KR20200116857A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20200116857A
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겐이치로 시노다
도오루 가와시마
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역을 포함하는 메사를 갖는 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는, 임프린트 장치. 장치는 마크를 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명계 및 조명계에 의해 조명된 마크의 상을 검출하도록 구성되는 검출계를 포함하는 얼라인먼트 광학계를 포함한다. 조명계는 메사의 측면, 메사의 능선, 및 측면의 외측 영역에 대한 조명광의 입사를 제한하도록 구성되는 제한부를 포함한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 임프린트 기술에서는, 패턴이 형성된 몰드를 기판 상에 배치된 임프린트재에 접촉시키고, 경화 에너지의 조사에 의해 임프린트재를 경화시켜, 임프린트재의 경화물로 이루어지는 패턴을 형성한다. 패턴은 기판의 복수의 샷 영역 각각에 대하여 형성된다. 샷 영역 및 몰드는 몰드의 마크와 얼라인먼트 대상으로서의 샷 영역의 마크 사이의 상대 위치를 검출함으로써 얼라인먼트될 수 있다. 이 검출은 얼라인먼트 검출이라고 불릴 수 있다.
몰드는, 주변부로부터 돌출하는 메사라고 불리는 부분을 포함할 수 있다. 메사는 임프린트재에 접촉하는 패턴 영역을 포함하고, 패턴 영역에는 임프린트재에 전사해야 할 패턴 및 마크가 배치될 수 있다. 얼라인먼트 검출에서, 몰드의 마크 및 샷 영역의 마크가 조명광에 의해 조명되고, 이들의 마크로부터의 광에 의해 형성되는 마크 상이 검출될 수 있다. 몰드의 패턴 영역에 제공되는 마크는 메사의 측면 근방에 형성되므로, 마크에 조명광을 조사했을 때에 메사의 측면 등으로부터의 광(반사광, 산란광, 및 회절광)에 의해 마크 상의 콘트라스트가 저하될 수 있다.
일본 특허 공개 공보 제2015-12034호에 기재되어 있는 바와 같이, 일부 몰드에서는, 패턴을 형성하려고 하는 샷 영역의 외측 부분에 경화광이 조사되는 것을 방지하기 위해서, 차광막이 제공된다. 이러한 차광막을 포함하는 몰드를 사용하는 경우, 얼라인먼트 검출에서 마크를 조명하는 조명광이 차광막에 의해 반사되어, 마크 상의 콘트라스트가 저하된다.
본 발명은, 몰드의 마크 이외의 구조로부터의 광에 의한 마크 상의 품질 저하를 억제하는데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역을 포함하는 메사를 갖는 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치로서, 얼라인먼트 광학계를 포함하고, 상기 얼라인먼트 광학계는, 상기 마크를 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명계, 및 상기 조명계에 의해 조명된 상기 마크의 상을 검출하도록 구성되는 검출계를 포함하고, 상기 조명계는, 상기 메사의 측면, 상기 메사의 능선, 및 상기 측면의 외측 영역에 대한 상기 조명광의 입사를 제한하도록 구성되는 제한부를 포함하는 임프린트 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시예에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 몰드의 단면 구조를 예시하는 개략도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작예를 도시하는 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 과제를 예시하는 도면이다.
도 5a 및 도 5b는 과제를 예시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 과제를 예시하는 도면이다.
도 7은 과제를 예시하는 도면이다.
도 8a 및 도 8b는 과제를 예시하는 도면이다.
도 9는 얼라인먼트 광학계에 제공된 스코프의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 10은 이미지 센서(그 촬상면), 마크, 광량 조정부 및 제한부 사이의 상대 위치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 11a 및 도 11b는 제한부의 구성예를 각각 도시하는 도면이다.
도 12는 마크의 화상 데이터를 예시하는 도면이다.
도 13은 얼라인먼트 광학계에 제공된 스코프의 다른 구성예를 도시하는 도면이다.
도 14는 제한부를 제공함으로써 마크의 화상 데이터의 개선을 예시하는 도면이다.
도 15a 및 도 15b는 제한부 및 구동 기구의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 16a 및 도 16b는 제한부 및 구동 기구의 다른 구성예를 도시하는 도면이다.
도 17은 변형예를 도시하는 도면이다.
도 18a 내지 도 18f는 물품 제조 방법을 예시하는 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 실시예는 청구된 발명의 범위를 한정하는 것이 아니라는 것에 유의한다. 실시예에는 다수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 모든 특징이 필요한 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호가 주어지며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 일 실시예에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시한다. 임프린트 장치(100)는, 기판(S) 상에 배치된 임프린트재(IM)와 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)을 접촉시키고, 임프린트재(IM)에 경화 에너지를 조사함으로써 임프린트재(IM)를 경화시킨다. 이에 의해, 기판(S) 위에 임프린트재(IM)의 경화물로 이루어지는 패턴이 형성된다. 임프린트재로서는, 경화 에너지를 받음으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭하기도 함)이 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파 또는 열이 사용될 수 있다. 전자기파는, 예를 들어 그 파장이 10nm(포함) 내지 1mm(포함)의 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선일 수 있다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 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 1종이다. 임프린트재는 액적의 형태 또는 복수의 액적이 연결됨으로써 형성되는 섬 또는 막의 형태로 기판 상에 배치될 수 있다. 임프린트재는 스핀 코터 또는 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막의 형태로 공급될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1mPa·s(포함) 내지 100mPa·s(포함)일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에 기판과는 상이한 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 또는 실리카 유리이다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(S)의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로 하는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계에서의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향이 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향이다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전은 각각 θX, θY, 및 θZ이다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는 X축, Y축, 및 Z축의 좌표에 기초해서 특정될 수 있는 정보이며, 자세는 θX축, θY축, 및 θZ축의 값에 의해 특정될 수 있는 정보이다. 위치결정은 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다. 얼라인먼트(위치결정)는, 기판(S)의 샷 영역과 몰드(M)의 패턴 영역(Mp) 사이의 얼라인먼트 오차(중첩 오차)가 저감되도록 기판(S) 및 몰드(M) 중 적어도 하나의 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 얼라인먼트는, 기판(S)의 샷 영역 및 몰드(M)의 패턴 영역 중 적어도 하나의 형상을 보정 또는 변경하는 제어를 포함할 수 있다.
