KR20200137986A - 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 - Google Patents

임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200137986A
KR20200137986A KR1020200054165A KR20200054165A KR20200137986A KR 20200137986 A KR20200137986 A KR 20200137986A KR 1020200054165 A KR1020200054165 A KR 1020200054165A KR 20200054165 A KR20200054165 A KR 20200054165A KR 20200137986 A KR20200137986 A KR 20200137986A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
imprint
imprint material
mold
viscoelasticity
Prior art date
Application number
KR1020200054165A
Other languages
English (en)
Inventor
료 나와타
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20200137986A publication Critical patent/KR20200137986A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C59/00Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor
    • B29C59/02Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing
    • B29C59/026Surface shaping of articles, e.g. embossing; Apparatus therefor by mechanical means, e.g. pressing of layered or coated substantially flat surfaces
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation
    • H01L21/266Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation using masks
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7042Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C33/00Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor
    • B29C33/42Moulds or cores; Details thereof or accessories therefor characterised by the shape of the moulding surface, e.g. ribs or grooves
    • B29C33/424Moulding surfaces provided with means for marking or patterning
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29CSHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C35/00Heating, cooling or curing, e.g. crosslinking or vulcanising; Apparatus therefor
    • B29C35/02Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould
    • B29C35/08Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation
    • B29C35/0805Heating or curing, e.g. crosslinking or vulcanizing during moulding, e.g. in a mould by wave energy or particle radiation using electromagnetic radiation
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2002Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image
    • G03F7/2012Exposure; Apparatus therefor with visible light or UV light, through an original having an opaque pattern on a transparent support, e.g. film printing, projection printing; by reflection of visible or UV light from an original such as a printed image using liquid photohardening compositions, e.g. for the production of reliefs such as flexographic plates or stamps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274Photolithographic processes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting
    • H01L21/306Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching
    • H01L21/308Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks
    • H01L21/3083Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane
    • H01L21/3086Chemical or electrical treatment, e.g. electrolytic etching using masks characterised by their size, orientation, disposition, behaviour, shape, in horizontal or vertical plane characterised by the process involved to create the mask, e.g. lift-off masks, sidewalls, or to modify the mask, e.g. pre-treatment, post-treatment

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)

Abstract

임프린트 방법은 몰드와 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계, 임프린트재의 점탄성을 높이는 단계, 몰드와 기판의 위치 조정을 행하는 단계, 및 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함한다. 임프린트재는 기판의 샷 영역 상에 공급되고, 몰드를 임프린트재와 접촉시키는 단계와 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 시간은 샷 영역이 기판의 외주를 포함하지 않을 때보다 샷 영역이 기판의 외주를 포함할 때 더 짧다.

Description

임프린트 방법 및 물품의 제조 방법{IMPRINT METHOD AND METHOD FOR MANUFACTURING ARTICLE}
본 개시내용은 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 또는 마이크로전자기계 시스템(MEMS) 등의 물품을 제조하는 방법으로서, 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재를 성형하는 임프린트 방법이 알려져 있다. 임프린트 방법에서, 기판 상에 임프린트재를 공급하고, 공급된 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨다(가압). 임프린트재와 몰드가 서로 접촉한 상태에서 임프린트재를 경화시킨 후, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 떼어냄으로써(이형), 기판 상에 임프린트재의 패턴이 형성된다.
임프린트 기술에서, 임프린트재를 경화시키는 경화법은 광경화법을 포함한다. 광경화법에서는, 기판 상의 샷 영역에 공급된 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재에 광을 조사(이하, "본 노광")해서 임프린트재를 경화시킨다. 그리고, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 떼어냄으로써, 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성한다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 복수의 패턴이 서로 중첩된다. 따라서, 기판에 형성되어 있는 샷 영역(패턴)의 위치와 몰드에 형성되어 있는 패턴의 위치를 조정할 필요가 있다. 몰드와 기판의 위치 조정의 정밀도를 "오버레이 정밀도"라 칭한다. 임프린트 장치에서는, 오버레이 정밀도를 향상시키기 위한 기술이 종래부터 논의되고 있다. 이러한 기술이 일본 특허 출원 공개 공보 제2016-58735호에 논의되어 있다. 상기 기술에서는, 경화 단계 전에 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨 상태에서, 임프린트재의 점탄성을 높이기 위한 노광(이하, "예비 노광")을 행한다. 점탄성이 높아진 상태에서, 몰드와 기판의 위치 조정을 행한다. 이에 의해, 몰드와 기판 사이의 상대 진동을 저감할 수 있다. 따라서, 오버레이 정밀도를 향상시킬 수 있다.
일본 특허 출원 공개 공보 제2016-58735호에서 논의된 임프린트 장치에서는, 기판의 외주 영역(에지 영역)을 포함하는 샷 영역과 기판의 외주 영역(에지 영역)을 포함하지 않는 샷 영역에 대해 동일한 조사 조건하에서 예비 노광을 행한다. 그러나, 기판의 외주를 포함하는 샷 영역과 기판의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 면적은 서로 상이하다. 따라서, 기판의 외주를 포함하는 샷 영역과 기판의 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 대해 동일한 조사 조건하에서 예비 노광을 행해도, 기판의 외주 영역을 포함하는 샷 영역에 대해서는 임프린트재의 점탄성이 증가하지 않을 수 있다. 따라서, 상대 진동이 작아지지 않을 수 있다. 한편, 기판의 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 적합한 조사 조건하에서 기판의 외주를 포함하는 샷 영역에 대해 예비 노광을 행하는 경우, 임프린트재의 점탄성이 과도하게 높아지고, 몰드 및 기판의 위치 조정을 행하는 것이 어려울 수 있다.
