KR20210012932A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

몰드를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치는 몰드를 이동시키는 액추에이터를 포함하는 몰드 보유지지 유닛, 액추에이터에 의해 생성된 힘을 검출하는 힘 센서, 몰드의 위치를 계측하는 위치 센서, 및 몰드 보유지지 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함한다. 제어 유닛은 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일에 따라 몰드 보유지지 유닛을 제어한다. 힘 압인 프로파일은 액추에이터에 의해 생성되고 힘 센서에 의해 검출되는 힘에 기초하여 몰드의 이동을 제어하기 위한 것이다. 위치 압인 프로파일은 위치 센서에 의해 계측된 몰드의 위치에 기초하여 몰드의 이동을 제어하기 위한 것이다. 임프린트재의 패턴이 기판 상에 형성될 때, 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일이 선택 가능하다.

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, IMPRINT METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 개시내용은 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스, MEMS 등의 물품을 제조하는 방법으로서 임프린트 방법이 알려져 있다. 이 방법에서는, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성한다. 임프린트 방법에서는, 기판 상에 임프린트재를 공급하고, 공급된 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨다(압인). 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킨다. 이 후, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리한다(이형). 결과적으로, 임프린트재의 패턴이 기판 상에 형성된다.

임프린트 방법에서는, 몰드와 임프린트재를 서로 접촉시켰을 때에 몰드의 패턴에 기포가 잔존하는 경우, 임프린트재에 형성된 패턴에 결손이 발생할 수 있다. 몰드와 임프린트재를 서로 접촉시키는 시간을 증가시킴으로써 기포가 잔존하는 것을 방지할 수 있다. 그러나, 이는 임프린트 장치의 생산성의 저하를 초래한다. 그러므로, 생산성을 저하시키지 않으면서 패턴에서 결손이 발생하는 것을 억제하도록 몰드와 임프린트재를 서로 접촉시키게 제어하는 것이 바람직하다.

일본 특허 출원 공보 제2011-512019호는, 임프린트 처리에서 몰드에 미리 결정된 힘을 가하기 위해서, 몰드와 기판의 높이 프로파일을 제어하면서 몰드와 기판의 중합성 재료를 서로 접촉시키는 방법을 개시하고 있다. 일본 특허 출원 공개 공보 제2017-199730호는, 임프린트를 수행할 때에 모멘트가 허용 범위 내에 들어가도록 몰드와 기판 사이의 상대 기울기를 제어함으로써 몰드와 기판 사이의 상대 기울기를 보정하는, 몰드와 기판을 서로 접촉시키는 기술을 개시하고 있다.

기판 상에 복수의 샷 영역이 형성되는 경우에, 기판 상의 위치에 따라 최적 임프린트 제어 파라미터는 하나의 샷 영역으로부터 다른 샷 영역까지 상이하다. 따라서, 모든 샷 영역에 대하여 동일한 제어 프로파일을 사용하는 것은 바람직하지 않다.

상기 관점에서, 기판 상의 복수의 상이한 샷 영역 각각마다 개별적으로 적합한 임프린트 제어 파라미터를 설정할 수 있는 임프린트 장치를 제공한다.

일 양태에서, 본 개시내용은, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하도록 구성되는 임프린트 장치로서, 상기 몰드를 이동시키는 액추에이터를 포함하는 몰드 보유지지 유닛, 상기 액추에이터에 의해 생성되는 힘을 검출하도록 구성되는 힘 센서, 상기 몰드의 위치를 계측하도록 구성되는 위치 센서, 및 상기 몰드 보유지지 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어하고, 상기 힘 압인 프로파일은 상기 액추에이터에 의해 생성되고 상기 힘 센서에 의해 검출되는 힘에 기초하여 상기 몰드의 이동을 제어하기 위해 규정되고, 상기 위치 압인 프로파일은 상기 위치 센서에 의해 계측된 상기 몰드의 위치에 기초하여 상기 몰드의 이동을 제어하기 위해 규정되며, 상기 힘 압인 프로파일 또는 상기 위치 압인 프로파일은 상기 임프린트재의 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성될 때 선택가능한 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치를 도시하는 개략도이다.
도 2는 임프린트 장치의 임프린트 헤드를 도시하는 도면이다.
도 3은 제1 실시형태에 따른 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 제1 실시형태에 따른 위치 압인 프로파일과 힘 압인 프로파일을 생성하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 5는 제1 실시형태에 따른 위치 압인 프로파일을 도시하는 도면이다.
도 6은 제1 실시형태에 따른 힘 압인 프로파일을 도시하는 도면이다.
도 7은 제1 실시형태에 따른 압인 프로파일을 생성하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 8은 미리 설정된 압인 프로파일을 도시하는 도면이다.
도 9는 제2 실시형태에 따른 위치 압인 프로파일과 힘 압인 프로파일을 생성하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 10은 제3 실시형태에 따른 샷 레이아웃을 도시하는 도면이다.
도 11은 제3 실시형태에 따른 그룹으로 분할된 샷 영역을 도시하는 도면이다.
도 12는 제3 실시형태에 따라 대표 샷 영역과 임프린트 순서가 설정되는 방식을 도시하는 도면이다.
도 13은 제3 실시형태에 따라 대표 샷 영역과 임프린트 순서가 설정되는 방식을 도시하는 도면이다.
도 14는 제3 실시형태에 따른 그룹으로 분할된 샷 영역을 도시하는 도면이다.
도 15는 제3 실시형태에 따라 대표 샷 영역과 임프린트 순서가 설정되는 방식을 도시하는 도면이다.
도 16은 제3 실시형태에 따라 대표 샷 영역과 임프린트 순서가 설정되는 방식을 도시하는 도면이다.
도 17은 제3 실시형태에 따른 그룹화 및 대표 샷 영역을 갱신하는 플로우를 도시하는 도면이다.
도 18은 각 샷 영역에 할당된 설정예를 도시하는 도면이다.
도 19a, 도 19b, 도 19c, 도 19d, 도 19e 및 도 19f는 물품을 제조하는 방법을 도시하는 도면이다.

이하, 본 발명의 실시형태를 첨부의 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면에서, 동일한 부재는 동일한 참조 번호로 나타내고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

[제1 실시형태]

아래에서 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)에 대해서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 도 1을 참조하여, 아래에서 임프린트 장치(100)의 구성에 대해서 설명한다. 여기에서는, 기판(2)이 배치되는 면을 XY 평면으로서 나타내고, XY 평면에 직교하는 방향을 Z 방향(임프린트 장치(100)의 높이 방향)으로서 나타내며, 이들 축은 도 1에 도시된 바와 같이 규정된다.

임프린트 장치(100)는, 기판 상에 공급된 임프린트재에 몰드를 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 요철 패턴으로부터 전사되는 경화된 패턴을 형성하도록 구성되는 장치이다. 임프린트 장치(100)는, 패턴이 형성된 패턴 영역(1a)을 갖는 몰드(1)를 사용하여, 기판(2)의 샷 영역 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행함으로써 반도체 디바이스 등을 제조하는데 사용된다. 예를 들어, 임프린트 장치(100)는, 패턴이 형성된 몰드(1)를 기판(2) 상의 임프린트재에 접촉시킨 상태를 유지하면서 당해 임프린트재를 경화시킨다. 그 후, 임프린트 장치(100)는, 몰드(1)를 기판(2)으로부터 멀리 이동시켜 몰드(1)를 경화된 임프린트재로부터 제거한다. 결과적으로, 임프린트재의 패턴이 기판(2) 상에 형성된다.

임프린트재는 열을 사용하는 열 사이클법 또는 광을 사용하는 광경화법에 의해 경화될 수 있다. 본 실시형태에서는, 예로서 광경화법이 사용된다. 광경화법에서는, 임프린트재로서 미경화 자외선 경화성 수지를 기판(2) 위로 공급하고, 몰드(1)와 임프린트재를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재에 광(자외선)을 조사함으로써 당해 임프린트재를 경화시킨다.

임프린트재로서는, 경화 에너지가 부여되는 것에 의해 경화될 수 있는 경화성 조성물(미경화 수지라 칭하기도 함)이 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용된다. 사용되는 전자기파는 10 nm 내지 1 mm의 범위의 파장을 갖는 것으로부터 선택될 수 있다. 적외선, 가시광선, 자외선 등의 광이 전자기파로서 채용될 수 있다는 것에 유의한다.

경화성 조성물은 광이 조사될 때 또는 가열될 때 경화되는 조성물이다. 이들 중, 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.

임프린트재는 스핀 코터 또는 슬릿 코터를 사용하여 기판(2) 상에 막 형태로 부여된다. 대안적으로, 임프린트재는 액체 분사 헤드에 의해 액적의 형태로 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 또는 막의 형태로 기판(2) 위로 부여될 수 있다. 예를 들어, 임프린트재는 (25℃에서) 예를 들어 1mPa·s 내지 100mPa·s의 점도를 가질 수 있다.

[임프린트 장치]

이어서, 도 1을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성에 대해서 아래에서 설명한다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)를 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는, 기판 스테이지(3), 임프린트 헤드(4), 변형 유닛(5), 조사 유닛(6), 공급 유닛(7), 촬상 유닛(8), 제1 계측 유닛(9), 제2 계측 유닛(10), 및 제어 유닛(11)을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(100)는, 임프린트 헤드(4)를 보유지지하기 위한 브리지 정반, 기판 스테이지(3)를 보유지지하기 위한 베이스 정반 등도 포함한다.