이하, 경화 에너지로서 광을 이용하는 임프린트 장치(100)를 예시한다. 그러나, 임프린트 장치(100)는 열 에너지 등의 다른 경화 에너지를 이용할 수 있다. 임프린트 장치(100)는, 몰드 구동 기구(6), 기판 구동 기구(18), 경화 유닛(1), 얼라인먼트 광학계(2), 관찰 광학계(3), 및 제어부(17)를 포함할 수 있다. 몰드(M)는 패턴 영역(Mp)을 포함하는 메사(MS)를 포함하고, 패턴 영역(Mp)에는, 기판(S)의 샷 영역 상의 임프린트재(IM)에 전사해야 할 패턴(디바이스 패턴) 및 마크(얼라인먼트 마크)(10)가 형성된다. 일례에서, 경화 에너지로서 자외선이 사용되며, 몰드(M)는 예를 들어 자외선을 투과시킬 수 있는 석영으로 구성될 수 있다.
몰드 구동 기구(6)는, 예를 들어 몰드(M)를 보유지지하는 몰드 척, 몰드 척을 구동함으로써 몰드(M)를 구동하는 몰드 구동 액추에이터, 및 몰드(M)를 변형시키는 몰드 변형 기구를 포함할 수 있다. 예를 들어, 몰드 변형 기구는 패턴 영역(Mp)을 변형시킴으로써 배율, 왜곡 등을 제어할 수 있다. 몰드 구동 기구(6)는, 몰드(M)를 복수의 축(예를 들어, Z축, θX축, 및 θY축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 대해서 구동하도록 구성될 수 있다.
기판 구동 기구(18)는, 기판(S)을 보유지지하는 기판 스테이지(5), 및 기판 스테이지(5)를 구동함으로써 기판(S)을 구동하는 기판 구동 액추에이터(19)를 포함할 수 있다. 기판 스테이지(5)에는 기준 마크(12)를 포함하는 기준 플레이트(7)가 제공될 수 있다. 기판(S)은, 예를 들어 외부에 제공된 디스펜서가 기판(S) 위에 임프린트재(IM)를 배치한 상태에서 임프린트 장치(100)에 반입될 수 있다. 대안적으로, 임프린트 장치(100)는 디스펜서를 포함할 수 있고, 해당 디스펜서는 기판(S) 위에 임프린트재(IM)를 배치할 수 있다. 기판 구동 기구(18)는, 기판(S)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축, 및 θZ축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 대해서 구동하도록 구성될 수 있다.
몰드 구동 기구(6) 및 기판 구동 기구(18)는, 기판(S)과 몰드(M) 사이의 상대 위치를 조정하기 위해 기판(S) 및 몰드(M) 중 적어도 하나를 구동하는 상대 구동 기구를 형성한다. 상대 구동 기구에 의한 상대 위치의 조정은, 기판(S) 상의 임프린트재(IM)에 대한 몰드(M)의 접촉 및 경화된 임프린트재(IM)로부터의 몰드(M)의 분리를 위한 구동을 포함할 수 있다. 또한, 상대 구동 기구에 의한 상대 위치의 조정은 기판(S)(그 샷 영역)과 몰드(M)(그 패턴 영역(Mp)) 사이의 얼라인먼트를 포함할 수 있다.
상술한 상대 구동 기구는, 기판(S)의 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)을 서로 접촉시킨다. 이 상태에서, 패턴 영역(Mp)의 패턴을 형성하는 오목부에 임프린트재(IM)가 충전된다. 그 후, 경화 유닛(1)은 경화 에너지로서의 광 에너지를 해당 샷 영역 상의 임프린트재(IM)에 조사한다. 경화 유닛(1)은, 광원으로서, 예를 들어 고압 수은 램프, 엑시머 램프, 엑시머 레이저, 발광 다이오드, 및 레이저 다이오드로부터 선택되는 적어도 하나의 광원을 포함할 수 있다. 사용되는 광원은 임프린트재(IM)의 특성에 따라서 적절히 선택될 수 있다.
얼라인먼트 광학계(2)는 몰드(M)와 기판(S)의 샷 영역 사이의 얼라인먼트를 위한 얼라인먼트 검출을 행한다. 얼라인먼트 광학계(2)는, 몰드(M)에 제공된 마크(10)를 검출할 수 있다. 마크(10)의 검출은, 마크(10)에 의해 형성되는 마크 상(마크의 광학 상)을 화상 데이터로서 검출하는 것 및 해당 화상 데이터에 기초하여 마크(10)의 위치를 검출하는 것을 포함할 수 있다. 또한, 얼라인먼트 광학계(2)는, 몰드(M)에 제공된 마크(10)와 기판(S)의 샷 영역에 제공된 마크(얼라인먼트 마크)(11) 사이의 상대 위치를 검출할 수 있다. 얼라인먼트 광학계(2)에 의한 마크(10)와 마크(11) 사이의 상대 위치의 검출은, 마크(10) 및 마크(11)에 의해 형성되는 마크 상(마크의 광학 상)을 화상 데이터로서 검출하는 것 및 해당 화상 데이터에 기초하여 상대 위치를 계산하는 것을 포함할 수 있다. 마크(10) 및 마크(11)에 의해 형성되는 마크 상은 마크(10)의 상과 마크(11)의 상을 포함할 수 있다. 마크(10)의 상과 마크(11)의 상은 이들이 상이한 영역에 분리되어 있는 상태로 형성될 수 있거나 또는 공통의 영역에 겹쳐서 형성될 수 있다. 마크 상은 얼라인먼트 광학계(2)의 이미지 센서의 촬상면에 형성된다. 얼라인먼트 광학계(2)는, 추가로, 몰드(M)의 마크(10)와 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12) 사이의 상대 위치를 검출하기 위해서도 이용될 수 있다.