본 개시내용의 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 임프린트 방법은 몰드와 기판 상에 공급된 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계, 임프린트재의 점탄성을 높이는 단계, 몰드와 기판의 위치 조정을 행하는 단계, 및 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함한다. 임프린트재는 기판의 샷 영역 상에 공급되고, 몰드를 임프린트재와 접촉시키는 단계와 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 시간은 샷 영역이 기판의 외주를 포함하지 않을 때보다 샷 영역이 기판의 외주를 포함할 때 더 짧다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리의 가열 노광의 조도 분포를 도시하는 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리의 시계열을 각각 도시하는 도면이다.
도 5는 샷 영역의 면적과 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 6은 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 제2 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리를 시계열을 각각 도시하는 도면이다.
도 8은 샷 영역의 면적과 예비 노광의 조사 시간 사이의 관계를 도시하는 도면이다.
도 9는 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 조사 시간을 도시하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 샷 영역의 예비 노광의 조사 영역을 각각 도시하는 도면이다.
도 11은 물품을 제조하는 방법을 도시하는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 예시적인 실시형태를 첨부의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면에서, 유사 부재에는 동일한 참조 번호를 부여하고 중복하여 설명하지 않는다.
도 1a 및 도 1b는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 1a 및 도 1b를 참고하여 임프린트 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 도 1a는 몰드(10)와 기판(1) 상의 임프린트재(60)가 서로 접촉되기 전의 상태를 나타낸다. 도 1b는 몰드(10)와 기판(1) 상의 임프린트재(60)가 서로 접촉한 상태를 나타낸다. 이하의 도면에서, 서로 직교하는 X축 및 Y축을 기판(1)의 표면에 평행한 면 내에서 규정하고, Z축을 X축 및 Y축에 수직인 방향으로서 규정한다.
임프린트 장치(100)는, 기판(1)을 보유지지하도록 구성되는 기판 보유지지 유닛(23), 임프린트재(60)를 공급하도록 구성되는 공급 유닛(18), 몰드(10)를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛(24), 제1 광원(16), 제2 광원(30), 제3 광원(40), 촬상 유닛(21), 및 제어 유닛(35)을 포함한다. 임프린트 장치(100)는, 기판(1) 위에 공급된 임프린트재(60)를 몰드(10)와 접촉시키고, 임프린트재(60)에 경화용의 에너지를 부여함으로써, 몰드(10)의 오목-볼록 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다. 도 1a 및 도 1b에 도시된 임프린트 장치(100)는 물품으로서의 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조에 사용된다. 이 경우에, 광경화법을 채용한 임프린트 장치(100)에 대해서 설명한다.
기판 보유지지 유닛(23)은 기판 척(2), θ 스테이지(3)(예를 들어, 회전 구동 기구), 및 XY 스테이지(4)(예를 들어, XY 구동 기구)를 포함한다. 기판 척(2)은 진공 흡착력 또는 정전 흡착력에 의해 기판(1)을 보유지지한다. 도 1a 및 도 1b에서, 기판(1)은 기판 척(2)에 의해 보유지지된다. θ 스테이지(3)는 기판(1)의 θ 방향(Z축 주위의 회전 방향)의 위치를 보정한다. θ 스테이지(3)는 기판(1)을 X 방향 및 Y 방향으로 위치결정하는 XY 스테이지(4) 상에 배치된다. XY 스테이지(4)는 리니어 모터(19)에 의해 X 방향 및 Y 방향으로 구동된다. θ 스테이지(3) 및 XY 스테이지(4)는 기판 척(2)을 보유지지하고, 기판 척(2)에 의해 보유지지된 기판(1)을 이동시킨다. XY 스테이지(4)는 베이스(5) 위에 배치된다. 리니어 인코더(6)는 베이스(5) 상에 X 방향 및 Y 방향으로 부착되고, XY 스테이지(4)의 위치를 계측한다. 지주(8)는 베이스(5) 위에 기립되고, 상판(9)을 지지한다.
기판(1)으로서, 예를 들어 단결정 실리콘 기판 또는 SOI(silicon on insulator) 기판이 사용된다. 대안적으로, 기판(1)으로서, 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 또는 수지가 사용될 수 있다. 필요한 경우, 기판(1)의 표면에는 기판(1)과는 상이한 재료로 구성되는 부재가 형성될 수 있다. 구체적으로는, 기판(1)의 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 및 석영 유리를 포함한다. 기판(1)에는, 복수의 샷 영역이 형성되어 있다. 샷 영역에는, 공급 유닛(18)에 의해 임프린트재(60)가 공급된다. 임프린트 장치(100)는, 각각의 샷 영역에 임프린트재(60)의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 반복함으로써, 기판(1)의 전체면에 패턴을 형성할 수 있다.