제어 유닛(11)은, 예를 들어 CPU, 메모리 등을 포함하는 컴퓨터를 사용하여 형성된다. 제어 유닛(11)은 (임프린트 장치(100)의 다양한 유닛을 제어함으로써) 임프린트 처리를 제어한다. 제어 유닛(11)은, 임프린트 장치(100) 내에 배치될 수 있거나, 또는 임프린트 장치(100)의 위치와 상이한 위치에 설치되어 임프린트 장치(100)를 원격으로 제어할 수 있다. 임프린트 처리는, 예를 들어 변형 유닛(5)에 의해 몰드(1)의 패턴 영역(1a)을 변형시켜서 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재가 서로 접촉하기 시작하게 하고, 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉 영역을 서서히 확장시키는 공정(접촉 공정)을 포함할 수 있다.

기판 스테이지(3)(기판 보유지지 유닛)는, 예를 들어 기판 척(3a)과 기판 구동 유닛(3b)을 포함하고, 기판(2)을 보유지지하면서 이동하도록 구성된다. 기판 척(3a)은, 예를 들어 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 기판(2)을 보유지지한다. 기판 구동 유닛(3b)은, 기판 척(3a)을 기계적으로 보유지지하며, 기판 척(3a)(기판(2))을 XY 방향으로 구동한다. 또한, 기판 구동 유닛(3b)은, 기판(2)의 Z 방향의 위치, 기판(2)의 XY 평면에 대한 기울기, 및 XY 평면 내의 회전을 변경할 수 있도록 구성될 수 있다. 기판(2)의 재료로서는, 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용된다. 필요에 따라, 기판(2)의 표면에 기판(2)과는 상이한 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 더 구체적으로는, 기판(2)은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리 등일 수 있다. 또한, 임프린트재가 부여되기 전에, 필요에 따라 임프린트재와 기판(2) 사이의 부착성을 향상시키기 위한 부착층이 형성될 수 있다.

임프린트 헤드(4)(몰드 보유지지 유닛)는, 예를 들어 몰드 척(4a) 및 몰드 구동 유닛(4b)을 포함하고, 몰드(1)를 보유지지하면서 이동하도록 구성된다. 몰드 척(4a)은, 예를 들어 진공 흡착력 또는 정전기력을 이용하여 몰드(1)를 보유지지한다. 몰드 구동 유닛(4b)은, 몰드 척(4a)(몰드(1))의 Z 방향의 위치 및 XY 평면에 대한 기울기를 변경할 수 있도록 구성된다. 또한, 몰드 구동 유닛(4b)은, 몰드(1)의 XY 방향의 위치를 조정할 수 있도록 구성될 수도 있다.

본 실시형태에서는, 임프린트 헤드(4)를 구동함으로써 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재를 서로 접촉시키고 있지만, 이는 예시이며 한정되는 것이 아니다. 예를 들어, 기판 스테이지(3)는 Z 방향으로 구동될 수 있거나, 또는 임프린트 헤드(4) 및 기판 스테이지(3)의 양자 모두가 동시에 또는 순차적으로 구동될 수 있다.

임프린트 헤드(4)에 의해 보유지지되는 몰드(1)는 통상 자외선을 투과시킬 수 있는 석영 등의 재료로 이루어진다. 몰드(1)는 기판(2)에 대면하는 면(패턴면)에 패턴 영역(1a)을 가지며, 디바이스 패턴으로서 기판(2)에 전사해야 할 요철 패턴이 패턴 영역(1a)에 형성된다. 몰드(1)는 템플릿 또는 원판이라고도 불릴 수 있다. 몰드(1)는 직사각형 외형을 갖는다. 몰드(1)의 패턴 영역(1a)에는 얼라인먼트 마크로서 기능하는 몰드측 마크가 형성된다. 패턴 영역(1a)은, 예를 들어 약 수십 μm의 높이의 단차를 갖는 메사 구조로 형성된다. 패턴 영역(1a)의 사이즈는 기판(2) 상에 전사해야 할 디바이스 패턴에 따라 다를 수 있지만, 패턴 영역(1a)의 사이즈는 전형적으로 33 mm × 26 mm이다. 또한, 몰드(1)는, 캐비티(1b)의 제공에 의해 패턴 영역(1a) 및 패턴 영역(1a) 주변의 부분이 얇아지게 하여 패턴 영역(1a)을 용이하게 변형시킬 수 있도록 패턴면의 반대측 면에 캐비티(1b)(오목부)를 갖는다. 몰드(1)가 임프린트 헤드(4)(몰드 척(4a))에 의해 보유지지될 때, 캐비티(1b)에는 실질적으로 차폐된 공간이 형성된다. 캐비티(1b)는 배관(5a)을 통해서 변형 유닛(5)과 소통한다.

도 2는, 임프린트 헤드(4)(몰드 구동 유닛(4b))를 Z 방향으로부터 본 것을 도시하는 도면이다. 도 2를 참조하여, 몰드 구동 유닛(4b)의 구성에 대해서 아래에서 설명한다. 몰드 구동 유닛(4b)은, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같이 배치된 복수의 액추에이터(Z1 내지 Z3)를 포함한다. 이 예에서는, 몰드 구동 유닛(4b)에는 3개의 액추에이터, 즉 제1 액추에이터(Z1), 제2 액추에이터(Z2), 및 제3 액추에이터(Z3)가 제공된다. 복수의 액추에이터의 각각을 제어함으로써, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 (Z 방향에서의) 상대 위치 및 (θX 방향 및 θY 방향에서의) 상대 기울기를 변경할 수 있다. 액추에이터(Z1 내지 Z3) 각각에는 위치 센서(4b1) 및 힘 센서(4b2)가 제공될 수 있다. 위치 센서(4b1)는, 액추에이터(Z1 내지 Z3) 각각의 변위량 및 복수의 액추에이터(Z1 내지 Z3)에 의한 몰드(1)의 변위량을 검출한다. 힘 센서(4b2)는, 액추에이터(Z1 내지 Z3) 각각에 의해 발생되는 힘 및 복수의 액추에이터(Z1 내지 Z3)에 의해 몰드(1)를 기판(2) 상의 임프린트재에 가압하는 힘을 검출한다.

변형 유닛(5)은, 임프린트 헤드(4)에 의해 보유지지된 몰드(1)의 캐비티(1b)의 내부의 압력을 변경함으로써, 몰드(1)의 패턴 영역(1a)을 기판(2)에 대하여 볼록 형상 또는 오목 형상으로 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 몰드(1)와 기판(2)을 서로 근접시켜서 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재를 서로 접촉시키도록 제어하기 위해서, 변형 유닛(5)은 배관(5a)을 통해서 캐비티(1b)의 내부에 압축 공기를 공급함으로써, 캐비티(1b)의 내부의 압력을 그 외부의 압력보다 높게 한다. 이에 의해, 변형 유닛(5)은 몰드(1)의 패턴 영역(1a)을 기판(2)을 향해서 돌출하는 볼록 형상으로 변형시킨다. 또한, 접촉 공정에서, 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉 영역을 서서히 확대시킨다. 상술한 방식으로 몰드(1)와 임프린트재를 서로 접촉시킴으로써, 임프린트재에 접촉하고 있는 패턴 영역(1a)(요철 패턴)의 오목부에 기포가 잔존하는 것을 저감할 수 있다. 그 때문에, 임프린트 처리를 통해 임프린트재에 형성된 패턴에 결손이 발생하는 것을 저감할 수 있다.

조사 유닛(6)은, 기판(2) 상의 임프린트재를 경화시키는 단계에서, 임프린트재를 경화시키는 광(자외선)을 기판(2)에 조사한다. 본 실시형태에서는, 조사 유닛(6)으로부터 사출된 광이, 빔 스플리터(12)(밴드 필터)에 의해 반사되고, 릴레이 광학계(13) 및 몰드(1)를 통해서 기판(2)에 조사된다.

공급 유닛(7)(디스펜서)은 기판(2) 위로 임프린트재를 공급(도포)한다. 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)에서는, 자외선의 조사에 의해 경화되는 자외선 경화성 수지가 임프린트재로서 사용될 수 있다. 공급 유닛(7)은 임프린트 장치(100)의 외부에 배치될 수 있다. 이 경우, 임프린트재는 사전에 외부 공급 유닛(7)으로부터 기판(2) 위로 공급될 수 있으며, 공급된 기판(2)은 임프린트 장치(100) 내로 반입될 수 있다.

촬상 유닛(8)은, 빔 스플리터(12) 및 릴레이 광학계(13)를 통해서 몰드(1)의 패턴 영역(1a)을 촬상한다. 예를 들어, 촬상 유닛(8)은, 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재가 서로 접촉하는 접촉 단계에서, 몰드(1)의 패턴 영역(1a)과 기판(2)(샷 영역) 상의 임프린트재 사이의 접촉 영역이 확대될 때 복수의 타이밍 각각에서 패턴 영역(1a)을 촬상한다. 촬상 유닛(8)은, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 간극에 의해 발생하는 간섭 줄무늬를 촬상할 수 있다. 그 때문에, 촬상 유닛(8)에 의해 촬상된 화상에 기초하여, 패턴 영역(1a)과 임프린트재 사이의 접촉 영역이 확대되는 방식을 관찰할 수 있다. 또한, 몰드(1)와 기판(2)(샷 영역) 상에 각각 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하기 위해서, 얼라인먼트 스코프(검출계)가 제공될 수 있다.

도 1에 도시된 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)는, 빔 스플리터(12)가 촬상 유닛(8)으로부터의 광을 투과시키고, 조사 유닛(6)으로부터의 광을 반사시키도록 구성된다. 그러나, 구성은 이 예로 한정되지 않는다. 예를 들어, 조사 유닛(6) 및 촬상 유닛(8)은 서로 교체될 수 있다. 제1 계측 유닛(9)은 패턴 필드(1a)(몰드(1)) 상의 복수의 위치에서의 높이를 계측한다. 제1 계측 유닛(9)은, 예를 들어 몰드(1)에 광을 조사하고, 광이 조사된 패턴 영역(1a) 상의 조사 영역으로부터의 반사광을 검출함으로써, 당해 조사 영역의 높이(제1 계측 유닛(9)과 패턴 영역(1a) 사이의 거리)를 계측하도록 구성되는 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 제1 계측 유닛(9)은, 제1 계측 유닛(9)이 기판 스테이지(3)와 함께 XY 방향에서 이동하여 몰드(1) 상의 조사 영역을 주사함으로써 패턴 영역(1a)의 복수의 위치의 높이를 계측하도록 기판 스테이지(3)에 설치된다. 이에 의해, 패턴 영역(1a)의 형상 및 기울기를 결정할 수 있다. 제1 계측 유닛(9)은, 기판 스테이지(3)와는 상이한 스테이지 상에 배치될 수 있으며, 기판 스테이지(3)와는 별개로 XY 방향으로 이동함으로써 패턴 영역(1a)의 높이를 계측할 수 있다.

