KR20210149600A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20210149600A
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치를 제공하며, 상기 장치는 몰드의 부분에서의 몰드의 패턴 영역 측의 제1 면과는 반대측의 제2 면의 변위 및 위치 중 하나를 계측하도록 구성되는 계측 유닛으로서, 상기 부분은, 패턴 영역을 포함하고, 기판 상의 임프린트재와 패턴 영역을 서로 접촉시킬 때 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되는, 계측 유닛, 및 임프린트재를 경화시킬 때에 패턴 영역의 형상이 일정하게 유지되도록, 계측 유닛의 계측값에 기초하여 몰드와 기판 사이의 거리를 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스, MEMS(Micro Electro Mechanical System) 등의 미세화의 요구가 증가함에 따라, 종래의 포토리소그래피 기술 이외에, 임프린트 기술이 주목받고 있다. 임프린트 기술은, 기판 상의 임프린트재를 몰드를 사용하여 성형하고, 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 미세가공 기술이다. 임프린트 기술에 따르면, 기판 상에 수 nm 정도의 미세한 구조체를 형성할 수 있다.
임프린트 기술에서는, 임프린트재를 경화시키는 방법의 하나의 예는 광경화법이다. 광경화법은, 기판 상에 공급(배치)된 임프린트재가 몰드와 접촉하는 상태에서 자외선 등의 광을 조사해서 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하여 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성하는 방법이다.
이러한 임프린트 기술을 이용하는 임프린트 장치에서는, 미세가공 이외에, 기판 상에 단계적으로 형성되는 패턴 사이의 중첩 정밀도에 대한 요구도 증가하고 있다. 예를 들어, 임프린트 장치는 약 32 nm의 절반 피치를 갖는 반도체 디바이스의 제조에 적용되는 것으로 생각된다. 이 경우, ITRS(International Technology Roadmap for Semiconductors)에 따르면, 6.4 nm의 중첩 정밀도가 요구된다. 이러한 높은 중첩 정밀도를 실현하기 위해서는, 기판과 몰드 사이의 상대 위치(수평 위치 및 연직 위치)를 엄밀하게 관리할 필요가 있다.
임프린트 장치에서는, 기판 상의 임프린트재와 몰드가 서로 접촉할(몰드가 임프린트재에 대해 가압될) 때, 기판과 몰드의 상대 위치를 정렬시키는 정렬이 행해진다. 더 구체적으로는, 수평 방향의 정렬은, 기판 및 몰드의 양자에 제공된 정렬 마크가 서로 중첩되도록, 기판 스테이지를 통해서 몰드에 대하여 기판을 수평 방향으로 이동시킴으로써 실현된다. 연직 방향의 정렬은, 몰드를 연직 방향으로 구동하는 액추에이터를 통해서 기판 상의 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 조정함으로써 실현된다. 수평 방향의 정렬 오차는 시프트 또는 회전 성분의 어긋남을 야기하고, 연직 방향의 정렬 오차는 기판 또는 몰드의 왜곡을 야기한다. 따라서, 임프린트 장치에서는, 기판과 몰드의 상대 위치를 수평 방향 및 연직 방향의 양쪽 모두에서 nm 정도로 일치시키는 것이 필요하다. 왜곡에 대해서는, 기판 및 몰드 각각을 보유지지하는 보유지지면(보유지지 부재)의 편평도 또한 중요한 요소라는 것에 유의한다. 편평도가 낮을 경우, 기판과 몰드 사이에서 변형량이 상이해져서 중첩 정밀도의 저하를 초래한다.
또한, 임프린트 장치에서는, 장치 내부의 구동 유닛으로부터의 외력에 의해 야기되는 변형 또는 진동, 장치 외부로부터의 바닥 진동의 전파 등에 의해, 몰드를 보유지지하는 보유지지 부재와 기판을 보유지지하는 보유지지 부재 사이에서 상대 위치 시프트가 발생할 수 있다. 따라서, 임프린트 장치의 구조체의 높은 강성을 유지시킬 필요가 있다.
또한, 임프린트 장치로서는, 높은 중첩 정밀도를 장기간 보증할 필요가 있기 때문에, 정렬 정밀도가 시간에 따라 변화하지 않는 것이 요구된다.
그러므로, 기판 상의 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 제어(관리)하는 기술로서, 예를 들어 액추에이터의 구동 출력(전류값)으로부터 가압력을 계측해서 가압력을 제어하는 기술이 있다. 액추에이터의 구동 출력은, 내장된 부품의 강성, 예압 스프링 등에 의한 저항력과, 기판 상의 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 포함한다. 그러나, 액추에이터의 열 또는 시간에 걸친 그 열화에 의해 추력 상수가 변화한 경우에는, 액추에이터의 구동 출력과 기판 상의 임프린트재에 대한 몰드의 가압력 사이의 관계가 변화한다. 또한, 몰드를 보유지지하는 보유지지 부재(구동측) 및 그 주변 부재(고정측)에는, 튜브, 케이블류, 예압 스프링 등이 연결되어 있기 때문에, 이들이 구동 저항이 된다. 구동 저항이 시간에 따라 변화하는 경우에는, 그것은 액추에이터의 구동 출력으로부터 예측되는 가압력에 영향을 주고, 이는 중첩 정밀도의 저하를 야기한다. 기판 상의 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 제어하는 기술은 일본 특허 제6019685호 및 제5454160호 각각에도 제안되어 있다는 것에 유의한다.
일본 특허 제6019685호는, 몰드의 볼록부(단차 구조(메사))에 형성된 패턴 영역의 외측의 영역의 적어도 2개의 위치에서, 몰드의 국소적인 기울기 또는 몰드와 기판 사이의 간격을 계측함으로써 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 제어하는 기술을 개시한다. 몰드의 패턴 영역의 외측의 영역의 적어도 2개의 위치에서의 계측에는 오토콜리메이터(autocollimator) 또는 레이저 현미경이 사용된다.