임프린트재(60)로서는, 경화용의 에너지가 부여되는 것에 의해 경화되는 경화성 조성물("미경화 상태의 수지"라고 칭할수도 있음)이 사용된다. 경화용의 에너지로서는, 전자기파가 사용될 수 있다. 전자기파는 예를 들어 그 파장이 10 nm이상 1 mm 이하의 범위로부터 선택되는 자외선 등의 광일 수 있다. 경화성 조성물은 광이 조사됨으로써 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 경화성 조성물 중, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유한다. 필요한 경우, 광경화성 조성물은 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 적어도 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다. 본 예시적인 실시형태에서는, 일례로서, 자외선에 의해 경화하는 성질을 갖는 광경화성 조성물이 임프린트재(60)로서 사용된다. 임프린트재(60)는, 공급 유닛(18)에 의해, 액적 유사 형태 또는 복수의 액적의 연결에 의해 이루어지는 섬 유사 또는 막 유사 형태로 기판(1) 상에 배치될 수 있다. 임프린트재(60)의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하일 수 있다. 임프린트재(60)는 스핀 코터 또는 슬릿 코터에 의해 기판(1) 상에 막 유사 형태로 부여될 수 있다.
공급 유닛(18)(디스펜서)은 기판(1) 위에 임프린트재(60)를 공급한다. 공급 유닛(18)은, 예를 들어 토출 노즐(도시되지 않음)을 포함하며, 토출 노즐로부터 기판(1) 위에 임프린트재(60)를 공급한다. 본 예시적인 실시형태에서, 공급 유닛(18)은, 일례로서 기판(1)의 표면에 액체 형태의 임프린트재(60)를 적하함으로써 기판(1) 위에 임프린트재(60)를 공급한다. 공급 유닛(18)에 의해 공급되는 임프린트재(60)의 양은, 필요한 임프린트재(60)의 두께 또는 형성될 패턴의 밀도에 따라 결정될 수 있다. 공급 유닛(18)은 반드시 임프린트 장치(100)에 제공되지 않을 수 있다. 임프린트 장치(100) 외부에 제공된 공급 유닛(18A)에 의해 임프린트재(60)를 기판(1) 위에 공급할 수 있다.
몰드(10)는 기판(1) 상의 임프린트재(60)를 성형하기 위한 몰드이다. 몰드(10)를 "템플릿" 또는 "원판"이라고도 지칭할 수 있다. 몰드(10)는 예를 들어 직사각형 외주부를 갖는 패턴 영역(P)을 포함한다. 패턴 영역(P)에서, 기판(1)에 대향하는 몰드(10)의 면에 기판(1)에 공급된 임프린트재(60)에 전사될 오목-볼록 패턴이 3차원 형상으로 형성된다. 패턴 영역(P)을 "메사부"라고도 지칭한다. 패턴 영역(P)은, 몰드(10)의 패턴 영역(P) 이외의 영역(패턴 영역(P)을 둘러싸는 영역)이 기판(1)에 접촉하지 않도록 몇십 μm 내지 몇백 μm의 높이를 갖는 돌출부에 형성된다. 몰드(10)는, 기판(1) 상의 임프린트재(60)를 경화시키기 위한 광(예를 들어, 자외선)을 투과하는 재료, 예를 들어 석영으로 구성된다.
몰드 보유지지 유닛(24)은 몰드 척(11), 몰드 스테이지(22), 및 리니어 액추에이터(15)(몰드 구동 기구)를 포함한다. 몰드 척(11)은, 진공 흡착력 또는 정전 흡착력에 의해 몰드(10)를 보유지지한다. 몰드 척(11)은 몰드 스테이지(22)에 의해 보유지지된다. 몰드 스테이지(22)는, 몰드(10)의 Z 위치를 조정하기 위한 조정 기능 및 몰드(10)의 기울기를 보정하기 위한 틸트 기능을 갖는다. 리니어 액추에이터(15)는, 몰드 척(11)에 의해 보유지지된 몰드(10)를 Z축 방향으로 구동하고, 몰드(10)를 기판(1) 상의 임프린트재(60)에 접촉시키며, 몰드(10)를 기판(1) 상의 임프린트재(60)로부터 떼어낸다. 리니어 액추에이터(15)는, 예를 들어 에어 실린더 또는 리니어 모터이다. 몰드 척(11) 및 몰드 스테이지(22)는 제1 광원(16)으로부터 조사되는 광을 몰드(10)로 보내는 개구(도시되지 않음)를 각각 갖는다.
제1 광원(16)은, 기판(1) 상의 임프린트재(60)를 경화시키는 처리에서, 임프린트재(60)를 경화시키는 광(예를 들어, 자외선)을 콜리메이터 렌즈(17a)를 통해서 기판(1)에 조사한다. 제1 광원(16)으로서, i선(365 nm)을 사용한다. 빔 스플리터(20)는 제1 광원(16)의 광로중에 있다. 빔 스플리터(20)는 촬상 유닛(21)에 의해 몰드(10)의 접촉 상태를 관찰하기 위해서 사용되는 광과 임프린트재(60)를 경화시키는 광을 분리한다. 촬상 유닛(21)은, 빔 스플리터(20)를 통해서 몰드(10)의 패턴 영역(P)을 촬상한다.
제2 광원(30)은, 기판(1) 상의 임프린트재(60)를 경화시키는 처리에서, 임프린트재(60)의 점탄성을 높이는 광(예를 들어, 자외선)을, 콜리메이터 렌즈(17b)를 통해서 기판(1)에 조사한다. 제2 광원(30)은, 임프린트재(60)를 경화시키는 광(예를 들어, 자외선)의 조도, 조사 영역, 및 조사 시간을 변화시킬 수 있다. 제2 광원(30)으로서, 405 nm의 파장을 갖는 광원을 사용한다.