제2 계측 유닛(10)은 기판(2) 상의 복수의 위치의 높이를 계측한다. 제2 계측 유닛(10)은, 예를 들어 기판(2)에 광을 조사하고, 광이 조사된 기판(2) 상의 조사 영역으로부터의 반사광을 검출함으로써 당해 조사 영역의 높이(제2 계측 유닛(10)과 기판(2) 사이의 거리)를 계측하는 레이저 간섭계를 포함할 수 있다. 제2 계측 유닛(10)은, 기판(2)을 기판 스테이지(3)에 의해 XY 방향으로 이동시킴으로써, 기판(2) 상의 조사 영역을 주사함으로써 기판(2) 상의 복수의 위치의 높이를 계측할 수 있다. 이에 의해, 기판(2)의 형상 및 기울기를 결정할 수 있다.

[임프린트 처리]

이어서, 도 3을 참조하여, 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)에 의해 수행되는 임프린트 처리에 대해서 아래에서 설명한다. 도 3은, 임프린트 처리의 플로우를 도시하는 흐름도이다. 이하에서 설명되는 임프린트 처리의 각 단계는 제어 유닛(11)에 의해 수행될 수 있다.

임프린트 처리가 개시되면, 단계 S10에서, 제어 유닛(11)은, 기판(2)의 샷 영역이 공급 유닛(7) 아래의 위치로 오도록 기판 스테이지(3)를 제어한다. 그 후, 제어 유닛(11)은, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역 중에서 임프린트 처리의 대상이 될 특정 샷 영역(대상 샷 영역)에 임프린트재를 공급하도록 공급 유닛(7)을 제어한다. 대상 샷 영역에 임프린트재가 공급된 후, 제어 유닛(11)은 대상 샷 영역이 몰드(1)(패턴 영역(1a)) 아래에 배치되도록 기판 스테이지(3)를 제어한다.

단계 S11에서, 제어 유닛(11)은, 몰드(1)의 패턴 영역(1a)이 기판(2)을 향해서 돌출하는 볼록 형상으로 변형되도록 변형 유닛(5)을 제어한다.

단계 S12에서, 제어 유닛(11)은, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 상대 기울기가 목표값을 갖도록 몰드(1)와 기판(2) 사이의 상대 기울기를 조정한다. 더 구체적으로는, 몰드(1)의 기울기를 임프린트 헤드(4)의 몰드 구동 유닛(4b)에 제공된 액추에이터를 구동시켜 변경함으로써, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 상대 기울기를 조정한다. 단계 S12는 단계 S11 전에 수행될 수 있다. 몰드(1)와 기판(2) 사이의 상대 기울기의 조정이 필요하지 않은 경우에는, 단계 S12는 생략될 수 있다.

단계 S13에서, 제어 유닛(11)은, 변형 유닛(5)에 의해 패턴 영역(1a)을 변형시킨 상태에서 몰드(1)와 기판(2)이 서로 근접하도록 임프린트 헤드(4)를 제어하고, 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재를 서로 접촉시킨다(접촉 단계). 예를 들어, 제어 유닛(11)은, 변형 유닛(5)에 의해 패턴 영역(1a)을 변형시킨 상태에서 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉을 개시시키고, 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉 영역을 서서히 확대시키도록 제어를 수행한다.

이 단계에서, 제어 유닛(11)은, 힘 압인 프로파일이라고 불리는 시간 종속적 힘 명령값(임프린트 헤드(4)를 상하 방향으로 구동하기 위해서 부여하는 전류값을 의미함)에 기초하여 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉을 제어한다. 제어 유닛(11)은, 힘 압인 프로파일에 기초하는 접촉 공정의 제어가 개시된 후, 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉 영역이 확대됨에 따라서 캐비티(1b)의 내부 압력이 서서히 작아지도록 변형 유닛(5)을 제어한다. 이에 의해, 패턴 영역(1a)의 전체가 임프린트재에 접촉했을 때에, 패턴 영역(1a)은 평면 형상을 갖는다. 대안적으로, 제어 유닛(11)은, 몰드(1)와 임프린트재 사이의 접촉 영역이 확대됨에 따라서, 패턴 영역(1a)과 기판(2)의 면이 서로 평행해지도록 임프린트 헤드(4)를 제어함으로써, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 상대 기울기를 제어할 수 있다.

단계 S14에서, 제어 유닛(11)은, 몰드(1)의 패턴 영역(1a)과 임프린트재가 서로 접촉하고 있는 상태에서, 임프린트재에 광을 조사하도록 조사 유닛(6)을 제어함으로써, 임프린트재를 경화시킨다.

단계 S15에서, 제어 유닛(11)은, 경화된 임프린트재로부터 몰드(1)가 분리되고, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 간격이 증가하도록 임프린트 헤드(4)를 제어한다(몰드 분리 단계). 몰드 분리 단계에서, 임프린트 헤드(4)를 이동시키는 대신에 기판 스테이지(3)를 이동시킬 수 있거나, 또는 기판 스테이지(3) 및 임프린트 헤드(4)를 제어함으로써 몰드(1)와 기판(2) 사이의 간격을 증가시킬 수 있다. 이 몰드 분리 공정이 완료되면, 패턴 영역(1a)에 형성된 패턴에 대응하는 임프린트재의 3차원 패턴이 대상 샷 영역 상에 형성된다.

단계 S16에서, 제어 유닛(11)은, 기판(2)이 몰드(1)의 패턴이 전사될 추가 샷 영역(다음 샷 영역)을 갖는지를 판단한다. 다음 샷 영역이 존재하는 경우(단계 S16에서 예인 경우), 처리는 단계 S10으로 복귀한다. 그러나, 다음 샷 영역이 존재하지 않는 경우(단계 S16에서 아니오인 경우), 임프린트 처리는 종료된다. 이와 같이, 상술한 방식으로 도 3에 도시된 임프린트 처리를 수행함으로써, 기판(2) 상의 복수의 샷 영역에 임프린트재의 패턴을 형성할 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 임프린트 처리를 기판마다 실행함으로써, 복수의 기판에 임프린트재의 패턴을 형성할 수 있다.

[힘 제어와 높이 제어]

임프린트 장치(100)에서는, 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재를 서로 접촉시킬 때, 제어 유닛(11)은 임프린트 헤드(4)에 의해 부여되는 힘을 제어한다. 그러나, 임프린트 헤드(4)에 의해 부여되는 힘에 대한 제어 유닛(11)에 의한 제어는 임프린트 장치(100)로서 사용되는 특정 장치 사이의 차이, 드리프트, 온도 변화 등에 의해 영향을 받을 수 있다. 그 때문에, 임프린트 헤드(4)에 의해 힘을 제어할 때에 통상 사용되는 힘 압인 프로파일을 사용해서 임프린트 처리를 행하는 경우에, 몰드(1)와 기판(2) 사이에 부여되는 실제 압인력이 특정 값과 상이하여 결과적으로 형성된 패턴에 영향을 줄 수 있는 가능성이 있다. 예를 들어, 패턴 영역(1a)에의 임프린트재의 충전성, 패턴 영역(1a)으로부터의 임프린트재의 돌출, 및 오버레이 성능 저하가 발생할 수 있다.

한편, 몰드(1)와 기판(2) 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 공정에서, 공정은 높이에 기초하여 제어될 수 있다. 더 구체적으로는, 몰드(1)(임프린트 헤드(4))의 높이는 임프린트 헤드(4)에 제공된 위치 센서(4b1)에 의한 검출 결과에 기초하여 제어된다. 임프린트 처리의 접촉 단계를 높이를 제어함으로써 실행하는 경우에, 몰드(1)와 기판(2)(임프린트재) 사이의 거리 및 그 형상들은 일정하거나 또는 기지일 필요가 있다.

몰드(1)와 기판(2) 사이의 거리를 어느 정도 알고 있는 경우, 접촉 공정은 다음과 같이 수행될 수 있다. 우선, 몰드(1)와 임프린트재가 서로 거의 접촉할 때까지 몰드(1)와 기판(2)을 서로 접근시키도록 높이 제어를 행한다. 이 후, 이들은 서로 접촉되고, 힘이 제어된다. 이러한 처리에서, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 정확한 거리를 계측할 필요는 없거나, 또는 몰드(1)와 기판(2)의 형상을 정확하게 계측할 필요는 없다. 따라서, 적절한 방식으로 임프린트 처리를 반복적으로 수행할 수 있다. 일부 경우에, 임프린트 장치(100)에 공급된 기판(2)은 기판마다 높이 또는 형상이 다르다. 복수의 기판(2) 각각의 높이 및 형상을 기판마다 개별적으로 계측하기 위해서, 많은 측정점 또는 영역을 계측할 필요가 있으며, 임프린트 처리를 수행하기 전에 많은 시간이 소요되고, 이는 생산성(스루풋)의 저하를 초래한다.

[본 발명에 따른 제어 방법]

상기 관점에서, 본 발명은 아래에서 서명되는 바와 같은 제어 방법을 제공한다. 도 4는, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)에 의한 접촉 공정에서 사용되는 힘 압인 프로파일을 생성하는 공정을 도시하는 흐름도이다. 이 공정의 각 단계는 제어 유닛(11)에 의해 행해질 수 있다.