얼라인먼트 광학계(2)는, X축 방향 및 Y축 방향에 관해서 위치가 조정될 수 있는 1개 또는 복수의 스코프(25)를 포함할 수 있다. 스코프(25)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치는, 검출해야 할 마크의 위치, 예를 들어 몰드(M)의 마크(10)와 기판(S)의 샷 영역의 마크(11)의 한 쌍의 위치에 따라서 조정되며, 이에 의해 스코프(25)의 시야를 조정한다. 스코프(25)는, 포커스 기능을 갖고, 해당 포커스 기능은 스코프(25)의 Z축 방향의 위치를 조정함으로써 실현될 수 있다. 얼라인먼트 광학계(2)는 릴레이 광학계를 형성하는 광학 부품(21, 31, 22, 및 23)을 포함할 수 있다. 릴레이 광학계는, 기판(S)의 표면이 배치되는 면과 공액인 면(C)에 마크(10 및 11)의 상을 형성할 수 있다. 스코프(25)는 그 시야를 얼라인먼트 조명광으로 조명할 수 있다.
제어부(17)는, 몰드 구동 기구(6), 기판 구동 기구(18), 경화 유닛(1), 얼라인먼트 광학계(2) 및 관찰 광학계(3)를 제어한다. 제어부(17)는, 예를 들어 FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약어), ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램이 내장된 범용 또는 전용 컴퓨터, 또는 이들 구성요소의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성될 수 있다.
기판(S)에는, 다양한 종류의 재료가 다층막의 형태로 형성되며, 기판(S)의 마크(11)는 다층막의 임의의 층에 배치될 수 있다. 그러므로, 얼라인먼트 광학계(2)의 파장 대역이 좁고, 광이 상쇄 간섭 조건의 파장을 갖는 경우, 기판(S)의 마크(11)로부터의 광이 미약해지고, 면(C)에 형성되는 마크(11)의 마크 상의 품질이 불충분해질 수 있다. 따라서, 얼라인먼트 광학계(2)에서 사용되는 얼라인먼트 조명광의 파장은, 임프린트재(IM)를 경화시키지 않으며, 가능한 한 넓은 대역을 망라하는 파장인 것이 바람직하다. 예를 들어, 얼라인먼트 조명광의 파장은, 400 내지 2,000nm의 파장 대역을 망라하고 있는 것이 바람직하지만, 적어도 500 내지 800nm의 파장 대역을 망라하고 있어야 한다. 얼라인먼트 조명광을 발생시키는 광원으로서는, 예를 들어 발광 파장 대역이 넓은 램프가 채용될 수 있다. 대안적으로, 수십 nm 또는 수 nm의 발광 파장 대역을 각각 갖는 복수의 광원(발광 다이오드, 레이저 다이오드 등)을 조합함으로써, 넓은 대역을 이산적으로 망라할 수 있다. 얼라인먼트 광학계(2)에 의해 계측된 몰드(M)와 기판(S)의 샷 영역 사이의 상대 위치에 기초하여 기판 구동 기구(18), 몰드 구동 기구(6) 등이 제어될 수 있다.
관찰 광학계(3)는 기판(S)의 샷 영역 전체를 관찰하는 스코프로서의 역할을 할 수 있다. 관찰 광학계(3)는, 임프린트 처리의 상태, 예를 들어 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M) 사이의 접촉 상태, 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)의 오목부에의 임프린트재(IM)의 충전 상태, 및 기판(S) 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M) 사이의 분리 상태를 관찰하기 위해 사용될 수 있다. 관찰 광학계(3)에 의한 관찰의 대상은, 몰드(M)의 패턴 영역(Mp), 기판(S)의 표면, 또는 근접한 상태에서의 패턴 영역(Mp) 및 기판(S)의 표면일 수 있다. 관찰 광학계(3)의 시야는 패턴 영역(Mp)보다 넓은 것이 바람직하다. 패턴 영역(Mp)의 주변에는 패턴이 없기 때문에, 관찰 광학계(3)는 몰드(M)를 통해서 임프린트재(IM) 및/또는 기판(S)의 상태를 관찰할 수 있다.
관찰 광학계(3)는 시야를 관찰 조명광으로 조명한다. 관찰 조명광은, 얼라인먼트 광학계(2)에서 사용되는 얼라인먼트 조명광의 파장 대역만큼 넓은 파장 대역을 필요로 하지 않고, 임프린트재(IM)를 경화시키지 않는 파장을 가지면 된다. 관찰 조명광의 조사에 의해 발생하는 열에 기인해서 몰드(M) 또는 기판(S)이 변형되어, 임프린트재(IM)에 전사되는 패턴에 위치 오차 및 왜곡이 발생하는 것을 억제하기 위해서, 관찰 조명광은 관찰가능한 범위에서 미약한 것이 바람직하다.
관찰 광학계(3)의 관찰 조명광과 경화 유닛(1)의 경화광은 광학 부품(합성기)(32)에 의해 합성될 수 있다. 필요에 따라, 다른 광학계로부터의 광이 광학 부품(32)에 의해 합성될 수 있다. 예를 들어, 기판(S)을 국소적으로 변형시키기 위해서, 몰드(M)를 통해서 기판(S)에 열변형 광을 조사하기 위한 열변형 유닛(도시되지 않음)으로부터의 광이 광학 부품(32)에 의해 합성될 수 있다.
도 1에 도시된 예에서는, 얼라인먼트 광학계(2)에 광학 부품(공통 광학계)(21)이 제공된다. 광학 부품(21)은, 경화광, 얼라인먼트 조명광, 관찰 조명광, 및 열변형 광을 몰드(M) 및/또는 기판(S)에 조사하기 위해서 사용될 수 있다. 광학 부품(31)은, 얼라인먼트 광을 반사하고, 경화광, 관찰 조명광, 및 열변형 광을 투과시킨다. 광학 부품(21 및 31)은, 경화 유닛(1)으로부터의 경화 광에 관해서 충분히 높은 투과율을 갖는 재료(예를 들어, 석영 또는 형석)로 구성될 수 있다. 광학 부품(31)은, 예를 들어 다이크로익 미러이며, 일례에서 500 내지 2,000nm의 파장 대역에서의 반사율이 높고, 200 내지 500nm의 파장 대역에서의 투과율이 높은 특성을 갖는다. 반사율이 높은 파장 대역은, 500 내지 2,000nm의 파장 대역으로 한정되지 않고, 넓은 것이 바람직하지만, 제조상의 제약 등에 의해 예를 들어 600 내지 900nm 또는 500 내지 800nm의 파장 대역일 수 있다. 마찬가지로, 투과율이 높은 파장 대역은, 200 내지 500nm의 파장 대역으로 한정되지 않고, 넓은 것이 바람직하지만, 예를 들어 300 내지 600nm 또는 300 내지 500nm의 파장 대역일 수 있다. 광학 부품(32)은 경화광을 반사하고 관찰 조명광 및 열변형 광을 투과시키는 작용을 갖는다. 광학 부품(32)은 예를 들어 다이크로익 미러일 수 있다. 일례에서, 광학 부품(32)은, 400nm 이하(200 내지 400nm 또는 300 내지 400nm)의 파장 대역에서의 반사율이 높고, 400nm 이상(400 내지 500nm 또는 400 내지 600nm)의 파장 대역에서의 투과율이 높은 특성을 가질 수 있다. 파장 임계치는, 400nm에 한하지 않고, 예를 들어 380nm 또는 420nm일 수 있다.
