KR20210124048A - 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

미경화 재료 등에 의한 장치 내의 오염을 최소화할 수 있는 임프린트 장치가 제공된다.
임프린트 장치는, 기판 상의 임프린트재가 몰드에 형성되어 있는 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부와 접촉하고 있는 상태에서 경화를 행하기 위해 임프린트재에 광을 조사하도록 구성되는 제1 조사 유닛; 및 제1 조사 유닛을 사용한 광의 조사 후에 몰드의 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하도록 구성되는 제2 조사 유닛을 포함한다.

Description

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

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

반도체 디바이스, MEMS 등의 더 작은 크기에 대한 요구가 증가함에 따라, 종래의 포토리소그래피 기술 이외에, 기판 상의 광경화성 재료(임프린트재 또는 수지)가 몰드(형)를 사용하여 성형되고 광경화성 재료의 조성물이 기판 위에 형성되는 미세가공 기술이 주목받고 있다. 임프린팅 기술이라고도 불리는 이 기술은 기판 상에 수 나노미터 오더의 미세한 구조체를 형성할 수 있다.

예를 들어, 하나의 임프린팅 기술은 광경화법이다. 이 광경화법을 채용하는 임프린트 방법은, 기판 상에 미경화 광경화성 재료를 도포하고 이 기판에 대해 나노미터 오더의 구조(회로 패턴)를 갖는 몰드를 가압(압인 또는 가압)한 후, 광경화성 재료를 경화시키고 광경화성 재료가 경화된 후에 기판으로부터 몰드를 이형시킴으로써 기판에 균일한 크기의 패턴을 전사하는 방법이다. 그러나, 이 임프린트 방법에서는, 기판 상에 몰드를 압인할 때에, 몰드가 광경화성 재료와 접촉하고 몰드 상에 형성된 메사부로부터 광경화성 재료가 돌출할 수 있다. 돌출된 광경화성 재료가 미경화 상태인 경우, 미경화 재료는 처리 장치에 낙하하여 오염원으로서의 역할을 할 수 있다.

이 문제에 응답하여, 일본 특허 공개 제2018-163946호는, 몰드의 메사부로부터 미경화 재료가 돌출하는 것을 방지하기 위해서, 배기 및 공기 공급 기구를 사용하여 기판 보유지지부의 상방에 배치된 광경화성 재료를 제거하는 기구를 포함한다. 또한, 일본 특허 공개 제2016-131257호는, 임프린트시에 발생하는 여분의 미경화 재료를 수취하여 회수하도록 구성되고 몰드에 배치되는 오목부를 포함한다.

그러나, 일본 특허 공개 제2018-163946호 및 일본 특허 공개 제2016-131257호의 방법에서는, 미경화 재료는 일부 경우에 미경화 재료의 휘발 성분, 이물질 등에 의해 몰드에 잔존하여 장치를 오염시킬 수 있다.

본 발명의 목적은, 예를 들어 미경화 재료 등에 의한 장치 내의 오염을 최소화할 수 있는 임프린트 장치를 제공하는 것이다.

본 발명은, 기판 상의 임프린트재가 몰드에 형성되어 있는 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부와 접촉하고 있는 상태에서 경화를 행하기 위해 상기 임프린트재에 광을 조사하도록 구성되는 제1 조사 유닛; 및 상기 제1 조사 유닛을 사용한 상기 광의 조사 후에 상기 몰드의 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하도록 구성되는 제2 조사 유닛을 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시예에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1는 제1 실시예에 따르는 임프린트 장치의 개략 구성을 도시하는 도면이다.
도 2a 및 도 2b는 미경화 임프린트재가 돌출하는 형태의 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 제1 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작 방법의 예를 도시하는 도면이다.
도 4는 제1 실시예에 따른 임프린트 장치의 동작 시퀀스를 설명하는 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 제2 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 6은 제3 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 7은 제4 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성예를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8f는 물품 제조 방법을 설명하기 위한 개략도이다.

본 발명의 바람직한 실시예가 첨부 도면을 참조하여 이하에서 설명될 것이다. 도면에서, 동일한 구성 부재 또는 요소는 동일한 참조 번호로 표시될 것이고, 그 중복 설명은 생략되거나 단순화될 것이다.

(제1 실시예)

도 1은 임프린트 장치(리소그래피 장치)(1)의 구성예를 도시하는 도면이다. 제1 실시예의 임프린트 장치(1)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 먼저, 기판(10) 위에 공급된 임프린트재(9)(수지 또는 조성물)를 몰드(원판 또는 형)(7)에 접촉시키고, 임프린트재(9)에 경화용 에너지가 부여되면, 몰드(7)의 오목 및 볼록 패턴이 전사된 경화물의 패턴이 형성되며, 기판(10) 위에 임프린트재(9)의 패턴(오목 및 볼록 패턴)이 형성되는 장치이다. 임프린트 장치(1)는 반도체 디바이스 등의 디바이스를 제조하는데 사용된다. 또한, 후술하는 조사 광학계의 광축에 평행하고, 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 조사 광(8)을 조사(조명)하는 방향은 Z축 방향이며, Z축 방향에 수직한 평면 내에서 서로 직교하는 2개의 방향은 X축 방향 및 Y축 방향인 것으로 상정한다.

이하, 도 1을 참조하여 제1 실시예의 임프린트 장치(1)의 각 부분에 대해서 설명한다. 임프린트 장치(1)는, 조사 유닛(2), 몰드 보유지지 유닛(3), 기판 스테이지(4), 도포 유닛(5), 제어부(6), 몰드 척(11), 몰드 이동 기구(12), 기판 척(14), 스테이지 구동 기구(16), 및 정렬 계측 유닛(21)을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 기판 스테이지(4)가 배치되고 기준면을 형성하도록 구성되는 정반(22), 몰드 보유지지 유닛(3)이 고정된 브리지 정반(23), 및 정반(22)으로부터 연장되고 바닥면으로부터의 진동을 제거하도록 구성되는 제진기(24)를 통해 브리지 정반(23)을 지지하도록 구성되는 지주(25)를 포함할 수 있다. 또한, 도면에는 도시되지 않았지만, 임프린트 장치(1)는, 몰드(7)를 장치 외부와 몰드 보유지지 유닛(3) 사이에 반입 및 반출하도록 구성되는 몰드 반송부, 장치 외부와 기판 스테이지(4) 사이에 기판(10)을 반입 및 반출하도록 구성되는 기판 반송부 등을 포함할 수 있다.

