KR20210032907A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20210032907A
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신이치 슈도
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 몰드의 주위에 배치되고, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 공간을 둘러싸는 기류를 형성하도록 구성되는 형성 유닛을 포함하고; 상기 형성 유닛은 서로 독립적인 제1 형성 유닛 및 제2 형성 유닛을 포함하고, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 각각은 상기 기류를 형성하기 위한 기체를 상기 몰드의 측으로부터 상기 기판의 측으로 분출하는 분출구를 포함하며, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하는, 임프린트 장치를 제공한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스의 나노패터닝이 증가함에 따라, 종래의 리소그래피 기술 이외에, 기판 상의 임프린트재를 몰드를 사용하여 성형하고, 몰드에 형성된 미세한 요철 패턴을 기판 상에 형성하는 나노패터닝 기술이 주목받고 있다. 나노패터닝 기술은 임프린트 기술이라고도 지칭되며, 기판 상에 대략 수 nm의 미세한 패턴(구조체)을 형성할 수 있다.
임프린트 기술에서는, 임프린트재를 경화시키는 방법의 하나로서 광경화법이 채용된다. 광경화법에서는, 기판 상의 샷 영역에 공급된 임프린트재를 몰드에 접촉시키고 이 상태에서 광을 임프린트재에 조사해서 임프린트재를 경화시킨다. 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성한다.
임프린트 기술을 채용하는 임프린트 장치에서는, 몰드와 기판 상의 임프린트재를 접촉시킬 때 몰드와 기판 사이의 공간에 파티클이 존재하면, 몰드 기판이 파손될 것이고, 기판 상에 결함을 갖는 패턴이 형성될 것이다. 따라서, 클린 드라이 에어 등의 기체를 사용하여 몰드와 기판 사이의 공간을 차폐하는(둘러싸는) 기류(에어 커튼)를 형성함으로써, 파티클의 침입을 방지한다.
에어 커튼은, 일반적으로, 기판 상에 임프린트재가 공급되는 위치와, 몰드를 기판 상의 임프린트재에 접촉시키는 위치 사이에 형성된다. 따라서, 기판 상에 공급된 임프린트재가 에어 커튼을 통과할 때에 임프린트재가 증발될 가능성이 있다. 따라서, 일본 특허 공개 공보 제2016-201485호는, 기판 상의 임프린트재가 에어 커튼을 통과할 때에, 에어 커튼을 형성하는 기체의 유량을 감소시킴으로써, 기판 상의 임프린트재의 증발을 억제하는 기술을 제안하고 있다.
또한, 임프린트 장치에서는, 생산성 향상 기술로서, 기판 상의 복수의 샷 영역에 한번에 임프린트재를 공급하여, 복수의 샷 영역에 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 기술이 알려져 있다.
그러나, 일본 특허 공개 공보 제2016-201485호에 개시된 기술을, 임프린트재가 공급된 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 사용하는 경우, 이하와 같은 문제가 발생하고, 임프린트재 패턴을 기판 상에 형성하는 데도 불리하다. 예를 들어, 주어진 샷 영역에 대하여 임프린트 처리를 행하는 동안에, 다른 샷 영역에 공급된 미경화 임프린트재가 에어 커튼에 노출되고, 이러한 미경화 임프린트재가 국소적으로 증발할 것이다. 또한, 에어 커튼을 형성하는 기체의 유량을 감소시키면, 몰드와 기판 사이의 공간에 파티클이 침입할 가능성이 증가한다.
본 발명은 임프린트재 패턴을 형성하는데 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 몰드의 주위에 배치되고, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 공간을 둘러싸는 기류를 형성하도록 구성되는 형성 유닛; 및 미경화 임프린트재가 공급된 상기 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여 상기 임프린트 처리를 연속적으로 행할 때에, 상기 형성 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고, 상기 형성 유닛은 서로 독립적인 제1 형성 유닛 및 제2 형성 유닛을 포함하고, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 각각은 상기 기류를 형성하기 위한 기체를 상기 몰드의 측으로부터 상기 기판의 측으로 분출하는 분출구를 포함하며, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하는, 임프린트 장치가 제공된다.
본 발명의 추가의 양태는 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태로서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2a 내지 도 2d는 임프린트 처리의 순번을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 기판 상의 각각의 샷 영역과 형성 유닛 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4g는 형성 유닛의 구성 및 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 형성 유닛의 형상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 6은 제1 형성 유닛 및 제2 형성 유닛의 단면을 도시하는 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 양태로서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 8a 내지 도 8d는 임프린트 처리의 순번을 설명하기 위한 도면이다.
도 9a 및 도 9b는 기판 상의 각각의 샷 영역과 형성 유닛 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10d는 형성 유닛의 구성 및 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 11a 내지 도 11f는 물품 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 모든 특징을 필요로 하는 발명으로 한정되지 않고, 이러한 다수의 특징은 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일 또는 유사한 구성에 동일한 참조 번호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은, 본 발명의 일 양태에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치(100)는, 기판 상에 공급(배치)된 미경화 임프린트재에 몰드를 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 요철 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다.
임프린트재로서는, 경화 에너지가 부여됨으로써 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라 칭할 수도 있음)이 사용된다. 경화 에너지의 예는 전자기파 등이다. 전자기파로서는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광이 사용된다. 전자기파의 예는 적외선, 가시광선, 및 자외선이다.
경화성 조성물은 광의 조사에 의해 경화되는 조성물이다. 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하며, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 재료이다.
임프린트재는 스핀 코터(스핀 코트법) 또는 슬릿 코터(슬릿 코트법)에 의해 기판 상에 막 형상으로 부여될 수 있다. 임프린트재는, 액체 분사 헤드를 사용하여 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 막 형상으로 기판 상에 부여될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s(포함)이다.