제3 광원(40)은, 몰드(10)와 기판(1)의 위치를 조정하는 처리에서, 기판(1)을 열변형시키는 광을 콜리메이터 렌즈(17c)를 통해서 기판(1)에 조사한다. 제3 광원(40)은, 기판(1)을 열변형시키는 것을 목적으로 하므로, 임프린트재(60)의 점탄성을 높이는 것을 목적으로 하는 제2 광원(30)과는 상이한 파장 범위를 갖는다. 제3 광원(40)으로서, 465 nm의 파장을 갖는 광원을 사용한다.
제어 유닛(35)은, 임프린트 장치(100)에 포함되는 구성요소의 동작 및 조정을 제어한다. 제어 유닛(35)은, 예를 들어 컴퓨터를 포함한다. 제어 유닛(35)은, 임프린트 장치(100)에 포함되는 구성요소에 회로를 통해 연결되며, 프로그램에 따라 구성요소를 제어할 수 있다. 제어 유닛(35)은, 임프린트 장치(100) 내에 제공될 수 있거나, 또는 임프린트 장치(100)와는 상이한 위치에 설치될 수 있고 임프린트 장치(100)를 원격으로 제어할 수 있다.
이어서, 상술한 바와 같이 구성된 임프린트 장치(100)에 의해 행해지는 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 도 2는 제1 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리를 나타내는 흐름도이다. 제어 유닛(35)은 흐름도의 단계를 실행함으로써 임프린트 장치(100)에 포함되는 구성요소를 제어할 수 있다. 단계 S1에서, 제어 유닛(35)은, 임프린트 장치(100)의 XY 스테이지(4)를 구동하고, 기판(1)이 배치된 기판 척(2)을 X 방향 및 Y 방향으로 이동시키며, 임프린트 처리의 대상으로서의 샷 영역(이하, "대상 샷 영역")을 공급 유닛(18) 아래에 배치한다. 단계 S2에서, 미리결정된 양의 미경화 임프린트재(60)를 기판(1) 위에 공급한다.
단계 S3에서, 제어 유닛(35)은, 대상 샷 영역이 몰드(10)의 패턴 영역(P)과 대향하는 위치에 배치되도록, 다시 XY 스테이지(4)를 구동해서 기판 척(2)을 이동시킨다. 그리고 제어 유닛(35)은 θ 스테이지(3)를 구동해서 기판(1)의 θ 방향의 위치를 보정한다. 단계 S4에서, 제어 유닛(35)은 리니어 액추에이터(15)를 구동함으로써, 몰드 스테이지(22)를 -Z 방향으로 이동시키고, 몰드(10)를 기판(1) 상에 배치된 미경화 임프린트재(60)와 접촉시킨다(접촉 단계). 단계 S4에서는, 제어 유닛(35)은 몰드 스테이지(22)를 이동시키는 대신 기판 보유지지 유닛(23)을 Z 방향으로 이동시킬 수 있거나 또는 몰드 스테이지(22) 및 기판 보유지지 유닛(23)을 각각 이동시킬 수 있다. 몰드 척(11) 또는 몰드 스테이지(22)는 복수의 로드셀(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 단계 S5에서, 제어 유닛(35)은, 복수의 로드셀의 출력에 기초하여, 몰드(10)와 기판(1) 상의 미경화 임프린트재(60)가 서로 접촉될 때에 발생하는 접촉력이 최적인지의 여부를 판단한다.
접촉력이 최적이 아닐 경우(단계 S5에서 아니오), 처리는 단계 S6으로 진행된다. 단계 S6에서, 몰드 스테이지(22)는, 몰드(10)의 임프린트재(60)와의 접촉력이 미리결정된 값을 갖도록, 복수의 로드셀로부터의 출력에 따라 몰드 척(11)의 기울기를 변화시킨다. 또한, 리니어 액추에이터(15)는 가압량을 변경하여 몰드(10)를 임프린트재(60)에 가압하는 힘을 조정한다.
접촉력이 최적인 경우(단계 S5에서 예), 처리는 단계 S7로 진행된다. 단계 S7에서, 제2 광원(30)은 광(예를 들어, 자외선)을 기판(1) 상의 임프린트재(60)에 조사함으로써(예비 노광), 임프린트재(60)의 점탄성을 증가시킨다. 단계 S8에서, 제3 광원(40)은 기판(1)을 열변형시키기 위해서 기판(1)에 광을 조사한다(이하, "가열 노광"). 가열 노광에서는, 광을 샷 영역의 일부에 조사할 수 있거나 샷 영역의 전체에 조사할 수 있다. 광이 샷 영역의 전체에 조사되는 경우, 조도는 도 3에 도시된 바와 같이 분포될 수 있다. 이에 의해, 기판(1)을 원하는 형상으로 열 변형시킬 수 있다. 따라서, 몰드(10)의 패턴 영역(P) 및 기판(1) 상의 샷 영역의 위치 조정이 더 높은 레벨로 형상에 따라 달성될 수 있다. 단, 가열 노광(단계 S8)에서 가해진 열은 기판(1)을 통해 전도되고 확산되기 때문에, 가열 노광(단계 S8)을 본 노광(단계 S10)의 직전에 행하는 것이 바람직하다.