조사 유닛(제1 조사 유닛)(2)은 광원(도시되지 않음) 및 조사 광학계를 갖고, 조사 광학계는 예를 들어 후술하는 광학 소자의 조합을 포함할 수 있다. 조사 유닛(2)은, 임프린트 처리(성형 처리)에서, 몰드(7)를 통해서 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 조사 광(8)을 조사한다. 조사 유닛(2)은, 광원, 및 광원으로부터의 조사 광(8)을 임프린트 처리에 적합한 조사 광(8)의 상태, 예를 들어 광 강도 분포, 조명 영역 등으로 조정하도록 구성되는 광학 소자(렌즈, 미러, 차광판 등)를 포함할 수 있다. 제1 실시예에서는, 광경화법이 채용된다. 따라서, 임프린트 장치(1)는 조사 유닛(2)을 갖지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 임프린트 장치(1)는 조사 유닛(2)을 포함하지 않을 수 있고, 조사 유닛(2)은 임프린트 장치(1)의 외부에 설치될 수 있다.

몰드 보유지지 유닛(홀더)(3)은, 진공 흡착력 또는 정전기력을 통해 몰드(7)를 끌어당겨서 보유지지하도록 구성되는 몰드 척(11) 및 몰드(7) 또는 몰드 척(11)을 이동시키도록 구성되는 몰드 이동 기구(몰드 이동부)(12)를 포함할 수 있다. 몰드 척(11) 및 몰드 이동 기구(12)는 조사 유닛(2)으로부터의 조사 광(8)이 기판(10) 상의 임프린트재(9)에 조사되도록 중심부(내측)에 개구를 갖는다. 몰드 이동 기구(12)는, 몰드(7)가 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 가압(압인)되거나 몰드(7)가 기판(10) 위의 임프린트재(9)로부터 분리(이형)되도록 몰드(7)를 Z축 방향(상하 방향)으로 이동시킨다. 몰드 이동 기구(12)에 적용가능한 액추에이터는, 예를 들어 리니어 모터, 서보모터 또는 에어 실린더를 포함한다. 몰드 이동 기구(12)는, 몰드(7)를 고정밀도로 위치결정하기 위해서 조동 구동계 및 미동 구동계 등의 복수의 구동계로 구성될 수 있다. 또한, 몰드 이동 기구(12)는, Z축 방향뿐만 아니라, X축 방향 및 Y축 방향으로도 몰드(7)를 이동시킬 수 있도록 구성될 수 있다. 또한, 몰드 이동 기구(12)는, 몰드(7)의 θ(Z축 둘레의 회전) 방향의 위치 및 몰드(7)의 기울기를 조정하기 위한 틸트 기능을 갖도록 구성될 수 있다.

기판 스테이지(기판 이동부)(4)는, 진공 흡착력 또는 정전기력을 통해 기판(10)을 끌어당겨서 보유지지하도록 구성되는 기판 척(기판 보유지지부)(14) 및 기판 스테이지(4)를 이동시키도록 구성되는 스테이지 구동 기구(16)를 포함할 수 있다. 기판 척(14)은 스테이지 구동 기구(16)의 상방에 설치된다. 또한, 보조 부재(15)가 기판 척(14)에 의해 보유지지된 기판(10)을 둘러싸도록 기판 척(14)의 주위에 배치된다. 또한, 보조 부재(15)는, 보조 부재(15)의 상면과 기판 척(14)에 의해 보유지지되는 기판(10)의 상면이 실질적으로 동일한 높이에 있도록 배치된다. 또한, 보조 부재(15)는, 후술하는 제1 기체(30)(도시되지 않음)가 참조 미러(17)와 레이저 간섭계(18) 사이의 광로에 진입하는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 보조 부재(15)의 존재로 인해, 기판(10)의 주위에 배치된 패턴 형성 영역(샷 영역 또는 성형 영역)을 임프린트할 때, 제1 기체 공급 유닛(도시되지 않음)으로부터 공급되는 기체의 농도를 높게 유지할 수 있는 효과도 있다. 보조 부재(15)의 상면의 높이와 기판 척(14)에 의해 보유지지되는 기판(10)의 상면의 높이 사이에는, 보조 부재(15)의 상방의 공간과 기판(10)의 상방의 공간 사이에서 기체의 농도가 1% 이상 상이하지 않는 한, 차이가 있을 수 있다. 예를 들어, 보조 부재(15)의 상면과 기판 척(14)에 의해 보유지지된 기판(10)의 상면의 높이 사이의 차이는 1 mm 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 보조 부재(15)의 상면과 기판 척(14)에 의해 보유지지되는 기판(10)의 상면의 높이 사이의 차이는 0.1 mm 이하일 수 있다.

기판 스테이지(4)는 스테이지 구동 기구(16)를 구동함으로써 X축 및 Y축 방향으로 이동될 수 있다. 몰드(7)의 패턴부(7a)가 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 대해 가압될 때, 기판 스테이지(4)의 위치를 조정함으로써 몰드(7)의 위치와 기판(10)의 위치가 서로 정렬된다. 기판 스테이지(4)에 적용가능한 액추에이터는, 예를 들어 리니어 모터, 서보모터 또는 에어 실린더를 포함한다.

기판 스테이지(4)는, 기판(10)이 X축 방향 및 Y축 방향뿐만 아니라 Z축 방향으로도 이동될 수 있도록 구성될 수 있다. 임프린트 장치(1)에서의 몰드(7)의 압인 및 이형은 몰드(7)를 Z축 방향으로 이동시킴으로써 구현된다. 여기서, 몰드(7)의 압인 및 이형은 기판(10)을 Z축 방향으로 이동시킴으로써 구현될 수 있다. 또한, 몰드(7) 및 기판(10)의 양쪽 모두를 상대적으로 Z축 방향으로 이동시킴으로써, 몰드(7)의 압인 및 이형을 실현해도 된다. 또한, 기판 스테이지(4)는, 기판(10)의 θ(Z축 둘레의 회전) 방향의 위치 및 기판(10)의 기울기를 조정하기 위한 틸트 기능을 갖도록 구성될 수 있다.

기판 스테이지(4)는, 그 측면에 X, Y, Z, ωx, ωy, 및 ωz 방향 각각에 대응하는 복수의 참조 미러(17)를 포함한다. 한편, 임프린트 장치(1)는, 참조 미러(17) 각각에 예를 들어 헬륨 네온 레이저를 조사함으로써 기판 스테이지(4)의 위치를 계측하도록 구성되는 복수의 레이저 간섭계(18)를 포함한다. 도 1에서는, 일례로서, 참조 미러(17) 및 레이저 간섭계(18)의 하나의 세트만을 나타내고 있다. 레이저 간섭계(18)는 기판 스테이지(4)의 위치를 실시간으로 계측하고, 후술하는 제어부(6)는 이때의 계측값에 기초하여 기판(10)의 위치결정 제어를 행한다. 또한, 기판 스테이지(4)의 위치를 계측하기 위해서 인코더를 사용할 수 있다.