단계 S20에서, 몰드(1)의 캐비티(1b)에 압력이 부여되지 않는 상태(0 상태)에서, 제1 계측 유닛(9)은 패턴 영역(1a)의 적어도 중앙부의 높이를 계측한다. 제어 유닛(11)은, 제1 계측 유닛(9)이 몰드(1)의 패턴 영역(1a)의 높이를 계측할 수 있도록, 제1 계측 유닛(9)을 몰드(1) 아래에 배치한다.

단계 S21에서, 몰드(1)의 캐비티(1b)에 부여되는 압력은 임프린트 처리에서 부여되는 압력과 동일하게 설정되며, 설정된 압력이 몰드(1)의 캐비티(1b)에 부여된다. 이 상태에서, 패턴 영역(1a)의 중앙부의 높이 또는 그 정점의 높이가 제1 계측 유닛(9)에 의해 계측된다. 제어 유닛(11)은, 단계 S20에서와 같이, 제1 계측 유닛(9)이 몰드(1)의 패턴 영역(1a)의 높이를 계측할 수 있도록, 제1 계측 유닛(9)을 몰드(1) 아래에 배치한다.

계속해서, 단계 S22에서, 제2 계측 유닛(10)은 기판 스테이지(3)의 기판 척(3a) 위로 반입된 기판(2)의 샷 영역의 높이를 계측한다. 제어 유닛(11)은, 제2 계측 유닛(10)이 기판(2)의 샷 영역 높이를 계측할 수 있도록, 제2 계측 유닛(10)을 기판(2)의 샷 영역 상에 배치한다. 샷 영역의 높이로서, 샷 영역의 중앙부의 높이를 계측한 결과가 채용될 수 있거나, 또는 샷 영역의 복수의 점을 계측한 결과가 채용될 수 있다.

단계 S23에서, 단계 S20, S21, 및 S22에서 결정된 높이 정보에 기초하여, 패턴 영역(1a)과 기판(2)의 샷 영역 상의 임프린트재가 서로 접촉하는 상태에서의 목표 위치를 나타내는 압인 프로파일을 생성할 수 있다. 또한, 캐비티(1b)에 압력이 부여되지 않는 상태(0 상태)에서 패턴 영역(1a)이 위치되는 목표 높이 위치를 나타내는 압인 프로파일(Z(1))을 생성할 수 있다.

단계 S24에서, 단계 S23에서 얻어진 압인 프로파일을 제어 유닛(11)에 미리 저장되는 기준 위치 압인 프로파일에 부여함으로써, 임의의 주어진 샷 영역이 적절한 높이에 있도록 제어를 행하고, 임프린트 단계를 행한다. 이와 같이, 설정된 위치 압인 프로파일에 따라, 미리 결정된 샷 영역에서 패턴을 형성할 수 있다.

단계 S25에서, 위치 압인 프로파일에 따른 단계 S24에서의 임프린트 처리에서 발행된 시간 종속적 힘 명령값이 실시간으로 결정된다. 이와 같이, 최적 높이를 나타내는 위치 압인 프로파일에 따라서 임프린트 처리를 행하기 위한 힘 압인 프로파일(F(1))을 생성할 수 있다. 단계 S25에서 힘 명령값을 결정하기 위해서, 몰드 구동 유닛(4b)의 액추에이터에 부여되는 전류의 명령값 등을 계측한다. 기판(2) 상의 각 샷 영역마다 단계 S24에서 생성된 힘 압인 프로파일은 제어 유닛(11)의 저장 유닛에 저장된다.

도 5는 도 4의 단계 S23에서 생성된 위치 압인 프로파일을 도시하는 도면이다. 도 5에서, 횡축은 임프린트 처리의 개시로부터 패턴 영역(1a)에 임프린트재가 충전될 때(경화 단계의 직전)까지의 시간을 나타낸다. 종축은 몰드(1)의 패턴 영역(1a)의 높이를 나타낸다.

도 6은, 도 4의 단계 S26에서 생성된 힘 압인 프로파일을 도시하는 도면이다. 횡축은 임프린트 처리의 개시로부터 패턴 영역(1a)에 임프린트재가 충전될 때(경화 공정의 직전)까지의 시간을 나타낸다. 종축은 임프린트 처리에서 몰드 구동 유닛(4b)에 의해 생성되는 힘을 나타낸다. 도 6에 도시되는 바와 같이, 임프린트 처리의 힘 압인 프로파일은, 임프린트 처리가 개시될 때 몰드 구동 유닛(4b)에 의해 부여되는 힘이 증가하는 것(상태 1)을 나타낸다. 몰드(1) 및 기판(2) 상의 임프린트재가 서로 실제로 접촉될 때, 몰드 구동 유닛(4b)에 의해 일정한 힘이 부여된다(도 2). 확산이 완료되면, 충전이 완료될 때까지의 다음 기간에서, 부여된 힘이 서서히 감소된다(상태 3).

제1 실시형태에 따른 임프린트 처리의 임프린트 단계에서 위치 압인 프로파일 및 힘 압인 프로파일을 결정하는 기본 시스템 플로우를 위에서 설명하였다. 이 기본 시스템 플로우는, 기계 차이, 드리프트, 온도 변화 등으로 인해 임프린트 장치(100)에서의 종래의 힘 제어에 기초하는 임프린트 처리에서 발생하는 영향을 저감시킬 수 있게 한다. 예를 들어, 패턴 영역(1a)에의 임프린트재의 충전성, 패턴 영역(1a)으로부터의 임프린트재의 돌출, 및 오버레이 성능 저하에 대한 영향을 저감할 수 있다. 이는, 압인 프로파일이 복수의 샷 각각에 대해 임프린트 처리를 행할 때마다 갱신될 수 있기 때문이다. 이에 의해, 미리 설정된 기본 위치 압인 프로파일에 대응하는 힘 압인 프로파일을 결정하는 것이 가능하고, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역 각각에 대해 위치 압인 프로파일 또는 힘 압인 프로파일을 선택하는 것이 가능해진다. 마찬가지로, 미리 설정된 기본 힘 압인 프로파일에 대응하는 위치 압인 프로파일을 결정하는 것이 가능해지고, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역 각각에 대해 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일을 선택하는 것이 가능해진다.

이어서, 도 7에 도시된 흐름도를 참조하여, 다른 과제인 스루풋에 대해서 실제 임프린트 처리를 참조하여 아래에서 설명한다. 도 7은 기판(2) 상의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성할 때에 압인 프로파일을 생성하는 방법을 도시하는 흐름도이다.

임프린트 처리가 개시되면, 단계 S30에서 임프린트 장치(100)에 몰드(1)가 반입된다. 몰드(1)가 임프린트 장치(100)에 반입되면, 상술한 절차를 통해 몰드(1)의 높이가 계측되고, 몰드(1)의 초기 상태가 등록된다.

이어서, 단계 S31에서, 기판(2)이 임프린트 장치(100)에 반입된다. 기판(2)이 임프린트 장치(100)에 반입되면, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역의 레이아웃을 계측하고 결과를 레이아웃 정보(위치 정보)로서 등록하는 공정이 행해진다. 통상, 등록 시퀀스에서는, 2개 이상의 샷의 얼라인먼트 마크를 계측하고 위치 정보를 등록한다. 얼라인먼트 마크의 위치를 계측할 때에, 대상 샷 영역의 높이가 계측되며 높이 정보가 위치 정보와 함께 등록된다. 본 실시형태에서는, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역 중에서, 최초 임프린트 처리의 대상이 되는 제1 샷 영역을 계측하고, 계측 결과를 위치 정보 및 높이 정보로서 추가할 수 있다.

단계 S31에서 기판(2)의 위치 정보 및 높이 정보가 등록된 후, 단계 S32에서 기판(2)은 기판 스테이지(3)에 의해 제1 샷 영역이 임프린트 위치(패턴 영역(1a) 아래)에 위치되도록 이동된다.

단계 S33에서, 각 샷 영역마다 미리 설정된 압인 프로파일에 따라 임프린트 처리를 행한다. 기판(2) 상에 형성된 복수의 샷 영역 각각마다 미리 설정된 압인 프로파일은 도 8에 도시되는 바와 같은 임프린트 장치의 콘솔 화면(표시 장치) 상에서 지정될 수 있다. 도 8은 기판(2) 상의 각각의 샷 영역마다 지정된 압인 프로파일을 도시한다. 미리 결정된 압인 프로파일이 설정 화면 상에서 샷 영역마다 설정될 수 있다. 본 예에서는, 제1 샷 영역(#Shot1)에 대한 임프린트 처리는 위치 압인 프로파일(Z(1))에 따라서 행해진다.

단계 S34에서는, 임프린트 처리에서 위치 압인 프로파일 또는 힘 압인 프로파일이 사용되는지가 판단된다. 사용되는 압인 프로파일에 따라 후속 단계가 상이하다. 단계 S34에서 위치 압인 프로파일이 임프린트 처리에 사용된다고 판단되는 경우, 단계 S35에서 위치 압인 프로파일에 따라 임프린트 처리가 행해질 때 대상 샷 영역에 대한 힘 정보가 계측되며, 힘 압인 프로파일이 생성되고 등록된다. 한편, 단계 S34에서 임프린트 처리에 힘 압인 프로파일이 사용된다고 판단되는 경우, S36에서 힘 압인 프로파일에 따라 임프린트 처리가 수행될 때 대상 샷 영역에 대한 높이 정보가 계측되고, 위치 압인 프로파일이 생성되고 등록된다.

