과를 참조하고, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 위치를 검출하는 스코프(15a)의 계측 결과는 참조하지 않는다. 그러므로, 제어기(10)는, 검출기(15)에 의한 검출 결과에 기초하는 피드백 제어를 하지 않고 기판 스테이지(14)의 이동 제어를 행한다. 여기에서는, 제어기(10)는, 예를 들어 기판 스테이지(14)의 위치를 계측하는 인코더 등의 계측계에 의한 계측 결과를 사용해서 기판 스테이지(14)를 제어한다. 따라서, 스코프 계측 결과(검출기(15)에 의한 검출 결과)를 기판 스테이지(14)의 구동에 피드백하는 것에 기인하는 진동을 발생시키지 않고 기판 스테이지(14)를 구동할 수 있다. 이에 의해, 양호한 위치 정렬 정밀도 및 오버레이 정밀도를 확보할 수 있다. 그러나, 기판 스테이지(14)의 구동 중에도 스코프(15a)는 계측을 계속한다. 기판 스테이지(14)의 이동 중에, 스코프 계측값이 허용 범위(1011) 내에 들어가는 타이밍 t3에서, 조사부(5)로부터의 자외선의 조사를 개시하고, 임프린트재를 경화시킨다.
(변형예)
도 3에, 도 2의 변형예를 나타낸다. 도 2와 동일한 처리 단계에는 동일한 참조 번호를 할당하고, 그에 대한 설명은 생략한다. 이 변형예에서는, 검출기(15)에 의해 검출되는 위치 어긋남의 변화에 기초하여 임프린트재의 경화를 개시하는 타이밍을 예측하고, 그 예측된 타이밍에서 임프린트재의 경화를 개시한다. 여기에서는, 단계 S203에서 기판 스테이지(14)를 구동한 후, 단계 S304에서, 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 예측함으로써 단계 S205의 경화 개시 타이밍을 결정한다.
도 6을 참조하여 구체예를 설명한다. 시각 t2에서 기판 스테이지(14)의 목표 위치(1009)를 향한 구동이 개시된 후에, 제어기(10)는, 스코프 계측값에 대해 예측될 수 있는 변화(기판 스테이지의 위치 명령값에 대해 예측될 수 있는 상관 관계)를 나타내는 시간적인 구간을 경화 타이밍 예측 구간(1101)으로 설정한다. 제어기(10)는, 경화 타이밍 예측 구간(1101) 동안에, 몰드(11)와 기판(13)이 이상적인 위치 관계에 있는 타이밍을 스코프 계측값에 기초하여 예측한다. 그리고, 제어기(10)는, 예측된 타이밍 t3'에서, 조사부(5)로부터 자외선을 조사하여 임프린트재를 경화시킨다.
단계 S203에서의 기판 스테이지(14)의 이동은, 목표 위치(1009)를 향한 기판 스테이지(14)의 직선 이동일 수 있고, 예를 들어 정현파형 구동이 행해지는 구성도 가능하다. 기판 스테이지(14)의 직선 이동이 행해지는 경우에는, 단계 S304에서는, 기판 스테이지(14)의 위치 명령값에 대해 스코프 계측값이 직선적이었을 때에 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 예측할 수 있다. 또한, 기판 스테이지(14)를 정현파적으로 구동한다는 것은, 기판 스테이지(14)의 상기 직선 이동을 왕복시키는 것(왕복 이동)을 의미한다. 이 경우, 단계 S304에서는, 스코프 계측값이 일정한 지연을 갖는 왕복 이동에 따른 정현파형인 경우, 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 예측할 수 있다. 또한, 기판 스테이지(14)를 정현파적으로 구동하는 경우에는, 단계 S304의 타이밍 예측을 반복적으로 실시할 수 있고, 더 고정밀도로 경화 개시 타이밍을 예측하는 것이 가능해진다.