도포 유닛(공급 유닛)(5)은, 몰드 보유지지 유닛(3)의 근방에 배치되고 기판(10) 위에 존재하는 적어도 하나의 패턴 형성 영역에서 기판(10)의 패턴 형성 영역 위에 임프린트재(9)를 액적으로서 분산 및 도포한다. 임프린트재(9)의 도포 및 도포 위치, 도포될 임프린트재(9)의 양 등은 후술하는 제어부(6)로부터의 동작 명령에 기초하여 제어된다. 제1 실시예에서는, 도포 유닛(5)은 도포 방법으로서 잉크젯 방법을 채용하고 미경화 임프린트재(9)를 축적하도록 구성되는 용기(19)와, 기판(10) 위에 미경화 임프린트재(9)를 토출하도록 구성되는 토출 유닛(20)을 포함할 수 있다. 임프린트재(9)는, 예를 들어 용기(19)의 내부가 소량의 산소를 포함하는 분위기를 갖도록 설정되어 임프린트재(9)의 경화 반응이 발생하지 않는 상태에서 관리될 수 있는 것이 바람직하다. 또한, 임프린트재(9)에 파티클 및 화학적 불순물이 혼입되는 것을 방지하는 용기(19)의 재료가 바람직하다. 토출 유닛(20)은, 예를 들어 복수의 토출구를 갖는 피에조-타입 토출 기구(즉, 잉크젯 헤드)를 갖는다.

제어부(6)는, CPU, 메모리 등을 포함하고 적어도 하나의 컴퓨터로 구성된다. 또한, 제어부(6)는, 회로를 통해서 임프린트 장치(1)의 각 구성 요소에 연결되고, 메모리에 저장된 프로그램에 따라서 전체 임프린트 장치(1)의 각 구성 요소의 동작 및 조정을 제어한다. 또한, 제어부(6)는, 임프린트 장치(1)의 다른 부분과 일체로(공통 하우징 내에) 구성될 수 있거나, 임프린트 장치(1)의 다른 부분과 별개로 (다른 하우징 내에) 형성될 수 있거나, 임프린트 장치(1)의 위치와 상이한 위치에 설치되고 원격으로 제어될 수 있다.

정렬 계측 유닛(검출 유닛)(21)은, 몰드(7)에 형성된 마크(몰드 측의 정렬 마크)와 기판(10)에 형성된 마크(기판 측의 정렬 마크)를 계측(검출)할 수 있다. 임프린트 장치(1)는, 정렬 계측 유닛(21)의 검출 결과에 기초하여 몰드(7)와 기판(10)의 상대 위치를 결정하고, 몰드(7)와 기판(10)을 정렬시키기 위해서 몰드(7) 또는 기판(10) 중 어느 하나를 이동시킬 수 있다.

임프린트재(9)로서는, 예를 들어 경화용 에너지가 부여될 때 경화되는 경화성 조성물이 이용된다. 전자기파, 열 등이 경화용 에너지로서 이용된다. 전자기파는, 예를 들어 그 파장이 10 nm 이상 1 mm 이하의 범위로부터 선택되는 적외선, 가시광선, 및 자외선 등의 광이다. 제1 실시예에서는, 자외선 등의 조사 광(8)의 조사를 통해 임프린트재(9)를 경화시키는 광경화법을 채용할 것이다. 광을 통해 경화되는 광경화성 조성물(광경화성 재료)은 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 중합체 성분 등을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물이다.

임프린트재(9)는, 예를 들어 스핀 코터나 슬릿 코터를 사용하여 기판(10) 위에 막 형상으로 부여된다. 또한, 임프린트재(9)는, 토출 유닛(20)의 액체 분사 헤드를 통해, 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 형상 또는 막으로 기판(10) 위에 부여될 수 있다. 또한, 임프린트재(9)의 점도에 대해서는, 예를 들어 25℃에서의 점도는 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하이다.

구체적으로는, 도포(토출)되는 임프린트재(9)의 양은 0.1 내지 10 pL/액적의 범위 내 및 통상 대략 1 pL/액적이 되도록 조정될 수 있다. 도포되는 임프린트재(9)의 총량은 패턴부(7a)의 밀도 및 원하는 잔막 두께를 사용하여 결정된다.

몰드(7)는, 직사각형 외주부를 갖고, 기판(10)에 대향하는 면(패턴면)의 중앙부에 수십 μm 내지 수백 μm의 볼록부로 형성된 메사부(패턴 영역)(601)를 갖는다. 메사부(601)는, 기판(10) 위에 공급된 임프린트재(9)에 전사하기 위한 오목 및 볼록 패턴이 3차원 형상으로 형성된 패턴부(7a)를 갖는다. 오목 및 볼록 패턴은, 예를 들어 회로 패턴 등의 기판(10)에 전사되는 오목 및 볼록 패턴이다. 몰드(7)는 조사 광(8)이 투과하는 광 투과 재료, 예를 들어 석영으로 구성된다. 또한, 몰드(7)는, 조사 광(8)이 조사되는 면에, 원형의 평면 형상 및 어느 정도의 깊이를 갖는 캐비티를 가질 수 있다. 몰드(7)는 제1 실시예에서 볼록부에 형성된 메사부(601)에 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부(7a)를 포함하지만, 패턴부(7a)는 이에 한정되지 않고 메사부(601)에 패턴이 형성되지 않는 평면(평탄부)일 수 있다. 또한, 메사부(601)에 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부(7a)는, 오목부로서 형성된 메사부(601)로서 몰드(7)에 대향하는 면(패턴면)의 중앙부를 사용하여 형성될 수 있다.

기판(10)에는 유리, 세라믹, 금속, 임프린트재 등이 사용되고, 필요에 따라 그 표면에 기판(10)과 상이한 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 또한, 구체적으로, 기판(10)은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영을 재료로서 포함하는 유리 웨이퍼 등이다. 또한, 기판(10)은 임프린트 처리를 통해 마스터 마스크로부터 레플리카 마스크를 제조하기 위한 유리 기판일 수 있다.

임프린트 장치(1)가 이용되는 일반적인 임프린트 처리 단계의 예를 이하에서 설명한다. 임프린트 처리는 제어부(6)를 사용하여 행해진다. 먼저, 제어부(6)는, 기판 반송부를 사용하여 기판 스테이지(4)에 기판(10)을 적재 및 고정시킨다. 이어서, 제어부(6)는, 스테이지 구동 기구(16)가 구동되게 하고, 기판(10)의 위치를 적절히 변경하면서 정렬 계측 유닛(21)을 사용하여 기판(10) 위의 정렬 마크를 순차적으로 계측하게 하며, 기판(10)의 위치를 고정밀도로 검출한다. 또한, 제어부(6)는 검출 결과로부터 패턴을 전사하기 위한 좌표를 산출한다. 이어서, 제어부(6)는, 스테이지 구동 기구(16)가 구동하게 하고, 기판(10) 위의 규정된 도포 위치(패턴 형성 영역 위의 특정 위치)가 토출 유닛(20)의 토출구 아래로 이동하게 한다. 이어서, 제어부(6)는, 기판(10) 위의 미리 정해진 도포 위치에 임프린트재(9)가 도포되도록 도포 유닛(5)을 제어한다(도포 단계).