일례에서, 경화광의 파장 대역은 자외 영역이며, 얼라인먼트 조명광의 파장 대역은 경화광보다 장파장측이며, 관찰 조명광 및 열변형 광의 파장 대역은 경화광과 얼라인먼트 조명광의 사이에 있다. 이상의 구성에 의해, 임프린트재(IM)를 경화시키는 파장에서 높은 조도가 필요한 경화광과, 각각 넓은 파장 대역이 필요한 얼라인먼트 조명광, 관찰 조명광 및 열변형 광을 병용할 수 있다.
도 2는, 몰드(M)의 단면 구조를 개략적으로 도시한다. 몰드(M)는, 자외선 등의 경화 광을 투과시키는 재료, 예를 들어 석영으로 구성될 수 있다. 몰드(M)는 제1 부분(40) 및 제2 부분(41)을 포함할 수 있다. 제1 부분(40)은 제1 면(4a1), 및 제1 면(4a1)의 반대측의 제2 면(4a2)을 포함한다. 제1 면(4a1)은, 패턴이 형성된 패턴 영역(Mp)을 갖는 메사(패턴부)(40a), 및 메사(40a)를 둘러싸는 주변부(오프-메사(off-mesa))(40b)를 포함할 수 있다. 제2 부분(41)은, 제1 부분(40)을 둘러싸고, 제1 부분(40)보다 큰 두께를 갖는다. 몰드(M)는, 저면으로서의 제2 면(4a2)을 갖고 제1 부분(40)과 제2 부분(41) 사이의 경계에 의해 규정되는 벽면에 의해 둘러싸이는 오목부(캐비티)(4c)를 포함할 수 있다. 이러한 구성은 오목부(4c)의 기압을 제어함으로써 몰드(M)(제1 면(4a1))를 변형시키는데 유리하다. 메사(40a)는 주변부(40b)로부터 돌출한다. 메사(40a)는, 기판(S) 상의 임프린트재(IM)에 전사되는 패턴이 형성된 패턴 영역(Mp)을 포함한다.
기판(S)은 예를 들어 단결정 실리콘 기판에 의해 형성될 수 있다. 기판(S)의 상면에는, 예를 들어 임프린트 장치(100)의 외부에 배치된 도포 장치(레지스트 코터)에 의해 임프린트재(IM)가 도포되거나 또는 배치될 수 있다. 기판(S)에 임프린트재(IM)를 도포하거나 또는 배치하는 단계는 임프린트 장치(100)에 제공되는 디스펜서에 의해 실시될 수 있다.
도 3은 임프린트 장치(100)의 동작을 예시하고 있다. 도 3에 도시된 동작은 제어부(17)에 의해 제어될 수 있다. 임프린트 장치(100)는, 패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역(Mp)을 포함하는 메사를 갖는 몰드(M)를 사용해서 기판(S) 상의 임프린트재(IM)를 성형한다(기판(S) 상에 임프린트재(IM)의 패턴을 형성한다). 단계 S301에서는, 몰드(M)는 몰드 반송 기구(도시되지 않음)에 의해 몰드 구동 기구(6)까지 반송될 수 있고, 몰드 구동 기구(6)의 몰드 보유지지부에 의해 보유지지될 수 있다. 이때, 얼라인먼트 광학계(2)를 사용하여 몰드(M)의 마크(10)와 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12) 사이의 상대 위치를 계측함으로써, 기판 스테이지(5)를 제어하는 좌표계에 대하여 몰드(M)가 위치결정될 수 있다. 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12)의 위치는 몰드(M)의 주변부(40b)를 통해서 검출될 수 있다. 그 이유는, 몰드(M)의 메사(40a)를 통해서 기준 플레이트(7)의 기준 마크(12)의 위치를 검출하면, 메사(40a)의 패턴에 의해 얼라인먼트 조명광이 산란 및 회절되기 때문이다.
단계 S302에서는, 기판(S)이 기판 반송 기구에 의해 기판 스테이지(5)까지 반송되고, 기판 스테이지(5)의 기판 척에 의해 보유지지된다. 기판(S)에 미리 임프린트재(IM)가 배치되어 있는 것을 상정하여 설명한다. 단계 S303에서는, 직후에 패턴을 형성하는 샷 영역이 몰드(M)의 바로 아래에 위치되도록, 기판 스테이지(5)가 위치결정된다. 단계 S304에서는, 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)이 서로 접촉하도록, 몰드 구동 기구(6) 및/또는 기판 구동 기구(18)에 의해 몰드(M) 및/또는 기판(S)이 구동된다. 이 상태에서, 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)의 오목부에 임프린트재(IM)가 충전된다.
이어서, 단계 S305 및 S306이 병행해서 실행될 수 있다. 단계 S305에서는, 얼라인먼트 광학계(2)가 몰드(M)의 마크(10)와 기판(S)의 샷 영역의 마크(11) 사이의 상대 위치를 검출하고, 이 결과에 기초하여 몰드(M)와 기판(S)의 샷 영역이 얼라인먼트된다. 얼라인먼트는, 기판 구동 기구(18)에 의한 기판(S)의 구동 및/또는 몰드 구동 기구(6)에 의한 몰드(M)의 구동을 포함할 수 있다. 얼라인먼트는, 몰드 구동 기구(6)에 제공된 몰드 변형 기구에 의한 형의 변형 및/또는 열변형 유닛에 의한 기판(S)의 열변형을 포함할 수 있다.