도 8에 도시된 압인 프로파일을 설정하는 예에서는, 제1 샷 영역에 대해 위치 압인 프로파일(Z(1))이 설정된다. 제1 샷 영역에 대한 위치 압인 프로파일(Z(1))은 상술한 기본 시스템 플로우를 통해 제1 샷 영역에 대해 적합하도록 보정되며, 임프린트 처리는 보정된 위치 압인 프로파일에 따라 실행된다. 상술한 바와 같이, 단계 S34에서, 위치 압인 프로파일을 사용한 임프린트가 실행될 때, 단계 S35에서 제1 샷 영역에 대한 힘 정보가 취득되고 힘 압인 프로파일(F(1))이 생성되어 등록된다.

각 샷 영역에 대해 설정된 압인 프로파일에 따라 임프린트 처리가 실행되어 임프린트재를 패턴 영역(1a)에 충전한 후에, 단계 S37에서 임프린트재가 경화된다. 이 후 경화된 임프린트재로부터 몰드(1)를 분리하기 위해서 몰드 분리 단계가 실행된다.

단계 S37에서 임프린트재의 경화 및 몰드의 분리가 행해진 경우에, 단계 S38에서는 기판(2) 상의 복수의 샷 영역 중 아직 임프린트 처리가 행해지지 않은 샷 영역이 있는지에 대한 판단이 이루어진다. 예를 들어, 제1 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 완료되면, 처리 플로우는 단계 S32로 복귀되어 제2 샷 영역에 대한 임프린트 처리를 행한다. 즉, 제2 샷 영역에 대해 미리 설정된 압인 프로파일에 따라 제2 샷 영역에 대해서 임프린트 처리가 실행된다.

이 예에서는, 제2 샷 영역에 대해 힘 압인 프로파일(F(1))이 미리 설정되며, 따라서 이전 샷 영역(제1 샷 영역)에 대해 임프린트가 실행될 때 생성된 힘 압인 프로파일(F(1))에 따라 임프린트 처리가 실행된다. 임프린트 장치(100)는 그 내부에 미리 저장된 기준 힘 압인 프로파일을 갖는다. 이 경우, 제2 샷 영역의 높이는 계측되지 않았다. 그 때문에, 기판(2)이 임프린트 장치(100)에 반입될 때에, 기판(2)의 높이를 실제 계측함으로써 취득되는 등록된 높이 정보에 기초하여, 샷 영역의 근사 평면 또는 곡면에 의해 근사되는 높이 정보가 예측된다. 예측된 높이 정보에 기초하여 임프린트 헤드(4)에 목표 높이 지령을 발행함으로써 임프린트 헤드(4)의 높이가 어느 정도 조정되며, 패턴 영역(1a)이 제2 샷 영역에 대향하도록 배치된다. 그 후, 힘 압인 프로파일(F(1))에 따라 압인 동작이 행해진다. 상술한 바와 같이, 단계 S34에서 임프린트 처리에 힘 압인 프로파일이 사용된다고 판단되는 경우에, 단계 S36에서 단계 S34의 힘 압인 프로파일에 따라 임프린트 처리가 행해질 때 제2 샷 영역에 대한 높이 정보가 계측되며, 위치 압인 프로파일(Z(2))이 생성되어 등록된다.

상술한 바와 같이, 기판(2) 상에 형성된 복수의 샷 영역 각각에 적합한 임프린트 처리는 샷 영역에 따라 및 기판 등록 공정에서 각각의 샷 영역에 대해 규정된 샷 영역에 대해 지정된 프로파일에 따라 임프린트 처리를 행함으로써 행해질 수 있다. 이에 의해 생산성(스루풋)의 저하 없이 복수의 샷 영역에 대해 적절한 임프린트 처리를 실행할 수 있다.

[제2 실시형태]

아래에서 설명되는 제2 실시형태에서는, 제1 실시형태에 개시된 제어 이외에 임프린트 처리에서 기울기 제어가 행해진다. 제1 실시형태에서 이미 설명한 내용과 중복하는 내용에 대해서는 설명을 생략하고, 제2 실시형태의 특징인 기울기 제어에 대해서 설명한다.

도 9는, 제2 실시형태에 따른 기울기 제어를 고려하여 압인 프로파일을 생성하는 공정을 도시하는 흐름도이다. 이하에서 설명되는 이 공정의 각 단계는 제어 유닛(11)에 의해 수행될 수 있다.

단계 S40에서, 도 4를 참조하여 위에서 설명한 기본 압인 프로파일을 생성하는 방법과 마찬가지로, 제1 계측 유닛(9)은 몰드(1)의 캐비티(1b)에 압력이 부여되지 않는 상태(0 상태)에서 패턴 영역(1a)의 중앙부의 높이 및 패턴 영역(1a)의 기울기를 계측한다. 제어 유닛(11)은, 제1 계측 유닛(9)이 몰드(1)의 패턴 영역(1a)의 높이 및 기울기를 계측할 수 있도록, 제1 계측 유닛(9)을 몰드(1) 아래에 배치한다. 패턴 영역(1a)의 기울기는, 제1 계측 유닛(9)을 사용하여 패턴 영역(1a) 내의 복수의 위치에서 계측을 행함으로써 계측될 수 있다.

단계 S41에서, 압력이 임프린트 처리에서 실제 채용되는 압력과 동일하도록 몰드(1)의 캐비티(1b)에 압력을 부여하고, 패턴 영역(1a)의 중앙부의 높이 또는 그 정점의 높이를 제1 계측 유닛(9)에 의해 계측한다. 제어 유닛(11)은, 단계 S40에서와 같이, 제1 계측 유닛(9)이 몰드(1)의 패턴 영역(1a)의 높이를 계측할 수 있도록, 제1 계측 유닛(9)을 몰드(1) 아래에 배치한다.

이어서, 단계 S42에서, 기판 스테이지(3)의 기판 척(3a) 위로 반입된 기판(2)에 대해, 제2 계측 유닛(10)은 기판(2)의 특정한 샷 영역의 높이 및 샷 영역 내의 그 기울기를 계측한다. 제어 유닛(11)은, 제2 계측 유닛(10)이 기판(2)의 샷 영역 높이를 계측할 수 있도록, 제2 계측 유닛(10)을 기판(2)의 샷 영역 상에 배치한다. 샷 영역의 높이로서, 샷 영역의 중앙부의 높이를 계측한 결과를 사용할 수 있거나, 또는 샷 영역 내의 복수의 위치의 높이를 계측한 결과로부터 샷 영역의 높이를 결정할 수 있다. 샷 영역의 기울기는 제2 계측 유닛(10)을 사용하여 샷 영역 내의 복수의 위치의 높이를 계측함으로써 계측될 수 있다.

단계 S43에서, 압인 프로파일이 패턴 영역(1a) 및 기판(2)의 샷 영역 상의 임프린트재가 서로 접촉하는 상태에서의 목표 높이 위치 및 목표 기울기를 나타내도록, 단계 S40, S41, 및 S42에서 결정된 높이 정보 및 기울기 정보에 기초하여 압인 프로파일을 생성한다. 제어 유닛(11)은, 위치 압인 프로파일로서 미리 저장되어 있는 몰드(1) 및 샷 영역의 높이 정보 및 기울기 정보로부터 적절한 위치 압인 프로파일을 생성하고, 생성된 위치 압인 프로파일을 저장한다. 여기서, 목표 기울기는 특정한 샷 영역과 패턴 영역(1a) 사이의 상대 기울기를 나타낸다. 목표 기울기는 임프린트 처리에서 몰드(1)의 기울기를 제어하는데 필요한 기울기 정보이다. 단계 S43에서 생성된 압인 프로파일로서는, 캐비티(1b)에 압력이 부여되지 않는 상태(0 상태)에서의 패턴 영역(1a)의 목표 높이 위치를 나타내는 압인 프로파일(Z(1))이 생성될 수 있다.

또한, 캐비티(1b)에 압력이 부여되지 않는 상태(0 상태)에서 목표 높이 위치 및 목표 기울기가 지정될 수 있다. 이들 정보는, 임프린트 장치(100)의 제어 유닛(11)에 미리 저장되어 있는, 각각의 3축의 액추에이터를 제어하는데 사용하기 위한, 위치 압인 프로파일(Z1(1), Z2(1), Z3(1))에 부여된다. 이들 정보에 따라, 각각의 3축의 액추에이터에 대한 위치 압인 프로파일에 나타나는 높이 및 기울기는 높이 및 기울기가 임의의 샷 영역에 적합해지도록 보정되며, 결과적인 위치 압인 프로파일이 저장된다.

단계 S44에서, 단계 S43에서 얻어진 압인 프로파일은 제어 유닛(11)에 저장되어 있는 위치 압인 프로파일에 부여됨으로써, 임의의 주어진 샷 영역에 대하여 높이가 적절히 제어되도록 임프린트 처리가 실행된다. 이와 같이, 설정된 위치 압인 프로파일에 따라, 미리 결정된 샷 영역에서 패턴이 형성될 수 있다. 이에 의해, 각각의 3축의 액추에이터에 대한 보정된 위치 압인 프로파일은 임의의 주어진 샷 영역에서 임프린트가 행해질 때 실행 프로파일로서 채용된다.

단계 S45에서, 위치 압인 프로파일에 따른 단계 S44에서의 임프린트 처리에서 발행된 시간 종속적 힘 (전류) 명령값이 3축의 액추에이터 각각에 대해 실시간으로 결정된다. 이와 같이, 최적 높이를 제어하는 위치 압인 프로파일에 따라서 임프린트 처리를 행할 때에 적절한 힘 압인 프로파일(F(1))을 생성할 수 있다. 단계 S45에서 결정된 힘 명령값으로서는, 몰드 구동 유닛(4b)의 액추에이터의 전류의 명령값이 계측된다.

단계 S46에서, 위치 압인 프로파일에 따라서 행해지는 임프린트 처리 동안, 힘 명령값을 계측함으로써 상술한 바와 같이 생성된, 3축의 액추에이터를 제어하기 위한 힘 압인 프로파일(F1(1), F2(1), F3(1))이 저장된다. 단계 S44에서, 힘 압인 프로파일이 기판(2) 상의 각각의 샷 영역에 대해 생성될 수 있으며 제어 유닛(11)의 저장 유닛에 저장될 수 있다.

