KR20220027034A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 몰드를 사용하여 기판 상의 임프린트재를 성형하는 처리를 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 대해 행하는 임프린트 장치를 제공하며, 장치는 기판에 제공된 마크의 위치를 검출하도록 구성되는 검출부; 및 처리에서 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여 기판과 몰드 사이의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고, 복수의 샷 영역 각각은 전공정에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 2개 이상의 전사 영역을 포함하고, 제어부는 특정 샷 영역에 대한 처리에서 2개 이상의 전사 영역 중 가장 작은 전사 영역을 제외한 전사 영역에 제공된 마크의 검출 결과에 기초하여 정렬을 제어한다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 기술은, 나노스케일 미세 패턴의 전사를 가능하게 하는 기술이며, 반도체 디바이스, 자기 저장 매체 등을 위한 하나의 양산용 나노리소그래피 기술로서 제안되고 있다. 임프린트 기술을 사용한 임프린트 장치는, 패턴이 형성된 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고, 그 후 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 기판 상에 패턴을 형성할 수 있다.
근년, 임프린트 장치의 생산성(스루풋)을 향상시키기 위해서, 전공정(pre-process)에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 2개 이상의 전사 영역에 대하여 일괄해서 임프린트 처리를 행하는 소위 멀티-에어리어 임프린트 기술의 개발이 진행되고 있다. 일본 특허 공개 공보 제2017-199760호는 기판의 중앙부에서 멀티-에어리어 임프린트를 행하는 방법을 제안하고 있다.
임프린트 장치에서는, 반도체 칩의 수율 향상, 후공정의 에칭 처리에서의 기판의 보호 등의 관점에서, 기판의 중앙부뿐만 아니라 기판의 주연부에서도 임프린트재를 정밀하게 성형하는 것이 요구되고 있다.
본 발명은, 예를 들어 기판 상의 임프린트재를 정밀하게 성형하는 데 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재를 성형하는 처리를 상기 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 대하여 행하는 임프린트 장치가 제공되며, 상기 장치는 상기 기판에 제공된 마크의 위치를 검출하도록 구성되는 검출부; 및 상기 처리에서, 상기 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드 사이의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고, 상기 복수의 샷 영역의 각각은 전공정에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 2개 이상의 전사 영역을 포함하며, 상기 제어부는, 상기 2개 이상의 전사 영역이 상이한 크기를 갖는 특정 샷 영역에 대한 상기 처리에서, 상기 2개 이상의 전사 영역 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 상기 마크의 상기 검출 결과에 기초하여 상기 정렬을 제어한다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 임프린트 장치의 구성예를 도시하는 개략도이다.
도 2a 및 도 2b는 몰드측 마크 및 기판측 마크를 각각 도시하는 도면이다.
도 3a 내지 도 3c는 임프린트 처리를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 기판 상에서의 복수의 전사 영역의 배치의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 복수의 샷 영역의 레이아웃의 종래예를 도시하는 도면이다.
도 6a 및 도 6b는 몰드와 기판 상의 수지 사이의 접촉 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 7a 내지 도 7d는 제1 실시형태에 따른 복수의 샷 영역의 레이아웃 예를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 제2 실시형태에 따른 복수의 샷 영역의 레이아웃 예를 도시하는 도면이다.
도 9a 내지 도 9c는 제3 실시형태에 따른 복수의 샷 영역의 레이아웃 예를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10f는 물품 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 다음의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 설명되어 있지만, 이러한 모든 특징을 필요로 하는 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부된 도면에서, 동일하거나 유사한 구성에는 동일한 참조 번호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재와 몰드를 접촉시키고 임프린트재를 경화시키기 위한 에너지를 부여함으로써, 몰드의 볼록부 및 오목부를 갖는 패턴이 전사된 임프린트재의 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다. 예를 들어, 임프린트 장치는, 기판 상에 액체 임프린트재를 공급하고, 볼록부 및 오목부를 갖는 패턴이 형성된 몰드를 기판 상의 임프린트재에 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시킨다. 이어서, 임프린트 장치는 몰드와 기판 사이의 간격을 증가시켜, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리(이형)한다. 따라서, 기판 상의 임프린트재에 몰드의 패턴을 전사할 수 있다. 이러한 일련의 처리는 "임프린트 처리"라고 불리며, 기판에서의 복수의 샷 영역의 각각에 대해서 행하여진다.
임프린트재로서는, 경화 에너지를 받는 것에 의해 경화되는 경화성 조성물(미경화 상태의 수지라고도 지칭됨)이 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용된다. 전자기파는, 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 자외선 등이다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물이다. 광에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시재를 함유하고, 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 하나의 재료이다. 임프린트재는 스핀 코터나 슬릿 코터에 의해 기판 상에 막 형상으로 도포된다. 대안적으로, 임프린트재는 액체 분사 헤드를 사용하여 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어 형성되는 섬 또는 막 형상으로 기판 상에 도포될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s(포함)이다.
<제1 실시형태>
본 발명에 따른 제1 실시형태에 대해서 설명한다. 도 1은 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)의 구성예를 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(1)는, 기판 상의 임프린트재를 몰드를 사용해서 성형 및 경화시키고 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 본 실시형태에서는, 임프린트재로서 수지를 사용하고, 수지 경화법으로서 자외선의 조사에 의해 수지를 경화시키는 광경화법을 채용한다.
임프린트 장치(1)는, 몰드(11)를 보유지지하는 몰드 보유지지부(12), 기판(13)을 보유지지하는 기판 보유지지부(14), 검출부(15), 경화 유닛(25), 관찰 유닛(23), 및 제어부(CNT)를 포함한다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 기판 상에 수지를 공급하도록 구성되는 디스펜서를 포함하는 수지 공급부, 몰드(11)의 측면에 힘을 인가해서 몰드(11)의 패턴 영역(11a)을 변형시키도록 구성되는 형상 변형 기구 등을 포함할 수 있다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 몰드 보유지지부(12)를 보유지지하도록 구성되는 브리지 정반, 기판 보유지지부(14)를 보유지지하도록 구성되는 베이스 정반 등을 포함할 수 있다.
몰드(11)는, 기판(13)(그 위의 수지)에 전사해야 할 패턴(볼록부 및 오목부를 갖는 패턴)이 형성된 패턴 영역(11a)(패턴면)을 포함한다. 몰드(11)는, 기판 상의 수지를 경화시키기 위한 자외선을 투과하는 예를 들어 석영 같은 재료로 구성될 수 있다. 또한, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)에는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬의 제어에 사용되는 정렬 마크(몰드측 마크(18))가 형성된다.