몰드(M)와 기판(S)의 샷 영역 사이의 얼라인먼트의 종료 후, 단계 S307에서는, 경화 유닛(1)으로부터의 경화광에 의해 샷 영역 상의 임프린트재(IM)가 경화된다. 단계 S308에서는, 샷 영역 상 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)의 패턴 영역(Mp)을 분리하도록, 몰드 구동 기구(6) 및/또는 기판 구동 기구(18)가 몰드(M) 및/또는 기판(S)을 구동한다. 단계 S309에서는, 기판(S)의 복수의 샷 영역 모두에 대해 패턴이 형성되었는지의 여부가 판정된다. 패턴이 형성되지 않은 샷 영역이 존재하는 경우, 그 샷 영역에 대해서 단계 S303 내지 S308이 실행된다. 기판(S)의 복수의 샷 영역의 모두에 패턴이 형성된 경우에는, 단계 S311에서 기판(S)이 기판 스테이지(5)로부터 반출된다. 단계 S304 내지 S308은 관찰 광학계(3)를 사용해서 모니터링된다. 이상이 발생하는 경우에는, 이상을 제거하기 위해서 에러 처리가 실행될 수 있다.
이하, 도 4a 내지 도 8b를 참조하여 얼라인먼트 광학계(2)에 의한 마크 상의 검출에서의 과제를 설명한다. 도 4a 및 도 4b에 의해 제1 예를 설명한다. 도 4a는, 제1 구성예에서의 몰드(M)의 단면 구조를 개략적으로 도시한다. 도 4a에 도시된 제1 구성예에서는, 메사(40a)의 측면(메사 에지)(Me)는 주변부(40b)에 대하여 수직으로 기립된다. 메사(40a)의 패턴 영역(Mp)과 메사(40a)의 측면(Me)은 능선을 형성한다. 능선은 패턴 영역(Mp)의 외측 에지로서의 역할을 하기도 한다. 마크(Am)(마크(10)에 대응)는, 일반적으로는, 디바이스 패턴 영역과 외측 에지 사이에 제공되는 스크라이브 라인이라고 불리는 영역에 배치된다. 도 4b는, 제1 구성예의 몰드(M)의 마크(Am)를 얼라인먼트 광학계(2)에 의해 검출한 결과(화상 데이터)를 개략적으로 도시한다. 도 4b에 도시된 영역(afme)은 메사(40a)의 측면(Me) 및 능선으로부터의 광에 의해 형성된 광 강도 분포이며, 해당 광 강도 분포의 밑단 부분이 마크(Am)의 마크 상에 겹쳐져 있다. 결과적으로, 마크 상의 품질이 저하되고, 예를 들어 마크 상의 위치(예를 들어, 중심 위치)를 정확하게 검출할 수 없다.
이어서, 도 5a 및 도 5b를 참조하면서 제2 예를 설명한다. 도 5a는 제2 구성예에서의 몰드(M)의 단면 구조를 개략적으로 도시한다. 도 5a에 나타난 제2 구성예에서는, 메사(40a)의 측면(Me)은 곡면을 포함하여 형성되어 있다. 도 5b는 제2 구성예의 몰드(M)의 마크(Am)를 얼라인먼트 광학계(2)에 의해 검출한 결과(화상 데이터)를 개략적으로 도시한다. 도 5b에 도시된 영역(afme)은 메사(40a)의 측면(Me) 및 능선으로부터의 광에 의해 형성된 광 강도 분포이며, 해당 광 강도 분포의 밑단 부분이 마크(Am)의 마크 상에 겹쳐져 있다. 결과적으로, 마크 상의 품질이 저하되고, 예를 들어 마크 상의 위치(예를 들어, 중심 위치)를 정확하게 검출할 수 없다.
이어서, 도 6a 내지 도 8b를 참조하여 제3 예를 설명한다. 도 6a에 개략적으로 도시된 바와 같이, 복수의 샷 영역 중 1개의 샷 영역(50a) 상의 임프린트재(IM)에 경화광(CL)을 조사할 때에, 기판(S) 및 몰드(M)로부터의 반사 광속이 몰드(M) 및 광학 부품(21)에 의해 다시 반사(점선 화살표)될 수 있다. 이에 의해, 기판(S)의 넓은 범위에 플레어광이 입사할 수 있다. 결과적으로, 도 6b에 도시된 바와 같이, 샷 영역(50a) 상의 임프린트재(IM)뿐만 아니라 샷 영역(50a)의 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c) 상의 임프린트재(IM)도 경화될 수 있다. 도 6b에서, 흑색 임프린트재(IM')는 경화광(CL)의 조사에 의해 경화된 임프린트재를 나타내고, 사선으로 표시된 임프린트재(IM'')는 반경화 상태의 임프린트재를 나타낸다. 이와 같이 하여 주변 영역(50b) 및 인접 샷 영역(50c) 상의 임프린트재(IM)가 경화되면, 후에 임프린트를 행하는 인접 샷 영역(50c)에서, 임프린트 처리는 정상적으로 행해질 수 없다.
상기 현상은, 기판(S)의 전역에 임프린트재를 배치한 후에 임프린트 처리를 행하는 경우뿐만 아니라, 2개 이상의 인접하는 샷 영역에 임프린트재를 배치한 후에 임프린트 처리를 행하는 경우에도 일어날 수 있다.
상기 현상을 간과할 수 없는 경우, 도 2에 예시되는 바와 같이, 메사(40a)의 주변부(40b)에 광량 조정부(9)가 제공될 수 있다. 광량 조정부(9)는 경화광을 감쇠 또는 차단하도록 기능할 수 있다. 광량 조정부(9)는, 경화광을 차단하고 관찰 조명광 및 얼라인먼트 조명광을 투과하는 특성을 갖는 것이 이상적이다. 그러나, 이러한 특성을 갖는 부재를 몰드(M)에 제공하는 것은 용이하지 않다. 광량 조정부(9)는, 경화광, 관찰 조명광 및 얼라인먼트 조명광의 모두를 차단하는 금속, 예를 들어 크롬으로 구성될 수 있다. 그러나, 이 경우, 조명광이 광량 조정부(9)에 의해 반사 또는 산란되고, 얼라인먼트 광학계(2)에 노이즈 광으로서 혼입되어, 마크(Am)의 검출에 악영향을 미칠 수 있다.