도 4에, 도 3의 변형예를 나타낸다. 여기에서는, 단계 S304와 단계 S205 사이에, 검출기(15)에 의해 검출되는 위치 어긋남의 변화에 기초하는 경화 개시 타이밍의 예측 가능 여부를 판정하는 판정 단계 S405가 삽입된다. 단계 S405에서는, 예를 들어, 스코프 계측값이 직선적인 변화 혹은 주기적인 변화를 나타내지 않고, 불규칙적으로 변동하는 경우에는, 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 단계 S304에서 적정하게 예측하는 것은 불가능하다고 판정된다. 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 단계 S304에서 예측하는 것이 불가능하다고 판정된 경우(단계 S405에서 아니오), 단계 S201로 되돌아가고, 단계 S405에서 예측이 가능하다고 판단될 때까지 처리를 반복한다. 따라서, 이 변형예에서는, 경화 개시 타이밍의 예측이 가능하다고 판정될 때까지 기판 스테이지(14)의 이동이 반복된다. 이에 의해, 단계 S304에서 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 확실하게 예측할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 4의, 기판 스테이지(14)를 구동하는 단계 S203에서는, 제어기(10)는, 기판 스테이지(14)의 이동에서의, X축 방향의 이동, Y축 방향의 이동 및 Z축 둘레의 회전(θz)의 각 성분을 독립적으로 제어할 수 있다. 여기서, 제어기(10)는, 복수의 축(X, Y, θz)에 대해 기판 스테이지(14)의 구동을 동시에 개시해도 된다. 혹은, 복수의 축(X, Y, θz) 각각에 대해서 스코프 계측값이 최적이 되는 타이밍에 시간적인 오정렬이 있을 경우에는, 복수의 축의 구동을 동시에 개시하는 것이 아니고, 각 성분의 구동을 개시하는 타이밍을 개별적으로 조정할 수 있다. 이 경우, 단계 S304에서는, 복수의 축(X, Y, θz) 각각에 관해서 스코프 계측값이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 예측한다. 단계 S202에서, 복수의 축(X, Y, θz) 각각에 관해서 기판 스테이지의 이동량이 최적이라고 판정되면, 단계 S203에서는, 기판 스테이지의 구동을 복수의 축에 대해 동시에 개시할 수 있다. 결과적으로, 복수의 축에 대해 몰드와 기판 사이의 상대 위치를 최적인 상태로 할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 도 5에서 설명한 바와 같이, 제어기(10)는, 검출기(15)에 의해 검출된 위치 어긋남에 따른 기판 스테이지(14)의 이동량에 미리정해진 추가량을 적용하여 구해지는 목표 위치(1009)를 결정한다. 샷 영역에의 임프린트 처리를 반복하는 동안에, 이 미리정해진 추가량을 서서히 작게 하는 조정을 행해도 된다. 예를 들어, 제1 샷 영역에의 임프린트 처리에서, 기판 스테이지(14)가 목표 위치(1009)에 도달하는 예상 시각과 예측된 경화 개시 타이밍(t3) 사이의 시간차를 산출해 둔다. 그리고, 제2 샷 영역에의 임프린트 처리에서는, 그 사이의 시간차가 짧아지도록 미리정해진 추가량을 작게 한다. 이와 같이, 제어기(10)는, 대상 샷 영역과 상이한 다른 샷 영역에서 행한 임프린트 처리에서 결정된 경화 개시 타이밍에 기초하여 미리정해진 추가량을 조정해도 된다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나, 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 또는 MRAM과 같은 휘발성 혹은 불휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 또는 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서, 그대로 사용되거나, 혹은 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 리지스트 마스크는 기판 가공 단계에서 에칭, 이온 주입 등이 행해진 후에 제거된다.
이어서, 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 7의 단계 SA에서는, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기서는 복수의 액적 형태의 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 상태가 도시된다.