기판으로서는, 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용된다. 필요에 따라, 기판의 표면에는 기판과 상이한 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 더 구체적으로는, 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 반도체 화합물 웨이퍼, 및 실리카 유리이다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(1)의 표면에 평행한 방향이 X-Y 평면으로서 규정되는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계에서의 X축, Y축 및 Z축에 평행한 방향은 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 Z 축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ 축에 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 특정되는 정보이며, 자세는 θX축, θY축 및 θZ축의 값에 의해 특정되는 정보이다. 위치결정은 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다.
임프린트 장치(100)는, 기판(1)을 보유지지하면서 이동하는 기판 스테이지(10), 몰드(2)를 보유지지하면서 이동하는 헤드(20), 및 기판 상(의 복수의 샷 영역)에 미경화 임프린트재를 공급하는 공급 유닛(30)을 포함한다. 임프린트 장치(100)는, 형상 보정 유닛(21), 조사 유닛(40), 형성 유닛(50), 및 제어 유닛(60)을 포함한다.
기판 스테이지(10) 및 헤드(20)는, 기판(1)과 몰드(2) 사이의 상대 위치를 조정하도록, 기판(1) 및 몰드(2) 중 적어도 하나를 이동시키는 상대 이동 기구를 형성한다. 상대 이동 기구에 의한 기판(1)과 몰드(2) 사이의 상대 위치의 조정은, 기판(1) 상의 임프린트재를 몰드(2)에 접촉(가압)하기 위한 구동 및 기판(1) 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드(2)를 분리하기 위한 구동을 포함한다. 또한, 상대 이동 기구에 의한 기판(1)과 몰드(2) 사이의 상대 위치의 조정은 기판(1)과 몰드(2) 사이의 위치결정을 포함한다. 기판 스테이지(10)는, 기판(1)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축 및 θZ축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축 및 θZ축을 포함하는 6축)에 관해서 구동하도록 구성된다. 헤드(20)는, 몰드(2)를 복수의 축(예를 들어, X축, Y축 및 θZ축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축 및 θZ축을 포함하는 6축)에 관해서 구동하도록 구성된다.
공급 유닛(30)은, 예를 들어 기판 상의 각각의 샷 영역에 임프린트재를 토출하는 디스펜서를 포함한다. 공급 유닛(30)에는, 임프린트재를 저장하는 탱크(도시되지 않음)로부터 배관(도시되지 않음)을 통해서 임프린트재가 공급된다. 공급 유닛(30)으로부터 기판 상에 공급되지 않은 임프린트재는 배관을 통해서 탱크에 회수된다. 또한, 공급 유닛(30)은, 임프린트재를 저장하는 탱크와 임프린트재를 기판 상에 토출하는 노즐을 일체화하는 카트리지일 수 있다.
형상 보정 유닛(21)은, 헤드(20)에 의해 보유지지된 몰드(2)의 형상(배율)을 보정하는 기능을 갖는다. 형상 보정 유닛(21)은, 예를 들어 몰드(2)의 측면에 대하여, 몰드(2)의 패턴면(패턴이 형성된 면)에 평행한 방향으로 힘을 가하는(압력을 가하는) 것에 의해 몰드(2)를 변형시키는 복수의 핑거를 포함할 수 있다.
조사 유닛(40)은, 기판 상의 임프린트재가 경화될 때에, 몰드(2)를 통해서 즉, 기판 상의 임프린트재와 몰드(2)가 서로 접촉하는 상태에서, 임프린트재에 광을 조사한다. 조사 유닛(40)은, 예를 들어 광원(도시되지 않음), 및 광원으로부터의 광을 임프린트재의 경화에 적합한 광으로 조정하는 광학계(도시되지 않음)를 포함한다.
형성 유닛(50)은, 몰드(2)의 주위에 배치되고, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간을 둘러싸는 기류, 즉 소위 에어 커튼을 형성한다. 형성 유닛(50)은, 본 실시형태에서는, 서로 독립적으로 형성된 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)을 포함한다. 제1 형성 유닛(510)은, 에어 커튼(기류)을 형성하기 위한 기체를 몰드(2)의 측으로부터 기판(1)의 측을 향해서(즉, -Z 방향으로) 분출하는 분출구(510a)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 형성 유닛(520)은, 에어 커튼을 형성하기 위한 기체를 몰드(2)의 측으로부터 기판(1)의 측을 향해서 분출하는 분출구(520a)를 포함한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)으로부터 분출되는 기체는, 예를 들어 클린 드라이 에어 등을 포함한다.
제어 유닛(60)은, CPU, 메모리 등을 포함하는 정보 처리 장치(컴퓨터)에 의해 형성되고, 저장 유닛에 저장된 프로그램에 따라 임프린트 장치(100)의 각각의 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 임프린트 장치(100)를 동작시킨다. 제어 유닛(60)은, 임프린트 처리 및 임프린트 처리에 관련된 처리를 제어한다. 또한, 제어 유닛(60)은, 본 실시형태에서는, 미경화 임프린트재가 공급된 복수의 샷 영역에 대하여 임프린트 처리를 연속적으로 행할 때에, 형성 유닛(50)을 제어한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(60)은, 제1 형성 유닛(510)에 배치된 분출구(510a)로부터 분출되는 기체의 유량과 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출되는 기체의 유량을 개별적으로 제어한다. 본 실시형태에서는, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)에 대하여 1개의 제어 유닛(60)만을 제공하고 있지만, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 각각에 대하여 개별 제어 유닛이 배치될 수 있다는 것에 유의한다.