3축의 높이에 의해 결정되는 목표 기울기가 모멘트인 3축의 힘 사이의 균형으로 변환되는 기본 시스템 플로우를 위에서 설명하였다. 모멘트로의 목표 기울기의 변환은 실행되지 않을 수 있다. 이 경우, 3축의 액추에이터에 의한 힘의 합계로부터 힘 압인 프로파일이 생성될 수 있으며, 기울기 프로파일(Z1(1), Z2(1), 및 Z3(1))에 따라 기울기 제어가 수행될 수 있다. 본 예에서는, 몰드(1)를 이동시키기 위해서 3축의 액추에이터가 사용되지만, 액추에이터의 수는 3개로 한정되지 않으며, 임의의 수의 액추에이터가 사용될 수 있다.

힘 압인 프로파일(F1(1), F2(1), 및 F3(1))에 따라 모멘트를 제어하면서 임프린트 처리를 실행하는 경우, 3축 액추에이터에 관한 높이 정보가 계측될 수 있으며, 계측 결과에 기초하여 기울기 제어 프로파일이 생성될 수 있다.

상술한 임프린트 장치(100)의 시스템 플로우에 의해, 힘 제어에 기초한 임프린트 처리 동안 발생할 수 있는 임프린트 장치(100)의 기계 차이, 드리프트, 온도 변화에 의해 기울기가 영향을 받을 가능성을 저감할 수 있다. 몰드(1)와 기판(2)의 임의의 샷 영역 사이의 상대 기울기 정보에 기초하여, 3축 모멘트 오차를 보정 또는 제거할 수 있다. 상술한 바와 같이, 제2 실시형태에 따른 임프린트 방법에서도, 기판 등록 공정에서의 샷 영역 및 각 샷 영역에 대해 규정된 샷 영역에 대해 지정된 프로파일에 따라 임프린트 처리를 행함으로써, 스루풋을 저하시키지 않으면서 적절한 임프린트 처리를 행할 수 있다.

[제3 실시형태]

아래에서 설명되는 제3 실시형태에서는, 제1 실시형태 또는 제2 실시형태에서 설명된 기능을 갖는 임프린트 장치(100)는 도 10에 도시된 것과 같은 샷 레이아웃을 다루기 위해 사용된다. 도 10은, 기판(2)에 형성된 샷 영역의 샷 레이아웃을 도시한다. 도 10에 도시된 샷 레이아웃에서는, 각각의 샷 영역에 할당된 번호는 샷 영역의 위치를 나타내는 ID 번호이다. 임프린트 처리는 ID 번호의 순서로 실행될 필요가 없다는 것에 유의한다. 그러나, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 초기 설정에서, 임프린트 처리는 도 10에 도시된 샷 영역의 위치를 나타내는 ID 번호의 순서로 실행된다.

임프린트 장치(100)에서는, 기판(2)에 형성된 샷 영역의 위치에 따라, 임프린트 처리 동안 임프린트 헤드(4)에 부여되는 가스압이 상이한 것을 알고 있다. 일반적으로, 기판(2)의 중앙 영역에 위치되는 샷 영역에서는, 몰드(1)와 기판(2) 사이의 거리는 일정하고, 따라서 임프린트 처리에서 임프린트 헤드(4)는 몰드(1)와 기판(2) 사이에 갇힌 가스에 의해 유발되는 가스압을 받는다. 한편, 기판(2)의 주변 영역에 위치되는 샷 영역에서는, 기판 척(3a) 주위에 위치되는 구조체(도시되지 않음)와 기판(2) 사이에 공간이 있다. 또한, 기판(2)의 표면과 구조체의 표면 사이에 높이 차가 있다. 따라서, 몰드(1)와 기판(2) 사이에 갇힌 공기에 의해 유발되는 가스압은 중앙 영역에서만큼 높지 않다. 결과적으로, 임프린트 헤드(4)에 대한 반력은 중앙 영역에서보다 작다. 따라서, 기판(2)의 중앙 영역의 샷 영역과 그 주변 영역의 샷 영역 모두에 대한 임프린트 처리에서 동일한 위치 압인 프로파일이 사용되는 경우, 임프린트 처리에서의 높이에 관련된 임프린트 헤드(4)의 거동에서 차이가 발생한다.

상기 관점에서, 본 실시형태에 따른 임프린트 방법에서는, 몰드(1)와 기판(2) 사이에 갇힌 공기에 의해 유발되는 가스압 또는 임프린트 처리 동안의 임프린트 헤드(4)의 높이의 거동이 각각의 샷 영역에 대해 평가되고, 샷 영역을 평가 결과에 따라 그룹화한다. 도 11은 샷 영역이 기판(2)의 중앙 영역에 위치되는 샷 영역 그룹(Group A)과 주변 영역에 위치되는 샷 영역 그룹(Group B)으로 분할되는 예를 도시한다.

이어서, 샷 영역 그룹 Group A 및 Group B 각각에 대해 적어도 하나 이상의 대표 샷 영역(샘플 샷)이 규정된다. 대표 샷 영역은, 높이 정보 및 기울기 정보가 취득되며, 및/또는 기판(2)에 관련된 평탄도 정보가 취득되는 샷 영역이다. 각 그룹의 샷 영역 중에서, 대표 샷 영역이 최초에 임프린트 처리를 받는 것이 바람직하다. 임프린트 장치(100)의 제어 유닛(11)은, 그룹의 대표 샷 영역에 대한 계측 결과로부터 생성된 힘 압인 프로파일을 사용하여 동일한 그룹에 속하는 샷 영역에 대한 임프린트 처리를 수행할 수 있기 때문에, 모든 샷 영역에 대해서 동일한 방식으로 임프린트 처리를 달성할 수 있다.

도 12는 대표 샷 영역이 설정되는 방식의 일례를 도시한다. 도 12의 OA1에 도시된 예에서는, 샷 영역 그룹 Group A 및 샷 영역 그룹 Group B 각각에서 가장 작은 처리 순번(가장 작은 ID 번호)을 갖는 샷 영역이 대표 샷으로서 할당되도록 대표 샷이 설정된다. 대표 샷 영역이 도 12에 도시된 OA1에서와 같이 설정되는 경우, 샷 번호(ID 번호)와 개별적으로 임프린트 처리의 순서를 규정할 필요가 없고, 샷 번호의 순서로 임프린트 처리를 행하는 것이 허용된다. 따라서, 도 12의 Imprint Order #1에 도시된 임프린트 처리 순서를 나타내는 번호는 도 10에 도시된 샷 영역의 위치를 나타내는 ID 번호와 동일하다. 단, 이 경우, 2개의 대표 샷 영역을 임프린트 시퀀스와 별도로 계측할 필요가 있기 때문에, 스루풋(생산성)의 저하를 유발할 수 있다.

상기 상황을 다루기 위해서, 기판(2)이 임프린트 장치(100)에 반입되는 때에 실행되는 기판 등록 공정에서의 계측 시퀀스를 이용해서 대표 샷 영역을 계측할 수 있다. 이에 의해 스루풋의 저하를 유발하지 않으면서 계측을 행할 수 있다.

도 13은 대표 샷 영역을 규정하는 방식의 일례를 도시한다. 도 13에 도시된 예에서는, 등록을 달성하기에 충분히 큰 거리만큼 떨어진 위치의 샷 영역들을 대표 샷 영역으로서 선택한다. 대표 샷 영역들 사이의 큰 거리는 등록 시의 기판(2)의 회전 오차를 정밀하게 보정할 수 있게 한다(OA2). 이 경우, 스루풋의 관점에서, 임프린트 처리 순번은, 기판 스테이지(3)의 이동 거리가 가능한 최소화되고 임프린트 처리가 효율적으로 수행되도록 설정(재배열)된다(Imprint Order #2).

임프린트 처리 정밀도를 증가시키기 위해서, 샷 영역 그룹의 수를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 도 14에 도시된 바와 같이, 샷 영역은 4개의 Group A, B, C 및 D로 분할될 수 있다. 더 구체적으로는, 도 14에 도시된 예에서, 샷 영역은 기판(2)의 중심으로부터의 거리에 따라 4개의 샷 영역 그룹으로 분할된다.

이 경우에도, 이전 경우와 마찬가지로, 각각의 샷 영역 그룹에 대표 샷 영역이 할당되며, 대응하여 임프린트 처리 순서가 규정된다. 도 15에서, OA3는 도 14에 도시된 바와 같이 샷 영역이 Group A, B, C, 및 D로 분할되는 경우에 대한 대표 샷 영역을 할당하는 방식의 일례를 도시한다. 도 15에서, Imprint Order #3은 샷 영역이 도 14에 도시된 바와 같이 Group A, B, C, 및 D로 분할되는 경우에 대해 규정되는 임프린트 처리 순서의 일례를 도시한다. 도 15의 OA3에서 20의 ID 번호를 갖는 샷 영역이 도 14의 Group A의 대표 샷 영역으로서 할당된다. 도 15의 OA3에서 10의 ID 번호를 갖는 샷 영역이 도 14의 Group B의 대표 샷 영역으로서 할당된다. 도 15의 OA3에서 2의 ID 번호를 갖는 샷 영역이 도 14에서 Group C의 대표 샷 영역으로서 할당된다. 도 15의 OA3에서 1의 ID 번호를 갖는 샷 영역이 도 14에서 Group D의 대표 샷 영역으로서 할당된다. 즉, 각각의 샷 영역 그룹의 샷 영역 중에서, 가장 작은 임프린트 처리 순번(ID 번호)이 지정된다. 도 15의 Imprint Order #3에 도시된 임프린트 처리 번호를 나타내는 번호는 도 10에 도시된 샷 영역의 위치를 나타내는 ID 번호와 동일하다.