몰드 보유지지부(12)는 몰드(11)를 보유지지하는 보유지지 기구이다. 몰드 보유지지부(12)는, 예를 들어 몰드(11)의 진공 흡착 또는 정전 흡착을 행하는 몰드 척, 몰드 척이 배치되는 몰드 스테이지, 및 몰드 스테이지를 구동(이동)하는 구동계를 포함한다. 구동계는, 몰드 스테이지(즉, 몰드(11))를 적어도 Z축 방향(기판 상의 수지에 몰드(11)를 가압하는 가압 방향)으로 구동한다. 구동계는 Z축 방향뿐만 아니라 X축 방향, Y축 방향 및 θ 방향(Z축 둘레의 회전 방향)으로도 몰드 스테이지를 구동하는 기능을 가질 수 있다.
기판(13)은 몰드(11)의 패턴이 전사되는 기판(즉, 수지로 구성된 패턴이 형성되는 기판)이다. 기판(13)의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 수지 등이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판(13)의 표면에, 기판(13)과는 다른 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 기판(13)은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 석영 유리 등이다. 기판(13)은, 예를 들어 SOI(Silicon on Insulator) 기판 등일 수 있다. 수지가 수지 공급부로부터 기판(13)에 공급(도포)된다. 기판(13)에는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬의 제어에 사용되는 정렬 마크(기판측 마크(19))가 형성된다.
기판 보유지지부(14)는 기판(13)을 보유지지하는 보유지지 기구이다. 기판 보유지지부(14)는, 예를 들어 기판(13)의 진공 흡착 또는 정전 흡착을 행하는 기판 척, 기판 척이 배치되는 기판 스테이지, 및 기판 스테이지를 구동(이동)하는 구동계를 포함한다. 구동계는, 기판 스테이지(즉, 기판(13))를 적어도 X축 방향 및 Y축 방향(몰드(11)의 가압 방향에 직교하는 방향)으로 구동한다. 구동계는, X축 방향 및 Y축 방향뿐만 아니라 Z축 방향 및 θ 방향(Z축 둘레의 회전 방향)으로도 기판 스테이지를 구동하는 기능을 가질 수 있다.
검출부(15)는, 기판(13)에 제공된 정렬 마크(기판측 마크(19))의 위치를 검출할 수 있다. 본 실시형태에서, 검출부(15)는, 몰드(11)(몰드측 마크(18))를 통해서 기판측 마크(19)를 광학적으로 관찰하는 스코프를 포함하고, 몰드측 마크(18) 및 대응하는 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치를 검출한다. 예를 들어, 검출부(15)는, 스코프에 의해 검출된 몰드측 마크(18) 및 대응하는 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치에 기초하여, 몰드(11)(패턴 영역(11a))와 기판(샷 영역) 사이의 상대 위치를 계측할 수 있다. 여기서, 검출부(15)는, 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치 관계를 검출할 수 있으면 된다. 따라서, 검출부(15)는, 2개의 마크를 동시에 촬상하도록 구성되는 광학계를 포함하는 스코프를 포함할 수 있거나, 또는 2개의 마크 사이의 간섭 신호 또는 무아레 같은 상대 위치 관계를 반영하는 신호를 검출하는 스코프를 포함할 수 있다. 대안적으로, 검출부(15)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 동시에 검출할 수 없어도 된다. 예를 들어, 검출부(15)는, 검출부(15) 내부에 배치된 기준 위치에 대한 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)의 각각의 위치를 구함으로써, 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치 관계를 검출할 수 있다.
경화 유닛(25)은, 수지를 경화시키기 위한 광(22)(예를 들어, 자외선)을 몰드(11)를 통해서 기판 상의 수지에 조사하여, 수지를 경화시킨다. 경화 유닛(25)은, 예를 들어 수지를 경화시키기 위한 광(22)을 사출하는 광원, 및 광원으로부터 사출된 광(22)을 임프린트 처리에 최적인 광에 조정하도록 구성되는 광학계를 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 경화 유닛(25)으로부터 사출된 광(22)이 빔 스플리터(24)에 의해 반사되어서 기판(13)(더 구체적으로는, 기판 상의 수지)을 조사하도록 구성될 수 있다.
관찰 유닛(23)은, 예를 들어 몰드(11)의 패턴 영역(11a) 전체를 포함하는 시야를 갖는 카메라를 포함하고, 자외선의 조사에 의한 기판 상의 수지의 경화 상태를 관찰(확인)하는 기능을 갖는다. 관찰 유닛(23)은, 기판 상의 수지의 경화 상태뿐만 아니라 기판 상의 수지에 대한 몰드(11)의 가압 상태, 몰드(11)의 패턴에의 수지의 충전 상태, 및 기판 상의 경화된 수지로부터의 몰드(11)의 이형 상태도 관찰할 수 있다. 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 관찰 유닛(23)이 빔 스플리터(24)를 통해서 기판 상의 수지의 경화 상태를 관찰하도록 구성될 수 있다.
제어부(CNT)는, 예를 들어 CPU, 메모리 등을 포함하고, 임프린트 장치(1)의 각 유닛을 제어함으로써 임프린트 처리 및 그것에 관련된 처리를 제어한다. 예를 들어, 제어부(CNT)는, 검출부(15)에 의해 취득된 검출 결과(즉, 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치의 검출 결과)에 기초하여, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬을 제어할 수 있다. 또한, 제어부(CNT)는, 임프린트 처리의 정렬 동안, 형상 보정부에 의해 몰드(11)의 패턴 영역(11a)을 목표 형상으로 변형시키는 처리(몰드(11)의 형상 보정)을 제어할 수 있다.
이어서, 도 2a 및 도 2b를 참조하여, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬에서 사용되는 정렬 마크로서의 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)에 대해서 설명한다. 도 2a 및 도 2b에 나타내는 예에서는, 기판(13)의 1개의 샷 영역에 6개의 칩 영역이 배치된다.