도 7은 제3 구성예에서의 몰드(M)의 단면 구조가 개략적으로 도시한다. 제3 구성예의 몰드(M)에서는, 주변부(40b)에 광량 조정부(9)가 제공된다. 도 8a 및 도 8b는, 제3 구성예의 몰드(M)의 마크(Am)를 얼라인먼트 광학계(2)에 의해 검출한 결과(화상 데이터)를 각각 개략적으로 도시한다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 메사(40a)의 측면(Me) 및 능선으로부터의 광에 의해 형성된 광 강도 분포를 갖는 영역(afme)이 마크(Am)의 마크 상에 겹치지 않을 경우에는 문제가 없다. 그러나, 도 8b에 도시된 바와 같이, 메사(40a)의 측면(Me) 및 능선으로부터의 광에 의해 형성된 광 강도 분포를 갖는 영역(afme)이 마크(Am)의 마크 상에 겹칠 경우에는, 마크 상의 품질이 저하되고, 예를 들어 마크 상의 위치를 정확하게 검출할 수 없다.
도 9는, 실시예에 따른 얼라인먼트 광학계(2)의 스코프(25) 중 하나의 구성예를 도시한다. 도 9는 스코프(25)와 몰드(M) 사이의 광학계 등의 구성요소는 도시하지 않는다는 것에 유의한다. 얼라인먼트 광학계(2)는, 검출해야 할 마크의 위치에 따라서 스코프(25)의 시야를 조정하는 조정 기구(26)를 포함할 수 있다. 조정 기구(26)는, 예를 들어 몰드(M)의 마크(10)와 기판(S)의 샷 영역의 마크(11)의 한 쌍의 위치에 따라서 스코프(25)의 시야를 조정할 수 있다. 조정 기구(26)는, 예를 들어 스코프(25)의 X축 방향 및 Y축 방향의 위치를 조정하고, 이에 의해 스코프(25)의 시야를 조정할 수 있다.
스코프(25)는, 예를 들어 광원(Ls), 조명계(60), 이미지 센서(촬상부)(Se) 및 검출계(70)를 포함할 수 있다. 조명계(60)는, 광원(Ls)으로부터의 조명광으로 몰드(M)의 마크(Am)를 조명한다. 조명계(60)는, 예를 들어 프리즘(80) 등의 광학 부재를 통해서 몰드(M)의 마크(Am)를 조명할 수 있다. 광원(Ls)으로서는, 예를 들어 할로겐 램프, LED 또는 LD 등의 발광 부품이 사용될 수 있다. 광원(Ls)으로부터의 조명광은, 광 파이버 등에 의해 조명계(60)에 도광될 수 있거나, 또는 조명계(60)에 내장될 수 있다. 조명계(60)에 의해 조명된 마크(Am)로부터의 광(반사광, 산란광, 또는 회절광)은, 검출계(70)에 의해 이미지 센서(Se)의 촬상면에 마크(Am)의 상(마크 상)을 형성한다.
조명계(60)는, 몰드(M)의 메사(40a)의 측면(Me) 및 측면(Me)의 외측 영역에 대한 조명광(얼라인먼트 조명광)의 입사를 제한하는 제한부(61)를 포함할 수 있다. 제한부(61)는, 예를 들어 몰드(M)의 메사(40a)의 측면(Me), 능선 및 측면(Me)의 외측 영역에 조명광이 직접 입사하는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 제한부(61)는, 몰드(M)의 메사(40a)의 측면(Me), 능선 및 측면(Me)의 외측 영역에 입사하는 조명광을 저감하도록 구성될 수 있다. 몰드(M)가 광량 조정부(9)를 포함하는 경우, 제한부(61)는, 광량 조정부(9)에 대한 조명광의 입사를 제한하도록, 예를 들어 광량 조정부(9)에 조명광이 직접 입사하는 것을 방지하거나 또는 광량 조정부(9)에 입사하는 조명광을 저감하도록 기능할 수 있다. 제한부(61)는, 몰드(M)의 주변부(40b)(하면) 또는 광량 조정부(9)와 공액인 위치에, 마크(Am)와 공액인 위치에, 또는 몰드(M)의 주변부(40b) 또는 광량 조정부(9)와 마크(Am) 사이의 위치와 공액인 위치에 배치될 수 있다.
도 10은 이미지 센서(Se)(그 촬상면), 마크(Am), 광량 조정부(9) 및 제한부(61) 사이의 상대 위치를 개략적으로 도시한다. 몰드(M)의 측면(Me)은 수직면이 아니고 곡면으로 구성될 수 있다. 곡면의 곡률은 몰드(M)의 사양에 따라서 상이할 수 있다. 제한부(61)의 에지(조명광의 광축 측의 에지)의 위치는, 예를 들어 몰드(M)의 측면(Me)의 구조, 광량 조정부(9)의 위치, 몰드 구동 기구(6)에 대한 몰드(M)의 배치 정밀도 등을 고려해서 결정될 수 있다. 예를 들어, 제한부(61)의 에지의 위치는, 메사(M)의 패턴 영역과 측면(Me) 사이의 능선(E2), 및 주변부(40b)의 평탄한 부분과 측면(Me) 사이의 경계(E1)에 따라서 결정될 수 있다. 도 12는 이미지 센서(Se)에 의해 검출된 마크의 화상 데이터를 예시하고 있다. 제한부(61)를 제공함으로써, 메사의 측면 및 능선 또는 광량 조정부로부터의 광의 영향이 억제되고, 이에 의해 고품질의 화상 데이터가 얻어진다. 본 실시예에 따르면, 몰드, 기판 등에 제공된 마크의 위치 또는 몰드에 제공된 마크와 기판에 제공된 마크 사이의 상대 위치를 정밀하게 검출할 수 있다.