임프린트 장치(100)에 의해 행해지는 임프린트 처리에 대해서 설명한다. 먼저, 공급 유닛(30)(의 임프린트재의 공급 위치) 아래에서 기판(1)을 보유지지하는 기판 스테이지(10)를 왕복 이동시키면서, 드롭 레시피에 따라서 공급 유닛(30)이 임프린트재를 토출하게 함으로써, 기판 상의 샷 영역에 미경화 임프린트재를 공급한다. 본 실시형태에서는, 공급 유닛(30)은, 기판 상의 복수의 샷 영역(적어도 2개 이상의 샷 영역)에 한번에 미경화 임프린트재를 공급한다. 이하, 미경화 임프린트재가 공급되고, 임프린트 처리가 행하여지는 샷 영역을 대상 샷 영역이라 칭한다. 이 경우, 샷 영역은, 몰드(2)의 패턴 영역(패턴이 형성된 영역)에 대응하는 영역이다.
기판 상의 복수의 샷 영역에 미경화 임프린트재를 공급한 후에, 기판(1)을 보유지지하는 기판 스테이지(10)를 헤드(20)에 의해 보유지지된 몰드(2)(의 가압 위치) 아래로 이동시킨다. 기판 상의 대상 샷 영역이 가압 위치에 위치결정되면, 대상 샷 영역에 공급된 미경화 임프린트재를 몰드(2)에 접촉시키는 처리를 개시한다. 이때, 제어 유닛(60)은, 대상 샷 영역(적어도 하나의 샷 영역)에 몰드(2)가 대향하는 상태에서, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 아래에 미경화 임프린트재가 존재하는지를 판정한다. 즉, 제어 유닛은, 제1 형성 유닛(510)에 배치된 분출구(510a) 또는 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)가 미경화 임프린트재 상에 위치하고 있는지를 판정한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 형성 유닛 아래에 미경화 임프린트재가 존재한다고 판정되는 경우, 제어 유닛(60)은 하나의 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 저감시키도록 형성 유닛(50)을 제어할 것이다. 예를 들어, 형성 유닛(50)은, 하나의 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량이, 미경화 임프린트재가 분출구 아래에 존재하지 않는 경우에 분출되는 기체의 유량(제1 유량) 미만인 유량(제2 유량)이 되도록, 제어된다. 이때, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간의 기압(상태)을 변화시키지 않도록, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 다른 형성 유닛(아래에 미경화 임프린트재가 존재하지 않는 형성 유닛)에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 증가시키는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 제1 형성 유닛(510)에 배치된 분출구(510a)로부터 분출되는 기체의 유량과 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출되는 기체의 유량의 총합이 항상 일정해지도록, 형성 유닛(50)을 제어한다. 즉, 하나의 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량의 감소는, 다른 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 증가시킴으로써 보상된다. 결과적으로, 아래로 미경화 임프린트재가 존재하는 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 저감시키면서도, 에어 커튼을 형성하는 기체의 유량의 감소를 억제하고, 이에 의해 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간에 파티클이 침입하는 것을 억제하는 것이 가능해질 것이다.
또한, 기판 상에 공급되는 임프린트재가 높은 휘발성을 갖고 있는 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 기판 스테이지(10)가 정지하고, 헤드(20)가 기판 상의 미경화 임프린트재와 몰드(2)를 접촉시키기 위한 이동을 개시하는 시점에서, 아래에 미경화 임프린트재가 존재하는 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 0으로 설정할 수 있다.
또한, 기판 스테이지(10)를 공급 위치로부터 가압 위치로 이동시키는 과정 동안, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재가 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 형성 유닛 아래를 통과할 경우가 있을 수 있다. 이 경우, 기판 스테이지(10)를 가압 위치에 위치시키기 위한 이동을 개시하는 시점에서, 하나의 형성 유닛(미경화 임프린트재가 아래를 통과하는 형성 유닛)에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 저감시킬 수 있다.
기판 상의 대상 샷 영역에 공급된 미경화 임프린트재 및 몰드(2)를 접촉시킬 때, 몰드(2)(의 패턴)가 미리결정된 형상을 갖도록, 형상 보정 유닛(21)에 의해 몰드(2)의 형상을 보정할 수 있다. 기판 상의 대상 샷 영역에 공급된 미경화 임프린트재와 몰드(2)를 접촉시킬 때, 이러한 상태에서 조사 유닛(40)으로부터 광을 조사함으로써, 몰드(2)를 통해서 임프린트재를 경화시킨다. 이어서, 대상 샷 영역 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드(2)를 분리한다. 결과적으로, 기판 상의 대상 샷 영역에 임프린트재의 패턴이 형성된다.
기판 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드(2)를 분리한 후에, 기판(1)을 보유지지하는 기판 스테이지(10)를 이동시켜, 기판 상의 다음 대상 샷 영역을 가압 위치로 위치결정한다. 기판 상의 다음의 대상 샷 영역이 가압 위치에 위치결정되면, 다음 대상 샷 영역에 공급된 미경화 임프린트재와 몰드(2)를 접촉시키는 처리가 개시된다. 이때, 제어 유닛(60)은, 다음 대상 샷 영역에 몰드(2)가 대향하는 상태에서, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 형성 유닛의 아래에 미경화 임프린트재가 존재하는지를 판정한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 형성 유닛 아래에 미경화 임프린트재가 존재하는 경우, 제어 유닛(60)은 하나의 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 제2 유량으로 유지한다. 한편, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 중 하나의 형성 유닛 아래에 미경화 임프린트재가 존재하지 않는 경우, 제어 유닛(60)은, 하나의 형성 유닛에 배치된 분출구로부터 분출되는 기체의 유량을 제2 유량으로부터 제1 유량으로 원래대로 재설정한다.
이러한 일련의 동작은, 공급 유닛(30)에 의해 한번에 미경화 임프린트재가 공급된 복수의 샷 영역의 모두에 대하여 임프린트 처리가 행해질 때까지 반복될 수 있다. 이어서, 기판 상의 모든 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 종료되면, 임프린트 장치(100)로부터 기판(1)을 반출한다.