도 2a는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a), 더 구체적으로는 패턴 영역(11a)의 4개의 코너에 제공된 몰드측 마크(18a 내지 18h)의 구성예를 나타내고 있다. 도 2a를 참조하면, 길이 방향이 수평 방향인 몰드측 마크(18a, 18b, 18e, 및 18f) 각각은 계측 방향이 X축 방향인 마크이다. 길이 방향이 수직 방향인 몰드측 마크(18c, 18d, 18g, 및 18h) 각각은 계측 방향이 Y축 방향인 마크이다. 도 2a에서, 점선에 의해 둘러싸인 영역은 기판 상의 6개의 칩 영역 각각에 전사해야 할 패턴을 나타낸다. 후술하는 바와 같이, 본 실시형태에 따른 몰드(11)에서는, 기판(13) 상의 2개 이상의 전사 영역 상의 수지를 일괄해서 성형하도록(즉, 2개 이상의 전사 영역 상의 수지에 패턴을 일괄해서 형성하도록) 패턴 영역(11a)이 형성된다.
도 2b는, 기판(13)의 1개의 샷 영역(13a)의 주변, 더 구체적으로는 샷 영역(13a)의 4개의 코너에 제공된 기판측 마크(19a 내지 19h)를 나타내고 있다. 도 2b를 참조하면, 길이 방향이 수평 방향인 기판측 마크(19a, 19b, 19e, 및 19f) 각각은 계측 방향이 X축 방향인 마크이다. 길이 방향이 수직 방향인 기판측 마크(19c, 19d, 19g, 및 19h) 각각은 계측 방향이 Y축 방향인 마크이다. 도 2b에서, 샷 영역(13a)의 내측의 실선으로 둘러싸인 영역은 칩 영역(13b)을 나타낸다. 각 칩 영역(13b)은, 예를 들어 내부에 집적 회로가 형성된 1개의 반도체 칩이 얻어질 수 있는 영역이라는 것에 유의한다.
임프린트 처리에서, 몰드(11)와 기판 상의 수지를 서로 접촉시킬 때, 몰드(11)에 제공된 각각의 몰드측 마크(18a 내지 18h)와 기판(13)에 제공된 각각의 기판측 마크(19a 내지 19h)는 서로 근접하게 된다. 따라서, 검출부(15)에 의해 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 검출함으로써, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 위치 및 형상을 기판(13)의 샷 영역(13a)의 위치 및 형상과 비교할 수 있다. 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 위치 및 형상과 기판(13) 상의 샷 영역(13a)의 위치 및 형상 사이에 차이(어긋남)가 발생하면, 중첩 정밀도가 저하되고, 패턴 전사 오차(제품 불량)를 초래한다.
이어서, 도 3a 내지 도 3c를 참조하여, 몰드(11)의 패턴을 기판(13)(더 구체적으로는, 기판 상의 수지)에 전사하는, 즉 기판 상의 수지를 성형하는 임프린트 처리에 대해서 설명한다.
도 3a에 나타내는 바와 같이, 몰드(11)의 가압을 개시할 때까지, 기판 상의 대상 샷 영역(이제부터 임프린트 처리를 행하는 샷 영역)에 수지(20)를 공급한다. 임프린트 장치에 일반적으로 사용되는 수지는, 휘발성이 높기 때문에, 임프린트 처리를 행하기 직전에 기판 상에 공급되는 것이 바람직하다. 단, 휘발성이 낮은 수지는 스핀 코팅 등에 의해 미리 기판 상에 공급될 수 있다. 기판 상에 수지(20)를 공급한 후, 몰드(11)의 하방으로 기판(13)을 이동시킨다. 그리고, 검출부(15)가 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치를 검출하고, 검출 결과에 기초하여, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬 및 몰드(11)의 형상 보정을 제어한다.
이어서, 도 3b에 나타내는 바와 같이, 몰드(11)와 기판 상의 수지(20)를 서로 접촉시키고, 이 상태에서 미리정해진 시간을 경과시켜서 몰드(11)의 패턴에 수지(20)를 충전시킨다. 이 사이에, 검출부(15)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 검출하여 그 검출 결과에 기초하여 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬을 제어할 수도 있다. 여기서, 몰드(11)와 수지(20) 사이의 굴절률의 차가 작은 경우, 몰드측 마크(18)가 오목-볼록 구조만을 갖고 있으면, 검출부(15)가 몰드측 마크(18)를 검출하는 것이 곤란할 수 있다. 따라서, 몰드(11)와는 다른 굴절률 및 투과율을 갖는 물질을 몰드측 마크(18)에 도포할 수 있거나, 이온 조사 등에 의해 몰드측 마크(18)의 굴절률을 변화시킬 수 있다. 이에 의해, 몰드(11)와 기판 상의 수지(20)를 서로 접촉시킨 상태에서도, 검출부(15)가 몰드측 마크(18)를 검출하는 것이 가능하게 된다.
몰드(11)의 패턴에 수지(20)가 충전된 후(예를 들어, 미리정해진 시간이 경과된 후), 경화 유닛(25)은 기판 상의 수지(20)에 광(22)을 조사해서 수지(20)를 경화시킨다. 그리고, 도 3c에 나타내는 바와 같이, 기판 상의 경화된 수지(20)로부터 몰드(11)를 분리한다. 이에 의해, 수지(20)로 구성된 패턴(21)을 기판 상에 형성할 수 있다(즉, 기판 상에 몰드(11)의 패턴을 전사할 수 있다).
[멀티-에어리어 임프린트]
근년, 임프린트 장치(1)에 대해는, 멀티-에어리어 임프린트 기술의 개발이 진행되고 있다. 멀티-에어리어 임프린트 기술이란, 전공정에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 2개 이상의 전사 영역에 대하여 일괄해서 임프린트를 행하는 기술이다. 이 기술에 의해, 임프린트 장치(1)의 생산성(스루풋)을 향상시킬 수 있다. 여기서, 멀티-에어리어 임프린트 기술에서 사용되는 몰드(11)는 1회의 임프린트 처리에 의해 2개 이상의 전사 영역 상의 수지(20)를 일괄해서 성형할 수 있도록 형성되며, 2개 이상의 전사 영역은 1개의 샷 영역(임프린트 영역)의 역할을 한다. 예를 들어, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)은, 1회의 임프린트 처리에 의해 2개 이상의 전사 영역 상의 수지(20)에 일괄해서 전사되는 패턴을 갖는다. 각 전사 영역은, 원판에 형성된 패턴이 개별적으로 전사된 기판 상의 영역이며, 패턴-전사 영역이라 지칭할 수 있다. 각 전사 영역은, 전공정에서의 1회의 샷(예를 들어, 1회의 전사 처리)에 의해 원판의 패턴이 전사되는 영역이라고도 지칭할 수 있다. 예를 들어, 전공정에서 노광 장치가 사용되는 경우, 전사 영역은 원판으로서의 마스크의 패턴에 대응하는 1개의 패턴이 전사된 기판 상의 영역이다. 전공정에서 임프린트 장치가 사용되는 경우, 전사 영역은 원판으로서의 몰드의 패턴에 대응하는 1개의 패턴이 전사된 기판 상의 영역이다.