도 11a는 제한부(61)의 구성예를 도시한다. 도 11a에 예시되는 바와 같이, 제한부(61)는, 제한부(61)가 배치된 면을 통과하는 조명광의 단면 형상을 규정하는 에지(611)를 포함하고, 에지(611)는 삼각파 형상을 가질 수 있다. 이러한 구조는, 제한부(61)로부터의 반사광 또는 산란광이 이미지 센서(Se)의 촬상면에 입사하는 것을 방지하는데 유리하다. 도 11b는 제한부(61)의 다른 구성예를 도시한다. 도 11b에 예시되는 바와 같이, 제한부(61)는 에지(611)를 향해서 서서히 투과율이 저하되는 구조를 갖는다. 이러한 구조 또한 제한부(61)로부터의 반사광 또는 산란광이 이미지 센서(Se)의 촬상면에 입사하는 것을 방지하는데 유리하다.
도 13은 스코프(25)의 다른 구성예를 도시한다. 상기의 얼라인먼트 광학계(2)의 스코프(25)는 도 13에 예시되는 스코프(25)로 치환될 수 있다. 스코프(25) 또는 조명계(60)는, 조명광이 입사하는 몰드(M)의 영역을 변경하도록 제한부(61)를 구동하는 구동 기구(64)를 포함한다. 몰드(M)의 메사(40a)의 마크(Am)가 검출계(70)의 시야에 들어가도록 검출계(70)의 시야가 조정 기구(26)에 의해 조정된 상태에서, 메사(M)의 측면(Me), 메사(M)의 능선, 및 측면(Me)의 외측 영역에 대한 조명광의 입사를 제한하도록 구동 기구(64)에 의해 제한부(61)가 구동될 수 있다. 외측 영역은 예를 들어 주변부(40b)이다. 대안적으로, 이 상태에서, 마크의 화상 데이터의 평가값(예를 들어, 콘트라스트)이 가장 좋아지거나 또는 미리결정된 기준값을 초과하도록, 구동 기구(64)에 의해 제한부(61)가 구동될 수 있다. 대안적으로, 이 상태에서, 마크의 양호한 화상 데이터가 얻어지도록, 기계 학습을 거친 AI(Artificial Intelligence(인공 지능))의 제어하에서, 구동 기구(64)에 의해 제한부(61)가 구동될 수 있다. 이 상태에서는, 메사(M)의 측면(Me), 메사(M)의 능선 및, 측면(Me)의 외측 영역이 검출계(70)의 시야에 포함될 수 있다. 대안적으로, 이 상태에서는, 제한부(61)에 의해 형성되는 그림자가 검출계(70)의 시야에 포함될 수 있다.
도 14는, 구동 기구(64)에 의해 제한부(61)를 구동함으로써 마크의 화상 데이터가 화상 데이터(151)로부터 화상 데이터(152)로 개선되는 것을 예시하고 있다. 화상 데이터(151 및 152)는, 제한부(61)에 의해 형성되는 그림자가 검출계(70)의 시야에 포함되는 상태를 도시하고 있다. 검출계(70)의 시야는, 마크가 검출계(70)의 시야의 중심에 배치되도록 조정 기구(26)에 의해 조정될 수 있다. 일반적으로 검출계(70)의 시야의 중심 주위의 부분은 수차가 적은 영역이므로, 검출계(70)의 시야의 중심에 마크를 배치함으로써 마크의 위치 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 이 상태에서는, 검출계(70)의 시야에 메사의 측면 또는 광량 조정부가 포함되는 경우가 많다. 따라서, 제한부(61)가 없거나 또는 제한부(61)의 조정이 부적절할 경우에는, 고품질의 마크 상을 얻을 수 없다. 그러나, 제한부(61) 및 제한부(61)를 구동하는 구동 기구(64)를 제공함으로써, 화상 데이터(152)로서 예시되는 바와 같은 양호한 화상 데이터를 얻을 수 있다. 다른 관점에서, 제2 실시예에 따르면, 검출계(70)의 수차를 시야의 전역에서 저감할 필요는 없고, 이것은 검출계(70)의 구성의 단순화 및 비용의 저감에 기여할 수 있다. 마크의 형상은 정사각형에 한하지 않고, 마크는 직사각형 또는 다각형 등의 다양한 형상을 가질 수 있으며, 또한 다양한 크기를 가질 수 있다. 다양한 마크에 대처하는 관점에서, 제한부(61)를 구동하는 구동 기구(64)는 유용하다.
도 15a 및 도 15b는 제한부(61) 및 구동 기구(64)의 구성예를 도시한다. 제한부(61)는, 복수의 가동 부재(621 및 622)를 포함할 수 있다. 구동 기구(64)는, 복수의 가동 부재(621 및 622)를 구동하는 구동 기구(631 및 632)를 포함할 수 있다. 일례에서, 2개의 가동 부재(621)는 직사각형 조명 시야의 대향하는 2변을 규정할 수 있고, 2개의 가동 부재(622)는 해당 조명 시야의 대향하는 다른 2변을 규정할 수 있다. 구동 기구(631)는 2개의 가동 부재(621)를 제1 방향으로 구동하도록 구성될 수 있으며, 구동 기구(632)는 2개의 가동 부재(622)를 제1 방향에 직교하는 제2 방향으로 구동하도록 구성될 수 있다.
도 16a 및 도 16b는 제한부(61) 및 구동 기구(64)의 다른 구성예를 도시한다. 제한부(61)는 복수의 가동 부재(623 및 624)를 포함할 수 있고, 구동 기구(64)는 복수의 가동 부재(623 및 624)를 구동하는 구동 기구(633)를 포함할 수 있다. 일례에서, 2개의 가동 부재(623 및 624)는 L자 형상을 각각 갖고, 2개의 가동 부재(623 및 624)는 직사각형 조명 시야를 규정할 수 있다. 구동 기구(633)는, 가동 부재(623)를 제1 및 제2 방향으로 구동하고, 또한 가동 부재(624)를 제1 및 제2 방향으로 구동하도록 구성될 수 있다.
도 17은 상기 실시예의 변형예를 도시한다. 몰드(M)에는, 경화 유닛(1), 관찰 광학계(3) 및 열변형 유닛 등의 다양한 조사부로부터 제2 조명광(L)이 조사될 수 있다. 제2 조명광(L)의 파장 대역은, 얼라인먼트 광학계(2)의 조명계(60)로부터의 조명광의 파장 대역과는 상이하다. 제2 조명광(L)은, 메사(M) 또는 광량 조정부(9)에 의해 반사 또는 산란될 수 있다. 얼라인먼트 광학계(2)의 검출계(70)는, 제2 조명광(L)을 차단 또는 감쇠시키는 광학 부품(63)을 포함할 수 있다. 광학 부품(63)은, 예를 들어 파장 선택 부품일 수 있다. 광학 부품(63)은, 얼라인먼트 광학계(2)의 조명계(60)에 의해 발생되는 조명광의 파장 대역의 광을 투과시키고, 다른 파장 대역의 광속을 차단, 반사 또는 흡수할 수 있다. 광학 부품(63)을 제공함으로써, 마크를 더 정밀하게 검출할 수 있다.