도 2a, 도 2b, 도 2c 및 도 2d는, 임프린트 장치(100)에서 행해지는 임프린트 처리의 순번을 설명하기 위한 도면이며, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여 임프린트 처리가 연속적으로 행해지는 상태를 나타낸다. 도 2a는, 기판 상에 미경화 임프린트재가 공급되기 전의 상태의 기판(1)을 나타낸다. 도 2a에서, 샷 영역(33)은, 임프린트 처리를 거침으로써 임프린트재 패턴이 형성된 샷 영역을 나타낸다. 도 2b는, 기판 상의 복수의 샷 영역(31)에 임프린트재가 공급된 후의 상태의 기판(1)을 나타낸다. 본 실시형태에서는, 도 2b에 나타내는 바와 같이, 임프린트재 패턴이 형성된 샷 영역(33)에 대하여 +Y 방향 측에 배열된 복수의 샷 영역(31)에, 한번에 미경화 임프린트재가 공급된다. 또한, 도 2b에서는, X 방향의 1개의 열에 포함되는 모든 샷 영역(31)에 미경화 임프린트재가 공급되어 있지만, 예를 들어 하나의 샷 영역에 임프린트재를 공급한 후에 다음 샷 영역을 건너뜀으로써 샷 영역에 번갈아서 미경화 임프린트재를 공급할 수 있다. 도 2c는, 기판 상의 복수의 샷 영역(31) 중 1개의 샷 영역(32)에 임프린트 처리가 행해지는 상태의 기판(1)을 나타낸다. 몰드(2)는, 샷 영역(32)에 공급된 임프린트재가 사이에 있는 상태에서 기판(1)에 가압된다. 이에 의해, 샷 영역(32)에 공급된 임프린트재가 몰드(2)에 의해 성형된다. 도 2d는, 기판 상의 복수의 샷 영역(31) 중 샷 영역(32)에 인접하는 샷 영역(34)에 임프린트 처리가 행해지는 상태의 기판(1)을 나타낸다. 샷 영역(32)에 이어 샷 영역(34)에 임프린트 처리가 행해지기 때문에, 샷 영역(34)이 가압 위치에 위치하도록, 기판(1)을 보유지지하는 기판 스테이지(10)를 이동시킨다. 본 실시형태에서는, 임프린트 처리의 순번은, -Y 방향 측의 샷 영역으로부터 +Y 방향 측의 샷 영역으로, 그리고 +X 방향 측의 샷 영역으로부터 -X 방향 측으로 처리가 진행되도록, 배치된다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 임프린트 처리 순번은, +Y 방향 측의 샷 영역으로부터 -Y 방향 측의 샷 영역으로, 그리고 -X 방향 측의 샷 영역으로부터 +X 방향 측으로 처리가 진행되도록 배치될 수 있다. 임프린트 처리의 순번은, 임프린트 장치(100)의 생산성 및 구성을 고려해서 임의로 선택될 수 있다.
도 3은, 본 실시형태에 따른 임프린트 처리에서의 기판 상의 각각의 샷 영역과 형성 유닛(50), 즉, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 제1 형성 유닛(510)은, 도 3에 도시된 바와 같이, X-Y 평면 내(몰드(2)의 패턴면과 평행한 면 내)에서, 몰드(2)에 대하여 부분적으로 개방되는 개구(OP)를 포함하도록, 몰드(2)를 둘러싸는 형상에서 일부분을 도려낸 형상을 갖는다. 제2 형성 유닛(520)은, 도 3에 도시된 바와 같이, X-Y 평면 내에서 개구(OP)를 커버하는 형상을 갖는다. 또한, 제1 형성 유닛(510)의 기판 측 면의 전체면에 분출구(510a)가 배치되고, 제2 형성 유닛(520)의 기판 측 면의 전체면에 분출구(520a)가 배치된다.
도 3을 참조하면, 예를 들어 기판 상의 샷 영역(32)에 대하여 임프린트 처리를 행하는 경우, 제2 형성 유닛(520)은 미경화 임프린트재 상에 배치된다. 즉, 기판 상의 샷 영역(32)에 몰드(2)가 대향하는 상태에서는, 제2 형성 유닛(520) 아래에 복수의 샷 영역(31)에 공급된 미경화 임프린트재가 존재한다. 따라서, 샷 영역(31)에 공급된 미경화 임프린트재는, 임프린트 처리의 개시로부터 종료까지의 기간 동안, 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출된 기체에 노출되기 때문에, 미경화 임프린트재의 증발이 가속될 것이다. 따라서, 본 실시형태에서는, 제어 유닛(60)은, 상술한 바와 같이, 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출되는 기체의 유량을 저감(제한)함으로써, 샷 영역(31)에 공급된 미경화 임프린트재의 증발의 가속을 방지할 것이다. 이에 의해, 샷 영역(31)에 공급된 미경화 임프린트재의 증발을 억제할 수 있다. 기체의 유량을 저감시키기 위한 조치로서는, 분출구로부터 분출된 기체가 미경화 임프린트재에 도달할 때의 유속이, 기판 스테이지(10)가 기판(1)을 보유지지한 상태에서 이동할 때의 속도보다 느려지도록 구성할 수 있다는 것에 유의한다. 단, 이러한 조치는 기판 상에 공급되는 임프린트재의 휘발성에 의존하기 때문에, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e, 도 4f 및 도 4g를 참조하여, 본 실시형태에 따른 형성 유닛(50)의 형상 및 구성에 대해서 더 상세하게 설명한다.
도 4a 및 도 4b는, X 방향의 1개의 열에 포함되는 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급한 후에 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4a는, 복수의 샷 영역에 대하여 +X 방향으로부터 -X 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4b는, 복수의 샷 영역에 대하여 -X 방향으로부터 +X 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4c 및 도 4d는, Y 방향의 1개의 열에 포함되는 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급함으로써 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4c는, 복수의 샷 영역에 대하여 -Y 방향으로부터 + Y 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4d는, 복수의 샷 영역에 대하여 +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 각각의 형성 유닛(50)은, 에어 커튼을 형성하기 위해 기체를 분출하는 분출구를 포함하고, 서로 독립적으로 배치되는 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)을 포함한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간(의 중심부)으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(511 및 521)을 포함한다. 이와 같이, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)에 각각 서로 겹치는 부분(511 및 521)을 배치하는 것은, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 억제하는 데 유리할 것이다.
도 4e는, X 방향의 1개의 열에 포함되는 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급한 후에 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4e는, 복수의 샷 영역에 대하여 +X 방향으로부터 -X 방향으로 그리고 복수의 샷 영역에 대하여 -X 방향으로부터 +X 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4f은, Y 방향의 1개의 열에 포함되는 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급한 후에 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4f는, 복수의 샷 영역에 대하여 +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 그리고 복수의 샷 영역에 대하여 -Y 방향으로부터 +Y 방향으로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다.
도 4e 및 도 4f를 참조하면, 각각의 형성 유닛(50)은, 에어 커튼을 형성하기 위해 기체를 분출하는 분출구를 포함하고, 서로 독립적으로 배치되는 제1 형성 유닛(510), 제2 형성 유닛(520), 제3 형성 유닛(530) 및 제4 형성 유닛(540)을 포함한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제4 형성 유닛(540)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(512 및 542)을 포함한다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(511 및 521)을 포함한다. 제2 형성 유닛(520) 및 제3 형성 유닛(530)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(522 및 531)을 포함한다. 제3 형성 유닛(530) 및 제4 형성 유닛(540)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(532 및 541)을 포함한다. 이러한 종류의 구성의 설정은, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 억제하는 데 유리할 것이다.
또한, 도 4e 및 도 4f에 나타내는 바와 같이, 제1 형성 유닛(510) 및 제3 형성 유닛(530)은, 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고, X-Y 평면 내(몰드(2)의 패턴면과 평행한 면 내)에서 동일한 형상을 갖는다. 제2 형성 유닛(520) 및 제4 형성 유닛(540)은, 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되며, X-Y 평면 내에서 동일한 형상을 갖는다. 이에 의해, 도 4e에 나타내는 형성 유닛(50)은 ±X 방향 중 어느 한쪽으로부터의 임프린트 처리 순번에 대처할 수 있을 것이고, 도 4f에 나타내는 형성 유닛(50)은 ±Y 방향 중 어느 한쪽으로부터의 임프린트 처리 순번에 대처할 수 있을 것이다.
도 4g는, X 방향 또는 Y 방향의 1개의 열에 포함되는 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급한 후에 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 4g를 참조하면, 형성 유닛(50)은, 서로 독립적으로 배치되는 제1 형성 유닛(510), 제2 형성 유닛(520), 제3 형성 유닛(530), 제4 형성 유닛(540), 제5 형성 유닛(550), 제6 형성 유닛(560), 제7 형성 유닛(570) 및 제8 형성 유닛(580)을 포함한다. 제1 형성 유닛(510), 제2 형성 유닛(520), 제3 형성 유닛(530), 제4 형성 유닛(540), 제5 형성 유닛(550), 제6 형성 유닛(560), 제7 형성 유닛(570) 및 제8 형성 유닛(580) 각각은, 에어 커튼을 형성하기 위해 기체를 분출하는 분출구를 포함한다. 또한, 제1 형성 유닛(510) 및 제8 형성 유닛(580)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(513 및 582)을 포함한다. 제2 형성 유닛(520) 및 제3 형성 유닛(530)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(522 및 531)을 포함한다. 제3 형성 유닛(530) 및 제4 형성 유닛(540)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(532 및 541)을 포함한다. 제4 형성 유닛(540) 및 제5 형성 유닛(550)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(542 및 551)을 포함한다. 제5 형성 유닛(550) 및 제6 형성 유닛(560)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(552 및 561)을 포함한다. 제6 형성 유닛(560) 및 제7 형성 유닛(570)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(562 및 571)을 포함한다. 제7 형성 유닛(570) 및 제8 형성 유닛(580)은 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(572 및 581)을 포함한다. 이러한 종류의 구성을 설정함으로써, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 물리적으로 억제하는 것이 가능해질 것이다.
또한, 도 4g에 나타내는 바와 같이, 제1 형성 유닛(510), 제3 형성 유닛(530), 제5 형성 유닛(550) 및 제7 형성 유닛(570)은 X-Y 평면 내에서 동일한 형상을 갖는다. 제2 형성 유닛(520), 제4 형성 유닛(540), 제6 형성 유닛(560) 및 제8 형성 유닛(580)은 X-Y 평면 내에서 동일한 형상을 갖는다. 또한, 제1 형성 유닛(510) 및 제5 형성 유닛(550)은 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고, 제2 형성 유닛(520) 및 제6 형성 유닛(560)은 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된다. 제3 형성 유닛(530) 및 제7 형성 유닛(570)은 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치되고, 제4 형성 유닛(540) 및 제8 형성 유닛(580)은 몰드(2)를 사이에 두고 서로 대향하도록 배치된다. 이에 의해, 도 4g에 나타내는 형성 유닛(50)은, ±X 방향 중 어느 한쪽으로부터의 임프린트 처리 순번에 대처할 수 있고, ±Y 방향 중 어느 한쪽으로부터의 임프린트 처리 순번에 대처할 수 있을 것이다.
도 4a, 도 4b, 도 4c, 도 4d, 도 4e, 도 4f 및 도 4g 각각에 나타내는 형성 유닛(50)의 구성 및 형상은 일례일 뿐이라는 것에 유의한다. 형성 유닛(50)의 구성 및 형상은, 기판 상의 복수의 샷 영역에 한번에 미경화 임프린트재를 공급함으로써 연속적으로 임프린트 처리를 행할 때에 사용되는 순번 및 방향에 따라서 결정될 수 있다.
도 5a, 도 5b, 도 5c 및 도 5d은, 본 실시형태에 따른 형성 유닛(50)의 형상, 특히 제2 형성 유닛(520)의 형상의 일례를 도시하는 도면이다. 도 5a 및 도 5c에 나타내는 바와 같이, 제2 형성 유닛(520)은, 제1 형성 유닛(510)의 개구(OP) 내로 삽입되는 부분(525)을 포함할 수 있다. 더 구체적으로는, 제2 형성 유닛(520)은, X-Y 평면 내(몰드(2)의 패턴면과 평행한 면 내)에서, 도 5a에 나타내는 바와 같은 볼록 형상 또는 도 5c에 나타내는 바와 같은 H자 형상을 가질 수 있다. 이러한 종류의 구성을 설정함으로써, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 물리적으로 억제하는 것이 가능해질 것이다.
단, 제2 형성 유닛(520)은, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 겹치는 부분(521)을 포함하면 되고, 제1 형성 유닛(510)의 개구(OP)에 삽입되는 부분(525)을 포함하는 것이 반드시 필요한 것은 아니다. 즉, 도 5b 및 도 5d에 나타내는 바와 같이, 제2 형성 유닛(520)은, 제1 형성 유닛(510)의 개구(OP)에 삽입되는 부분을 포함하지 않을 수 있다. 더 구체적으로는, 제2 형성 유닛(520)은, X-Y 평면 내(몰드(2)의 패턴면과 평행한 면 내)에서, 도 5b에 나타내는 바와 같은 I자 형상 또는 도 5d에 나타내는 바와 같은 사다리꼴 형상(테이퍼 형상)을 가질 수 있다.
형성 유닛(50)(제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520))은, 에어 커튼을 형성함으로써, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간에 파티클이 침입하는 것을 억제하는 성능을 유지할 필요가 있다. 따라서, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 각각은, 도 4a 내지 도 4d 및 도 5a 내지 도 5d에 나타내는 바와 같이, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(511 및 521)을 포함한다. 또한, 제2 형성 유닛(520)의 Y 방향의 길이(치수)는 1개의 샷 영역의 길이 방향의 길이보다 길다. 이에 의해, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재의 증발을 억제할 수 있을 것이다. 또한, 도 5a, 도 5b 및 도 5d에서는, 제2 형성 유닛(520)은 제1 형성 유닛(510)의 외측에 배치되어 있지만, 제1 형성 유닛(510)의 내측에 배치될 수 있다.
도 6은, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)의 X-Y 평면 내에서의 단면을 도시하는 도면이다. 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)은, 도 6에 나타내는 바와 같이, 중공부(HL)를 포함하는 중공 부재를 베이스로서 사용하고 중공 부재에 분출구(OL)를 형성함으로써 구성된다. 중공부(HL)는, 공급관을 통해서 기체원에 연결되어 있고, 중공부(HL)에는, 기체원으로부터 공급되는 기체, 즉 분출구(OL)로부터 분출되는 기체가 저류된다. 이와 같이, 기체를 저류할 수 있는 중공부(HL)를 배치함으로써, 분출구(OL)로부터 균일한 압력으로 기체를 분출하는 것이 가능하게 된다. 단, 도 6에 나타내는 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)의 구성은 단지 일례이며, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)은 전체적으로 다공질 부재에 의해 형성될 수 있으며, 중공 부재에 분출구(OL)를 형성하는 것이 아니고 분출구(OL)로서 다공질 부재를 중공 부재에 부착할 수 있다.
본 실시형태에서는, 헤드(20)에 의해 보유지지된 몰드(2)를 둘러싸도록 형성 유닛(50)을, 예를 들어 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)으로 분할하고, 각각의 형성 유닛에서 기체의 유량을 조정함으로써, 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간의 기압 변동을 억제한다. 또한, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)에는 각각 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분(511 및 521)이 제공되어 있다. 이에 의해, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재의 증발 및 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 억제하는 것이 가능해져서, 기판 상에 임프린트재 패턴을 고정밀도로 형성할 수 있다.
임프린트 장치(100)는, 도 7에 나타내는 바와 같이, 기판 상의 복수의 샷 영역에 미경화 임프린트재를 공급하는 공급 유닛(30)을 포함하지 않을 수 있다는 것에 유의한다. 즉, 미경화 임프린트재는, 예를 들어 코터/디벨로퍼 등의 외부 장치에 의해 기판 상의 복수의 샷 영역에 공급될 수 있다. 이 경우, 임프린트 장치(100)는, 복수의 샷 영역에 미경화 임프린트재가 공급된 기판(1)을 반입하기 위한 반입 유닛(70)을 포함할 것이다. 반입 유닛(70)은, 예를 들어 미경화 임프린트재가 공급된 기판(1)을 임프린트 장치(100)에 반입하기 위한 반입구 및 반입구로부터 반입된 기판(1)을 기판 스테이지(10)에 전달하는 전달 기구를 포함할 수 있다.
도 8a, 도 8b, 도 8c 및 도 8d는, 도 7에 나타내는 임프린트 장치(100)에서 행해지는 임프린트 처리의 순번을 설명하기 위한 도면이다. 이 경우에는, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여, -Y 방향으로부터 +Y 방향으로 그리고 +X 방향으로부터 -X 방향으로 임프린트 처리가 연속적으로 행해지는 상태를 나타낸다. 도 8a는, 기판 상에 미경화 임프린트재를 공급하기 전의 상태의 기판(1)을 나타낸다. 이것은 기판 상의 복수의 샷 영역 중, 1개의 샷 영역(37)에 대해 임프린트 처리를 행하기 전의 상태의 기판(1)을 나타낸다. 도 8a를 참조하면, 코터/디벨로퍼 등과 같은 외부 장치에 의해, 기판(1)의 전체면에 미경화 임프린트재가 공급되어 있고, 샷 영역(33)은 임프린트 처리를 거침으로써 임프린트재 패턴이 형성된 샷 영역을 나타내는 것을 볼 수 있다. 도 8a에 나타내는 바와 같이, 샷 영역(37)에 임프린트 처리를 행하기 위해서, 샷 영역(37)이 가압 위치로 위치하도록, 기판(1)을 보유지지한 기판 스테이지(10)를 이동시킨다. 도 8b는, 샷 영역(37)에 임프린트 처리를 행해지는 상태의 기판(1)을 나타낸다. 몰드(2)는, 샷 영역(37)에 공급된 임프린트재가 사이에 있는 상태에서 기판(1)에 가압된다. 이에 의해, 샷 영역(37)에 공급된 임프린트재가 몰드(2)에 의해 성형된다. 도 8c는, 샷 영역(37)에 인접하는 샷 영역(38)에 임프린트 처리를 행하기 전의 상태의 기판(1)을 나타낸다. 샷 영역(37)에 이어 샷 영역(38)에 임프린트 처리를 행하기 때문에, 샷 영역(38)이 가압 위치에 위치하도록, 기판(1)을 보유지지한 기판 스테이지(10)를 이동시킨다. 도 8d는, 샷 영역(38)에 임프린트 처리가 행해지는 상태의 기판(1)을 나타낸다. 몰드(2)는, 샷 영역(38)에 공급된 임프린트재가 사이에 있는 상태에서 기판(1)에 가압된다. 이에 의해, 샷 영역(38)에 공급된 임프린트재가 몰드(2)에 의해 성형된다. 본 실시형태에서는, 임프린트 처리 순번을 -Y 방향으로부터 +Y 방향으로 그리고 +X 방향으로부터 -X 방향으로 진행되도록 설정하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 임프린트 처리 순번은 +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 그리고 -X 방향으로부터 +X 방향으로 진행되도록 설정될 수 있다. 임프린트 처리의 순번은, 임프린트 장치(100)의 생산성 및 구성을 고려해서 임의로 선택될 수 있다.
도 9a 및 도 9b는, 도 7에 나타내는 임프린트 장치(100)에서 행해지는 임프린트 처리에서의 기판 상의 각각의 샷 영역과 형성 유닛(50), 즉 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 사이의 위치 관계를 도시하는 도면이다. 도 9a는, +X 방향의 에지에 위치하는 샷 영역(37)에 임프린트 처리를 행할 때의 기판 상의 각각의 샷 영역과 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 사이의 위치 관계를 나타낸다. 도 9b는, -X 방향의 에지에 위치하는 샷 영역(39)에 임프린트 처리를 행할 때의 기판 상의 각각의 샷 영역과 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520) 사이의 위치 관계를 나타낸다. 도 9a 및 도 9b를 참조하면, 기판 상의 샷 영역(37)에 대하여 임프린트 처리를 행하는 경우, 제2 형성 유닛(520)이 미경화 임프린트재 상에 배치될 수 있다는 것을 알 수 있다. 즉, 기판 상의 샷 영역(37)에 몰드(2)가 대향하는 상태에서는, 제2 형성 유닛(520) 아래에 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재가 존재한다. 따라서, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재는, 임프린트 처리의 개시로부터 종료까지의 기간 동안, 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출된 기체에 노출되기 때문에, 미경화 임프린트재의 증발이 가속될 것이다. 따라서, 제어 유닛(60)은, 상술한 바와 같이, 제2 형성 유닛(520)에 배치된 분출구(520a)로부터 분출되는 기체의 유량을 저감(제한)함으로써, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재의 증발의 가속을 방지할 것이다. 이에 의해, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재 증발을 억제할 수 있다.
도 10a, 도 10b, 도 10c 및 도 10d를 참조하여, 도 7에 나타내는 임프린트 장치(100)에서의 형성 유닛(50)의 형상 및 구성에 대해서 설명한다. 도 10a 내지 도 10d에 나타내는 바와 같이, 제1 형성 유닛(510) 및 제2 형성 유닛(520)은 각각 서로 겹치는 부분(511 및 521)을 포함하도록, 대략 환형 형상 부재를 분할함으로써 형성된다. 도 10a는, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여, -Y 방향으로부터 +Y 방향으로 그리고 +X 방향으로부터 -X 방향의 순서로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 10b는, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여, +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 그리고 +X 방향으로부터 -X 방향의 순서로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 10c는, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여, +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 그리고 -X 방향으로부터 +X 방향의 순서로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다. 도 10d는, 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여, +Y 방향으로부터 -Y 방향으로 그리고 +X 방향으로부터 -X 방향의 순서로 연속적으로 임프린트 처리를 행하는 경우에 적합한 형성 유닛(50)의 구성을 나타낸다.
도 7에 나타내는 임프린트 장치(100)도 마찬가지로 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재 증발 및 몰드(2)와 기판(1) 사이의 공간으로의 파티클의 침입을 억제할 수 있어, 기판 상에 임프린트재의 패턴을 고정밀도로 형성할 수 있다.
임프린트 장치(100)를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로, 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM 등의 휘발성 및 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA 등의 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 물품 제조 방법에 대해서 상세하게 설명한다. 도 11a에 나타내는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 준비한다. 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재의 표면에 임프린트재를 부여한다. 여기에서는, 임프린트재가 복수의 액적으로서 기판 상에 부여된 상태를 나타낸다.
도 11b에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 몰드를, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재를 향해 대향시킨다. 도 11c에 나타내는 바와 같이, 임프린트재가 부여된 기판을 몰드와 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재가 몰드와 피가공재 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서 경화 에너지로서 광을 몰드를 통해서 임프린트재에 조사하면, 임프린트재는 경화된다.
도 11d에 나타내는 바와 같이, 임프린트재를 경화시킨 후, 몰드를 기판으로부터 분리한다. 따라서, 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드의 요철 패턴은 임프린트재에 전사된다.
도 11e에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 또는 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈을 형성한다. 도 11f에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재의 표면에 홈이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공 또는 제거하는 대신에, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용할 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 (15)

  1. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며,
    상기 몰드의 주위에 배치되고, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 공간을 둘러싸는 기류를 형성하도록 구성되는 형성 유닛; 및
    미경화 임프린트재가 공급된 상기 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여 상기 임프린트 처리를 연속적으로 행할 때에, 상기 형성 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하고,
    상기 형성 유닛은 서로 독립적인 제1 형성 유닛 및 제2 형성 유닛을 포함하고, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 각각은 상기 기류를 형성하기 위한 기체를 상기 몰드의 측으로부터 상기 기판의 측으로 분출하는 분출구를 포함하며,
    상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 형성 유닛에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 유량과 상기 제2 형성 유닛에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 유량을 개별적으로 제어하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 임프린트 처리에서, 상기 복수의 샷 영역 중 적어도 하나의 샷 영역에 상기 몰드가 대향하는 상태에서 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 중 하나의 형성 유닛 아래에 상기 미경화 임프린트재가 존재하는 경우에는, 상기 하나의 형성 유닛에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 유량이, 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 아래에 상기 미경화 임프린트재가 존재하지 않는 경우에 상기 제1 형성 유닛 및 상기 제2 형성 유닛 각각에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 제1 유량보다 적은 제2 유량이 되도록, 상기 형성 유닛를 제어하는 임프린트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 제1 형성 유닛에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 상기 유량과 상기 제2 형성 유닛에 배치된 상기 분출구로부터 분출되는 상기 기체의 상기 유량의 총합이 일정해지도록, 상기 형성 유닛을 제어하는 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 형성 유닛은, 상기 몰드의 패턴면과 평행한 면 내에서, 상기 몰드에 대하여 부분적으로 개방되는 개구를 포함하도록, 상기 몰드를 둘러싸는 형상에서 일부분을 도려낸 형상을 가지며,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 상기 개구를 커버하는 형상을 갖는 임프린트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 개구 내로 삽입되는 부분을 포함하는 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 볼록 형상을 갖는 임프린트 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 H자 형상을 갖는 임프린트 장치.
  9. 제5항에 있어서,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 I자 형상을 갖는 임프린트 장치.
  10. 제5항에 있어서,
    상기 제2 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 테이퍼 형상을 임프린트 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 형성 유닛은 서로 독립적인 제3 형성 유닛 및 제4 형성 유닛을 포함하고, 상기 제3 형성 유닛 및 상기 제4 형성 유닛 각각은 상기 기류를 형성하기 위한 기체를 상기 몰드의 측으로부터 상기 기판의 측으로 분출하는 분출구를 포함하고,
    상기 제1 형성 유닛 및 상기 제4 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제2 형성 유닛 및 상기 제3 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하며,
    상기 제3 형성 유닛 및 상기 제4 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하는 임프린트 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 형성 유닛 및 상기 제3 형성 유닛은, 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되고, 상기 몰드의 패턴면과 평행한 면 내에서 동일한 형상을 가지며,
    상기 제2 형성 유닛 및 상기 제4 형성 유닛은, 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되며, 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 동일한 형상을 갖는 임프린트 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 형성 유닛은 서로 독립적인 제3 형성 유닛, 제4 형성 유닛, 제5 형성 유닛, 제6 형성 유닛, 제7 형성 유닛 및 제8 형성 유닛을 포함하고, 상기 제3 형성 유닛, 상기 제4 형성 유닛, 상기 제5 형성 유닛, 상기 제6 형성 유닛, 상기 제7 형성 유닛 및 상기 제8 형성 유닛 각각은 상기 기류를 형성하기 위한 기체를 상기 몰드의 측으로부터 상기 기판의 측으로 분출하는 분출구를 포함하며,
    상기 제1 형성 유닛 및 상기 제8 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제2 형성 유닛 및 상기 제3 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제3 형성 유닛 및 상기 제4 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제4 형성 유닛 및 상기 제5 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제5 형성 유닛 및 상기 제6 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하고,
    상기 제6 형성 유닛 및 상기 제7 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하며,
    상기 제7 형성 유닛 및 상기 제8 형성 유닛은 각각 상기 공간으로부터 이격되는 방향에서 서로 겹치는 부분을 포함하는 임프린트 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제1 형성 유닛, 상기 제3 형성 유닛, 상기 제5 형성 유닛 및 상기 제7 형성 유닛은 상기 몰드의 패턴면과 평행한 면 내에서 동일한 형상을 갖고,
    상기 제2 형성 유닛, 상기 제4 형성 유닛, 상기 제6 형성 유닛 및 상기 제8 형성 유닛은 상기 몰드의 상기 패턴면과 평행한 상기 면 내에서 동일한 형상을 갖고,
    상기 제1 형성 유닛 및 상기 제5 형성 유닛은 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되고,
    상기 제2 형성 유닛 및 상기 제6 형성 유닛은 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되고,
    상기 제3 형성 유닛 및 상기 제7 형성 유닛은 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되며,
    상기 제4 형성 유닛 및 상기 제8 형성 유닛은 상기 몰드를 사이에 두도록 배치되는 임프린트 장치.
  15. 물품 제조 방법이며,
    제1항에 규정된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는 물품 제조 방법.
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