그러나, 기판에 대한 몰드의 기울기(각도) 또는 몰드와 기판 사이의 간격을 계측하는 경우, 많은 패턴(돌기 및 홈)을 포함하거나 또는 상이한 표면 반사 상태를 갖는 실제 디바이스의 기판에 대해서는 계측의 정확성을 유지하는 것이 어렵다. 또한, 몰드의 두께 및 편평도, 패턴 영역에 대한 평행도 등의 제조 오차, 자중에 의한 변형, 및 패턴 영역의 후방측에 제공된 캐비티(오목부)에 인가되는 압력에 따라 몰드의 상태는 변화한다. 따라서, 몰드의 기울기 또는 몰드와 기판 사이의 간격의 계측 결과로부터, 몰드와 기판이 서로 평행해지도록, 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 정확하게 제어하는 것은 어렵다.
일본 특허 제5454160호는, 몰드에 대면하는 기판 스테이지의 표면에 제공된 압력 센서를 사용하여 임프린트재에 대한 몰드의 가압력을 직접 계측하는 기술을 개시한다. 그러나, 이러한 기술에서는, 기판 스테이지에 압력 센서를 내장할 필요가 있기 때문에, 기판을 보유지지하는 보유지지면의 편평도를 확보하는 것이 어렵다. 또한, 기판 스테이지에 압력 센서를 제공함으로써, 기판의 지지에 관한 강성이 저하할 수 있고, 이는 상술한 바와 같이 중첩 정밀도의 저하를 야기한다.
본 발명은 중첩 정밀도를 개선하는데 유리한 임프린트 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치가 제공되며, 상기 장치는 상기 몰드와 상기 기판 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 몰드 및 상기 기판 중 적어도 하나를 구동하도록 구성되는 구동 유닛, 상기 몰드의 부분에서의 상기 몰드의 패턴 영역 측의 제1 면과는 반대측의 제2 면의 변위 및 위치 중 하나를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛으로서, 상기 부분은, 상기 패턴 영역을 포함하고, 상기 기판 상의 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킬 때 상기 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되는, 제1 계측 유닛, 및 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 상태에서 상기 임프린트재를 경화시킬 때에 상기 패턴 영역의 형상이 일정하게 유지되도록, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값에 기초하여 상기 구동 유닛의 구동량을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.
본 발명의 추가적인 양태는 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 몰드 보유지지 부재 근방의 구성을 상세하게 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3f는 임프린트 장치의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 및 도 4b는 제1 계측 유닛의 계측점을 각각 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 몰드의 이면에 제공된 마크의 일례를 각각 도시하는 도면이다.
도 6은 몰드의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 7a 내지 도 7f는 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 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 유사한 구성에 동일한 참조 번호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 양태에 따른 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(1)는, 물품으로서의 반도체 디바이스, 액정 표시 디바이스, 자기 저장 매체 등의 디바이스의 제조 단계인 리소그래피 단계에 채용되며, 기판에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치(1)는, 기판 상에 공급(배치)된 임프린트재와 몰드를 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다.
임프린트재로서는, 경화 에너지를 받음으로써 경화되는 재료(경화성 조성물)가 사용된다. 사용되는 경화 에너지의 일례는 전자기파, 열 등이다. 전자기파로서는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 적외선, 가시광선, 자외선 등이 사용된다.
경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물이다. 광 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 폴리머 성분 등으로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 재료이다.
임프린트재는 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막 형상으로 부여될 수 있다. 임프린트재는, 액체 분사 헤드를 사용하여 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 또는 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 사용되고, 필요에 따라 기판의 표면에 기판과는 다른 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 더 구체적으로는, 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 반도체 화합물 웨이퍼, 실리카 유리 등을 포함한다.
본 실시형태에서는, 임프린트 장치(1)는, 임프린트재의 경화법으로서 광경화법을 채용하고, 도 1에 도시된 바와 같이, 조사 유닛(2), 임프린트 헤드(4), 기판 스테이지(6), 공급 유닛(7), 몰드 반송 유닛(8), 및 제어 유닛(9)을 포함한다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(1)의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로 하는 XYZ 좌표계에 의해 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계의 X축, Y축 및 Z축에 평행한 방향이 각각 X 방향, Y 방향 및 Z 방향이며, X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전 및 Z축 둘레의 회전이 각각 θX, θY 및 θZ이다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동(이동)은, 각각, X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동(이동)을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각, X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다.
조사 유닛(2)은, 광원(20), 및 광원(20)으로부터 방출되는 광(예를 들어, 자외선)(10)을 적절하게 조정하는 복수의 광학 소자를 포함한다. 조사 유닛(2)은, 임프린트 처리 시에, 몰드(3)를 통해서 기판 상의 임프린트재(14)에 광(10)을 조사한다. 광(10)은 임프린트재(14)를 경화시키는 기능을 갖는다.
몰드(3)는, 템플릿 또는 원판이라고도 지칭되고, 기판 상의 임프린트재(14)를 성형하기 위해 사용된다. 몰드(3)는, 광(10)을 투과시킬 수 있는 재료(예를 들어, 석영)로 형성된다. 몰드(3)는, 직사각형 외형을 갖고, 기판(5)(그 위의 임프린트재(14))에 전사해야 할 패턴(예를 들어, 회로 패턴 등의 돌기 및 홈 패턴)이 형성되는 전방면(패턴 영역 측의 제1 면)(31), 전방면(31)과 반대측의 이면(제2 면)(32)을 포함한다.