도 4는, 기판 상의 복수의 전사 영역(30)의 레이아웃(배치)의 일례를 나타낸다. 기판(13) 상의 복수의 전사 영역(30)은, 기판(13)의 중앙부에 배치된 전사 영역(31)(완전 전사 영역), 및 각각의 기판(13)의 에지를 포함하도록 기판(13)의 주연부에 배치되고 일부가 결손된 전사 영역(32)(부분 전사 영역)을 포함할 수 있다. 일부가 결손된 전사 영역(32)에 적어도 하나의 칩 영역이 포함될 수 있다. 따라서, 임프린트 장치(1)에서는, 반도체 칩의 수율 향상의 관점에서, 기판(13)의 중앙부에 배치된 전사 영역(31)뿐만 아니라 기판(13)의 주연부에 배치된 전사 영역(32)에서도, 기판 상의 수지(20)를 정밀하게 성형하는 것이 요구된다.
도 5a는 기판 상의 복수의 샷 영역(40)(임프린트 영역)의 레이아웃의 종래예를 나타낸다. 도 5b 내지 도 5d는 대표적인 샷 영역(40)(41 내지 43)의 확대도이다. 샷 영역(40)은, 1회의 임프린트 처리에 의해 몰드(11)의 패턴이 전사될 수 있는 영역이며, 도 5a에서는 흑색 굵은 프레임에 의해 표현된다. 여기에서는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)이 2개의 전사 영역(30) 상의 수지(20)에 패턴을 일괄해서 전사할 수 있도록 형성되는 예를 나타내고 있다. 도 5a에 나타내는 종래예에서는, 샷 영역(42)(도 5c)에서와 같이, 기판(13)의 주연부에 배치된 1개의 전사 영역(32)이 1개의 샷 영역(40)을 형성하는 부분이 있다. 이러한 부분에서는, 임프린트 처리의 접촉 단계(몰드(11)를 기판 상의 수지에 접촉시키는 단계)에서, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세를 제어하는 것이 곤란해질 수 있다.
예를 들어, 도 6a는 기판(13)의 중앙부에 설정된 샷 영역(41) 상의 수지(20)에 몰드(11)(패턴 영역(11a))를 접촉시키는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)과 기판 상의 수지(20) 사이의 접촉 면적이 비교적 크기 때문에, 접촉 단계에서 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세를 정밀하게 제어하는 것이 가능하다. 한편, 도 6b는 기판(13)의 주연부에 설정된 샷 영역(42) 상의 수지(20)에 몰드(11)(패턴 영역(11a))를 접촉시키는 예를 나타내고 있다. 이 경우, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 에지부에서, 몰드(11)는 비교적 작은 면적으로 샷 영역(42) 상의 수지(20)와 접촉할 수 있다. 따라서, 도 6b에서 화살표 A로 나타내는 바와 같이 몰드(11)를 회전시키는 모멘트가 발생하고, 접촉 단계에서 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세를 정밀하게 제어하는 것이 곤란해질 수 있다. 즉, 기판 상의 수지(20)의 막 두께(예를 들어, RLT(Residual Layer Thickness)를 정밀하게 제어하는 것이 곤란해질 수 있다. 이 경우, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세를 정밀하게 제어하기 위한 기구를 새롭게 추가하는 것은, 복잡한 장치 구성 및 장치 비용의 점에서 불리해질 수 있다.
따라서, 본 실시형태에서는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 각 샷 영역(40)이 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하도록, 기판(13) 상에서의 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃이 설정될 수 있다. 즉, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 2개 이상의 전사 영역(30)을 1개의 샷 영역(40)으로 하여 일괄해서 임프린트 처리를 행한다. 이에 의해, 기판(13)의 주연부에 배치된 전사 영역(32)에 대하여 임프린트 처리를 행하는 경우에도, 도 5a에 나타내는 종래예와 비교하여, 접촉 단계에서의 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세의 제어를 용이하게 할 수 있다. 따라서, 전사 영역(32) 상의 수지(20)를 정밀하게 형성할 수 있다. 도 7a는 본 실시형태에서의 복수의 샷 영역(40)(임프린트 영역)의 레이아웃의 일례를 나타내며, 도 7b 내지 도 7d는 대표적인 샷 영역(40)(44 내지 46)의 확대도라는 것에 유의한다.
임프린트 장치(1)의 제어부(CNT)는 기판(13) 상의 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃을 설정(결정)할 수 있다. 이 경우, 제어부(CNT)는, 전공정에 사용된 장치(노광 장치 등)로부터, 기판(13) 상의 복수의 전사 영역(30)의 배치를 나타내는 정보를 취득하고, 정보에 기초하여 각 샷 영역(40)이 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하도록 레이아웃을 설정할 수 있다. 이때, 제어부(CNT)는, 복수의 샷 영역(40)의 각각의 샷 영역(40)에 동일한 수의 전사 영역(30)이 포함되도록 레이아웃을 설정하는 것이 바람직하다. 레이아웃의 설정은 임프린트 장치(1)의 외부 컴퓨터에 의해 행해질 수 있다는 것에 유의한다.
여기서, 도 4에 도시되는 바와 같이, 전공정에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 복수의 전사 영역(30) 이외에, 기판(13)은 전공정에서 원판의 패턴이 전사되지 않은 비전사 영역(R)을 포함할 수 있다. 비전사 영역(R)은, 예를 들어 1개의 칩 영역도 포함하지 않는 크기를 갖는 영역, 즉 1개의 칩 영역보다 작은 면적을 갖는 영역이며, 비 패턴 전사 영역이라 칭할 수 있다. 따라서, 임프린트 처리에서 비전사 영역(R) 상으로의 몰드(11)의 패턴의 전사가 불필요하다. 그러나, 비전사 영역(R) 상의 수지(20)가 성형되지 않는 경우, 후공정의 에칭 처리 등 중에 비전사 영역(R)의 기판(13)이 에칭된다. 따라서, 에칭 처리 등에서의 기판(13)의 보호의 관점에서, 비전사 영역(R)에서도 몰드(11)를 사용하여 수지(20)를 성형하는 것이 바람직하다.