단계 S9에서, 몰드(10) 및 기판(1)에 형성된 정렬 마크가 검출된다. 검출된 정렬 마크의 계측 결과에 기초하여, 몰드(10) 및 기판(1)의 위치 조정이 이루어진다. 계측 결과로부터 몰드(10)와 기판(1) 사이의 상대적인 어긋남을 구하고, XY 스테이지(4) 및 θ 스테이지(3)를 구동하여, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정을 행한다. 이 경우, 예비 노광(단계 S7), 가열 노광(단계 S8), 및 XY 스테이지(4) 및 θ 스테이지(3)의 구동(단계 S9)이 이 순서대로 행해지지만, 이들 단계를 동시에 행할 수 있다.
몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정을 행한 후, 단계 S10에서 제1 광원(16)은 기판(1) 상의 임프린트재(60)에 광(예를 들어, 자외선)을 조사(본 노광)하여, 임프린트재(60)를 경화시킨다. 본 노광의 조사 영역은 샷 영역의 전체이다. 미리결정된 시간 동안의 광(예를 들어, 자외선)의 조사 후, 처리는 단계 S11로 진행된다. 단계 S11에서, 리니어 액추에이터(15)를 구동함으로써 몰드 스테이지(22)를 +Z 방향으로 상승시키고, 기판(1) 상의 경화된 임프린트재(60)로부터 몰드(10)를 분리하는 이형 단계가 행해진다. 단계 S11에서는, 몰드 스테이지(22)의 이동 대신에 기판 보유지지 유닛(23)을 Z 방향으로 이동시킬 수 있거나, 몰드 스테이지(22)와 기판 보유지지 유닛(23) 각각을 이동시킬 수 있다.
단계 S12에서, 제어 유닛(35)은 기판(1) 상의 모든 샷 영역에 대한 패턴의 형성이 완료되었는지를 판단한다. 임프린트재(60)의 패턴을 형성하는 샷 영역이 남아 있을 경우에는, 처리는 단계 S1으로 진행된다. 단계 S1에서, 제어 유닛(35)은 다음 대상 샷 영역에 임프린트재(60)를 공급하기 위해서 XY 스테이지(4)를 구동하고 기판(1)을 이동시킨다. 이들 일련의 처리를 기판(1) 상의 모든 샷 영역에 대한 패턴의 형성이 완료될 때까지 반복된다. 모든 샷 영역에 대한 패턴의 형성이 완료되면(단계 S12에서 예), 처리는 단계 S13으로 진행된다. 단계 S13에서, 제어 유닛(35)은 XY 스테이지(4)를 구동해서 기판(1)을 미리결정된 위치로 이동시키고, 1매의 기판에 대한 임프린트 처리를 종료한다.
도 4a 및 도 4b는 도 2에 도시된 흐름도의 일부의 시계열을 각각 도시한다. 도 4a는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역("완전 샷 영역"이라고도 칭함)에 대해 임프린트 처리가 행해지는 경우의 시계열을 도시하는 도면이다. 도 4b는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역("부분 샷 영역"이라고도 칭함")에 임프린트 처리를 행하는 경우의 시계열을 도시하는 도면이다.
상술한 바와 같이, 임프린트 처리에서, 기판(1)의 각 샷 영역에는 다양한 목적으로 광이 조사된다(예를 들어, 예비 노광, 가열 노광, 및 본 노광). 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 형상(도 10b를 참조)은 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 형상(도 10a를 참조)과 상이하다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 형상을 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 형상과 비교하면, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 일부가 부족하다. 따라서, 단계 S10에서 실행되는 본 노광의 조사광에 의해 발생하는 열에 의해 기판(1)이 연장된다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역에 광이 조사되는 경우, 기판(1)은 샷 영역의 일부가 부족한 방향으로 연장되기 쉽다. 따라서, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정의 정밀도가 본 노광 직후에 급격하게 저하될 수 있다.
제1 예시적인 실시형태에서는, 도 4a 및 도 4b에 도시된 바와 같이, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광(도 4b에서 단계 S7)의 개시 시각은 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광(도 4a에서 단계 S7)의 개시 시각보다 빠르다. 이는, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 비하여 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역에서 임프린트재(60)의 경화를 촉진시키고, 따라서 몰드(10)와 기판(1) 사이의 상대 진동을 저감한다. 이는 또한 본 노광(단계 S10)의 열에 의해 발생되는 기판(1)의 연장에 의해 본 노광 직후에 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정의 정밀도가 급격하게 저하되는 것을 저감시킬 수 있다. 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광(점탄성 증가 단계)까지의 시간은 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광까지의 시간보다 길기 때문에, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정을 임프린트재(60)의 점탄성이 낮은 상태에서 충분한 시간을 들여서 행할 수 있다. 따라서, 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각은, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 100%로 한 경우에, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각으로부터 5% 이상 빨라야 하는 것이 바람직하다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 결정하는 방법 중 하나는, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적에 따라서 예비 노광의 개시 시각을 결정하는 방법이다. 도 5는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적과 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계를 도시한다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적이 작을수록, 예비 노광의 개시 시각이 빨라진다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적과 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계는 예를 들어 식 1에 의해 표현된다:
tsPF = k1(aPF - aFF) + tsFF, (1)
여기서, tsPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 나타내고, tsFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 나타낸다. 또한, aPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적을 나타내고, aFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 면적을 나타내며, k1은 도 5에 도시된 그래프의 기울기를 나타낸다. 이에 의해 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 샷 영역의 면적에 따라서 빨리할 수 있다. 따라서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트재(60)의 점탄성을 용이하게 조정할 수 있다.