몰드(3)는, 기판(5)에 대면하는 전방면(31)에, 기판 측을 향해 약 몇십 μm 돌출하는 돌출부(3b)를 포함한다. 돌출부(3b)(그 표면)는, 기판(5)에 전사해야 할 패턴이 3차원적으로 형성된 패턴 영역(PR)을 포함한다. 돌출부(3b)의 표면(패턴 영역(PR))은, 기판(5)의 표면과의 접착성을 유지하기 위해서 높은 편평도를 갖도록 가공된다.
몰드(3)의 이면(32)에는, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키도록 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되는 부분(33)을 형성하기 위해서, 오목 형상을 갖는 캐비티(조각부)(3a)가 제공된다. 부분(33)은, 예를 들어 3 mm 이하의 유한한(0 mm보다 크다) 두께를 갖는다.
임프린트 헤드(4)는, 몰드(3)를 보유지지하고 Z축 방향(연직 방향)으로 구동하는 몰드 구동 유닛으로서 기능한다. 임프린트 헤드(4)는, 몰드(3)를 보유지지하는 몰드 보유지지 부재(12), 몰드 보유지지 부재(12)(몰드(3))를 연직 방향으로 구동하기 위해 사용되는 액추에이터(13), 및 몰드 보유지지 부재(12)에 보유지지 되어 있는 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 변형시키는 변형 유닛(11)을 포함한다. 임프린트 헤드(4)에서는, 몰드 보유지지 부재(12)로부터 장치 고정 측까지 내장된 부품(27) 및 자중 보상 스프링(19)이 연결되어 있다. 내장된 부품(27)은, 몰드(3)를 진공 흡착하기 위한 튜브, 변형 유닛(11)을 전기적으로 연결하는 전기 케이블 등을 포함한다.
몰드 보유지지 부재(12)는, 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(3)를 흡착해서 보유지지하는 척을 포함한다. 액추에이터(13)는, 기판 상의 임프린트재(14)에 몰드(3)(그 패턴 영역(PR))를 접촉시키기 위해서(몰드(3)를 가압하기 위해서) 몰드 보유지지 부재(12)를 Z축 방향으로 구동한다. 예를 들어, 액추에이터(13)로서는 리니어 모터가 채용될 수 있지만, 본 발명은 특별히 이것으로 한정되는 것은 아니다. 변형 유닛(11)은, 몰드(3)의 측면에 힘(압축력)을 가함으로써, 패턴 영역(PR)을 변형시켜서 원하는 형상으로 보정하는 배율 보정 기구로서 기능한다.
기판(5)은, 몰드(3)의 패턴이 전사되는 피처리 기판이다. 기판(5)의 표면에는 임프린트재(14)가 도포(배치)된다.
기판 스테이지(6)는 기판(5)을 보유지지하면서 X-Y 평면 내에서 자유롭게 구동될 수 있다. 기판 스테이지(6)는, 기판(5)을 보유지지해서 Z축 방향(연직 방향)으로 구동하는 기판 구동 유닛으로서의 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 기판 스테이지(6)를 구동하기 위해 사용되는 액추에이터로서 리니어 모터가 채용될 수 있지만, 본 발명은 특별히 이것으로 한정되는 것은 아니다. 기판 스테이지(6)에는, 예를 들어 진공 흡착에 의해 기판(5)을 보유지지하는 기판 보유지지 부재(15)가 제공된다.
몰드 보유지지 부재(12)를 구동하는 액추에이터(13) 및 기판 스테이지(6)를 구동하는 액추에이터는, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 거리를 조정하도록, 몰드(3) 및 기판(5) 중 적어도 하나를 구동하는 구동 유닛을 형성한다. 몰드(3)와 기판(5) 사이의 거리의 조정은, 본 실시형태에서와 같이, 몰드(3)(몰드 보유지지 부재(12))를 Z축 방향으로 구동함으로써 실현될 수 있지만, 기판(5)(기판 스테이지(6))을 Z축 방향으로 구동함으로써 실현될 수 있다. 대안적으로, 몰드(3)와 기판(5)의 양자 모두를 Z축 방향으로 상대적으로 구동함으로써, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 거리의 조정이 실현될 수 있다.
공급 유닛(7)은, 기판 상에 미경화 임프린트재(14)를 공급하는 기능을 갖는다. 공급 유닛(7)은, 예를 들어 기판(5)에 임프린트재(14)의 액적을 토출하는 디스펜서를 포함한다. 임프린트재(14)는 조사 유닛(2)으로부터 조사된 광(10)을 받음으로써 경화되는 성질을 갖고, 임프린트재(14)는 제조하는 디바이스의 종류에 따라 적절히 선택된다.
몰드 반송 유닛(8)은, 몰드(3)를 수용하는 몰드 수용 유닛과 몰드 보유지지 부재(12)(임프린트 헤드(4)) 사이에서 몰드(3)를 반송한다.
제어 유닛(9)은, 임프린트 장치(1)에 제공될 수 있거나 또는 임프린트 장치(1)와는 상이한 위치에 제공될 수 있다. 제어 유닛(9)은, CPU, 메모리 등을 포함하는 정보 처리 장치(컴퓨터)에 의해 형성되며, 저장 유닛에 저장된 프로그램에 따라 전체 임프린트 장치(1)를 제어한다. 제어 유닛(9)은, 임프린트 장치(1)의 각 유닛을 제어함으로써, 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다.
임프린트 처리에서는, 공급 유닛(7)으로부터 기판 상에 임프린트재(14)가 공급되고, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 간격이 감소되며, 몰드(3)(패턴 영역(PR))가 임프린트재(14)에 접촉된다(가압된다). 이어서, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)가 서로 접촉하는 상태에서, 조사 유닛(2)은 임프린트재(14)에 광(10)을 조사해서 임프린트재(14)를 경화시킨다. 그 후, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 간격이 증가하여 기판 상의 경화된 임프린트재(14)로부터 몰드(3)를 분리함으로써, 기판 상의 임프린트재(14)에 몰드(3)의 패턴을 전사한다. 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 대해 이러한 일련의 처리를 행함으로써, 각 샷 영역에 임프린트재(14)의 패턴이 형성된다.
임프린트 처리에서는, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)를 서로 접촉시킬 때, 제어 유닛(9)의 제어 하에서, 기판(5)과 몰드(3)의 상대 위치를 일치시키는 정렬이 행해진다. X축 방향 및 Y축 방향(수평 방향)의 정렬에서, 기판(5) 및 몰드(3)의 양자 모두에 제공된 정렬 마크는 정렬 스코프(18)로 계측되며, 정렬 마크가 서로 중첩하도록 기판 스테이지(6)를 구동함으로써 정렬을 행한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 임프린트 장치(1)는 또한 제1 계측 유닛(21)을 포함한다. 본 실시형태에서는, 제1 계측 유닛(21)은, 몰드 보유지지 부재(12)에 제공되고, 몰드(3)의 캐비티(3a)의 Z축 방향(연직 방향)의 위치 및 Z축 방향에 직교하는 X축 방향 및 Y축 방향(수평 방향)의 그 위치를 계측한다. 더 구체적으로는, 제1 계측 유닛(21)은 몰드(3)의 부분(33)에서의 이면(32)의 변위 또는 위치를 계측한다.
제1 계측 유닛(21)으로서는, nm 레벨에서 계측이 가능한 레이저 간섭계가 바람직하지만, 본 발명은 이것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 레이저 변위계, 정전 용량 변위계, 인코더 등이 제1 계측 유닛(21)으로서 사용될 수 있다. 인코더가 제1 계측 유닛(21)으로서 사용되는 경우에는, 캐비티(3a)에 스케일(또는 격자)을 제공할 필요가 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 임프린트 장치(1)는 제2 계측 유닛(16)을 더 포함한다. 제2 계측 유닛(16)은, 기판 스테이지(6)에 제공되고, 몰드 보유지지 부재(12)에 의해 보유지지된 몰드의 Z축 방향 위치, 더 구체적으로는 몰드(3)의 전방면(31)의 변위 또는 위치를 계측한다. 제2 계측 유닛(16)은 기판 스테이지(6)를 구동시킴으로써 몰드(3)이 임의의 위치를 계측할 수 있다.
도 2는 몰드 보유지지 부재(12) 근방의 구성을 상세하게 도시하는 도면이다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 계측 유닛(21)은 지지 유닛(22)을 통해서 몰드 보유지지 부재(12)(의 내부)에 지지된다. 배치 공간의 제약으로 인해, 제1 계측 유닛(21)은, 그 계측 축이 수평 방향으로 향하도록 배치된다. 따라서, 계측 축을 Z축 방향으로 변경하기 위한 편향 미러(23)를 제공하여, 제1 계측 유닛(21)이 몰드(3)의 부분(33)에서의 이면(32)의 변위 또는 위치를 Z축 방향으로부터 계측할 수 있게 한다. 지지 유닛(22)은 후술하는 공간(SP)을 밀봉하는 구조를 갖는다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 몰드(3)에 제공된 캐비티(3a) 및 몰드 보유지지 부재(12)의 개구부(중공부)에 제공된 광학 부재(OM)에 의해 규정되는 공간(SP)에는, 압력 조정 유닛(24)이 연결되어 있다. 압력 조정 유닛(24)은, 공간(SP)의 압력을 조정함으로써, 몰드(3)의 이면(32)에 부여되는 압력을 증가 또는 감소(몰드(3)의 이면(32)에 부여되는 압력을 조정)시킴으로써 몰드(3)의 부분(33)을 변형시킨다. 예를 들어, 압력 조정 유닛(24)은, 공간(SP)의 압력을 증가시켜, 몰드(3)의 부분(33)을 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형시킨다. 이 상태에서, 기판 상의 임프린트재(14) 및 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨다. 이 동작에 의해, 기판 상의 임프린트재(14)를 몰드(3)의 패턴(홈)에 충전시키는데 필요한 시간(충전 시간)을 단축할 수 있다. 공간(SP) 내의 압력은 압력 센서(도시되지 않음)에 의해 계측된다는 것에 유의한다.
도 3a 내지 도 3f를 참조하여, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)의 동작(임프린트 처리)에 대해서 설명한다. 전술한 바와 같이, 임프린트 장치(1)는 임프린트 장치(1)의 각 유닛을 통괄적으로 제어하는 제어 유닛(9)에 의해 동작된다.
먼저, 도 3a에 도시되는 바와 같이, 몰드 보유지지 부재(12)에 보유지지된 몰드(3)의 전방면(31)을 기판 스테이지(6)에 제공된 제2 계측 유닛(16)에 의해 계측한다. 예를 들어, 기판 스테이지(6)가 구동되는 동안, 제2 계측 유닛(16)이 몰드(3)의 캐비티(3a)가 존재하는 영역과 몰드(3)의 캐비티(3a)가 존재하지 않는 영역 사이의 차이, 즉 몰드(3)의 부분(33)의 변위(휨량)를 계측한다.
이어서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 제2 계측 유닛(16)의 계측값에 기초하여, 압력 조정 유닛(24)은 몰드(3)의 캐비티(3a) 및 광학 부재(OM)에 의해 형성되는 공간(SP) 내의 압력을 조정(제어)한다. 즉, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제2 계측 유닛(16)의 계측값에 기초하여, 몰드(3)의 부분(33)을 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형시키기 위해서 압력 조정 유닛(24)에 의해 몰드(3)의 이면(32)에 부여되는 압력을 조정한다. 더 구체적으로는, 몰드(3)의 캐비티(3a)가 존재하는 영역과 캐비티(3a)가 존재하지 않는 영역 사이의 차이를 최소화하도록, 즉 몰드(3)의 부분(33)의 변형(변위)을 0으로 설정하도록 압력을 조정한다. 압력 조정 유닛(24)이 공간(SP)의 압력을 조정한 후, 제2 계측 유닛(16)은 몰드(3)의 부분(33)의 변위를 다시 계측하여 몰드(3)의 부분(33)의 변위가 허용 범위 내에 있는지 여부를 확인할 수 있다.
이어서, 도 3c에 도시되는 바와 같이, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에, 제1 계측 유닛(21)은 몰드(3)의 캐비티(3a)의 위치, 즉 몰드(3)의 부분(33)에서의 이면(32)의 변위를 계측한다. 여기서, 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어지는 계측값은 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값 및 압력 조정 유닛(24)이 공간(SP)의 압력을 조정한 상태에서의 제1 계측 유닛(21)의 계측값이다. 도 3a 및 도 3b에 도시되는 처리는, 몰드(3)의 초기 상태, 예를 들어 몰드(3)의 자중 또는 보유지지에 의해 야기되는 몰드의 변형, 압력 조정 유닛(24)의 압력 조정 오차 등에 의한 몰드(3)의 휨을 상쇄시키는 것을 목적으로 한다. 따라서, 몰드(3)의 휨을 상쇄시킬 필요가 없는 경우, 도 3a 및 도 3b에 도시되는 처리 대신에, 단순히, 공간(SP)의 압력이 단순히 대기압으로 설정, 즉 게이지 압력이 0으로 설정된 상태에서 도 3c에 도시된 처리로부터 처리를 개시할 수 있다.
이어서, 도 3d에 도시되는 바와 같이, 몰드(3)의 부분(33)을 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형시키도록, 압력 조정 유닛(24)에 의해 캐비티(3a) 및 광학 부재(OM)에 의해 형성되는 공간(SP)의 압력을 증가시킨다.
이어서, 도 3e에 나타내는 바와 같이, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨다. 이때, 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 미리정해진 힘(예를 들어, 몇십 N)으로 기판 상의 임프린트재(14)에 대하여 가압한다. 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력은, 제1 계측 유닛(21)의 계측값을 환산해서 목표값에 일치시키도록 제어될 수 있거나, 또는 액추에이터(13)의 전류값이 목표값에 일치하도록 제어될 수 있다. 이 동작에 의해, 기판 상의 임프린트재(14)가 몰드(3)의 패턴(홈)에 충전된다.
이어서, 도 3f에 나타내는 바와 같이, 캐비티(3a) 및 광학 부재(OM)에 의해 형성되는 공간(SP)의 압력이 회복되고(즉, 도 3b에 나타내는 상태로 설정되고), 몰드(3)의 캐비티(3a)의 위치, 즉 몰드(3)의 부분(33)에서의 이면(32)의 변위를 제1 계측 유닛(21)으로 계측한다. 그리고, 도 3f에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어지는 계측값이 도 3c에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어진 계측값과 일치하도록, 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력을 조정(제어)한다. 이러한 가압력은 몰드(3)와 기판(5) 사이의 거리를 사용하여 조정된다. 본 실시형태에서는, 액추에이터(13)(임프린트 헤드(4))의 구동량이 사용된다. 도 3f에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어지는 계측값을 도 3c에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어진 계측값에 일치시킴으로써, 몰드(3)의 형상(상태)을 도 3e에 나타내는 상태로 설정할 수 있다. 이것은, 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력이 0에 근접하고, 몰드(3)의 부분(33)(패턴 영역(PR))이 왜곡을 갖지 않는 상태를 재현할 수 있는 것과 동등하다.
도 3f에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어지는 계측값을 도 3c에 나타내는 상태에서 제1 계측 유닛(21)에 의해 얻어지는 계측값과 일치시킨 후, 조사 유닛(2)으로부터의 광(10)이 몰드(3)를 통해서 기판 상의 임프린트재(14)에 조사된다. 이 동작에 의해, 기판 상의 임프린트재(14)가 경화되고, 경화된 임프린트재(14)로부터 몰드(3)를 분리함으로써, 기판 상에 임프린트재(14)의 패턴이 형성된다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재(14)를 경화시킬 때, 패턴 영역(PR)의 형상이 일정하게 유지되도록 액추에이터(13)의 구동량을 제어한다. 이때, 기판 상의 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값에 기초하여, 액추에이터(13)의 구동량을 제어한다. 예를 들어, 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값(도 3c)과 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값(도 3f) 사이의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 제어를 행한다. 더 구체적으로는, 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값(도 3f)이 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값(도 3c)과 일치하도록 제어를 행한다. 이 동작에 의해, 임프린트 장치(1)에서는, 몰드(3)의 부분(33)(패턴 영역(PR))의 왜곡이 최소인 상태에서 기판 상의 임프린트재(14)를 경화시킬 수 있어, 몰드(3)의 패턴을 기판 상에 고정밀도로 전사할 수 있다. 이때, 본 실시형태에서는, 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력을 계측하기 위한 로드셀은 필요하지 않기 때문에, 장치의 강성의 저하 및 보유지지면의 편평도의 저하가 발생하지 않는다. 또한, 몰드(3)의 변위에 기초하여 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력(액추에이터(13)의 구동량)이 제어되기 때문에, 내장된 부품(27)의 저항, 액추에이터(13)의 전류 변화 등에 의해 야기되는 외부 교란에 의해 영향을 받지 않는다. 또한, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 상대 위치 및 평행도를 직접 계측하지 않고, 몰드(3)의 부분(33)의 왜곡을 저감시키도록 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력을 제어할 수 있다. 따라서, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)에서는, 기판 상에 단계적으로 형성되는 패턴들 간의 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서는, 도 3a 내지 도 3f에 나타내는 임프린트 처리에서, 제1 계측 유닛(21) 및 제2 계측 유닛(16)이 몰드(3)에 관한 변위를 계측하는 것으로서 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니라는 것에 유의한다. 예를 들어, 제1 계측 유닛(21) 및 제2 계측 유닛(16)은 몰드(3)에 관한 위치를 계측할 수 있으며, 그 계측값을 사용하여 도 3a 내지 도 3f에 나타내는 임프린트 처리를 행할 수 있다.
제1 계측 유닛(21)은, 제어 유닛(9)의 제어 하에서, 압력 조정 유닛(24)의 압력 조정 정밀도를 정기적으로 감시(즉, 압력 조정 유닛(24)을 교정)하기 위해 사용될 수 있다. 제어 유닛(9)은, 제1 계측 유닛(21)을 이용하여 압력 조정 유닛(24)을 교정하는 교정 유닛으로서도 기능한다. 예를 들어, 제어 유닛(9)은, 압력 조정 유닛(24)이 기준 압력을 몰드(3)의 이면(32)에 부여할 때 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값과 압력 조정 유닛(24)이 기준 압력을 몰드(3)의 이면(32)에 부여할 때 제1 계측 유닛(21)에 의해 계측되는 이상적인 값 사이의 차이에 기초하여, 압력 조정 유닛(24)을 교정한다. 이 동작에 의해, 압력 조정 유닛(24)이 몰드(3)의 이면(32)에 압력을 부여할 때 생성되는 몰드(3)(그 부분(33))의 변형을 더 엄밀하게 제어할 수 있다.
또한, 압력 조정 유닛(24)을 교정하기 위해 제2 계측 유닛(16)을 이용하는 것도 가능하다는 것에 유의한다. 예를 들어, 압력 조정 유닛(24)은, 압력 조정 유닛(24)이 기준 압력을 몰드(3)의 이면(32)에 부여할 때 얻어지는 제2 계측 유닛(16)의 계측값과 압력 조정 유닛(24)이 기준 압력을 몰드(3)의 이면(32)에 부여할 때 제2 계측 유닛(16)에 의해 계측되는 이상적인 값 사이의 차이에 기초하여 교정될 수 있다.
변형 유닛(11)에 의해 몰드(3)의 패턴 영역(PR)(부분(33))을 변형시키는 경우에는, 변형 유닛(11)으로부터 몰드(3)의 측면에 부여되는 힘에 따라, 패턴 영역(PR)이 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되기 때문에, 패턴 영역(PR)은 또한 Z축 방향으로 변위된다. 따라서, 변형 유닛(11)으로부터 몰드(3)의 측면에 부여되는 힘의 크기에 따라, 도 3f에서 몰드(3)의 부분(33)의 왜곡을 최소화하기 위해서 필요한 액추에이터(13)의 구동량(임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력)이 변화한다. 따라서, 도 3f에 나타내는 상태에서 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값이 도 3c에 나타내는 상태에서 얻어진 제1 계측 유닛(21)의 계측값과 일치하더라도, 몰드(3)의 부분(33)(패턴 영역(PR))이 왜곡을 갖지 않는 상태가 반드시 얻어지는 것은 아니다. 이러한 경우에는, 변형 유닛(11)에 의해 발생하는 몰드(3)의 패턴 영역(PR)의 변형량으로부터 패턴 영역(PR)의 Z축 방향의 변위를 산출하고, 이러한 변위를 고려하여, 몰드(3)의 부분(33)이 왜곡을 갖지 않는 상태가 얻어지도록 액추에이터(13)의 구동량을 제어할 수 있다. 예를 들어, 변형 유닛(11)에 의해 몰드(3)의 패턴 영역(PR)이 1 ppm만큼 축소되는 경우에는, 제1 계측 유닛(21)의 계측값이 몇십 nm만큼 증가(몰드(3)가 제1 계측 유닛(21)으로부터 몇십 nm만큼 이격)되도록 액추에이터(13)의 구동량을 제어한다.
여기서, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 제1 계측 유닛(21)에 의해 계측되는 몰드(3)의 이면(32)의 위치(계측점)에 대해서 더 구체적으로 설명한다. 본 실시형태에서는, 도 4a 및 도 4b 각각에 나타내는 바와 같이, 몰드(3)의 패턴 영역(PR)은 직사각형 형상을 갖는다. 이 경우, 도 4a에 나타내는 바와 같이, 몰드(3)의 이면(32)에 패턴 영역(PR)을 투영함으로써 얻어지는 직사각형 영역(RC)의 외측의 이면(32)의 영역에 위치하며, 직사각형 영역(RC)의 2개의 대각선 중 1개 상에 위치되는 적어도 2개의 위치를 제1 계측 유닛(21)의 계측점(M)으로서 설정한다. 대안적으로, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 직사각형 영역(RC)의 외측의 이면(32)의 영역에 위치하며, 직사각형 영역(RC)의 중심을 각각 통과하고 직사각형 영역(RC)의 변에 평행한 2개의 직선 중 1개 상에 위치하는 적어도 2개의 위치를 제1 계측 유닛(21)의 계측점(M)으로서 설정할 수 있다. 이와 같이, 몰드(3)의 이면(32)의 직사각형 영역(RC)의 외측의 영역의 적어도 2개의 위치를 제1 계측 유닛(21)에 의해 계측해서 계측값을 얻음으로써, 몰드(3)의 부분(33)(패턴 영역(PR))의 왜곡을 구할 수 있고, 왜곡을 보정할 수 있다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 계측 유닛(21)은 몰드(3)의 부분(33)(캐비티(3a))에서의 이면(32)에 제공되는 마크(M)의 폭을 계측할 수 있다. 마크(M)는, 몰드(3)와 기판(5) 사이의 정렬에 사용되는 정렬 마크와는 상이한 마크이며, 몰드(3)의 이면(32)에 패턴 영역(PR)을 투영함으로써 얻어지는 직사각형 영역(투영 영역)(RC)의 경계부(경계의 외측)에 제공된다. 마크(M)는, 직사각형 영역(RC)의 외측의 이면(32)의 영역이며, 직사각형 영역(RC)의 대각선 상, 또는 직사각형 영역(RC)의 중심을 통과하며 직사각형 영역(RC)의 변에 평행한 직선 상에 제공된다. 마크(M)는 홈 또는 돌기에 의해 형성될 수 있거나, 코팅을 포함하는 표면 처리에 의해 형성될 수 있다.
예를 들어, 도 5b에 도시된 바와 같이, 제1 계측 유닛(21)은, 몰드(3)의 이면(32)에 제공된 마크(M)의 X축 방향 폭 및 Y축 방향 폭, 더 구체적으로는 마크(M)의 폭(X1, Y1 및 X2)을 계측한다. 대안적으로, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제1 계측 유닛(21)은 몰드(3)의 이면(32)에 제공된 마크(M)의 대각선 방향 폭, 더 구체적으로는 마크(M)의 폭(W1)을 계측할 수 있다. 도 5d에 도시된 바와 같이, 제1 계측 유닛(21)은 원형 형상을 갖는 마크(M)의 폭(X축 방향 직경 및 Y축 방향 직경)(X3 및 Y3)을 계측할 수 있다. 마크(M)는 도 5d에서 원형 형상을 갖지만, 본 발명은 이것으로 제한되지 않으며, 마크(M)는 예를 들어 십자 형상을 가질 수 있다는 것에 유의한다.
기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킬 때, 돌출부(3b)의 경계에 큰 변위가 발생하기 때문에, 그 근방에 제공된 마크(M)의 폭이 변화된다. 따라서, 마크(M)의 폭의 변화를 제1 계측 유닛(21)에 의해 계측함으로써, 기판 상의 임프린트재(14)에 대한 몰드(3)의 가압력을 조정하는 것이 가능하다. 기판 상의 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 제1 계측 유닛(21)에 의해 계측된 마크(M)의 폭에 기초하여, 임프린트재(14)를 경화시킬 때, 패턴 영역(PR)의 형상이 일정하게 유지되도록 액추에이터(13)의 구동량을 제어한다. 예를 들어, 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값(마크(M)의 폭)과 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값 사이의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 제어를 행한다. 더 구체적으로는, 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값이 임프린트재(14)와 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 제1 계측 유닛(21)의 계측값과 일치하도록 제어를 행한다. 이 동작에 의해, 임프린트 장치(1)에서는, 몰드(3)의 부분(33)(패턴 영역(PR))의 왜곡이 최소가 되는 상태에서 기판 상의 임프린트재(14)를 경화시킬 수 있어, 중첩 정밀도를 향상시킬 수 있다.
대안적으로, 도 6에 나타내는 바와 같이, 몰드(3)의 전방면(31)에는, 이면(32)에 제공된 마크(M)에 대응하도록, 돌출부(3b)(패턴 영역(PR))의 주위, 즉 전방면(31)에 직사각형 영역(RC)의 경계부를 투영함으로써 얻어지는 영역에 홈(25)이 제공될 수 있다. 이 구성에 의해, 기판 상의 임프린트재(14)와 몰드(3)의 패턴 영역(PR)을 서로 접촉시킬 때의 마크(M)의 폭의 변화가 증가하기 때문에, 제1 계측 유닛(21)에 의한 마크(M)의 폭의 변화의 계측이 용이해진다. 도 6은 몰드(3)의 구성의 일례를 나타내는 단면도이다.
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 MRAM 등의 휘발성 또는 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, 물품의 구체적인 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 7a에 나타내는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판을 준비한다. 이어서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재의 표면에 임프린트재를 부여한다. 여기에서는, 임프린트재가 복수의 액적으로서 기판 상에 부여되는 상태를 나타내고 있다.
도 7b에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 몰드의 돌기 및 홈 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재를 향해 지향시켜 기판 상의 임프린트재와 대향시킨다. 도 7c에 나타내는 바와 같이, 임프린트재가 부여된 기판을 몰드와 접촉시키고, 압력을 부여한다. 몰드와 피가공재 사이의 간극에 임프린트재가 충전된다. 이 상태에서, 경화 에너지로서의 광을 몰드를 통해서 임프린트재에 조사하면, 임프린트재는 경화된다.
도 7d에 도시되는 바와 같이, 임프린트재를 경화시킨 후, 몰드는 기판으로부터 분리된다. 따라서, 임프린트재의 경화물의 패턴이 기판 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 홈은 경화물의 돌기에 대응하며, 몰드의 돌기는 경화물의 홈에 대응한다. 즉, 몰드의 돌기 및 홈 패턴이 임프린트재에 전사된다.
도 7e에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈이 형성된다. 도 7f에 도시되는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재의 표면에 홈이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴을 제거했지만, 패턴을 가공 후에도 제거하지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용의 막, 즉 물품의 구성 부재로서 이용할 수 있다.
발명은 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 다음의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (20)

  1. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 장치는,
    상기 몰드와 상기 기판 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 몰드 및 상기 기판 중 적어도 하나를 구동하도록 구성되는 구동 유닛;
    상기 몰드의 부분에서의 상기 몰드의 패턴 영역 측의 제1 면과는 반대측의 제2 면의 변위 및 위치 중 하나를 계측하도록 구성되는 제1 계측 유닛으로서, 상기 부분은, 상기 패턴 영역을 포함하고, 상기 기판 상의 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킬 때 상기 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되는, 제1 계측 유닛; 및
    상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 상태에서 상기 임프린트재를 경화시킬 때에 상기 패턴 영역의 형상이 일정하게 유지되도록, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값에 기초하여 상기 구동 유닛의 구동량을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 상기 계측값과 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값 사이의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값이 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 상기 계측값과 일치하도록 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 영역은 직사각형 형상을 가지며,
    상기 제1 계측 유닛은, 상기 제2 면에 상기 패턴 영역을 투영함으로써 얻어지는 직사각형 영역의 외측의 상기 제2 면의 영역에 위치되며 상기 직사각형 영역의 2개의 대각선 중 하나 상에 위치되는 적어도 2 개소의 변위 및 위치 중 하나를 계측하는 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 패턴 영역은 직사각형 형상을 가지며,
    상기 제1 계측 유닛은 상기 패턴 영역을 상기 제2 면에 투영함으로써 얻어지는 직사각형 영역의 외측의 제2 면의 영역에 위치되며 상기 직사각형 영역의 중심을 각각 통과하고 상기 직사각형 영역의 변에 평행한 2개의 직선 중 하나 상에 위치되는 적어도 2 개소의 변위 및 위치 중 하나를 계측하는 임프린트 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 적어도 2개의 위치는 상기 직사각형 영역의 양 변 상의 2개의 위치를 포함하는 임프린트 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 부분을 상기 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형시키기 위해서 상기 제2 면에 부여되는 압력을 조정하도록 구성되는 조정 유닛; 및
    상기 몰드의 상기 제1 면의 변위 및 위치 중 하나를 계측하도록 구성되는 제2 계측 유닛을 더 포함하며,
    상기 조정 유닛은, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 제2 계측 유닛의 계측값에 기초하여 상기 압력을 조정하며,
    상기 제어 유닛은, 상기 조정 유닛에 의해 상기 압력을 조정한 상태에서 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값에 기초하여 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 조정 유닛이 기준 압력을 상기 제2 면에 부여할 때 얻어지는 상기 제1 계측 유닛의 계측값과 상기 조정 유닛이 상기 기준 압력을 상기 제2 면에 부여할 때 상기 제1 계측 유닛에 의해 계측되는 이상적인 값 사이의 차이에 기초하여 상기 조정 유닛을 교정하도록 구성되는 교정 유닛을 더 포함하는 임프린트 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 몰드의 측면에 힘을 부여함으로써 상기 패턴 영역을 변형시키도록 구성되는 변형 유닛을 더 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 변형 유닛에 의해 상기 패턴 영역을 변형시킴으로써 얻어지는 상기 제2 면의 변위 및 위치 중 하나에 또한 기초하여 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동 유닛은 상기 몰드를 보유지지하여 연직 방향으로 구동하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛 및 상기 기판을 보유지지하여 상기 연직 방향으로 구동하도록 구성되는 기판 보유지지 유닛을 포함하며,
    상기 제1 계측 유닛은 상기 몰드 보유지지 유닛에 제공되는 임프린트 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 부분은 3 mm 이하의 두께를 갖는 임프린트 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 부분의 상기 제2 면에는 상기 부분을 상기 기판 측을 향해 상기 볼록 형상으로 변형시키기 위해 사용되는 오목 형상을 갖는 캐비티가 제공되는 임프린트 장치.
  13. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 장치는,
    상기 몰드와 상기 기판 사이의 거리를 조정하기 위해 상기 몰드 및 상기 기판 중 적어도 하나를 구동하도록 구성되는 구동 유닛;
    상기 몰드의 부분에서의 상기 몰드의 패턴 영역 측의 제1 면과는 반대측의 제2 면에 제공되는 마크의 폭을 계측하도록 구성되는 계측 유닛으로서, 상기 부분은, 패턴 영역을 포함하고, 상기 기판 상의 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킬 때 상기 기판 측을 향해 볼록 형상으로 변형되는, 계측 유닛; 및
    상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 상태에서 상기 임프린트재를 경화시킬 때에 상기 패턴 영역의 형상이 일정하게 유지되도록, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 계측 유닛의 계측값에 기초하여 상기 구동 유닛의 구동량을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하며,
    상기 마크는 상기 제2 면에 상기 패턴 영역을 투영함으로써 얻어지는 투영 영역의 경계부에 제공되는 임프린트 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 계측 유닛의 상기 계측값과 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 상기 계측 유닛의 계측값 사이의 차이가 허용 범위 내에 들어가도록 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시킨 후에 얻어지는 상기 계측 유닛의 계측값이 상기 임프린트재와 상기 패턴 영역을 서로 접촉시키기 전에 얻어지는 상기 계측 유닛의 상기 계측값과 일치하도록 상기 구동 유닛의 상기 구동량을 제어하는 임프린트 장치.
  16. 제13항에 있어서,
    상기 마크는 상기 몰드와 상기 기판 사이의 정렬에 사용되는 정렬 마크와는 상이한 마크인 임프린트 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상기 제1 면에는, 상기 제1 면에 상기 경계부를 투영함으로써 얻어지는 영역에 홈이 제공되는 임프린트 장치.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 부분은 3 mm 이하의 두께를 갖는 임프린트 장치.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 부분의 상기 제2 면에는 상기 부분을 상기 기판 측을 향해 상기 볼록 형상으로 변형시키기 위해 사용되는 오목 형상을 갖는 캐비티가 제공되는 임프린트 장치.
  20. 물품 제조 방법이며,
    제1항에서 규정된 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계; 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는 물품 제조 방법.



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