임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 다양한 종류의 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 다양한 종류의 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은, 휘발성 및 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드는 임프린트용 몰드 등을 포함한다.
경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행하여진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 임프린트 장치에 의해 기판에 패턴을 형성하고, 해당 패턴이 형성된 기판을 처리하고, 해당 처리가 행하여진 기판으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 18a에 도시하는 바와 같이, 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. 여기에서는, 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로 기판 상에 도포된 상태를 나타낸다.
도 18b에 도시하는 바와 같이, 임프린트용의 몰드(4z)를, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)를 향해 대향시킨다. 도 18c에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 도포된 기판(1z)을 몰드(4z)에 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 임프린트재(3z)가 충전된다. 이 상태에서, 경화용의 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 18d에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(4z)를 기판(1z)으로부터 분리하면, 기판(1z) 상에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.
도 18e에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 또는 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)이 형성된다. 도 18f에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴을 제거한다. 그러나, 가공 후에 경화물의 패턴을 제거하는 대신에, 경화물을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용할 수 있다.
본 발명을 예시적인 실시예를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역을 포함하는 메사를 갖는 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    얼라인먼트 광학계를 포함하고,
    상기 얼라인먼트 광학계는, 상기 마크를 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명계, 및 상기 조명계에 의해 조명된 상기 마크의 상을 검출하도록 구성되는 검출계를 포함하고,
    상기 조명계는, 상기 메사의 측면, 상기 메사의 능선, 및 상기 측면의 외측 영역에 대한 상기 조명광의 입사를 제한하도록 구성되는 제한부를 포함하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제한부는, 상기 측면, 상기 능선, 및 상기 외측 영역에 대하여 상기 조명광이 직접 입사되는 것을 방지하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제한부는, 상기 측면, 상기 능선, 및 상기 외측 영역에 대하여 입사하는 상기 조명광을 저감하도록 구성되는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 조명계는, 상기 조명광이 입사하는 상기 몰드의 영역을 변경하게끔 상기 제한부를 구동하도록 구성되는 구동 기구를 더 포함하는, 임프린트 장치.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제한부는 복수의 가동 부재를 포함하고, 상기 구동 기구는 상기 복수의 가동 부재를 구동하는, 임프린트 장치.
  6. 제4항에 있어서, 상기 검출계의 시야를 조정하도록 구성되는 조정 기구를 더 포함하며,
    상기 메사의 상기 마크가 상기 시야에 포함되도록 상기 조정 기구가 상기 시야를 조정한 상태에서, 상기 구동 기구는 상기 측면, 상기 능선, 및 상기 외측 영역에 대한 상기 조명광의 입사를 제한하도록 상기 제한부를 구동하는, 임프린트 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제한부는 상기 제한부를 통과하는 상기 조명광의 단면 형상을 규정하는 에지를 포함하고, 상기 에지는 상기 에지로부터의 반사광 및 산란광을 저감하는 구조를 갖는, 임프린트 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제한부는, 상기 제한부가 배치된 면을 통과하는 상기 조명광의 단면 형상을 규정하는 에지를 포함하고, 상기 에지는 삼각파 형상을 갖는, 임프린트 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제한부는 투과율이 상기 제한부의 에지를 향해서 서서히 저하되는 구조를 갖는, 임프린트 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 검출계는, 상기 제한부에 의해 형성되는 그림자가 상기 검출계의 시야에 포함되도록 구성되는, 임프린트 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 조명광의 파장 대역과는 상이한 파장 대역을 갖는 제2 조명광을 상기 몰드에 조사하도록 구성되는 조사부를 더 포함하며,
    상기 검출계는 상기 조명광을 차단 또는 감쇠하도록 구성되는 광학 부품을 포함하는, 임프린트 장치.
  12. 패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역을 포함하는 메사를 갖는 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    얼라인먼트 광학계를 포함하고,
    상기 얼라인먼트 광학계는, 상기 마크를 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명계, 상기 조명계에 의해 조명된 상기 마크의 상을 검출하도록 구성되는 검출계, 및 상기 검출계의 시야를 조정하도록 구성되는 조정 기구를 포함하고,
    상기 조명계는, 상기 몰드에 대하여 입사하는 상기 조명광의 영역을 제한하도록 구성되는 제한부, 및 상기 조명광이 입사하는 상기 몰드의 영역을 변경하게끔 상기 제한부를 구동하도록 구성되는 구동 기구를 포함하며,
    상기 구동 기구는, 상기 메사의 상기 마크가 상기 시야에 포함되도록 상기 조정 기구가 상기 시야를 조정한 상태에서, 상기 제한부를 구동하는, 임프린트 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 구동 기구는, 상기 메사의 측면, 상기 메사의 능선, 및 상기 측면의 외측 영역에 대한 상기 조명광의 입사를 제한하도록 상기 제한부를 구동하는, 임프린트 장치.
  14. 패턴 및 마크가 형성된 패턴 영역을 포함하는 메사를 갖는 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며,
    얼라인먼트 광학계를 포함하고,
    상기 얼라인먼트 광학계는, 상기 마크를 조명광으로 조명하도록 구성되는 조명계, 및 상기 조명계에 의해 조명된 상기 마크의 상을 검출하도록 구성되는 검출계를 포함하고,
    상기 조명계는 상기 몰드에 대하여 입사하는 상기 조명광의 영역을 제한하도록 구성되는 제한부를 포함하며,
    상기 검출계는, 상기 제한부에 의해 형성되는 그림자가 상기 검출계의 시야에 포함되도록 구성되는, 임프린트 장치.
  15. 물품 제조 방법이며,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에서 규정된 임프린트 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계; 및
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하며,
    가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는, 물품 제조 방법.
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