도 7의 단계 SB에 도시된 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)의, 그 3차원 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)에 대향시킨다. 도 7의 단계 SC에서는, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)로 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극을 충전한다. 이 상태에서 경화용 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 7의 단계 SD에서는, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(4z)와 기판(1z)을 분리하면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하고, 몰드의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응하는 형상을 갖는데, 즉 임프린트재(3z)에 몰드(4z)의 3차원 패턴이 전사된다.
도 7의 단계 SE에서는, 경화물의 패턴을 에칭 저항 마스크로서 에칭하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 혹은 얇게 잔존하는 부분이 제거되고, 홈(5z)이 된다. 도 7의 단계 SF에서는, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는 경화물의 패턴을 제거했지만, 경화물의 패턴을 가공 후에도 제거하지 않고 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연 막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용해도 된다.
다른 실시형태
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 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (10)

  1. 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 상기 기판의 샷 영역 각각에 대해 행하도록 동작가능한 임프린트 장치이며,
    상기 기판을 보유지지하도록 구성된 이동가능한 스테이지;
    상기 몰드와 상기 기판 사이의 위치 어긋남을 검출하도록 구성된 검출기;
    상기 기판 상의 임프린트재를 경화시키도록 구성된 경화 디바이스; 및
    상기 몰드와 상기 기판 사이의 위치 정렬을 제어하고 상기 경화 디바이스를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하며,
    상기 제어기는, 상기 검출기에 의해 검출된 상기 위치 어긋남에 따른 상기 스테이지의 이동량에 미리정해진 추가량을 추가함으로써 구해지는 목표 위치를 결정하고, 결정된 상기 목표 위치를 향한 상기 스테이지의 이동을 개시하며, 상기 스테이지의 이동 동안에 상기 검출기에 의해 검출되는 상기 위치 어긋남이 허용 범위 내에 들어가는 타이밍에서 상기 경화 디바이스에 의해 상기 임프린트재의 경화를 개시하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 검출기에 의한 검출 결과에 기초하는 피드백 제어를 행하지 않고 상기 스테이지의 이동의 제어를 행하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 검출기에 의해 검출되는 위치 어긋남의 변화에 기초하여 상기 타이밍을 예측하고, 예측된 상기 타이밍에 상기 경화 디바이스에 의해 상기 임프린트재의 경화를 개시하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스테이지의 이동은, 상기 목표 위치를 향한 직선 이동 또는 상기 직선 이동의 왕복 이동인, 임프린트 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 변화에 기초하는 상기 예측이 가능한지의 여부를 판정하고, 상기 예측이 가능하다고 판정될 때까지 상기 이동을 반복하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    X축 및 Y축이 상기 기판의 표면에 평행한 면 내에서 서로 직교하는 방향이고, Z축이 X축 및 Y축에 직교하는 방향인 경우,
    상기 제어기는, 상기 스테이지의 이동에서의, X축 방향의 이동, Y축 방향의 이동 및 Z축 둘레의 회전의 각각의 성분을 독립적으로 제어하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 스테이지의 이동에서의, 상기 X축 방향의 이동, 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 Z축 둘레의 회전의 각각의 성분에 대해서 동시에 구동을 개시하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 스테이지의 이동에서의, 상기 X축 방향의 이동, 상기 Y축 방향의 이동 및 상기 Z축 둘레의 회전의 각각의 성분에 대해서, 상기 검출기에 의해 검출되는 상기 위치 어긋남이 상기 허용 범위 내에 들어가는 타이밍을 예측하고, 각각의 예측된 상기 타이밍에 기초하여 각각의 성분의 구동을 개시하는 상기 타이밍을 조정하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제어기는, 대상 샷 영역과 상이한 다른 샷 영역에서 행해진 상기 임프린트 처리에서 결정된 상기 타이밍에 기초하여 상기 미리정해진 추가량을 조정하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  10. 물품 제조 방법이며,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 임프린트 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계; 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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