대안적으로, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 결정하는 방법의 하나로서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이에 따라서 예비 노광의 개시 시각을 결정할 수 있다. 도 6은 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계를 도시한다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이가 짧을수록, 예비 노광의 개시 시각이 빨라진다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 개시 시각 사이의 관계는 예를 들어 식 2에 의해 표현된다:
tsPF = k2(bPF - bFF) + tsFF, (2)
여기서, tsPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 나타내고, tsFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을 나타낸다. 또한, bPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이를 나타내고, bFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 외주의 길이를 나타내며, k2는 도 6에 도시된 그래프의 기울기를 나타낸다. 이에 의해, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 개시 시각을, 샷 영역의 외주의 길이에 따라서 조정할 수 있다. 따라서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트재(60)의 점탄성을 용이하게 조정할 수 있다.
다음에, 도 7a 및 도 7b를 참고해서 제2 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 방법에 대해서 설명한다. 제2 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 방법에서, 제1 예시적인 실시형태와의 유사점은 설명하지 않고, 제1 예시적인 실시형태와의 차이점에 대해서 설명한다.
도 7a 및 도 7b는 제2 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리의 일부의 시계열을 각각 도시한다. 도 7a는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행해지는 경우의 시계열을 도시하는 도면이다. 도 7b는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역에 대해 임프린트 처리가 행해지는 경우의 시계열을 도시하는 도면이다.
제2 예시적인 실시형태에서는, 도 7a 및 도 7b에 도시되는 바와 같이, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광(도 7a에서 단계 S7)의 개시 시각은, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광(도 7b에서 단계 S7)의 개시 시각보다 빠르다. 또한, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간은, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간보다 길다. 이는, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 비하여 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역에서 임프린트재(60)의 경화를 촉진시키고, 따라서 몰드(10)와 기판(1) 사이의 상대 진동을 저감한다. 이는 또한 본 노광(단계 S10)의 열에 의해 발생되는 기판(1)의 연장에 의해 본 노광 직후에 몰드(10)와 기판(1)의 위치 조정의 정밀도가 급격하게 저하되는 것을 저감시킬 수 있다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간은, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간이 100%인 경우에, 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간보다 5% 이상 길게 하는 것이 바람직하다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 결정하는 방법 중 하나는, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적에 따라서 예비 노광의 조사 시간을 결정하는 방법이다. 도 8은 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적과 예비 노광의 조사 시간 사이의 관계를 도시한다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적이 작을수록, 예비 노광의 조사 시간을 길게 한다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적과 예비 노광의 조사 시간 사이의 관계는 예를 들어 식 3에 의해 표현된다:
tPF = -k3(aPF - aFF) + tFF, (3)
여기서 tPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 나타내고, tFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 나타낸다. 또한, aPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 면적을 나타내고, aFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 면적을 나타내며, -k3는 도 8에 도시된 그래프의 기울기를 나타낸다. 이에 의해 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 샷 영역의 면적에 따라서 조정할 수 있다. 따라서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트재(60)의 점탄성을 용이하게 조정할 수 있다.
대안적으로, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 결정하는 방법의 하나로서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이에 따라서 예비 노광의 조사 시간을 결정할 수 있다. 도 9는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 조사 시간 사이의 관계를 나타낸다. 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이가 짧을수록, 예비 노광의 조사 시간이 길어진다.
기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이와 예비 노광의 조사 시간 사이의 관계는 예를 들어 식 4에 의해 표현된다:
tPF = -k4(bPF - bFF) + tFF, (4)
여기서 tPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 나타내고, tFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 나타낸다. 또한, bPF는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 외주의 길이를 나타내고, bFF는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 외주 길이를 나타내며, -k4는 도 9에 도시된 그래프의 기울기를 나타낸다. 이에 의해 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조사 시간을 샷 영역의 외주의 길이에 따라서 조정할 수 있다. 따라서, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트재(60)의 점탄성을 용이하게 조정할 수 있다.
상기 예시적인 실시형태에 대한 설명에서는, 예비 노광의 조도를 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역과 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역 사이에서 변화시키지 않고, 임프린트재(60)의 점탄성을 증가시키기 위한 예비 노광의 개시 시각 또는 조사 시간을 변경한다. 제3 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 방법에서는, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광의 조도는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 조도보다 크게 설정된다. 이에 의해 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트재(60)의 점탄성을 더 짧은 시간에 높일 수 있다. 이에 의해, 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 임프린트 처리에 필요한 시간이 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 임프린트 처리에 필요한 시간보다 길어지는 것을 방지할 수 있고, 임프린트 장치의 스루풋을 향상시킬 수 있다.
(예비 노광의 조사 영역에 대해서)
도 10a 및 도 10b를 참고하여, 각각의 샷 영역에 대한 예비 노광(점탄성 증가 단계)의 조사 영역의 형상에 대해서 설명한다. 도 10a 및 도 10b에 도시된 바와 같이, 상기 예시적인 실시형태의 예비 노광의 조사 영역의 형상은 각 샷 영역에 대하여 프레임 형상일 수 있다. 도 10a는 기판(1)의 외주를 포함하지 않는 샷 영역의 예비 노광의 프레임 형상 조사 영역을 나타낸다. 도 10b는 기판(1)의 외주를 포함하는 샷 영역의 예비 노광 프레임 형상 조사 영역을 나타낸다. 결과적으로, 예비 노광을 행함으로써, 임프린트재(60)의 점탄성을 높이고 몰드(10)와 기판(1) 사이의 상대 진동을 저감할 수 있을 뿐만 아니라, 임프린트재(60)가 샷 영역(몰드(10)의 패턴 영역(P)) 외부로 나오는 것을 방지할 수 있다.