도 16에서, OA4는 샷 영역이 도 14에 도시된 바와 같이 그룹화되는 경우에 대한 대표 샷 영역을 지정하는 방식의 일례를 도시한다. 도 16의 OA4에 도시된 이 예에서는, 도 15의 OA3에 도시된 예와 달리, 등록에서 사용하기 위한 샷 영역으로서 충분히 큰 거리로 떨어져 위치된 샷 영역을 선택함으로써 기판(2)의 회전 오차를 정밀하게 보정하도록 대표 샷 영역이 설정된다. 더 구체적으로는, 도 16의 OA4에 도시된 16의 ID 번호를 갖는 샷 영역이 도 14에 도시된 Group C의 대표 샷 영역으로서 선택된다.

이 경우, 임프린트 처리의 순서는, 스루풋의 관점에서 기판 스테이지(3)의 이동 거리가 가능한 최소화되고, 임프린트 처리가 효율적으로 행해지도록 설정(재배열)된다(도 16의 Imprint Order #4).

이어서, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역을 그룹화하고 대표 샷 영역을 설정하여 평가하는 방법에 대해서 설명한다. 도 17은, 복수의 샷 영역에 대해서 그룹화를 행하고, 대표 샷 영역을 할당하며, 평가를 실행하는 방법을 도시하는 흐름도이다.

임프린트 처리를 평가하는 방법이 개시되면, 단계 S50에서는, 기판(2)에 형성된 복수의 샷 영역이 복수의 샷 영역 그룹으로 분할된다. 예를 들어, 도 11에 도시되는 바와 같이 샷 영역이 Group A 및 Group B로 그룹화될 수 있거나, 또는 도 14에 도시된 바와 같이 샷 영역이 Group A, B, C, 및 D로 분할될 수 있다.

단계 S51에서는, 단계 S50에서 형성된 각각의 그룹에 대해 계측을 위한 1개 이상의 대표 샷 영역이 지정된다. 1개 이상의 샷 영역이 각각의 그룹의 대표 샷 영역으로서 지정된다는 것에 유의한다. 예를 들어, 도 12의 OA1, 도 13의 OA2, 도 15의 OA3, 및 도 16의 OA4에 도시된 바와 같은 그룹의 수 및 그룹의 위치에 따라 대표 샷 영역이 필요에 따라 지정된다. 그리고, 단계 S52에서는, 단계 S51에서 지정된 각각의 대표 샷 영역에 대하여 위치 압인 프로파일이 설정된다.

단계 S53에서는, 그룹의 지정된 대표 샷 영역이 그룹에 속하는 샷 영역 중에서 최초에 임프린트 처리를 받도록 임프린트 처리 순서가 설정된다. 이 경우, 스루풋의 관점에서, 임프린트 처리 순서는, 기판 스테이지(3)의 이동 거리가 가능한 최소화되고, 임프린트 처리가 효율적으로 수행되도록 설정(재배열)된다. 예를 들어, OA1에 도시된 바와 같이 대표 샷 영역이 지정되는 경우에, 임프린트 처리 순서는 도 12의 Imprint Order #1로서 설정될 수 있다. 대표 샷 영역이 OA2에 도시된 바와 같이 지정되는 경우에는, 임프린트 처리 순서는 도 13의 Imprint Order #2로서 설정될 수 있다. 대표 샷 영역이 OA3에 도시된 바와 같이 지정되는 경우, 임프린트 처리 순서는 도 15의 Imprint Order #3으로서 설정될 수 있다. 대표 샷 영역이 OA4에 도시된 바와 같이 지정되는 경우, 임프린트 처리 순서는 도 16의 Imprint Order #4로서 설정될 수 있다.

단계 S54에서는, 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리의 순서가 설정되면, 기판(2)에 형성된 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리가 행하여진다. 각각의 샷 영역에 대한 임프린트 처리는 도 3에 도시된 흐름도에 따라서 행하여진다.

그 후, 단계 S55에서는, 단계 S54에서의 임프린트 처리에서 기록되고, 각각의 샷 영역에 대한 임프린트 처리에서의 Z 위치(예를 들어, 몰드(1) 또는 임프린트 헤드(4)의 Z 위치)를 기재하는 로그로부터 샷 영역 그룹 내의 처리의 안정성이 평가된다. 그룹 내의 안정성은, 상정된 위치 압인 프로파일(참조 Z 위치 프로파일)로부터의 차분의 최대값(Max값) 또는 RMS값에 의해 평가된다. 상정된 프로파일로부터의 차분이 최소인 샷 영역이 다음 대표 샷 영역으로서 사용된다. 상술한 바와 같이, 단계 S56에서는, 다음 및 후속 기판에 대해 지정되는 대표 샷 영역은 그룹 내의 임프린트 처리의 안정성의 평가 결과에 기초하여 갱신된다. 대표 샷 영역이 갱신된 후에, 처리 플로우는 다음에 임프린트될 기판에 대해 임프린트 처리가 행해지는 단계 S52로 복귀한다.

상기 설명에서는, 각각의 기판에 대해 임프린트 처리가 평가되고 대표 샷 영역이 갱신되는 것을 예로서 상정하고 있다. 그러나, 기판마다 임프린트 처리를 평가하는 대신에, 로트마다 임프린트 처리를 평가할 수 있거나, 또는 임의의 시간 동안의 모니터링을 통해 얻어진 통계 데이터에 기초하여 평가가 이루어질 수 있고 평가 결과에 기초하여 대표 샷이 갱신될 수 있다. 상술한 프로파일 또는 RMS값으로부터의 최대 차분값이 미리 결정된 허용값(임계치)을 초과하는 경우, 경고가 발행될 수 있다. 단계 S56에서는, 유사한 평가 결과를 갖는 샷 영역이 동일한 그룹으로 그룹화되도록 각각의 샷 영역에서의 계측의 평과 결과에 기초하여 그룹화를 갱신할 수 있다. 상술한 평가 방법 이외에, 다양한 방법이 임프린트 처리를 평가하기 위해 사용될 수 있다. 예를 들어, 그룹 내의 샷 영역의 평균 프로파일이 기준으로서 채용될 수 있다.

샷 영역을 복수의 샷 영역 그룹으로 분할하는 단계, 대표 샷 영역을 지정하는 단계, 및 평가 결과에 기초하여 샷 영역을 재그룹화하고 대표 샷 영역을 재지정하는 단계를 포함하는 도 17에 도시된 일련의 단계는 임프린트 장치(100)의 제어 유닛(11)에 의해 제어될 수 있다. 대표 샷 영역의 지정 및 임프린트 처리 순서의 설정은 상술한 규칙에 따라 임프린트 장치에 의해 수동으로 또는 자동으로 행해질 수 있다. 또한, 임프린트 장치(100)는 샷 영역을 재그룹화하고, 대표 샷 영역을 재지정하는 등의 규칙을 수립할 수 있으며, 규칙에 따라 이러한 동작을 자동으로 행할 수 있다.

도 18은, 도 10에 도시된 샷 레이아웃에 대한 각각의 샷 영역의 위치를 나타내는 ID 번호에 대하여 최종적으로 할당되는 설정의 일례를 도시하는 표이다. 도 18에 도시된 표에서는, 일부 샷 영역의 설명이 생략된다. 도 18에 도시된 표의 최좌측으로부터 최우측까지, 샷 영역의 ID 번호(#Shot), 할당된 샷 영역 그룹(Group), 및 각각의 그룹에 대해 미리 높이 계측이 행하여지는 대표 샷 영역이 설명된다. 도 18에 도시된 예에서는, Group A에 대한 높이를 결정하기 위해서 1의 ID 번호를 갖는 샷 영역에서 미리 높이가 계측되며, Group B에 대한 높이를 결정하기 위해서 j의 ID 번호를 갖는 샷 영역에서 미리 높이가 계측된다. 즉, 대표 샷 영역의 위치를 나타내고 있다.

또한, 도 18은 각 샷 영역에 할당된 프로파일(지정된 프로파일)의 종류를 나타내고 있다. 통상, 대표 샷 영역에 대해 높이 방향의 위치 압인 프로파일이 설정된다. 예를 들어, ID 번호 1을 갖는 샷 영역에 대해 위치 압인 프로파일(Z(1))이 설정되며, ID 번호 j를 갖는 샷 영역에 대해 위치 압인 프로파일(Z(j))이 설정된다. 동일한 그룹(예를 들어, Group A)에 포함되는 다른 샷 영역에 대해, 위치 압인 프로파일(Z(1))을 사용한 임프린트 후에 생성되는 힘 압인 프로파일(F(1))이 설정된다.

또한, 도 18은 각각의 샷 영역에서 설정된 임프린트 처리 순서를 나타내는 번호(#Order)를 또한 나타낸다. 상술한 바와 같이, 임프린트 처리 순서는, 스루풋의 관점에서 높은 효율을 달성하도록 설정되며, 따라서 샷 영역의 ID 번호 및 임프린트 처리 순서는 항상 일치하지는 않는다. 도 18의 표에는 도시되지 않았지만, 복수의 액추에이터(예를 들어, 3축의 액추에이터)를 제어함으로써 전술한 기울기 제어 및 모멘트 제어에 대해 프로파일이 설정될 수 있다. 또한, 사전에 수립된 규칙에 따라 기울기 제어 및 모멘트 제어를 자동으로 설정할 수 있다.

상술한 임프린트 장치(100)에서는, 광경화법을 사용해서 임프린트재를 경화시키는 것을 예로서 상정한다. 그러나, 본 실시형태에서는, 경화는 광경화법으로 한정되지 않는다. 예를 들어, 임프린트재는 열을 사용하여 경화될 수 있다. 광경화법에서는, 자외선 경화성 수지가 사용된다. 수지는 몰드가 수지를 통해 기판(2)에 대해 가압되는 상태에서 자외선을 조사함으로써 경화된다. 이 후, 몰드는 경화된 수지로부터 분리된다. 이에 의해, 경화된 수지의 패턴이 획득된다. 본 실시형태에서는, 자외선이 경화광으로서 사용된다. 그러나, 광의 파장은 기판(2) 상에 공급되는 임프린트재에 따라 필요에 따라 결정될 수 있다. 한편, 열을 이용하는 방법에서는, 열가소성 수지가 수지의 유동성이 향상되도록 유리 전이 온도 이상의 온도로 가열된다. 이 상태에서, 몰드는 수지를 통해 기판(2)에 대해 가압된다. 수지가 냉각된 후에, 몰드는 수지로부터 분리된다. 이에 의해, 수지의 패턴이 획득된다.

[물품의 제조 방법]

임프린트 장치를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용될 수 있거나, 또는 각종 물품을 제조하는 도중에 일시적으로 사용될 수 있다. 물품의 예는 전자 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등을 포함한다. 전자 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 혹은 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, FPGA와 같은 반도체 디바이스 등을 포함한다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드를 포함한다.

경화물의 패턴은, 상술한 물품 중 하나의 적어도 일부의 구성 요소로서 그대로 사용될 수 있거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용될 수 있다. 경화물의 패턴이 기판을 처리하는 기판 제작 공정에서 레지스트 마스크로서 사용되는 경우, 레지스트 마스크는 에칭, 이온 주입 등이 행해진 후에 제거된다. 기판 제작 공정은 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 패키징 등을 포함할 수 있다.

이어서, 물품을 제조하는 구체적인 방법에 대해서 아래에서 설명한다. 도 19a를 참조하면, 절연체 등의 피가공재(2z)가 기판(1z)의 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 잉크젯법 등을 사용하여, 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 도 19a에 도시된 예에서는, 복수의 액적의 형태의 임프린트재(3z)가 기판(1z)에 부여된다.

도 19b를 참조하면, 임프린트용 몰드(4z)를, 요철 패턴이 형성된 측을 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)를 향하도록 기판(1z)에 대향하게 배치한다. 그 후, 도 19c에 도시된 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 공간에 충전된다. 이 상태에서, 경화 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해 임프린트재(3z)에 조사함으로써 임프린트재(3z)를 경화시킨다.

임프린트재(3z)가 경화된 후에, 몰드(4z) 및 기판(1z)은 서로로부터 분리된다. 이에 의해, 도 19d에 도시된 바와 같이 경화된 임프린트재(3z)의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 결과적인 경화물의 패턴은, 몰드(4z)의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드(4z)의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.

도 19e를 참조하면, 피가공재(2z)는 경화물의 패턴을 에칭 마스크로서 사용하여 에칭된다. 이에 의해, 경화물로 덮이지 않거나 얇게 잔존하는 경화물로 덮이는 피가공재(2z)의 표면 부분이 제거되고, 홈(5z)이 형성된다. 도 19f를 참조하면, 경화물의 패턴이 제거되면, 피가공재(2z)의 표면에 형성된 홈(5z)을 갖는 물품이 획득된다. 본 예에서는 경화물의 패턴이 제거되었지만, 경화물의 패턴은 제거되지 않고 잔존할 수 있다. 예를 들어, 잔존하는 경화물은 반도체 디바이스 등에 포함되는 층간 절연막으로서 사용될 수 있다. 즉, 잔존하는 경화물은 물품의 구성 요소로서 사용될 수 있다. 본 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.

본 발명은 기판 상의 복수의 상이한 샷 영역 각각에 적합한 임프린트 제어 파라미터를 설정할 수 있는 임프린트 장치를 제공한다.

본 발명을 실시형태를 참고하여 위에서 설명하였다. 본 발명은 이러한 실시형태로 한정되지 않으며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것에 유의한다.

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 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하도록 구성되는 임프린트 장치이며,
   상기 몰드를 이동시키는 액추에이터를 포함하는 몰드 보유지지 유닛;
   상기 액추에이터에 의해 생성되는 힘을 검출하도록 구성되는 힘 센서;
   상기 몰드의 위치를 계측하도록 구성되는 위치 센서; 및
   상기 몰드 보유지지 유닛의 동작을 제어하는 제어 유닛을 포함하고,
   상기 제어 유닛은 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어하고, 상기 힘 압인 프로파일은 상기 액추에이터에 의해 생성되고 상기 힘 센서에 의해 검출되는 힘에 기초하여 상기 몰드의 이동을 제어하기 위해 규정되고, 상기 위치 압인 프로파일은 상기 위치 센서에 의해 계측된 상기 몰드의 상기 위치에 기초하여 상기 몰드의 이동을 제어하기 위해 규정되며,
   상기 힘 압인 프로파일 또는 상기 위치 압인 프로파일은 상기 임프린트재의 상기 패턴이 상기 기판 상에 형성될 때 선택가능한 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 몰드의 상기 위치는 상기 몰드의 높이인 임프린트 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 힘 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어함으로써 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 상기 패턴이 형성될 때, 상기 위치 센서를 사용하여 상기 몰드의 위치를 계측하는 임프린트 장치.
4. 제3항에 있어서, 상기 위치 압인 프로파일은 상기 위치 센서에 의한 상기 몰드의 상기 위치의 상기 계측 결과로부터 생성되는 임프린트 장치.
5. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 위치 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어함으로써 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 상기 패턴이 형성될 때, 상기 힘 센서를 사용하여 상기 액추에이터에 의해 생성되는 힘을 검출하는 임프린트 장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 힘 압인 프로파일은 상기 힘 센서에 의한 상기 액추에이터에 의해 생성되는 힘의 검출 결과로부터 생성되는 임프린트 장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 위치 압인 프로파일은, 상기 임프린트 장치에 미리 저장된 기준 위치 압인 프로파일을, 상기 임프린트 장치에 반입된 기판 및 몰드의 위치의 계측 결과에 기초하여 보정함으로써 취득되는 프로파일인 임프린트 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 몰드 보유지지 유닛은 복수의 액추에이터를 포함하고,
   상기 제어 유닛은, 상기 몰드와 상기 기판 상의 상기 임프린트재가 서로 접촉할 때 상기 몰드와 상기 기판 사이에서 발생하는 상대 기울기를 나타내는 정보에 기초하여, 상기 복수의 액추에이터를 제어함으로써 상기 몰드의 기울기를 조정해서 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 상기 패턴을 형성하는 임프린트 장치.
9. 제1항에 있어서,
   임프린트재의 패턴이 형성되는 복수의 샷 영역이 상기 기판 상에 형성되고,
   샷 영역의 위치에 따라서 상기 힘 압인 프로파일 또는 상기 위치 압인 프로파일이 선택되는 임프린트 장치.
10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 샷 영역은 복수의 그룹으로 분할되며,
    상기 제어 유닛은, 상기 그룹에 대해 미리 지정된 대표 샷 영역에 상기 패턴을 형성한 결과에 기초하여 생성되는 힘 압인 프로파일 또는 위치 압인 프로파일에 따라, 각각의 그룹에 포함되는 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하는 임프린트 장치.
11. 제10항에 있어서, 상기 대표 샷 영역은 상기 복수의 그룹 각각에 대해 지정되는 임프린트 장치.
12. 제11항에 있어서, 각각의 대표 샷 영역은, 상기 복수의 그룹 중 하나에 속하며, 상기 복수의 그룹 중 상기 하나에 속하는 모든 샷 영역 중에서 최초에 상기 몰드를 사용해서 상기 임프린트재의 상기 패턴이 형성되는 처리의 대상이 되는 임프린트 장치.
13. 제12항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 위치 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어함으로써 상기 대표 샷 영역에 임프린트재의 패턴을 형성할 때 생성되는 힘 압인 프로파일을 취득하며,
    상기 제어 유닛은, 취득된 상기 힘 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어함으로써, 상기 대표 샷 영역이 포함되는 그룹의 샷 영역에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치.
14. 제10항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 기판 상에 상기 임프린트재의 상기 패턴을 형성하기 전에, 상기 대표 샷 영역에 관한 높이 정보를 취득하며,
    상기 제어 유닛은, 상기 높이 정보에 기초하여 생성된 상기 위치 압인 프로파일에 따라 상기 몰드 보유지지 유닛을 제어하는 임프린트 장치.
15. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 방법이며,
    상기 몰드를 이동시키는 액추에이터에 의해 생성된 힘을 검출한 결과에 기초하여 상기 몰드의 상기 이동을 제어하기 위한 힘 압인 프로파일 또는 상기 몰드의 위치를 검출한 결과에 기초하여 상기 몰드의 이동을 제어하기 위한 위치 압인 프로파일 중 어느 하나로부터 선택가능한 프로파일에 따라 이동하도록 상기 몰드를 제어함으로써 상기 몰드를 상기 기판 상의 상기 임프린트재에 접촉시키는 단계를 포함하는 임프린트 방법.
16. 제15항에 있어서,
    상기 기판 상에 복수의 샷 영역이 형성되고, 각각의 샷 영역은 상기 임프린트재의 상기 패턴이 형성되는 영역이며, 상기 복수의 샷 영역은 복수의 그룹으로 분할되고,
    상기 몰드를 상기 임프린트재에 접촉시키는 단계는,
    상기 그룹 중 하나에 포함되는 상기 복수의 샷 영역 중에서 미리 지정된 대표 샷 영역에 패턴을 형성하는 형성 단계, 및
    상기 형성 단계의 결과에 기초하여 생성된 상기 힘 압인 프로파일 또는 상기 위치 압인 프로파일에 따라 그룹 중 상기 하나에 포함되는 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하는 단계
    를 더 포함하는 임프린트 방법.
17. 물품 제조 방법이며,
    제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 상기 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 형성 단계, 및
    상기 형성 단계에서 상기 임프린트재의 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계를 포함하는 물품 제조 방법.

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