이어서, 제어부(6)는, 패턴 형성 영역이 몰드(7)의 패턴부(7a)의 바로 아래의 가압 위치에 위치되도록, 스테이지 구동 기구(16)를 사용하여 기판(10)을 이동시켜서 위치결정되게 한다. 이어서, 제어부(6)는, 패턴부(7a)와 패턴 형성 영역 위의 기판 측 패턴 사이의 정렬, 배율 보정 기구를 사용한 패턴부(7a)의 배율 보정 등을 행한 후, 몰드 이동 기구(12)를 구동시킨다. 패턴부(7a)가 패턴 형성 영역 위의 임프린트재(9)에 대해 가압될 때, 패턴부(7a)는 기판(10)을 향해 볼록 형상으로 변형되고 임프린트재(9)에 대해 가압된다(압인 단계). 또한, 이때, 정렬 계측 유닛(21)은, 몰드(7)와 기판(10)에 제공된 정렬 마크의 상대 위치 관계를 계측하고, 몰드(7)와 기판(10)을 정렬시킨다(정렬 단계). 이 가압을 통해, 패턴부(7a)의 오목 및 볼록 패턴에 임프린트재(9)가 충전된다. 제어부(6)는, 예를 들어 몰드 보유지지 유닛(3)의 내부에 설치된 로드 센서(도시되지 않음)를 사용하여 임프린트 단계의 완료를 판정한다. 이 상태(몰드(7)의 패턴부(7a)가 임프린트재(9)에 접촉하고 있는 상태)에서, 조사 유닛(2)은, 몰드(7)의 이면(상면)으로부터의 조사 광(8)의 조사를 미리결정된 시간 동안 행하고, 몰드(7)를 투과한 조사 광(8)을 사용하여 임프린트재(9)를 경화시킨다(경화 단계). 경화 시에, 임프린트재(9) 등의 광경화성 조성물은 산소의 존재 하에서 산소 억제에 의해 경화되지 않을 수 있다. 따라서, 헬륨, 이산화탄소 또는 질소 등의 분위기에서 광의 조사를 행하는 것이 바람직하다. 또한, 임프린트재(9)를 경화시킨 후, 제어부(6)는, 몰드 이동 기구(12)를 다시 구동시키고, 패턴부(7a)를 기판(10)으로부터 멀어지게 한다(이형 단계). 따라서, 기판(10) 위의 패턴 형성 영역의 표면에는, 패턴부(7a)의 오목 및 볼록 패턴을 따르는 3차원 패턴(층)이 형성된다(패턴 형성 단계).

상술한 바와 같은 도포 단계, 압인 단계, 정렬 단계, 경화 단계, 및 이형 단계 등의 일련의 공정의 동작을, 기판 스테이지(4)의 구동을 통해 패턴 형성 영역을 변경하면서 복수 회 행하는 경우, 임프린트 장치(1)는 1개의 기판(10) 위에 복수의 임프린트재(9)의 패턴을 형성할 수 있다. 상술한 가압 단계, 정렬 단계, 경화 단계, 및 이형 단계 등의 일련의 공정을 "임프린트 처리"라 칭한다. 또한, 예를 들어 도포 단계를 포함하는 상기 일련의 단계를 "임프린트 처리"라고도 지칭할 수 있는 경우가 있다.

이하, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 몰드(7)의 메사부(601)의 미경화 임프린트재(미경화 재료)(9)의 돌출부에 대해서 설명한다. 도 2a 및 도 2b는 미경화 임프린트재(9)가 돌출하는 형태의 예를 도시하는 도면이다. 도 2a는 기판 척(14)에 보유지지된 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 몰드(7)가 가압된 상태를 나타낸다. 도 2b는 몰드(7)가 기판(10)으로부터 분리된 상태를 도시한다. 도 2a에 도시되는 바와 같이, 압인 직후의 임프린트재(9)는 몰드(7)의 메사부(601)로부터 돌출한다. 여기서, 임프린트재(9)는 기판(10) 위에 도포된 미경화 임프린트재이며, 임프린트재(201)는 상술한 압인 단계 동안 메사부(601)로부터 돌출하는 미경화 임프린트재이다. 이 때문에, 임프린트재(9)와 임프린트재(201)는 동일한 임프린트재이다.

이 상태(미경화 임프린트재(9)가 메사부(601)로부터 돌출하는 상태)에서, 몰드(7)를 투과한 조사 광(8)이 임프린트재(9)에 조사된다. 그러나, 미경화 임프린트재(201)에 대해서는, 몰드(7)의 패턴부(7a) 이외의 부분에 자외선 등의 광이 조사되면, 기판(10) 위의 비패턴 형성 영역(도시되지 않음)에 악영향을 미친다. 이 때문에, 통상, 패턴부(7a) 이외의 부분에 광이 조사되지 않도록 제어부(6)에 의해 조사 범위가 제어된다. 즉, 경화 단계에서 조사 광(8)의 조사를 통해 임프린트재(201)는 경화되지 않는다.

임프린트재(201)는 조사 광(8)으로 조사되지 않기 때문에, 몰드가 이형된 후, 미경화 상태의 임프린트재(201)는 몰드(7)의 메사부(601)의 주변 영역, 예를 들어 외주 영역(외주부)에 잔류한다. 이 메사부(601)에 잔류하는 임프린트재(201)는 축적으로 인해 액적으로서 축적 또는 낙하하고, 장치의 내부를 오염시킨다. 또한, 임프린트재(201)로부터의 휘발 성분이 증발하여 이물질이 되고, 이는 장치의 내부를 오염시킨다. 이로 인해, 메사부(601)로부터 돌출하는 임프린트재(201)는, 임프린트 장치 등의 장치 내의 오염의 원인(오염원)일 수 있다.

이와 같이, 제1 실시예의 임프린트 장치(1)는, 임프린트재(9)를 경화시키도록 구성되는 광원과는 상이한 광원인 조사 유닛(26)을 포함하고, 메사부(601)로부터 돌출하는 미경화 임프린트재(201)에 조사 광(202)을 조사하고 미경화 임프린트재(201)를 경화시킨다. 이하, 도 3a 및 도 3b를 참조하여 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 3a 및 도 3b는 제1 실시예에 따른 임프린트 장치(1)의 동작예를 도시하는 도면이다. 도 3a는, 임프린트재(9)가 돌출하는 처리 시의 상태에서 조사 유닛(26)이 메사부(601)의 바로 아래에 위치되도록 스테이지 구동 기구(16)가 이동하는 상태를 도시한다. 도 3b는, 스테이지 구동 기구(16)가 이동한 후의 상태에서 조사 유닛(26)으로부터 조사 광(8)의 조사가 행해지는 형태를 도시한다. 도 1에 도시되는 임프린트 장치(1)와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

조사 유닛(제2 조사 유닛)(26)은, 기판 스테이지(4)에 배치(설치)되고, 몰드(7)의 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 외주부를 포함하는 주변 영역에 조사 광(202)을 조사한다. 조사 유닛(26)은, 기판 척(14) 또는 스테이지 구동 기구(16) 중 어느 하나에 배치된다. 또한, 조사 유닛(26)은 기판 척(14) 및 스테이지 구동 기구(16)의 양자 모두에 배치될 수 있다. 조사 유닛(26)이 기판 척(14)에 배치될 때, 조사 유닛(26)은 기판 척(14)의 외주 영역의 측면에 배치된다. 조사 유닛(26)이 스테이지 구동 기구(16)에 배치될 때, 조사 유닛(26)은 기판 척(14)의 외주 영역의 스테이지 구동 기구(16)의 상면에 배치된다. 조사 유닛(26)으로부터 조사되는 조사 광(202)은 임프린트재(201)가 경화되는 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다. 또한, 제1 실시예에서는 스테이지 구동 기구(16)에 조사 유닛(26)이 배치되지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 또한, 조사 유닛(26)은 기판 척(14) 상에 배치될 수 있다. 조사 유닛(26)의 조명 조건은, 그 조건 하에서 임프린트재(9) 및 임프린트재(201)가 경화되는 한, 어떠한 조건이어도 된다. 여기서, 조명 조건은 임프린트재(201)의 재료 특성 등을 고려하여 결정된다. 조명 조건은, 예를 들어 조사되는 광의 파장, 조사 유닛(26)으로부터 조사되는 조사 광(202)의 양(조사량), 조사 광(202)의 강도, 및 조사 시간 등의 정보를 포함한다. 또한, 각각의 패턴 형성 영역의 조사 순서, 패턴 형성 영역들 사이의 기판(10)의 이동 경로 등이 포함될 수 있다. 조사 유닛(26)의 조사 광(202)은, 평행 광이거나, 조사 광(202)이 진행됨에 따라 조사면이 확대되는 원뿔대 형상을 가질 수 있거나 또는 X축 및 Y축 방향으로 확산을 갖는 빔 형상을 가질 수 있다. 또한, 조사 광(202)의 조사가 행해질 때, 제어부(6)는, 일정한 광 강도로 조사가 행해지게 할 수 있거나, 조사의 개시로부터 광의 강도가 서서히 증가되게 할 수 있거나, 또는 특정한 주기성으로 조사를 제어할 수 있다.

조사 유닛(26)에는, 예를 들어 LED, 레이저 다이오드(LD), 할로겐 램프, 엑시머 램프, 냉음극 형광 램프, HID 램프 등이 사용될 수 있고, 다른 광원이 사용될 수 있으며, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 실시예에서는, 조사 유닛(26)은 스테이지 구동 기구(16)에 설치되어 이동된다. 따라서, 작고 가벼운 LED 또는 LD를 이용하는 것이 바람직하다.

조사 유닛(26)은, 스테이지 구동 기구(16)가 이동할 수 있는 범위 내에서 몰드(7)의 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 주변 영역에 축적된 임프린트재(201)에 조사 광(202)을 조사하고 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 임프린트재(201)가 경화되는 타이밍은, 제어부(6)에 의해 제어되며, 기판(10)의 임프린트 처리 후 각각의 패턴 형성 영역마다, 몰드(7)가 반출될 때 등으로 설정될 수 있다. 또한, 타이밍은 이들 타이밍에 한정되지 않고, 다양한 임프린트 처리 상황에 따라서 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 조사 유닛(26)의 수는 1개로 한정되지 않고, 복수의 조사 유닛(26)이 배치될 수 있다. 또한, 스테이지 구동 기구(16)에 배치된 조사 유닛(26)은 주사하면서 몰드(7)에 대한 조사를 행할 수 있다. 그 경우, 조명 조건은, 예를 들어 패턴 형성 영역을 주사하면서 조사 광(202)의 조사를 행할 때의 주사 방향 및 주사 속도를 더 포함할 수 있다.

또한, 임프린트재(9)를 토출하도록 구성되는 토출 유닛(20)의 원위 단부에는 미경화 임프린트재(9)가 충전된다. 조사 광(202)이 토출 유닛(20)에 조사되는 경우, 토출 유닛(20)의 원위 단부의 임프린트재(9)가 경화될 수 있어 비토출을 초래할 수 있다. 이 때문에, 제어부(6)는, 조사 유닛(26)으로부터의 조사 광(202)이 임프린트재(201)에 조사될 때에 토출 유닛(20)이 조사되지 않도록 제어를 행한다. 또한, 조사 유닛(26)이 토출 유닛(20)으로부터 충분히 떨어져 있는 위치에 조사 유닛(26)을 설치하고, 조사 광(202)이 토출 유닛(20)에 조사되지 않도록 차광 유닛을 제공하는 것이 바람직하다.

이하, 도 4를 참조하여, 제1 실시예의 임프린트 장치(1)를 이용하는 임프린트 처리 단계에 대해서 설명한다. 도 4는 제1 실시예에서의 임프린트 처리의 동작 시퀀스의 예를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 4의 흐름도와 관련하여 나타내는 각 동작(단계)은 제어부(6)를 사용하여 실행되는 컴퓨터 프로그램을 통해서 제어된다.

먼저, 단계 S101에서, 제어부(6)는 기판(10)을 임프린트 장치(1)에 반입한다. 기판(10)은 기판 반송 기구(도시되지 않음)에서 기판 척(14)에 반입된다. 이어서, 단계 S102에서, 제어부(6)는, 임프린트재(9)의 패턴이 형성된 기판(10) 위의 규정된 패턴 형성 영역에 임프린트재(9)를 공급하도록 토출 유닛(20)을 제어한다. 이어서, 단계 S103에서, 제어부(6)는, 기판(10) 위에 공급된 임프린트재(9)를 몰드(7)의 패턴부(7a)에 접촉(압인)시키도록 몰드(7)와 기판(10)을 서로 접근시킨다. 이어서, 단계 S104에서, 제어부(6)는, 패턴부(7a)에 임프린트재(9)가 충전된 후, 몰드(7)가 임프린트재(9)에 접촉하고 있는 상태에서 몰드(7)와 기판(10) 사이의 정렬을 행한다. 정렬의 경우, 예를 들어 정렬 계측 유닛(21)은, 몰드(7) 측의 정렬 마크와 기판(10) 측의 정렬 마크로부터의 광을 검출해서 몰드(7)와 기판(10) 사이의 정렬을 행한다. 정렬 후, 조사 유닛(2)은, 기판(10) 위의 임프린트재(9)에 규정된 시간 동안 조사 광(8)을 조사하여 임프린트재(9)를 경화시킨다.

이어서, 단계 S105에서, 제어부(6)는, 몰드 이동 기구(12)를 다시 구동시키고, 패턴부(7a)를 기판(10)으로부터 멀어지게 당긴다. 이어서, 단계 S106에서, 제어부(6)는, 모든 패턴 형성 영역에서 단계 S102 내지 S105의 공정이 완료되었는지의 여부를 판정한다. 모든 패턴 형성 영역에서 단계 S102 내지 S105의 공정이 완료된 경우, 공정은 단계 S107로 진행한다. 모든 패턴 형성 영역에서 단계 S102 내지 S105의 공정이 완료되지 않은 경우, 공정은 단계 S102로 복귀되고, 단계 S102 내지 S105의 공정이 행해진다. 이 공정은 모든 패턴 형성 영역에서 공정이 완료될 때까지 반복적으로 행해진다.

이어서, 단계 S107에서는, 제어부(6)는, 조사 유닛(2)에 의한 조사 후에, 조사 유닛(26)이 조사 유닛(2)의 조사 영역과는 상이한 영역인 몰드(7)의 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 주변 영역에 조사 광(202)을 조사하게 한다. 이 조사를 통해, 미경화 상태로 잔류하는(부착된) 임프린트재(201)가 경화된다. 이때, 조사 유닛(26)은, 주사(이동)하면서 메사부(601)의 주변 영역에 조사 광(202)을 조사할 수 있다. 이어서, 단계 S108에서, 제어부(6)는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)를 구동시키고 기판(10)을 기판 척(14)으로부터 반출시킨다.

단계 S104에서의 조사 유닛(2)을 사용한 임프린트재(9)에의 조사 광(8)의 조사 및 단계 S107에서의 조사 유닛(26)을 사용한 임프린트재(201)에의 조사 광(202)의 조사는 서로 연동하여 행해질 수 있다.

상술한 바와 같이, 제1 실시예에 따르면, 조사 광(202)은 다른 측으로 확산 또는 누출되기 어렵고, 조사 유닛(26)으로부터의 조사 광(202)을 몰드(7)의 바로 아래에서 메사부(601)로부터 돌출하는 임프린트재(201)에 직접 조사하여 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 이로 인해, 돌출하는 임프린트재에 의한 장치 내부의 오염을 최소화할 수 있다.

(제2 실시예)

제2 실시예의 임프린트 장치(1)에서는, 메사부(601)로부터 돌출하는 미경화 임프린트재(201)를 경화시키도록 구성되는 광원인 조사 유닛(27)이 제1 실시예와 상이한 위치에 설치된다. 이하, 도 5a 및 도 5b를 참조하여 제2 실시예에 따른 임프린트 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 5a 및 도 5b는 제2 실시예에서의 임프린트 장치(1)의 구성의 예를 도시하는 개략도이다. 도 5a는 조사 유닛(27)으로부터 조사 광(301)의 조사가 행해지는 상태에서의 임프린트 장치(1)의 개략도를 도시한다. 도 5b는 조사 광(301)이 미경화 임프린트재(201)에 조사되는 형태를 도시한다. 도 1에 도시되는 임프린트 장치(1)와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

조사 유닛(제2 조사 유닛)(27)은, 몰드 보유지지 유닛(3) 상에 배치(설치)되고, 몰드(7)의 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 외주부를 포함하는 주변 영역에 조사 광(202)을 조사한다. 구체적으로는, 조사 유닛(27)은, 몰드 보유지지 유닛(3)에 포함되는 몰드 척(11)의 외주부에 배치되고, 메사부(601)의 주변 영역에 조사 광(301)이 조사될 수 있도록 조사 광(301)의 조사를 행한다. 조사 유닛(27)의 조사 광(202)을 조사하도록 구성되는 조사구는, 예를 들어 몰드 보유지지 유닛(3)의 하면으로부터 하방의(-Z축 방향의) 돌출부의 근방에 제공된다. 조사 유닛(27)으로부터 조사되는 조사 광(301)은 임프린트재(201)가 경화되는 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다. 조사 유닛(27)은 몰드 보유지지 유닛(3)에 제공되기 때문에, 메사부(601)의 외주부를 포함하는 주변 영역에 측면 방향으로부터 평행 조사 광(301)이 조사된다. 조사 유닛(27)의 조명 조건은 제1 실시예와 동일하다. 조사 유닛(27)의 조사 광(301)은 평행 광인 것이 바람직하지만, 조사 광(301)은 다른 측으로 확산 또는 누출되지 않는 한 원뿔대 형상 또는 X 및 Y 방향으로 확산을 갖는 빔 형상을 가질 수 있다. 또한, 조사 유닛(27)은 임프린트재(201)가 경화되는 파장을 갖는 광을 포함할 수 있다. 광원으로서는, 예를 들어 LED, LD, 할로겐 램프, 엑시머 램프, 냉음극 관, HID 등이 이용될 수 있고, 다른 광원이 제한 없이 이용될 수 있다. 제2 실시예에서는, 조사 유닛(27)이 몰드 보유지지 유닛(3)에 설치되고 이동되기 때문에, 작고 가벼운 LED 또는 LD를 이용하는 것이 바람직하다.

조사 유닛(27)은, 몰드(7)의 메사부(601)의 주변 영역에 축적된 임프린트재(201)에 조사 광(301)을 조사하고 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 임프린트재(201)가 경화되는 타이밍은, 제어부(6)에 의해 제어되며, 기판(10)에 대한 압인 공정 후 각각의 패턴 형성 영역마다, 몰드(7)가 반출될 때 등으로 설정될 수 있다. 또한, 타이밍은 이들 타이밍에 한정되지 않고, 다양한 임프린트 처리 조건에 따라 경화를 행할 수 있다. 조사 유닛(27)의 수는 1개로 한정되지 않고, 복수의 조사 유닛(27)이 배치될 수 있다. 또한, 몰드 보유지지 유닛(3)에는 Z축 방향의 높이를 조정할 수 있는 구동 기구가 더 제공되고, 구동 기구에 조사 유닛(27)이 설치될 수 있다. 따라서, Z축 방향의 높이를 제어할 수 있으며, 임프린트재(201)의 부착 위치에 따라 조사 유닛(27)의 조사 범위 또는 위치를 조정할 수 있다. 또한, 조사 유닛(27)은 몰드 보유지지 유닛(3) 및 스테이지 구동 기구(16)의 양쪽 모두에 제공될 수 있다.

또한, 제2 실시예의 임프린트 장치(1)를 사용하는 임프린트 처리의 흐름은, 단계 S107의 처리에서, 조사 유닛(27)의 조사 광(301)을 사용하여 임프린트재(201)를 경화시키는 것을 제외하고, 제1 실시예의 도 4에 도시되는 임프린트 처리의 흐름과 동일하다. 이 때문에, 그 설명을 생략한다.

상술한 바와 같이, 제2 실시예에 따르면, 조사 광(301)은 다른 측으로 확산 또는 누출되기 어렵고, 조사 유닛(27)으로부터의 조사 광(301)을 측면으로부터 메사부(601)로부터 돌출하는 임프린트재(201)에 직접 조사함으로써 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 이로 인해, 돌출하는 임프린트재에 의한 장치 내부의 오염을 최소화할 수 있다.

(제3 실시예)

제3 실시예의 임프린트 장치(1)에서는, 조사 유닛(2)으로부터의 조사 광(8)을 반사하도록 구성되는 반사 유닛(401)이 스테이지 구동 기구(16)에 배치된다. 이하에, 제3 실시예의 임프린트 장치(1)의 정렬에 대해서 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6은 제3 실시예에서의 임프린트 장치(1)의 구성예를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시되는 임프린트 장치(1)와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

반사 유닛(401)은 반사 유닛(401)의 상면에 반사 미러를 포함하고, 조사 유닛(2)으로부터 조사된 조사 광(8)을 반사 미러에 조사함으로써 조사 광(8)을 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 주변 영역에 반사할 수 있다. 또한, 반사광에 의해 돌출된 임프린트재(201)가 조사되어 경화된다. 제3 실시예에서는, 반사 미러는 평면 형상을 갖는다. 구체적으로는, 반사 유닛(401)은 기판 척(14)의 외주 영역에서 스테이지 구동 기구(16)의 상면에 배치된다. 또한, 제3 실시예의 임프린트 장치(1)는, 조사 유닛(26) 또는 조사 유닛(27) 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 조사 유닛(26)이 포함되는 경우, 반사 유닛(401)은 외주 영역의 스테이지 구동 기구(16)의 상면에 배치된다. 또한, 반사 미러는 조사 유닛(26)의 상면에 배치되고 반사 유닛(401)으로서의 역할을 할 수 있다. 또한, 반사 유닛(401)은 유리, 세라믹, 금속 등으로 형성되지만, 필요에 따라, 기판(10)의 재료와 상이한 재료로 이루어진 부재가 그 표면 상에 형성될 수 있다. 반사 유닛(401)의 상면과 기판 척(14)에 의해 보유지지된 기판(10)의 상면의 높이 사이의 차이는 1 mm 이하일 수 있다. 더 바람직하게는, 반사 유닛(401)의 상면과 기판 척(14)에 보유지지된 기판(10)의 상면의 높이 사이의 차이는 0.1 mm 이하일 수 있다.

반사 유닛(401)의 상면의 반사 미러로부터의 반사광이 미경화 상태의 임프린트재(9)를 토출하도록 구성되는 토출 유닛(20)의 원위 단부에 부딪치는 경우, 부정적인 효과가 제공된다. 이로 인해, 반사광이 부딪치지 않도록, 예를 들어 반사광이 몰드(7)의 외부 등에 확산되지 않도록, 오목면 형상을 갖는 미러가 사용될 수 있거나 평면 형상과 오목면 형상의 조합을 갖는 형상이 사용될 수 있다. 또한, 반사광이 몰드(7)의 외부로 확산되지 않거나 토출 유닛(20)의 원위 단부가 조사되지 않는 한, 볼록면 미러를 사용할 수 있다.

반사 유닛(401)을 사용하여 임프린트재(201)를 경화시키는 타이밍은, 제어부(6)에 의해 제어되며, 기판(10)에 대한 압인 공정 후 각각의 패턴 형성 영역마다, 몰드(7)가 반출될 때 등으로 설정될 수 있다. 또한, 타이밍은 이들 타이밍에 한정되지 않고, 다양한 임프린트 처리 상황에 따라서 경화를 행할 수 있다. 반사 유닛(401)의 수는 1개로 한정되지 않고, 복수의 반사 유닛(401)이 배치된다.

또한, 제3 실시예의 임프린트 장치(1)를 이용하는 임프린트 처리의 흐름은, 단계 S107의 공정에서, 반사 유닛(401)으로부터의 반사광을 사용하여 임프린트재(201)를 경화시키는 것을 제외하고, 제1 실시예에 도시되는 도 4의 임프린트 처리의 흐름과 동일하다.

상술한 바와 같이, 제3 실시예에 따르면, 메사부(601)로부터 돌출하는 미경화 임프린트재(201)는 반사 유닛(401)에 조사되는 조사 광(8)을 반사함으로써 얻어진 반사광으로 직접 조사되어 경화될 수 있다. 따라서, 조사 유닛(26) 및 조사 유닛(27)이 배치되지 않는 경우에도, 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있고, 돌출하는 임프린트재에 의한 장치 내부의 오염을 최소화할 수 있다.

(제4 실시예)

제4 실시예의 임프린트 장치(1)는, 조사 광(8)의 조사 영역을 변경하도록 구성되는 차광 유닛을 사용하여 몰드(7)의 돌출하는 임프린트재(201)를 경화시킨다. 이하에서 도 7을 참조하여 제4 실시예에 따른 임프린트 장치(1)에 대해서 설명한다. 도 7은 제4 실시예에서의 임프린트 장치(1)의 구성예를 도시하는 개략도이다. 도 1에 도시되는 임프린트 장치(1)와 동일한 구성에 대한 설명은 생략한다.

차광 유닛(노광 블레이드)은, 조사 유닛(2)으로부터 기판(10)에 조사되는 조사 광(8)의 조사 범위를 제한하도록 구성되는 차광판이고, 몰드(7)와 조사 유닛(2) 사이에 위치되며, 조사 광(8)의 조사 범위를 임의로 변경(조정)할 수 있다. 조사시에, 차광 부재의 위치에서 결정된 조사 영역에 조사 유닛(2)으로부터의 조사 광(8)이 조사된다. 차광 유닛의 위치는, 조사 광(8)의 조사 영역에 패턴부(7a)를 갖는 메사부(601)의 주변 영역만이 조사되도록 제어부(6)에 의해 제어된다. 또한, 제4 실시예의 임프린트 장치(1)는, 조사 유닛(26), 조사 유닛(27) 및 반사 유닛(401) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.

조사 광(8)이 몰드(7)의 패턴부(7a) 이외의 부분에 조사되면, 조사 광(8)은 기판(10) 위의 비패턴 형성 영역(도시되지 않음)에 악영향을 줄 수 있다. 이로 인해, 메사부(601)의 주변 영역이 조사되는 타이밍은 기판(10)이 몰드(7)의 바로 아래에 있지 않은 상태로 설정되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 타이밍은 기판(10)이 임프린트 처리를 거친 후 기판(10)이 몰드(7) 바로 아래에 위치되지 않을 때 및 몰드(7)가 반출될 때로 설정될 수 있다.

또한, 제4 실시예의 임프린트 장치(1)를 이용하는 임프린트 처리의 흐름에 대해서, 차광 유닛을 사용해서 조사 범위를 변경하도록 단계 S107의 공정을 행한다. 그 후, 제4 실시예에 도시되는 도 4의 임프린트 처리의 흐름은, 임프린트재(201)가 조사 유닛(2)으로부터의 조사 광(8)으로 조사되어 경화되는 것을 제외하고, 제1 실시예에 도시되는 도 4의 임프린트 처리의 흐름과 동일하다. 이 때문에, 그 설명을 생략한다.

상술한 바와 같이, 제4 실시예에 따르면, 차광 유닛을 제어하여 조사 광(8)의 조사 범위를 조정함으로써 메사부(601)로부터 돌출하는 미경화 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있다. 따라서, 조사 유닛(26) 및 조사 유닛(27)이 배치되지 않는 경우에도, 임프린트재(201)를 경화시킬 수 있고, 돌출하는 임프린트재에 의한 장치 내부의 오염을 최소화할 수 있다.

(물품 제조 방법의 실시예)

임프린트 장치(1)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 MRAM과 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자를 포함한다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드를 포함한다.

경화물의 패턴은, 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 레지스트 마스크는 기판 가공에서의 에칭 또는 이온 주입이 처리된 후에 제거된다.

이하, 도 8a 내지 도 8f를 참조하여 물품의 구체적인 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 8a에 도시되는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 성형된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비하고, 그 후 잉크젯법 등을 통해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(광경화성 재료)(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형상 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 형태를 나타내고 있다.

도 8b에 도시되는 바와 같이, 임프린트 몰드(4z)의, 오목 및 볼록 패턴이 성형된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)와 대면하게 하여 서로 대향시킨다. 도 8c에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)을 몰드(4z)에 접촉시키고, 압력을 가한다(접촉 단계). 임프린트재(3z)가 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 경화용 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통과해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다(경화 단계).

도 8d에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후 몰드(4z)와 기판(1z)을 멀어지도록 당기면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다(패턴 형성 단계). 경화물의 패턴은, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하고, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하는 형상을 갖는데, 즉 임프린트재(3z)에 몰드(4z)의 오목 및 볼록 패턴이 전사된다.

도 8e에 도시되는 바와 같이, 경화물의 패턴을 에칭 레지스트 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 없거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다(가공 단계). 도 8f에 도시되는 바와 같이, 경화물의 패턴이 제거되면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴이 제거되지만, 패턴은 예를 들어 가공 후에도 제거되지 않고 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용될 수 있다.

또한, 상술한 실시예에서의 제어의 일부 또는 전부를 실현하는 컴퓨터 프로그램이 네트워크 또는 다양한 저장 매체를 통해 임프린트 장치(1) 등에 공급될 수 있다. 또한, 그 임프린트 장치(1) 등에서의 컴퓨터(또는 CPU, MPU 등)가 프로그램을 판독하고 실행할 수 있다. 이 경우, 프로그램 및 이러한 프로그램을 저장하는 저장 매체는 본 발명을 구성한다.

본 발명은 실시예들을 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

본 출원은 2020년 4월 6일자로 출원된 일본 특허 출원 제2020-068331호의 우선권을 주장하고, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.

Claims (17)

1. 임프린트 장치이며,
   기판 상의 임프린트재가 몰드에 형성되어 있는 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부와 접촉하고 있는 상태에서 경화를 행하기 위해 상기 임프린트재에 광을 조사하도록 구성되는 제1 조사 유닛; 및
   상기 제1 조사 유닛을 사용한 상기 광의 조사 후에 상기 몰드의 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하도록 구성되는 제2 조사 유닛을 포함하는, 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제2 조사 유닛은 상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 보유지지부에 제공되는, 임프린트 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 제2 조사 유닛은, 상기 기판을 보유지지해서 이동시키도록 구성되는 기판 이동부에 제공되는, 임프린트 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 조사 유닛은 상기 패턴부의 주변 영역에 부착되는 미경화 임프린트재에 광을 조사하는, 임프린트 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제2 조사 유닛은, 상기 제1 조사 유닛으로부터 조사되는 광을 상기 패턴부의 주변 영역에 반사하도록 구성되는 반사부를 포함하는, 임프린트 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 반사부는 평면 형상 또는 오목면 형상 중 어느 하나를 갖는, 임프린트 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 제2 조사 유닛은, 상기 패턴부의 주변 영역을 조사하기 위해, 상기 제1 조사 유닛으로부터 조사되는 광의 조사 영역을 변경하도록 구성되는 부재를 갖는, 임프린트 장치.
8. 제1항에 있어서,
   상기 제1 조사 유닛 및 상기 제2 조사 유닛을 제어하도록 구성되는 제어부를 더 포함하며,
   상기 제어부는 상기 제1 조사 유닛을 사용한 광의 조사 및 상기 제2 조사 유닛을 사용한 광의 조사의 타이밍을 제어하는, 임프린트 장치.
9. 임프린트 방법이며,
   기판 상의 임프린트재가 몰드에 형성되어 있는 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부와 접촉하고 있는 상태에서 경화를 행하기 위해 상기 임프린트재에 광을 조사하는 제1 조사 단계; 및
   상기 제1 조사 유닛을 사용한 상기 광의 조사 후에 상기 몰드의 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하는 제2 조사 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
10. 제9항에 있어서,
    상기 제2 조사 단계에서는, 상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 보유지지부에 포함되는 제2 조사 유닛이 상기 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하는, 임프린트 방법.
11. 제9항에 있어서,
    상기 제2 조사 단계에서는, 상기 기판을 보유지지 및 이동시키도록 구성되는 기판 이동부에 포함되는 제2 조사 유닛이 상기 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하는, 임프린트 방법.
12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 조사 단계에서는, 상기 기판 이동부가 이동하는 동안에 상기 제2 조사 유닛으로부터의 광의 조사가 행해지는, 임프린트 방법.
13. 제9항에 있어서,
    상기 제1 조사 단계에서의 광의 조사 및 상기 제2 조사 단계에서의 광의 조사가 서로 연동하여 행해지는, 임프린트 방법.
14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 조사 단계에서는, 상기 패턴부의 주변 영역에 상기 광이 조사되지 않도록 제한되는, 임프린트 방법.
15. 제9항에 있어서,
    상기 제2 조사 단계에서는, 상기 패턴부의 주변 영역에 반사광이 조사되는, 임프린트 방법.
16. 제9항에 있어서,
    상기 제2 조사 단계에서는, 상기 제1 조사 단계에서의 광에 의한 조사 영역의 조사가 행해지지 않는, 임프린트 방법.
17. 기판 상의 임프린트재가 몰드에 형성되어 있는 오목 및 볼록 패턴을 갖는 패턴부와 접촉하고 있는 상태에서 경화를 행하기 위해 상기 임프린트재에 광을 조사하도록 구성되는 제1 조사 유닛; 및 상기 제1 조사 유닛을 사용한 상기 광의 조사 후에 상기 몰드의 패턴부의 주변 영역에 광을 조사하도록 구성되는 제2 조사 유닛을 포함하는 임프린트 장치가 이용되는 물품 제조 방법이며,
    상기 기판 상에 패턴을 형성하는 패턴 형성 단계;
    상기 패턴 형성 단계에서 상기 패턴을 형성한 후에 상기 기판을 가공하는 가공 단계; 및
    상기 가공 단계에서 가공된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.

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