예비 노광의 조사 영역의 형상은 샷 영역에 대하여 프레임 형상뿐만 아니라 다른 형상일 수도 있다. 예를 들어, 점탄성을 증가시켜서 중첩의 정밀도를 향상시키기 위해서 예비 노광을 행하는 경우에는, 샷 영역의 일부 영역이 예비적으로 노광되도록 조사 영역을 결정할 수 있다. 대안적으로, 샷 영역의 전체에서 조도 또는 조사 시간을 조정할 수 있으며, 예비 노광을 행할 수 있다.
임프린트 장치는 광경화법을 사용해서 임프린트재를 경화시키는 임프린트 방법에 관해서 위에서 설명되었다. 그러나, 본 예시적인 실시형태는 광경화법으로 한정되지 않는다. 대안적으로, 열을 사용하여 임프린트재를 경화시키는 방법이 채용될 수 있다. 광경화법에서는, 자외선 경화성 수지를 사용하고, 수지를 통해서 기판에 몰드를 가압한 상태에서 자외선을 조사해서 수지를 경화시킨다. 그 후, 패턴이 형성되도록 몰드를 경화된 수지로부터 떼어낸다. 본 예시적인 실시형태에서는, 경화광으로서 자외선을 조사한다. 그러나, 광의 파장은 기판(1)에 공급된 임프린트재(60)에 따라 적절하게 결정될 수 있다. 대조적으로, 열을 사용한 방법에서는, 열가소성 수지를 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열하여 수지의 유동성을 높이고, 수지를 통해서 기판에 몰드를 가압한다. 수지가 냉각된 후에, 수지로부터 몰드를 떼어내서, 패턴을 형성한다.
(물품을 제조하는 방법)
임프린트 장치에 의해 형성된 경화물의 패턴은 다양한 물품 각각의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 다양한 물품 각각을 제조하기 위해 일시적으로 사용된다. 물품의 예는 전기 회로 소자, 광학 소자, 마이크로전자기계 시스템(MEMS), 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자의 예는, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 플래시 메모리, 및 자기저항 랜덤 액세스 메모리(MRAM)와 같은 휘발성 또는 불휘발성 반도체 메모리를 포함한다. 예는 또한 대규모 집적(LSI) 디바이스, 전하 결합 디바이스(CCD), 이미지 센서, 및 필드 프로그램가능 게이트 어레이(FPGA)와 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드를 포함한다.
경화물의 패턴은, 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판을 가공하는 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 물품을 제조하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다. 도 11a에 도시되는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 계속해서, 예를 들어 잉크젯법에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 도 11a는 복수의 액적 형태의 임프린트재(3z)가 기판(1z) 상에 부여된 상태를 나타내고 있다.
도 11b에 도시하는 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)를, 그 오목-볼록 패턴이 형성된 측을 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)를 향해 대향시킨다. 도 11c에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 접촉시키고, 임프린트재(3z) 및 몰드(4z)에 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화용의 에너지로서 광을 몰드(4z)를 통해 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)가 경화된다.
도 11d에 도시하는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후, 몰드(4z)와 기판(1z)을 서로 떼어내면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 몰드(4z)의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드(4z)의 돌출부가 경화물의 오목부에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 임프린트재(3z)에 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴이 전사된다.
도 11e에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 또는 얇게 잔존하는 부분이 제거되어, 홈(5z)이 형성된다. 도 11f에 도시하는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 이 경우, 경화물의 패턴이 제거된다. 대안적으로는, 경화물의 패턴은 가공 후에도 제거되지 않고, 예를 들어 반도체 디바이스에 포함되는 층간 절연 막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용될 수 있다. 본 예시적인 실시형태에 따른 물품을 제조하는 방법은, 종래의 방법에 비하여, 물품의 성능, 품질, 생산성 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 장점을 갖는다.
이상, 본 발명의 바람직한 예시적인 실시형태에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이들 예시적인 실시형태로 한정되지 않고, 본 발명의 범위 내에서 다양한 방식으로 변형 및 변경될 수 있다.
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 (17)

  1. 몰드를 사용해서 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 임프린트 방법이며, 상기 임프린트 방법은,
    상기 몰드와 상기 기판 상에 공급된 상기 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계;
    상기 임프린트재의 점탄성을 높이는 단계;
    상기 몰드와 상기 기판의 위치 조정을 행하는 단계; 및
    상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 임프린트재는 상기 기판의 샷 영역 상에 공급되고, 상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키는 단계와 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 시간은 상기 샷 영역이 상기 기판의 외주를 포함하지 않을 때보다 상기 샷 영역이 상기 기판의 상기 외주를 포함할 때에 더 짧은 임프린트 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 점탄성을 높이는 단계에서, 상기 임프린트재의 상기 점탄성이 높아지도록 상기 임프린트재에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 임프린트재 경화 단계에서, 상기 임프린트재가 경화되도록 상기 임프린트재에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점탄성을 높이는 단계에서, 상기 샷 영역 각각의 프레임 형상 조사 영역에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키는 단계와 상기 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 시간은 상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 면적에 따라 변화하는 임프린트 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 상기 면적이 작을수록, 상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키는 단계와 상기 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 상기 시간이 짧아지는 임프린트 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키는 단계와 상기 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 상기 시간은 상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 상기 외주의 길이에 따라서 변화하는 임프린트 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 상기 외주의 상기 길이가 짧을수록, 상기 몰드를 상기 임프린트재와 접촉시키는 단계와 상기 점탄성을 높이는 단계의 개시 사이의 상기 시간이 짧아지는 임프린트 방법.