그러나, 도 5d에 나타내는 종래예의 샷 영역(43)과 같이 단일 비전사 영역(R)을 1개의 샷 영역(40)으로서 설정하면, 접촉 단계에서 몰드(11)와 기판(13) 사이의 상대 자세를 정밀하게 제어하는 것이 곤란해질 수 있다. 즉, 기판 상의 수지(20)의 막 두께(예를 들어, RLT(Residual Layer Thickness)를 정밀하게 제어하는 것이 곤란해질 수 있다. 따라서, 본 실시형태에서는, 도 7d에 나타내는 샷 영역(46)과 같이, 비전사 영역(R)이 적어도 하나의 전사 영역(30)과 함께 1개의 샷 영역(40)을 형성하도록, 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃이 설정된다. 즉, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 비전사 영역(R)과 적어도 하나의 전사 영역(30)을 1개의 샷 영역(40)으로 하여 일괄해서 임프린트 처리를 행한다. 이에 의해, 비전사 영역(R) 상의 수지(20)의 막 두께(예를 들어, RLT)가 목표 범위 내에 들어가도록, 비전사 영역(R) 상의 수지(20)를 정밀하게 성형할 수 있다.
[샷 영역의 정렬]
기판(13)의 주연부에서는 기판(13)의 연속성이 중단되기 때문에, 전공정에서의 기판(13)의 가공에 의해 특이한 거동이 나타날 수 있다. 예를 들어, 기판(13)의 주연부에서는, 에칭 레이트, 성막 레이트 등이 기판(13)의 중앙부와 다를 수 있고, 에칭 또는 성막에 불균일성 또는 가공량의 불균일이 발생할 수 있다. 즉, 기판(13)의 주연부의 전사 영역(32)에 제공된 기판측 마크(19)에서는, 변형, 막 두께 불균일 등에 기인해서 검출 오차가 발생할 수 있기 때문에 신뢰성이 낮다. 이러한 기판측 마크(19)를 사용해서 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬을 행하는 경우, 기판 상의 수지(20)를 정밀하게 성형하는 것(즉, 기판 상의 수지(20)에 몰드(11)의 패턴을 정밀하게 전사하는 것)이 곤란해질 수 있다.
그러므로, 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)는, 특정 샷 영역의 정렬을, 당해 특정 샷 영역에 포함되는 2개 이상의 전사 영역(30) 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 기판측 마크(19)의 검출 결과를 사용해서 제어한다. 특정 샷 영역이란, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역(40) 중, 상이한 크기를 갖는 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하는 샷 영역이다. 더 구체적으로는, 특정 샷 영역은 기판(13)의 주연부에 배치된 전사 영역(32)을 포함하는 샷 영역일 수 있다. 특정 샷 영역은, 기판(13)의 주연부에 배치되며 몰드(11)의 패턴의 일부만이 전사되는 샷 영역이라 말할 수도 있다. 도 7c에 나타내는 예에서는, 샷 영역(45)이 특정 샷 영역으로서 예시되어 있다.
예를 들어, 제어부(CNT)는, 기판(13) 상의 복수의 전사 영역(30)의 배치를 나타내는 정보에 기초하여, 각 샷 영역(40)에 포함되는 가장 작은 전사 영역(30)의 면적이, 전공정에서 원판의 패턴이 전사되는 최대 면적에 대한 미리정해진 비율보다 작은지 여부를 판단한다. 이에 의해, 제어부(CNT)는, 면적이 최대 면적에 대한 미리정해진 비율보다 작은 전사 영역(30)을 포함하는 샷 영역(40)을, 특정 샷 영역으로서 판단(결정)할 수 있다. 미리정해진 비율은 임의로 설정될 수 있지만, 예를 들어 최대 면적의 절반(1/2), 1/3, 1/4, 1/5 등으로 설정될 수 있다. 최대 면적은, 예를 들어 기판의 중앙부에 배치된 전사 영역(31)의 면적이며, 이하에서는 전사 최대 면적이라 칭할 수 있다.
이어서, 각 샷 영역(40)에 제공된 복수의 기판측 마크(19) 중에서 정렬에 사용되는 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 선택하는 방법에 대해서, 도 7b 내지 도 7d를 참조하여 설명한다. 본 설명에서는, 각 영역(40)에 제공된 복수의 기판측 마크(19) 중에서 기판측 마크(19)의 미리정해진 수로서 4개의 기판측 마크(19)를 선택하는 예에 대해서 설명한다. 그러나, 선택되는 기판측 마크(19)의 수는 4개로 한정되는 것은 아니고, 임의로 설정될 수 있다. 예를 들어, 검출부(15)에 1개의 기판측 마크(19)를 검출하도록 각각 구성된 복수의 스코프가 제공되어 있을 경우, 스코프의 수에 대응하는 기판측 마크(19)가 선택될 수 있다. 또한, 본 설명에서는, 전공정에서 원판의 패턴 전체가 전사된 전사 영역(30)(즉, 전사 영역(31))에 3 × 4 = 12개의 기판측 마크(19)가 형성되는 것으로 한다. 도 7b 내지 도 7d에 나타내는 예에서는, 각 기판측 마크(19)를 동그라미 표시로 나타낸다. 선택된 기판측 마크(19)는 검은색 동그라미 표시로 나타내고, 선택되지 않은 기판측 마크(19)는 흰색 동그라미 표시로 나타낸다는 것에 유의한다.
제어부(CNT)는, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬에서 검출부(15)에 의해 검출되는 미리정해진 수(예를 들어, 4개)의 기판측 마크(19)를, 샷 영역(40)에 제공된 복수의 기판측 마크(19)로부터 선택한다. 이때, 제어부(CNT)는, 샷 영역(40)에 제공된 복수의 기판측 마크(19) 중, 가능한 한 서로 이격되어 있는 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 선택하는 것이 바람직하다. 상술한 바와 같이 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 선택함으로써, 검출부(15)에 의해 취득된 검출 결과에 기초하여, 샷 영역(42)의 회전 성분, 배율 성분 등을 정밀하게 구할 수 있다. 도 7b에 나타내지는 샷 영역(44)에 대해서는, 제어부(CNT)는, 상술한 원칙에 기초하여, 샷 영역(44)의 4개의 코너에 형성된 4개의 기판측 마크(19)를, 정렬에 사용되는 기판측 마크(19)로서 선택할 수 있다. 샷 영역(44)은 기판(13)의 중앙부에 배치된 샷 영역이며, 거기에 포함되는 2개 이상의 전사 영역(30)은 동일한 크기를 갖는다는 것에 유의한다. 즉, 샷 영역(44)은 특정 샷 영역으로서 판단(결정)되지 않은 샷 영역이다.
한편, 도 7c에 나타내지는 샷 영역(45)은 특정 샷 영역으로서 판단된 샷 영역이다. 제어부(CNT)는, 샷 영역(45)에 대해서는, 샷 영역(45)에 포함되는 2개 이상의 전사 영역(30) 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 기판측 마크(19) 중에서 정렬에 사용되는 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 선택한다. 예를 들어, 도 7c에 나타내는 바와 같이, 샷 영역(45)에, 제1 전사 영역(30a) 및 제1 전사 영역(30a)보다 작은 제2 전사 영역(30b)이 포함된다. 이 경우, 제2 전사 영역(30b)이 가장 작은 전사 영역(30)이기 때문에, 제어부(CNT)는 정렬에 사용되는 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 제2 전사 영역(30b)으로부터 선택하지 않고 제1 전사 영역(30a)으로부터 선택한다. 즉, 제어부(CNT)는, 특정 샷 영역으로서의 샷 영역(45)의 정렬을, 제2 전사 영역(30b)에 제공된 기판측 마크(19)의 검출 결과를 사용하지 않고, 제1 전사 영역(30a)에 제공된 기판측 마크(19)의 검출 결과에 기초하여 제어한다. 이 경우, 제어부(CNT)는 검출부(15)가 제2 전사 영역(30b)에 제공된 기판측 마크(19)의 위치를 검출하지 않게 할 수 있다. 따라서, 정렬에서 검출 오차가 발생할 가능성이 높은 기판측 마크(19)를 사용하는 것을 회피하고, 기판 상의 수지(20)를 정밀하게 성형할 수 있다. 즉, 기판(13)의 주연부에 배치된 전사 영역(32)에서도 수지를 정밀하게 성형할 수 있기 때문에, 당해 전사 영역(32)의 칩 영역에 패턴을 정밀하게 형성할 수 있고, 반도체 칩 등의 수율을 향상시킬 수 있다.
비전사 영역(R)에 기판측 마크(19)가 형성되어 있지 않을 경우가 있을 수 있다. 따라서, 제어부(CNT)는, 도 7d에 나타내는 바와 같이, 비전사 영역(R)을 포함하는 샷 영역(46)에 대해서는, 샷 영역(46)에 포함되는 전사 영역(30c)으로부터 정렬에 사용되는 미리정해진 수의 기판측 마크(19)를 선택할 수 있다. 그리고, 선택된 기판측 마크(19)의 검출 결과에 기초하여, 제어부(CNT)는 샷 영역(46)의 정렬을 제어할 수 있다. 비전사 영역(R)을 포함하는 샷 영역(46)에 2개 이상의 전사 영역(30)이 포함되는 경우에는, 상기한 바와 같이 2개 이상의 전사 영역(30) 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 기판측 마크(19)의 검출 결과에 기초하여 정렬을 제어할 수 있다.
여기서, 본 실시형태에 따른 임프린트 처리에서의 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬에서는, 기판측 마크(19)가 선택되지 않은 전사 영역(30) 또는 비전사 영역(R)에서 중첩 오차가 발생할 수 있다. 예를 들어, 기판측 마크(19)가 선택된 전사 영역(30)에 대해서는, 시프트 성분, 회전 성분, 배율 성분, 샷 형상의 차이 등을 정밀하게 구할 수 있다. 한편, 기판측 마크(19)가 선택되지 않은 전사 영역(30)에서는, 전술한 성분을 정밀하게 구하는 것이 어려울 수 있기 때문에, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)과 당해 전사 영역(30) 사이에 중첩 오차가 발생할 수 있다. 이 중첩 오차는 후속 임프린트 처리에서 재현되는 것이 생각된다. 따라서, 이전의 임프린트 처리의 결과로부터 중첩 오차를 산출하고, 중첩 오차를 보정하기 위해 사용되는 오프셋값(보정값)을 구하는 것이 바람직하다. 더 구체적으로는, 기판(13)의 하부 패턴과 임프린트 처리에 의해 수지(20)에 형성된 패턴(또는, 패턴이 형성된 수지(20)를 마스크로서 사용하여 기판(13)을 에칭한 후에 얻어지는 패턴) 사이의 어긋남양 및 형상 차를 계측한다. 이에 의해, 계측 결과에 기초하여 어긋남양 및 형상 차를 보정하기 위해 사용되는 오프셋값을 구할 수 있다. 이러한 오프셋값은 각각의 샷 영역(40)(예를 들어, 특정 샷 영역)마다 구하는 것이 바람직하다. 또한, 오프셋값은 임프린트 처리를 행할 때마다 갱신될 수 있다.
기판 사이 또는 로트 사이에서 기판 두께 같은 파라미터에 차이(오차)가 있을 경우에는, 임프린트 처리 전에 파라미터를 계측하고, 그 파라미터의 차이를 보정하기 위해 사용되는 오프셋값(보정값)을 임프린트 장치(1)(제어부(CNT))에 저장할 수 있다. 제어부(CNT)는, 당해 오프셋값에 기초하여 임프린트 처리(예를 들어, 몰드(11)와 기판(13) 사이의 정렬)를 제어함으로써, 당해 파라미터의 차이를 저감(향상)시킬 수 있다. 이러한 파라미터의 계측은, 임프린트 장치(1)의 외부 장치에 의해 행해질 수 있거나, 또는 임프린트 장치(1)의 내부에 배치된 계측 유닛을 사용해서 행해질 수 있다. 파라미터의 차이를, 각 샷 영역(40)에서 선택된 기판측 마크(19)의 위치의 검출 결과로부터 산출(예측)할 수 있다. 또한, 예를 들어, 기판 상에서의 파라미터의 변화는 통상 전공정에서의 화학 기계 연마(CMP) 또는 스핀 코팅의 영향에 의해 동심원적으로 변화하는 경우가 많기 때문에, 파라미터의 변화는 그 경향과 지금까지의 이력 정보에 기초하여 예측할 수 있다.
각 샷 영역(40)이 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하도록 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃을 설정하는 경우, 각 샷 영역(40)에 포함되는 전사 영역(30)의 수(즉, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)의 크기)를 조정할 수 있다. 예를 들어, 기판(13)에서의 1개의 샷 영역(40)의 크기 또는 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃을 조정함으로써, 위에서 설명한 레이아웃의 설정을 실현할 수 있다. 후술하는 제2 및 제3 실시형태에서는, 1개의 샷 영역에서의 전사 영역의 수를 조정하는 예에 대해서 설명한다.
또한, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역(40) 각각에서, 전공정에서의 원판의 패턴의 전사가 동일한 조건에서 행해지는 것이 바람직하다. 예를 들어, 전공정에서 원판의 패턴을 전사하기 위해 주사 노광 장치(스캐너)가 사용되는 경우, 각 전사 영역마다 업 스캔(제1 주사 방향으로의 주사 노광)과 다운 스캔(제1 주사 방향과는 반대인 제2 주사 방향으로의 주사 노광)이 반복될 수 있다. 그 때문에, 기판(13)에서의 복수의 샷 영역 간의 오차를 저감하기 위해서는, 복수의 샷 영역(40)에서 주사 노광 시의 주사 방향이 동일한 것이 요망된다. 일례로서, 각 샷 영역(40)이 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하는 경우, 각 샷 영역(40) 내에서의 위치가 서로 대응(동일)한 전사 영역(30)에서는 주사 방향이 동일해지게 주사 노광을 제어하는 것이 바람직하다. 도 7a에 나타내는 바와 같이, 각 샷 영역(40)이 2개의 전사 영역(30)을 포함하는 경우, 2개의 전사 영역(30) 중 지면의 좌측의 전사 영역(31)에서는 제1 주사 방향(예를 들어, +Y 방향)의 주사 노광을 행한다. 한편, 지면의 우측의 전사 영역(31)에서는, 제2 주사 방향(예를 들어, -Y 방향)의 주사 노광을 행한다. 이에 의해, 기판(13)에서의 복수의 샷 영역 간의 오차를 저감할 수 있으며, 주사 방향이 동일한 전사 영역(30)에 대하여 동일한 오프셋값을 적용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 각 샷 영역(40)이 2개 이상의 전사 영역(30)을 포함하도록, 기판(13) 상의 복수의 샷 영역(40)의 레이아웃이 설정된다. 임프린트 장치(1)는 당해 레이아웃에 따라서 각 샷 영역(40)의 임프린트 처리를 제어한다. 또한, 임프린트 장치(1)는, 특정 샷 영역의 정렬을, 당해 특정 샷 영역에 포함되는 2개 이상의 전사 영역(30) 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 기판측 마크(19)의 검출 결과를 사용해서 제어한다. 이에 의해, 정렬에서 검출 오차가 발생할 가능성이 높은 기판측 마크(19)를 사용하는 것을 회피하고, 기판 상의 수지(20)를 정밀하게 성형할 수 있다.
<제2 실시형태>
본 발명에 따른 제2 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)이 3개의 전사 영역(30) 상의 수지(20)를 일괄해서 성형할 수 있도록(예를 들어, 패턴을 일괄해서 전사할 수 있도록) 형성되는 예에 대해서 설명한다. 본 실시형태는 기본적으로 제1 실시형태를 이어받으며, 이하에서 특별히 언급되지 않는 한 임프린트 장치(1)의 구성 및 처리는 제1 실시형태와 마찬가지라는 것에 유의한다.
도 8a는 본 실시형태에서의 복수의 샷 영역(50)의 레이아웃의 일례를 도시하는 도면이다. 도 8b 및 도 8c는 대표적인 샷 영역(50)(51 및 52)의 확대도이다. 도 8a에 나타내는 예에서는, 3개의 전사 영역(30)을 포함하는 샷 영역(51)과 2개의 전사 영역(30)을 포함하는 샷 영역(52)이 설정될 수 있다. 예를 들어, 3개의 전사 영역을 포함하는 샷 영역(51)에서는, 3개의 전사 영역(30d 내지 30f) 중 가장 작은 전사 영역(30f) 이외의 전사 영역(30d 및 30e)으로부터 정렬에 사용되는 기판측 마크(19)가 선택될 수 있다. 전사 영역(30e)은 전사 영역(30f)보다 더 많은 기판측 마크(19)를 포함하기 때문에, 기판측 마크(19)의 선택지를 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 전사 영역(30e)에 제공된 기판측 마크(19) 중 일부의 기판측 마크(19)에 문제가 있는 경우에도, 다른 기판측 마크(19)를 선택할 수 있다. 도 8b 및 도 8c에서는, 도 7b 내지 도 7d와 마찬가지로, 선택된 기판측 마크(19)를 검은색 동그라미 표시로 나타내고, 선택되지 않은 기판측 마크(19)를 흰색 동그라미 표시로 나타낸다. 한편, 2개의 전사 영역(31g 내지 31h)을 포함하는 샷 영역(52)에서는, 당해 2개의 전사 영역(31g 내지 31h) 중 가장 작은 전사 영역(31h) 이외의 전사 영역(31g)으로부터 정렬에 사용되는 기판측 마크(19)가 선택될 수 있다.
<제3 실시형태>
본 발명에 따른 제3 실시형태에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 몰드(11)의 패턴 영역(11a)이 4개의 전사 영역(30) 상의 수지(20)를 일괄해서 성형할 수 있도록(예를 들어, 패턴을 일괄해서 전사할 수 있도록) 형성되는 예에 대해서 설명한다. 본 실시형태는 기본적으로 제1 및 제2 실시형태를 이어받으며, 이하에서 특별히 언급되지 않는 한 임프린트 장치(1)의 구성 및 처리는 제1 실시형태와 마찬가지라는 것에 유의한다.
도 9a는 본 실시형태에서의 복수의 샷 영역(60)의 레이아웃의 예를 도시하는 도면이다. 도 9b 및 도 9c는 대표적인 샷 영역(60)(61 및 62)의 확대도이다. 예를 들어, 샷 영역(61)에서는, 샷 영역(61)에 포함되는 전사 영역(30i 내지 30k) 중 가장 작은 전사 영역(30i) 이외의 전사 영역(30j 및 30k)으로부터 정렬에 사용되는 기판측 마크(19)가 선택될 수 있다. 이때, 기판(13)의 에지에 가장 가까운 기판측 마크(19)(예를 들어, 기판(13)의 에지로부터 미리정해진 범위 내에 존재하는 기판측 마크(19))를 의도적으로 선택지로부터 제외할 수 있다. 가장 작은 전사 영역(30i) 이외의 모든 전사 영역(30j 및 30k)으로부터 기판측 마크(19)를 선택하지 않을 수 있고, 예를 들어 오직 가장 큰 전사 영역(30j)으로부터 기판측 마크(19)를 선택할 수 있다. 다른 예로서, 샷 영역(62)에서는, 샷 영역(62)에 포함되는 3개의 전사 영역(30l 내지 30n) 중 가장 작은 전사 영역(30n) 이외의 전사 영역(30l 및 30m)으로부터 정렬에 사용되는 기판측 마크(19)가 선택될 수 있다.
<물품 제조 방법의 실시형태>
본 발명의 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 물품, 예를 들어 반도체 디바이스 같은 마이크로 디바이스 또는 미세구조를 갖는 소자를 제조하는데 적합하다. 본 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 상술한 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 공급(도포)되는 임프린트재에 패턴을 형성하는 단계, 및 이전 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함한다. 또한, 본 제조 방법은 다른 주지의 단계(예를 들어, 산화, 퇴적, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등)을 포함한다. 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 종래의 방법에 비해 우수하다.
임프린트 장치를 사용하여 형성되는 경화물의 패턴은 다양한 종류의 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 다양한 종류의 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는 DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM 같은 휘발성 및 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후에, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서 물품 제조 방법의 상세를 설명한다. 도 10a에 도시된 바와 같이, 표면에 절연체 등의 피처리재(2z)가 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 이어서, 잉크젯법 등에 의해 피처리재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 도포한다. 여기서는 임프린트재(3z)가 복수의 액적으로서 기판 상에 도포된 상태를 나타낸다.
도 10b에 도시된 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)를 몰드(4z)에 형성된 볼록부 및 오목부를 갖는 패턴이 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)를 향하도록 기판(1z)에 대면시킨다. 도 10c에 도시된 바와 같이, 몰드(4z)와 기판(1z) 상에 도포된 임프린트재(3z)를 서로 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드(4z)와 피처리재(2z) 사이의 간극을 임프린트재(3z)로 충전한다. 이 상태에서, 임프린트재(3z)에 몰드(4z)를 통해 경화용 에너지를 조사함으로써, 임프린트재(3z)를 경화시킨다.
도 10d에 도시된 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후에, 몰드(4z)를 기판(1z)으로부터 분리된다. 그 후, 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 기판(1z) 상에 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부는 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부는 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 몰드(4z)의 볼록부 및 오목부를 갖는 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.
도 10e에 도시된 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭 처리를 행하면, 피처리재(2z)의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 10f에 도시된 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거함으로써, 피처리재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기서, 경화물의 패턴은 제거된다. 그러나, 경화물의 패턴을 처리하거나 제거하는 대신에, 이것을 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
<다른 실시형태>
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할 수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)™), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
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 (12)

  1. 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재를 성형하는 처리를 상기 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 대하여 행하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판에 제공된 마크의 위치를 검출하도록 구성되는 검출부; 및
    상기 처리에서, 상기 검출부에 의한 검출 결과에 기초하여 상기 기판과 상기 몰드 사이의 정렬을 제어하도록 구성되는 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 샷 영역의 각각은 전공정(pre-process)에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 2개 이상의 전사 영역을 포함하며,
    상기 제어부는, 상기 2개 이상의 전사 영역이 상이한 크기를 갖는 특정 샷 영역에 대한 상기 처리에서, 상기 2개 이상의 전사 영역 중 가장 작은 전사 영역 이외의 전사 영역에 제공된 상기 마크의 상기 검출 결과에 기초하여 상기 정렬을 제어하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 특정 샷 영역에 대한 상기 처리에서, 상기 제어부는 상기 가장 작은 전사 영역에 제공된 상기 마크의 상기 검출 결과를 사용하지 않고 상기 정렬을 제어하는, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 특정 샷 영역에 대한 상기 처리에서, 상기 검출부가 상기 가장 작은 전사 영역에 제공된 상기 마크의 상기 위치를 검출하지 않게 하는, 임프린트 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 특정 샷 영역에 포함되는 상기 2개 이상의 전사 영역 중 상기 가장 작은 전사 영역의 면적은, 상기 전공정에서 상기 원판의 상기 패턴이 전사되는 최대 면적의 절반보다 작은, 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 특정 샷 영역은, 상기 기판의 주연부에 배치되고 상기 몰드의 패턴의 일부만이 전사되는 샷 영역인, 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제어부는, 각 샷 영역이 상기 2개 이상의 전사 영역을 포함하도록 설정된 상기 복수의 샷 영역의 레이아웃을 나타내는 정보에 기초하여, 각 샷 영역에 대한 상기 처리를 제어하는, 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 기판 상의 복수의 전사 영역의 배치를 나타내는 정보에 기초하여, 각 샷 영역이 상기 2개 이상의 전사 영역을 포함하도록 상기 레이아웃을 결정하는, 임프린트 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 복수의 샷 영역의 각 샷 영역에 동일한 수의 상기 전사 영역이 포함되도록 상기 레이아웃을 결정하는, 임프린트 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 2개 이상의 전사 영역의 각각은 적어도 하나의 칩 영역을 포함하는, 임프린트 장치.
  10. 물품 제조 방법이며,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하여 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
  11. 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재를 성형하는 처리를 상기 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 대해 행하는 임프린트 장치이며,
    상기 기판은, 전공정에서 원판의 패턴이 개별적으로 전사된 복수의 전사 영역 및 상기 전공정에서 상기 원판의 상기 패턴이 전사되지 않은 비전사 영역을 포함하고,
    상기 몰드는 상기 복수의 전사 영역 중 적어도 2개의 전사 영역 상의 상기 임프린트재를 일괄해서 성형할 수 있도록 형성되며, 상기 2개의 전사 영역은 1개의 샷 영역의 역할을 하며,
    상기 장치는 상기 비전사 영역 및 적어도 하나의 전사 영역을 1개의 샷 영역으로 하여 상기 처리를 행하는, 임프린트 장치.
  12. 물품 제조 방법이며,
    제11항에 따른 임프린트 장치를 사용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하여 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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