  9. 몰드를 사용해서 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 임프린트 방법이며, 상기 임프린트 방법은,
    상기 몰드와 상기 기판 상에 공급된 상기 임프린트재를 서로 접촉시키는 단계;
    상기 임프린트재의 점탄성을 높이는 단계;
    상기 몰드와 상기 기판의 위치 조정을 행하는 단계; 및
    상기 임프린트재를 경화시키는 단계를 포함하며,
    상기 기판의 외주를 포함하는 샷 영역에 대한 상기 점탄성을 높이는 시간은 상기 기판의 상기 외주를 포함하지 않는 샷 영역에 대한 상기 점탄성을 높이는 시간보다 긴 임프린트 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 점탄성을 높이는 단계에서, 상기 임프린트재의 상기 점탄성이 높아지도록 상기 임프린트재에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 임프린트재 경화 단계에서, 상기 임프린트재가 경화되도록 상기 임프린트재에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 점탄성을 높이는 단계에서, 상기 샷 영역 각각의 프레임 형상 조사 영역에 광을 조사하는 임프린트 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역에 대한 상기 점탄성을 높이는 시간은 상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 면적에 따라 변화하는 임프린트 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 상기 면적이 작을수록, 상기 점탄성을 높이는 시간이 길어지는 임프린트 방법.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역에 대한 상기 점탄성을 높이는 시간은 상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 외주의 길이에 따라서 변화하는 임프린트 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 기판의 상기 외주를 포함하는 상기 샷 영역의 상기 외주의 상기 길이가 짧을수록, 상기 점탄성을 높이는 상기 시간이 길어지는 임프린트 방법.
  17. 물품의 제조 방법이며, 상기 방법은,
    제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 임프린트 방법을 사용하여 기판 상에 조성물을 성형하는 단계; 및
    상기 성형하는 단계에서 상기 조성물이 성형된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는 물품의 제조 방법.
KR1020200054165A 2019-05-31 2020-05-07 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법 KR20200137986A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019102882A JP7225030B2 (ja) 2019-05-31 2019-05-31 インプリント方法、及び、物品の製造方法
JPJP-P-2019-102882 2019-05-31

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200137986A true KR20200137986A (ko) 2020-12-09

Family

ID=73550108

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200054165A KR20200137986A (ko) 2019-05-31 2020-05-07 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11498260B2 (ko)
JP (1) JP7225030B2 (ko)
KR (1) KR20200137986A (ko)

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101613384B1 (ko) * 2003-08-21 2016-04-18 가부시키가이샤 니콘 노광 장치, 노광 방법 및 디바이스 제조 방법
JP2009141263A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Toshiba Corp 露光方法、フォトマスクおよびレチクルステージ
JP4799575B2 (ja) 2008-03-06 2011-10-26 株式会社東芝 インプリント方法
JP5398502B2 (ja) * 2009-12-10 2014-01-29 株式会社東芝 パターン作成方法、プロセス決定方法およびデバイス製造方法
JP6200135B2 (ja) 2012-07-24 2017-09-20 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法、および、物品製造方法
JP6632270B2 (ja) 2014-09-08 2020-01-22 キヤノン株式会社 インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
JP6448469B2 (ja) * 2015-05-27 2019-01-09 東芝メモリ株式会社 テンプレートおよびパターン形成方法
JP6686090B2 (ja) 2017-10-23 2020-04-22 キヤノン株式会社 インプリント装置及び物品の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20200376741A1 (en) 2020-12-03
US11498260B2 (en) 2022-11-15
JP7225030B2 (ja) 2023-02-20
JP2020198348A (ja) 2020-12-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7210162B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品の製造方法
TWI720301B (zh) 壓印裝置及製造物品的方法
CN108732862B (zh) 压印装置和物品的制造方法
KR102536574B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법
KR20180062360A (ko) 임프린트 방법, 임프린트 장치, 형, 및 물품 제조 방법
KR102611179B1 (ko) 임프린트 방법, 임프린트 장치, 및 물품 제조 방법
CN110554564B (zh) 压印装置、压印方法和物品制造方法
KR102501452B1 (ko) 몰드에 의해 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치 및 물품 제조 방법
JP7134055B2 (ja) 成形装置、および物品の製造方法
US11841616B2 (en) Imprint apparatus, imprint method, and method of manufacturing article
KR20190032208A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법
KR20180097134A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품의 제조 방법
KR20200115189A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품의 제조 방법
KR102212041B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품 제조 방법
US11565444B2 (en) Imprint apparatus, imprint method, and article manufacturing method
JP7403325B2 (ja) インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法
KR20200137986A (ko) 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법
KR20210078413A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품의 제조 방법
JP7237646B2 (ja) インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法
KR20210065854A (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법, 물품의 제조 방법, 기판, 및 몰드
JP7358192B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法及び物品の製造方法
JP7508285B2 (ja) パターン形成方法、インプリント装置、及び物品の製造方法
JP2021193712A (ja) インプリント装置、インプリント方法、および物品製造方法
JP2022167687A (ja) インプリント装置、および物品の製造方法
KR20240100261A (ko) 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal