KR20220027764A - 기판 처리 방법, 기판 보유지지 장치, 성형 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

기판 처리 방법, 기판 보유지지 장치, 성형 장치, 및 물품 제조 방법 Download PDF

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KR20220027764A
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Abstract

기판 처리 방법은 상판이 기판의 상면에 가깝게 배치된 상태에서 기판을 처리하도록 구성되는 제1 공정으로서, 기판은 제1 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는, 제1 공정, 상판이 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서 기판 보유지지 유닛과 기판 사이에 공간을 형성하기 위해서 기판을 상승시키도록 구성되는 제2 공정, 상판이 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하기 위한 기판 반송 장치를 공간 내에 삽입하도록 구성되는 제3 공정, 및 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하도록 구성되는 제4 공정을 포함한다.

Description

기판 처리 방법, 기판 보유지지 장치, 성형 장치, 및 물품 제조 방법{SUBSTRATE PROCESSING METHOD, SUBSTRATE HOLDING APPARATUS, MOLDING APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 개시내용은 기판 처리 방법, 기판 보유지지 장치, 성형 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 및 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)의 미세화의 요구가 증가함에 따라, 몰드를 사용해서 기판 상의 임프린트재를 성형하는 임프린트 기술이 주목받고 있다. 임프린트 기술을 채용하는 임프린트 장치에 의하면, 기판 상에 수 나노미터 정도의 미세한 구조체를 형성할 수 있다. 임프린트 장치는 반도체 디바이스의 제조뿐만 아니라 마스터 몰드에 기초하여 레플리카(replica) 몰드를 제조하는 데도 사용된다.
임프린트 장치가 기판 상에 이물(파티클)이 있는 상태에서 임프린트 처리를 실행하는 경우, 기판 상에 결함 패턴이 형성되거나, 기판 및 몰드가 손상될 것이다. 따라서, 임프린트 장치는 이물의 발생을 방지하는 동시에 기판 상에 이물이 낙하하는 것을 방지하는 것이 중요하다. 이것은 임프린트 장치에 한정되지 않는데, 즉 모든 유형의 리소그래피 장치, 예를 들어 노광 장치에서도 기판 또는 레티클 상에 이물이 존재하는 것은 바람직하지 않다.
반도체 디바이스의 제조 공정에서는, 집적 회로의 증가된 집적화에 의한 패턴 미세화에 수반하여, 진애 및 화학적 오염물에 대한 더 엄격한 관리가 요구되고 있다. 일본 특허 출원 공개 제2003-142552호는 기판을 박스로 덮음으로써 기판 상의 이물을 저감시키는 방법을 논의한다.
그러나, 일본 특허 출원 공개 제2003-142552호에 개시된 기술은 박스로부터 기판을 취출하는 동안에는 기판 상의 이물을 저감시킬 수 없다. 장치 내의 기판에 대한 다양한 계측을 위해, 기판은 박스로부터 취출된다. 박스로부터 취출되는 기판 상의 이물의 문제가 발생할 수 있다. 또한, 박스는 장치 내의 제한된 공간을 과도하게 점유할 수 있다.
본 발명의 양태에 따르면, 기판 상의 이물을 저감시키는 기판 처리 방법이 제공된다. 기판 처리 방법은, 상판이 기판의 상면에 가깝게 배치된 상태에서 상기 기판을 처리하도록 구성되는 제1 공정으로서, 상기 기판은 제1 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는, 제1 공정, 상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 기판 사이에 공간을 형성하기 위해 상기 기판을 상승시키도록 구성되는 제2 공정, 상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하기 위한 기판 반송 장치를 상기 공간 내에 삽입하도록 구성되는 제3 공정, 및 상기 기판을 상기 제2 기판 보유지지 장치에 반송하도록 구성되는 제4 공정을 포함한다.
본 발명의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 임프린트 장치의 구성을 도시한다.
도 2는 임프린트 장치 내에서 기판 처리를 실행하는 각 유닛을 도시하는 도면이다.
도 3은 임프린트 장치에 의해 행해지는 기판 처리의 절차를 나타내는 흐름도이다.
도 4a 내지 도 4d는 기판 보유지지 장치의 구성을 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 광-투과 상판에 의해 실행되는 기판 처리를 도시한다.
도 6a 내지 도 6d는 제1 예시적인 실시형태에 따른 기판 전달 동작을 도시한다.
도 7a 내지 도 7d는 제2 예시적인 실시형태에 따른 기판 전달 동작을 도시한다.
도 8a 내지 도 8f는 물품 제조 방법을 도시한다.
이하에서 첨부 도면을 참조하여 본 개시내용의 일부 예시적인 실시형태를 상세하게 설명한다.
제1 예시적인 실시형태에서는, 이물 및 레지스트 휘발에 의해 크게 영향을 받는 임프린트 장치에 대해서 설명한다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명은 기판 상에 도포된 감광제를 노광해서 기판 상에 패턴을 형성하는 노광 장치나 전자 빔을 사용한 묘화 장치에도 적용가능하다. 이하의 도면에서, 유사한 번호는 유사한 요소를 지칭하며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
(임프린트 장치의 구성)
본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재(조성물)를 몰드와 접촉시키고 그 후 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써 몰드로부터 전사된 구조적 패턴의 경화물 패턴을 형성한다.
사용되는 임프린트재는 경화 에너지가 부여되는 것에 의해 경화되는 경화성 조성물이다(경화성 조성물을 미경화 수지라 지칭하기도 한다). 이용 가능한 경화 에너지의 예는 전자기파 및 열을 포함한다. 전자기파의 예는 적외선, 가시광선, 및 자외선 같은 10 nm 내지 1 mm의 범위의 파장을 갖는 광을 포함한다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 중, 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, 계면 활성제, 산화 방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 화합물이다.
임프린트재는 임프린트재 공급 유닛에 의해 액적 또는 복수의 연결된 액적으로 구성되는 섬 또는 막으로 기판에 공급된다. 하나 이상의 실시형태에서, 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는 1 mPa·s 내지 100 mPa·s의 범위이다. 기판에 이용가능한 재료의 예는 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 및 수지를 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, 기판의 표면에는 기판과는 상이한 재료의 부재가 제공된다. 예를 들어, 기판은 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 또는 실리카 유리이다.
도 1은 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(1)의 구성을 개략적으로 도시한다. 임프린트 장치(1)는 기판(18) 상의 임프린트재(15)를 몰드(17)와 접촉시켜 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 전사 유닛(101)을 갖는다. 임프린트 장치(1)에 의한 임프린트 처리는, 기판(18)의 표면 상에 임프린트재(15)를 공급하고 몰드(17)와 접촉하고 있는 임프린트재(15)를 경화시키는 것(이하, 임프린트 처리라 지칭함)을 포함한다.
본 예시적인 실시형태에 따르면, 임프린트 장치(1)는 임프린트재(15)를 경화시키는 방법으로서 임프린트재에 자외선(UV)을 조사하여 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 임프린트 장치(1)는, 몰드(17)와 접촉하고 있는 기판(18) 상의 임프린트재(15)에 자외선을 조사해서 임프린트재(15)를 경화시킴으로써 기판(18) 상에 임프린트재(15)의 패턴을 형성한다. 하나 이상의 실시형태에서, 임프린트 장치(1)는, 다른 파장 영역의 광의 조사를 통해 임프린트재(15)를 경화시키거나 열 에너지에 의해 임프린트재(15)를 경화시키는 경화 방법을 사용한다.
종래에는 임프린트재(15)로서 고휘발성 재료가 사용되었다. 이것은 전형적으로 임프린트 처리가 행해질 때마다 다음 임프린트 샷으로의 임프린트재의 도포를 반복하는 방법을 초래했다. 최근 저휘발성 임프린트재(15)가 개발되었기 때문에, 스핀 코팅을 통해 기판(18)의 전체 표면에 임프린트재(15)를 사전-도포하는 기술을 사용하는 경우가 많아지고 있다. 이 방법은 임프린트 처리가 행해질 때마다 다음 임프린트 샷에 임프린트재(15)를 도포하는 공정의 생략을 가능하게 하며, 이는 생산성을 증가시킬 것으로 기대된다. 이어서 본 예시적인 실시형태에 따른 후자의 기판(18)의 전체 표면에 걸쳐 임프린트재(15)를 도포하는 구성에 대해서 주로 설명한다. 양 기술은 기판 상의 이물을 방지하는 데 효과적이다(후술함).
본 예시적인 실시형태에서는, 기판(18)의 전체 표면에 임프린트재(15)를 공급하고 그 후 임프린트재(15)를 공급하는 공정의 삽입 없이 임프린트 처리를 반복하는 방법에 대해서 설명한다. 그러나 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 하나 이상의 실시형태에서, 기판의 표면에 임프린트재(15)를 전체적이 아니라 부분적으로 공급하는 것과 임프린트 처리를 교번적으로 반복하는 방법이 사용된다. 본 예시적인 실시형태에 따르면, 양 기술은 기판(18) 상의 이물을 저감시키고 임프린트재(15)의 휘발을 저감시키는 효과를 갖는 것으로 기대된다. 도 1에서, 임프린트재(15)가 공급되는 기판(18)의 표면을 따르는 평면 내에서 서로 수직으로 교차하는 방향을 x축 및 y축이라 지칭한다. x축 및 y축과 수직으로 교차하는 방향(임프린트재(15)에 방출되는 자외선의 광축에 평행한 방향)을 z축이라 지칭한다.
임프린트 장치(1)는, 경화 유닛(2), 몰드(17)를 보유지지하는 임프린트 헤드(6), 기판(18)을 보유지지하는 기판 스테이지(13), 공급 유닛(14), 정렬 계측 유닛(16), 및 제어 유닛(10)을 포함할 수 있다. 경화 유닛(2)은 임프린트 처리 시에 몰드(17)에 자외선을 조사한다. 경화 유닛(2)은, 광원(4), 및 광원(4)으로부터 방출된 자외선(3)을 임프린트 처리에 적절한 광으로 조정하기 위한 복수의 광학계(5)를 포함한다.
몰드(17)는, 예를 들어, 주연부가 직사각형이고, 기판(18)에 공급되는 임프린트재(15)에 구조적 패턴을 형성하기 위한 3차원 패턴 영역을 가지며, 그 패턴 영역은 기판(18)에 대향한다. 몰드(17)의 재료는 석영 같은 자외선-투과 재료이다.
임프린트 헤드(6)는, 예를 들어 몰드 척(7), 몰드 스테이지(8), 및 몰드 형상 보정 기구(9)를 포함한다. 몰드 척(7)은, 진공 흡착력 또는 정전 흡착력 같은 기계적 보유지지 수단에 의해 몰드(17)를 보유지지한다. 몰드 척(7)은 기계적 보유지지 수단에 의해 몰드 스테이지(8)에 보유지지된다. 몰드 스테이지(8)는, 몰드(17)를 기판(18)과 접촉시킬 때 몰드(17)와 기판(18) 사이의 간극을 결정하기 위한 구동계를 포함하고, 몰드(17)를 z축 방향으로 이동시킨다. 하나 이상의 실시형태에서, 몰드 스테이지(8)의 구동계는, z축 방향뿐만 아니라 x축, y축 및 θ(x축, y축, 및 z축 둘레의 회전 방향)을 따라 몰드(17)를 이동시키는 기능을 갖는다. 몰드(17)의 형상을 보정하기 위한 기구인 몰드 형상 보정 기구(9)는 몰드(17)의 주연부를 둘러싸도록 복수의 위치에 배치된다.
기판 스테이지(13)는, 기판(18)을 보유지지하고, 몰드(17)가 기판(18)과 접촉될 때, 몰드(17)와 기판(18) 사이의 x 및 y 평면 내에서의 병진 시프트를 보정한다. 기판 스테이지(13)는 기판(18)을 흡착하고 보유지지하기 위한 기판 척(12)을 포함한다. 기판(18)을 흡착하는 적용가능한 방법은 진공 흡인, 정전 흡착, 및 기타 흡착 방법이다. 기판 스테이지(13)는 몰드(17)와 기판(18) 사이의 x 및 y 평면에서의 병진 시프트를 보정하기 위해 기판(18)을 x축 및 y축을 따라 구동하는 구동계를 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, x축 및 y축의 구동계는 조동 구동계 및 미동 구동계 같은 복수의 구동계를 포함한다. 하나 이상의 실시형태에서, 기판 스테이지(13)는 z축을 따라 위치를 조정하는 구동계, θ 방향(z축 둘레의 회전 방향)의 기판(18)의 위치를 조정하는 기능, 및 기판(18)의 기울기를 보정하는 틸트 기능을 더 포함한다.
기판(18)은 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 및 수지로 구성되는 부재이다. 필요에 따라, 부재의 표면에는 부재와는 상이한 재료로 이루어지는 층이 제공된다. 기판(18)의 예는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 및 용융 석영 플레이트를 포함한다. 전사 유닛(101)은 각 샷 영역마다 임프린트 처리를 반복함으로써 기판(18) 상에 패턴을 형성한다. 패턴을 형성하기 위한 기판(18) 대신에, 이물을 검출하기 위한 메인터넌스 기판을 사용할 수 있다. 임프린트 장치(1)는, 기판 스테이지(13)를 보유지지하기 위한 베이스 정반(19), 임프린트 헤드(6)를 보유지지하기 위한 브리지 정반(20), 및 브리지 정반(20)을 지지하기 위한 지주(21)를 더 포함할 수 있다.
임프린트재(15)를 전체 표면에 사전에 도포하는 대신에 임프린트 처리를 행할 때마다 임프린트재(15)를 공급하는 경우에는, 임프린트 장치(1)는 공급 유닛(14)(디스펜서)을 포함한다. 예를 들어, 공급 유닛(14)은 토출 노즐(도시되지 않음)로부터 기판(18) 상으로 임프린트재(15)를 공급하기 위한 토출 노즐을 갖는다. 본 예시적인 실시형태에 따르면, 임프린트재(15)는 자외선에 의해 경화되는 성질을 갖는 수지이다. 공급되는 임프린트재(15)의 양은 임프린트재(15)의 두께 및 형성되는 패턴의 밀도에 의해 결정될 수 있다.
정렬 계측 유닛(16)은, 기판(18) 상에 형성된 패턴과 몰드(17)의 패턴 영역 사이의 x축 및 y축 방향의 위치 어긋남과 형상차를 계측하기 위해 몰드(17) 및 기판(18) 상의 정렬 마크를 검출한다.
유닛(100)은 기판(18)이 전사 유닛(101)에 반송되기 전에 기판 처리를 행한다. 유닛(102)은 전사 유닛(101)에 의해 기판(18)에 패턴이 형성된 후에 기판 처리를 행한다. 반송 유닛(24) 상의 기판 반송 장치(42)는 임프린트 장치(1) 내에서 기판(18)을 반송한다. 하나 이상의 실시형태에서, 기판 스테이지(13)와 유사한 유닛이 기판(18)을 보유지지하며 기판(18)을 반송하도록 구동된다.
제어 유닛(10)은 임프린트 장치(1)에 포함되는 유닛 모두의 동작 및 조정을 제어한다. 예를 들어, 컴퓨터를 포함하는 제어 유닛(10)은 통신 회선을 통해서 임프린트 장치(1)에 포함되는 각 유닛에 연결되며 프로그램에 기초하여 각 유닛을 제어한다.
도 2는 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(1) 내에서 기판 처리를 행하는 유닛을 도시한다. 유닛은 이물 검사 유닛(100a), 온도 조정 유닛(100b), 위치 검출 유닛(100c), 전사 유닛(101), 노광 유닛(102a), 및 중첩 검사 유닛(102b)을 포함한다. 또한, 임프린트 장치(1)는 임프린트 장치(1) 내부와 외부에서 기판(18)을 수수하기 위한 인라인 스테이션을 포함한다. 인라인 스테이션은 반입 스테이션(22) 및 반출 스테이션(23)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 임프린트 장치(1)가 코터 디벨로퍼 및 EFEM(Equipment Front End Module) 같은 장치에 연결될 때, 기판(18)은 반입 스테이션(22)에 반송되고 그 후 각 유닛에 의해 기판 처리가 실행된다. 기판 처리가 실행된 기판(18)은 반출 스테이션(23)에 반송된다. 반입 스테이션(22) 및 반출 스테이션(23)은 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치 중 2개의 장치이다.
반입 스테이션(22) 및 반출 스테이션(23)은 조정된 반입 및 반출 타이밍에 동작되는 단일 유닛으로서 구성될 수 있다.
장치의 상술한 구성은 전사 공정의 사양 및 규격에 따라 달라진다. 전사 장치 외부의 계측 장치가 유사한 계측을 행하는 경우에는, 전술한 장치의 구성은 사용되지 않을 수 있다.
도 3을 참조하여, 기판(18)이 반입 스테이션(22)에 반송되고 나서 반출 스테이션(23)에 반송될 때까지 기판(18)이 경유하는 유닛과 각 유닛에 의해 행해지는 기판 처리에 대해서 설명한다. 도 3은 임프린트 장치(1)의 내부에서 행해지는 기판 처리의 절차를 도시하는 흐름도이다. 임프린트 장치(1) 내부에서 행해지는 기판 처리는 제어 유닛(10)에 의한 임프린트 장치(1)의 각 유닛의 제어를 통해 행해진다.
단계 S301에서는, 기판(18)은 반송 유닛(도시되지 않음)에 의해 임프린트 장치(1)의 외부로부터 반입 스테이션(22)으로 반입된다. 임프린트 장치(1)에서의 기판(18)의 반송 동작(이하에서 설명됨)은 임프린트 장치(1) 내의 반송 유닛(24)에 의해 행해진다. 반송 유닛(24)은 임프린트 장치(1)에서의 복수의 기판 보유지지 장치 중 하나이다.
단계 S302에서는, 반송 유닛(24)은 기판(18)을 이물 검사 유닛(100a)에 반송한다. 단계 S303에서는, 이물 검사 유닛(100a)은 이물에 대해 기판(18)을 검사한다. 예를 들어, 이물 검사 방법에서, 광이 기판(18)의 평가면에 비스듬히 방출된다. 광은 기판(18)의 평탄한 평가면에서 정반사되거나, 광은 요철을 갖는 평가면으로부터 산란한다. 이물 검사 유닛(100a)은, 이 산란광을 검출함으로써, 평가면이 요철을 갖는지, 즉 평가면에 이물이 존재하는지를 판단한다. 대안적으로, 화상 관찰을 통해 이전 샷과 다음 샷 사이의 차이에 기초하여 이물을 검출하는 이물 검사 방법이 있다. 이 방법은 미소 이물을 검사하기 위해 고해상력 스코프를 사용한다. 이물 검사 유닛(100a)은, 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치에 중 하나이다.
단계 S304에서는, 반송 유닛(24)은 기판(18)을 온도 조정 유닛(100b)에 반송한다. 단계 S305에서는, 온도 조정 유닛(100b)은 기판(18)의 온도를 미리정해진 온도로 조정한다. 기판(18)의 온도 변화는, 기판 재료의 열팽창 계수에 기초하여 기판(18)의 팽창 및 수축을 발생시켜, 온도 배율 오차를 야기한다. 따라서, 높은 패턴 정밀도의 달성은 기판(18)이 미리정해진 온도로 조정되는 정밀한 열 관리를 수반한다. 온도 조정은 일반적으로 온도 조정 플레이트(히터 및 액체-냉각 유닛을 갖는 플레이트)가 제공된 기판 보유지지 장치에 의해 기판(18)을 보유지지함으로써 행해진다. 온도 조정 유닛(100b)은 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치 중 하나이다.
단계 S306에서는, 반송 유닛(24)은 기판(18)을 위치 검출 유닛(100c)에 반송한다. 단계 S307에서는, 위치 검출 유닛(100c)은 기판 스테이지(13)로의 기판(18)의 반송시에 기판(18)의 중심 위치 및 회전 방향을 일정한 반입 위치로 조정한다. 예를 들어, 기판(18)이 실리콘 기판인 경우, 기판(18)의 위치 및 배향은 결정 배향을 나타내는 배향 평탄부(orientation flat), 노치 위치, 및 기판(18)의 외형의 검출을 통해 결정될 수 있다. 기판(18)에 패턴이 있으면 이것을 검출함으로써 기판의 위치 및 배향을 결정할 수 있다.
위치결정 정밀도의 증가에 수반하여 더 상세한 계측이 이루어진다. 전사 유닛(101)에 반송된 기판(18)에 대해 다양한 계측이 행해질 수 있는데, 이는 기판 처리의 생산성의 수준을 저하시킬 것이다. 전사 유닛(101)과는 별개의 계측에 특화된 위치 검출 유닛(100c)에 의해 생산성의 저하를 방지할 수 있다. 본 예시적인 실시형태에서는, 위치 검출 유닛(100c)에는 다양한 계측을 행하는 기능이 제공되며, 그렇지 않을 경우 계측 유닛이 별도로 사용될 수 있다. 예를 들어, 계측 유닛은, 기판(18) 상의 다양한 유형의 마크 또는 패턴에 대해 광학 계측을 행하고, 계측 이외에 스테이지의 구동량에 따라 샷 배열 및 샷 형상을 사전-산출할 수 있다. 산출 결과를 전사 기구에 전달함으로써 생산성을 저하시키지 않고 위치결정 정밀도를 향상시키기 위한 데이터를 수집할 수 있다. 전 공정에서 이루어진 마크 및 패턴의 계측 결과는 이물의 영향으로 인해 사용될 수 없거나 왜곡 또는 불균일로 인해 오차를 포함할 수 있다. 전사 유닛(101)은 이들 마크 및 패턴이 계측에 사용가능한지 여부를 결정하기 위해 사용되는 마크 및 패턴을 사전-관찰하기 위해 사용될 수 있다.
단계 S308에서는, 반송 유닛(24)은 전사 유닛(101) 내의 기판 스테이지(13)에 기판(18)을 반송한다. 단계 S309에서는, 전사 유닛(101)은, 임프린트재(15)를 통해 몰드(17)와 접촉하고 있는 패턴이 형성된 기판(18)에 광을 조사하여 임프린트재(15)를 경화시키고 몰드(17)의 구조적 패턴을 기판(18)에 전사한다. 기판(18)에 대한 전사 처리와 병행하여, 전사 유닛(101)은 또한 기판(18)과 몰드(17) 사이의 상대 위치 정렬도 행한다. 상대 위치 정렬에서는, 전사 유닛(101)은 임프린트 처리 동안 몰드(17)와 기판(18) 상의 마크를 관찰함으로써 상대 위치를 산출함으로써 산출 결과에 기초하여 상대 위치 정렬을 행한다(이 방법은 다이-바이-다이 정렬 방식이라 지칭되는 것이다). 샷 형상을 보정하는 제안된 방법은, 몰드(17)의 측면을 가압하여 몰드(17)의 형상을 변화시키기 방법, 및 기판(18)에 광을 조사해서 불균일한 온도 분포를 야기하고 온도 분포에 의한 기판(18)의 팽창 차를 사용하여 샷 형상을 원하는 형상으로 보정하는 방법을 포함한다. 샷 형상 보정은, 소스 데이터로서, 전사 유닛(101)에서의 계측 결과, 단계 306에서의 계측, 및 장치 외부에서의 사전 계측과 과거의 전사 결과를 사용한다. 전사 유닛(101)에서 기판(18)을 보유지지하는 기판 스테이지(13)는 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치 중 하나이다.
단계 S310에서는, 반송 유닛(24)은 기판(18)을 노광 유닛(102a)에 반송한다. 단계 S311에서는, 노광 유닛(102a)은, 전사 유닛(101)에서 처리되지 않은 기판(18) 상의 임프린트재(15)의 영역에 광을 조사하여 그 영역을 경화시킨다. 임프린트 장치(1)에 의해 처리되는 전형적인 실리콘 기판은 원 형상이지만, 샷 영역은 직사각형인 경우가 많다. 그러한 조합에서는, 원형 기판의 외주의 근방에서는 샷이 직사각형을 형성할 수 없기 때문에, 거기에서는 임프린트 처리를 행하지 않을 수 있다. 또한, 샷 사이에서 이러한 비임프린트 영역이 발생할 수 있다. 그러나, 이후의 공정에서의 비임프린트 영역에서의 임프린트재(15)의 휘발은 비임프린트 영역과 임프린트 처리가 행해진 영역 사이에 구조적 차이를 발생시킨다. 비임프린트 영역은 더 이상 임프린트재(15)에 의해 보호되지 않기 때문에, 예를 들어 임프린트재(15)가 없는 영역 및 인접하는 영역은 다음 에칭 공정에서 너무 많이 에칭될 수 있어, 제조되는 물품에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 노광 유닛(102a)은 비임프린트 영역에 자외선을 조사하여 임프린트 처리가 행해진 영역과 유사하게 임프린트재(15)를 경화시킨다. 노광 유닛(102a)은 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치 중 하나이다. 전사 유닛에 사용되는 광원(4)으로부터의 노광 광의 일부 또는 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD) 같은 소형 광원이 상기 목적을 위해 사용될 수 있다. 근년, 예를 들어 최근 LED는 자외선 내지 적외선 영역까지의 다양한 파장에서 개발되고 있기 때문에, 적절한 LED가 선택되어 사용될 수 있다.
단계 S312에서는, 반송 유닛(24)이 기판(18)을 중첩 검사 유닛(102b)에 반송한다. 단계 S313에서는, 중첩 검사 유닛(102b)은 전사 유닛(101)에서 전사된 패턴의 중첩 정밀도를 검사한다. 임프린트 장치(1)에서의 중첩 검사 유닛(102b)에 의한 검사는 장치 외부에서 검사가 행해지는 경우와 비교하여 검사 결과가 즉시 피드백될 수 있도록 한다. 중첩 검사는, 기판(18) 상의 마크와 전사 유닛(101)에서 전사를 통해 새롭게 형성된 마크 사이의 상대 위치를 2개 이상의 위치에서 계측하고 연산을 통해 전사 패턴에서의 왜곡 또는 위치 어긋남을 결정하는 방법에 의해 행해진다. 중첩 검사 유닛(102b)은 임프린트 장치(1)에서의 기판 보유지지 장치 중 하나이다. 고해상력 스코프에 의해, 중첩 검사 유닛(102b)은 전사 패턴을 관찰하여 전사 공정에서 임의의 결함 지점을 확인할 수 있다. 예를 들어, 임프린트 전사에서, 중첩 검사 유닛(102b)은 또한 패턴이 형성되었는지 여부 및 임프린트재(15)가 충전되지 않은 임의의 부분이 있는지 여부를 확인할 수 있으며, 샷 사이의 충전 성능, 화상 음영, 및 화상 색조 사이의 차이에 기초하여 레지스트 두께를 관찰할 수 있다.
단계 S314에서는, 반송 유닛(24)은 기판(18)을 반출 스테이션(23)에 반송한다. 그 후, 기판(18)은 반송 유닛(도시되지 않음)에 의해 반출 스테이션(23)으로부터 임프린트 장치(1)의 외부로 반송된다.
이어서, 기판(18) 상의 이물 및 임프린트재(15)의 휘발의 영향에 대해서 설명한다. 임프린트 장치(1)가 기판(18)을 수취하고 나서 기판(18)이 전사 유닛(101)에 반송될 때까지 기판(18) 상의 이물은 임프린트 처리에서 기판(18)과 몰드(17) 사이에 남아 있을 것이다. 기판(18)과 몰드(17) 사이의 이물은 전사 패턴 불량을 야기하거나 몰드(17)의 패턴에 대한 손상을 야기하여 후속 임프린트 처리에서 몰드(17)를 사용할 수 없게 한다. 임프린트 처리 이후의 기판(18) 상의 이물은 후속 공정에서 가공 불량을 야기할 수 있다. 공정은 기판(18)을 이물로부터 떨어진 상태로 유지시켜야 한다. 본 예시적인 실시형태는 이물이 기판(18) 상에 낙하하는 것을 방지하는 효과를 가질 것으로 기대된다.
(기판 보유지지 장치의 구성)
본 예시적인 실시형태에 따른 기판 보유지지 장치에 대해서 설명한다. 도 4a 내지 도 4d는 기판 보유지지 장치의 구성을 도시한다. 도 4a 및 도 4d는 기판 보유지지 장치를 도시하는 측면도이며, 도 4b 및 도 4c는 기판 보유지지 장치를 도시하는 상면도이다. 기판 보유지지 장치는 기판 보유지지 유닛(26), 상판(27), 및 부재(28)를 포함한다. 기판(18)은 기판(18)의 저면이 진공 척킹 또는 정전 척킹에 의해 보유지지되는 상태로 기판 보유지지 유닛(26) 상에 있다. 상판(27)은 기판(18)을 보호하도록 기판(18)에 걸쳐 위치된다. 더 구체적으로는, 상판(27)은 이물이 기판(18) 상에 낙하하는 것 및 기판(18) 상의 임프린트재(15)의 휘발을 방지한다. 고정밀 구동의 기판 보유지지 장치에는 리니어 모터 또는 위치 계측을 위한 간섭계 또는 인코더가 탑재될 수 있다.
부재(28)는 기판 보유지지 유닛 상에 배치되어 상판(27)을 지지한다. 부재(28)는, 부재(28)가 상판(27)을 지지할 수 있는 한 기판 보유지지 유닛(26)과 상판(27) 사이의 폐쇄 공간을 덮지 않는다. 상판(27)은 기판(18)에 가깝게 배치되며, 이는 이물이 상방 및 측면으로부터 유입하는 것을 방지한다. 도 4b에 도시된 바와 같이, 복수의 주상 부재(28)가 기판(18)의 측면을 통해 기판(18)을 수수하기 위한 공간을 제공하도록 배치될 수 있다. 도 4c에 도시되는 바와 같이, 하나의 부재(28)가 배치될 수 있다.
유체는 경계면으로부터의 거리에 따라 유체와 고체 사이의 경계면에서 점성을 갖는다. 점성은 경계면 근방의 매우 작은 영역에서 영향을 미치고 경계면에서 먼 위치에서는 거의 영향을 미치지 않는다. 본 예시적인 실시형태에 따른 기판 보유지지 장치에서는, 기판(18) 및 상판(27)은 서로 가까우며, 이는 기판(18)과 상판(27) 사이의 공간에 유체 점성을 제공한다.
원형 관을 통해 유동하는 점성을 갖는 유체의 정상 층류해로서 하겐-푸아죄유 유동(Hagen-Poiseuille flow)의 방정식이 알려져 있다. 이 방정식으로부터 변형된 평면 푸아죄유 유동의 방정식은 2개의 상이한 정지된 평행 평판 사이의 유체의 유속을 나타낸다. 평면 푸아죄유 유동의 방정식은 평판에 가까운 위치에서는 낮은 유속을 나타내고 평판으로부터 먼 위치에서는 높은 유속을 나타낸다. 즉, 유체의 유속은 평판 사이의 작은 공간에서는 느려지고, 이는 평판 사이의 유체가 이동하기 어렵게 한다. 본 예시적인 실시형태에 따르면, 예를 들어 기판(18)의 상면과 상판(27)의 저면 사이의 간극이 2 mm 이하로 설정된 구성은 측면으로부터의 기체의 유입을 저감시켜서 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것을 방지하는 효과를 가질 것이다. 평면 푸아죄유 유동의 방정식에 기초하면, 기판(18)의 상면과 상판(27)의 저면 사이의 간극을 저감시킴으로써 전술한 효과를 향상시킬 수 있다. 그러나 점성 성질은 기체의 종류에 의존한다. 이는 기판(18)의 상면과 상판(27)의 저면 사이의 간극이 최적화되는 것을 의미한다.
도 4d에 도시된 바와 같이, 상판(27)의 통기구(29)를 통한 분위기 가스의 흡입은 외기에 대하여 상판(27)과 기판(18) 사이의 공간에 양의 압력을 생성하여 측면을 통한 이물의 유입을 방지하는 효과를 향상시킨다.
임프린트재(15)의 휘발 또한 기판(18)과 상판(27)을 서로 근접시키는 것에 의해 방지된다. 기판(18)과 상판(27) 사이의 좁은 간극은 기체의 유입과 유출을 어렵게 함으로써 이 공간 내의 임프린트재(15)의 포화 수증기 함량을 유지하여 임프린트재(15)의 휘발을 방지한다. 수지는 서로 상이한 성질을 가지며, 이는 기판(18)의 상면과 상판(27)의 저면 사이의 간극이 최적화되는 것을 의미한다. 도 4d에 도시되는 바와 같이 분위기 가스가 흡입되는 구성은 임프린트재(15)의 포화 수증기를 포함하는 분위기 가스를 생성하여 임프린트재(15)의 휘발을 방지할 것으로 기대된다.
(상판의 재료)
이어서, 본 예시적인 실시형태에 따른 상판(27)에 사용되는 재료에 대해서 설명한다. 임프린트 장치(1)에서, 각 유닛에 의한 기판(18)에 대한 기판 처리의 대부분은 비접촉 방식으로 행해진다. 이는, 기판 보유지지 장치 상의 상판(27)을 이물 검사 유닛(100a)에 의해 사용되는 광 및 노광 유닛(102a)에 의한 노광에 사용되는 광을 투과시키는 재료(예컨대, 석영)로 구성함으로써, 기판 보유지지 장치 상에 상판이 있는 상태에서 기판에 대해 기판 처리를 행할 수 있다는 것을 의미한다. 이는 기판 처리시에 기판(18)의 상면을 보호한다.
더 구체적으로는, 전사 유닛(101) 이외에 이물 검사 유닛(100a), 온도 조정 유닛(100b), 위치 검출 유닛(100c), 노광 유닛(102a) 및 중첩 검사 유닛(102b) 상에 상판(27)이 배치된 상태에서 기판 처리를 실행할 수 있다. 또한, 광을 사용한 다양한 계측을 포함하여 비접촉 방식으로 기판(18)의 상면에 대해 행해지는 기판 처리는 상판(27)이 존재하는 상태에서 행해질 수 있다. 그러나, 몰드(17)는 임프린트 처리에서 기판(18)의 상면에 접촉하기 때문에, 전사 유닛(101)은 상판(27)이 존재하는 상태에서는 기판 처리를 행할 수 없다.
도 5a 및 도 5b를 참조하여 기판 보유지지 장치에 상판(27)이 장착된 상태에서 비접촉 방식으로 기판(18)에 대해 기판 처리를 행하는 예에 대해서 설명한다. 도 5a는 계측 유닛(33)에 의해 기판(18)을 광학적으로 계측하는 예를 도시한다. 도 5a의 예는 위치 검출 유닛(100c) 및 중첩 검사 유닛(102b)에 의해 기판(18)의 상면을 관찰하고 화상을 통해 이물에 대해 기판(18)의 상면을 검사하는 기판 처리를 도시한다.
계측 유닛(33)은 광원(34), 광학 부재(35), 및 센서(36)를 포함한다. 광학 부재(35)는 반-반사 미러(35a) 및 렌즈(35b 및 35c)를 포함한다. 광원(34)에 의해 방출된 조명광은 광학 부재(35) 및 상판(27)을 통과하고 기판(18) 상의 원하는 위치에 입사한다. 그 후, 기판(18)에 의해 반사된 광은 상판(27) 및 광학 부재(35)를 통과하고 센서(36)에 입사한다.
광원(34)은 근년 소형화되고 있는 LED일 수 있다. 광원(34)은 수은 램프 같은 별도의 광원으로부터 광 섬유를 통해 안내되는 광일 수 있다. 센서(36)의 종류는 용례에 따라 선택된다. 센서(36)로서의 이미지 센서 또는 라인 센서가 기판(18)으로부터 신호를 검출하고 신호 파형의 특징에 기초하여 위치를 산출한다.
도 5b는 이물 검사 유닛(100a)에 의한 이물 검사의 예를 도시한다. 광원(37)에 의해 방출된 광은 기판(18) 상의 원하는 위치에 비스듬히 입사한다. 그 위치에 이물이 있는 경우에는 이물로부터 광이 산란하여, 센서(38)에 의해 수광되고 이물로서 검출된다.
따라서, 상판(27)에 광-투과 재료를 사용함으로써 상판(27)이 기판 보유지지 장치에 장착된 상태에서 각각의 유닛이 기판 처리를 행할 수 있으며, 기판 처리시에 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것 및 임프린트재(15)의 휘발을 방지할 수 있다.
하나 이상의 실시형태에서, 정전기력이 상판(27) 및/또는 부재(28)에 인가되어 이물을 흡착함으로써 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것을 방지한다.
(기판을 반송하는 방법)
기판(18)은 반송 유닛(24)에 의해 기판(18)이 보유지지되는 상태에서 유닛으로부터 기판 보유지지 장치로 반송된다. 도 6a 내지 도 6d를 참조하여 기판(18)을 기판 보유지지 장치로부터 기판 반송 장치(42)로 반송하는 방법에 대해서 설명한다. 도 6a 내지 도 6d는 기판 보유지지 장치에 의해 기판(18)을 반송하는 동작을 도시한다. 도 6a는 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛(26) 상에 적재된 기판(18)을 도시한다. 도 6b는 기판 보유지지 유닛(26)으로부터 돌출하는 돌출부(30)에 의해 기판(18)이 상판(27)과 접촉하지 않는 레벨까지 상승된 기판(18)을 도시한다. 기판 반송 장치(42)는 기판(18)이 상승되는 것에 의해 형성되는 공간 내로 삽입되며, 기판 반송 장치(42)는 기판(18)을 수취한다.
기판 보유지지 유닛(26)과 상판(27) 사이의 공간이 좁을 경우에는 기판(18)을 충분하게 상승시킬 수 없어 기판 반송 장치(42)를 수용할 수 없다. 이러한 경우에는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 부재(28)를 연장시킴으로써 기판 반송 장치(42)를 수용하기 위한 기판(18) 아래의 공간이 형성된다. 기판(18)의 상면에 이물이 낙하하는 것을 방지하기 위해서, 상판(27)과 기판(18) 사이의 간극은 변화되지 않는 상태로 유지된다. 구체적으로는, 상판(27)과 기판(18)은 동시에 상승되는 것이 적절하지만, 이들은 개별적으로 상승될 수 있다.
일부 실시형태에서, 기판(18)을 수취하는 기판 반송 장치(42)는 그 위에 상판(이하, 커버(32)라 지칭함)을 갖는다. 이러한 경우에, 기판 반송 장치(42)는, 기판(18)이 기판 보유지지 유닛(31)과 기판 반송 장치(42)의 커버(32) 사이에 있도록 삽입되어 기판(18)을 수취한다. 더 구체적으로는, 도 6d에 도시되는 바와 같이, 상부로부터 하방으로 상판(27), 기판 반송 장치(42)의 커버(32), 기판(18), 기판 반송 장치(42)의 기판 보유지지 유닛(31), 및 기판 보유지지 유닛(26)이 교대로 배치되는 상태에서 기판(18)이 수취된다. 이러한 기판(18)을 수취하는 방식은 기판(18)이 기판 반송 장치(42)에 수취된 후에도 기판(18)이 기판 반송 장치(42)의 커버(32)에 의해 보호될 수 있게 한다.
본 구성은 일례이다. 기판(18)이 수취될 때 상판(27)과 커버(32)의 위치가 반대로 되어 있어도 유사한 효과를 갖는다.
또한, 기판 보유지지 장치가 기판 반송 장치(42)로부터 기판(18)을 수취할 때도 상술한 절차를 역순으로 함으로써, 기판(18)을 보호하면서 기판(18)을 수취할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상판(27)이 기판(18)에 근접되어 있는 기판 보유지지 장치는 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것을 방지한다. 또한, 상기 구성은 기판(18) 상의 임프린트재(15)의 휘발을 방지하는 효과를 가질 것으로 기대된다. 또한, 상기 구성 이외에 기판 반송 장치(42)에 추가되는 기판 보유지지 유닛의 커버(32)는 임프린트 장치(1)에서의 기판(18)의 반송 중에도 기판(18)의 보호를 가능하게 한다.
본 예시적인 실시형태에서는, 몰드(17)에 형성된 구조적 패턴인 회로 패턴을 전사하기 위한 몰드에 대해서 설명했다. 그러나, 몰드(17)가 구조적 패턴 부분을 갖지 않는 것을 의미하는 평탄한 부분을 갖는 몰드(블랭크 템플릿)도 적용가능하다. 블랭크 템플릿은 평탄한 부분을 사용하여 기판 상의 조성물을 평탄화하는 평탄화 장치에 사용된다. 즉, 본 예시적인 실시형태는 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치(예를 들어, 임프린트 장치 및 평탄화 장치)에 적용된다.
제2 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 제1 예시적인 실시형태에서는, 상판을 갖는 기판 보유지지 장치로부터 상판을 갖는 기판 반송 장치에 의해 기판을 수취하는 방법에 대해서 설명하였다. 본 예시적인 실시형태에서는, 상판(커버)을 갖지 않는 기판 반송 장치(42)에 의해 기판 보유지지 장치로부터 기판 및 상판을 동시에 수취하는 방법에 대해서 설명한다. 임프린트 장치(1)의 구성 및 상판(27)의 재료는 제1 예시적인 실시형태에 따른 것과 유사하므로, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다. 본 예시적인 실시형태에서 설명되지 않는 내용은 제1 예시적인 실시형태의 것과 동일하다.
기판(18)은 상판(27)이 장착되어 있는 기판 척(12) 상에 적재되며, 이들은 하나의 세트로 반송된다. 이 경우, 기판 척킹에 진공 흡착을 사용하는 경우, 흡착은 척에 소형 전원과 흡인기를 장착하여 계속될 수 있거나, 또는 흡인 밸브를 폐쇄함으로써 흡착력을 유지할 수 있다. 정전 흡착에서는, 소형 전원과 정전기 발생기에 의해 흡착을 계속할 수 있거나, 또는 흡착 후에 정전기 입력 및 출력을 차단함으로써 기판의 흡착을 계속할 수 있다. 다른 흡착 방법에서, 기판이 기판 척에 계속해서 흡착되는 상태로 기판을 반송할 수 있다.
기판(18)을 다른 유닛으로서의 기판 보유지지 장치에 반송하는 경우, 기판 반송 장치(42)는 기판(18)을 보유지지한다. 도 7a 내지 도 7d를 참조하여, 기판(18)을 기판 보유지지 장치로부터 기판 반송 장치(42)에 전달하는 기판 전달 방법에 대해서 설명한다. 도 7a 내지 도 7d는 본 예시적인 실시형태에 따른 기판 보유지지 장치에 의해 기판(18)을 전달하는 동작을 도시한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 기판 보유지지 장치의 상판(27)은 도 7a에 도시된 바와 같이 그 내부에 중공 부분(39 및 40)를 갖는다. 상판(27)은 부재(28)가 중공 부분(39)에 삽입됨으로써 보유지지된다.
도 7a는 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛(26) 상에 적재된 기판(18)을 도시한다. 도 7b는 기판 보유지지 유닛(26)으로부터 돌출하는 돌출부(30)에 의해 기판(18)이 상판(27)과 접촉하지 않는 레벨까지 상승된 기판(18)을 도시한다. 도 7c에 도시된 바와 같이, 기판 반송 장치(42)는 상승된 기판(18) 아래에 생성된 공간 내로 삽입되며, 그 후 기판 반송 장치(42)는 기판(18)을 수취한다. 부재(28)는 제1 예시적인 실시형태에서와 같이 연장될 수 있다.
이어서, 기판 반송 장치(42)은 상판(27)을 향해 상승되고, 동시에 기판(18) 및 상판(27)을 수취하며, 그 후 이들을 다른 유닛에 반송한다. 이들을 수취하기 위해서, 도 7d에 도시된 바와 같이, 기판 반송 장치(42) 상의 부재(41)는 상판(27) 내의 중공 부분(40) 내로 삽입되고, 상판(27)을 기판 반송 장치(42)에 보유지지한다. 도 7d에 도시된 바와 같이, 상판(27) 내의 중공 부분(39) 내로 삽입된 부재(28)는 중공 부분(39)으로부터 제거된다.
이러한 기판(18)을 수취하는 방식은 기판(18)이 기판 반송 장치(42)에 전달된 후에도 기판(18)이 상판(27)에 의해 보호될 수 있게 한다. 기판 보유지지 장치가 기판 반송 장치(42)로부터 기판(18)을 수취할 때, 상기의 절차의 역순에 의해 상판(27)이 기판(18)을 연속적으로 보호하는 상태에서 기판(18)과 상판(27)을 전달할 수 있다.
기판(18)을 반입 및 반출하는 경로를 따라 상판(27)을 임프린트 장치(1)의 내부로부터 그 외부로 반출할 수 있도록 상판(27)은 기판(18)과 동일한 크기를 갖는 것이 적절하다. 또한, 상판(27)을 정기적으로 교체 및/또는 클리닝함으로써 임프린트 장치(1) 내의 환경을 깨끗하게 유지한다.
상술한 바와 같이, 상판(27)이 기판(18)에 근접하는 기판 보유지지 장치는 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것을 방지한다. 또한, 상기 구성은 기판(18) 상의 임프린트재(15)의 휘발을 방지하는 효과를 가질 것으로 기대된다. 기판(18)과 상판(27)을 한 번에 전달함으로써 임프린트 장치(1)에서 기판(18)을 반송하는 동안에도 기판(18)을 보호할 수 있다. 또한, 기판(18)의 전달 전과 후에 동일한 상판(27)을 사용함으로써 상이한 상판을 사용하는 경우에 비해 기판(18)을 전달하기 위한 공간을 작게 할 수 있어, 상판(27)과 기판(18) 사이로 유동하는 기체의 양이 저감된다. 이는 제1 예시적인 실시형태보다 이물이 기판(18) 상으로 낙하하는 것 및 임프린트재(15)의 휘발을 방지하는데 더 큰 효과를 가질 것으로 기대된다.
본 예시적인 실시형태에서는, 몰드(17) 상의 회로 패턴, 즉 구조적 패턴을 전사하는 몰드에 대해서 설명하였다. 그러나, 몰드(17)가 패턴 프로파일 부분을 갖지 않는 것을 의미하는 평탄한 부분을 갖는 몰드(블랭크 템플릿)도 적용가능하다. 블랭크 템플릿은 평탄한 부분을 사용하여 기판 상의 조성물을 평탄화하는 평탄화 장치에 사용된다. 즉, 본 예시적인 실시형태는 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치(예를 들어, 임프린트 장치 및 평탄화 장치)에 적용된다.
본 예시적인 실시형태에서는, 전사 장치 내부에서 행해지는 동작에 대해서 설명했지만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명에서, 기판이 보유지지될 때 제공되는 상판은 이물이 기판 상으로 낙하하는 것 및 기판 상에 도포된 재료의 휘발을 방지하는 효과를 갖는다. 결과적으로, 본 발명은 기판 상의 결함 및 중첩을 검사하는 공정 및 그 위에 재료를 도포하는 공정에서 사용되는 장치 및 유닛에도 적용가능하다.
<물품 제조 방법의 예시적인 실시형태>
상술한 임프린트 장치를 사용해서 물품(전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS(Micro Electro Mechanical System), 기록 디바이스, 센서, 또는 몰드)를 제조하는 방법에 대해서 설명한다. 임프린트 장치를 사용하여 형성된 경화물 패턴은 다양한 종류의 물품 중 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 또는 다양한 종류의 물품의 제조에 일시적으로 사용된다. 전기 회로 소자의 예는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 플래시 메모리, 및 자기저항 랜덤 액세스 메모리(MRAM) 같은 휘발성 및 비휘발성 반도체 메모리를 포함하고 대규모 집적 회로(LSI), 전하 결합 디바이스(CCD), 이미지 센서, 및 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 몰드의 예는 임프린트 처리를 위한 몰드를 포함한다.
경화물 패턴은 전술한 물품에 포함되는 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에서 에칭 또는 이온 주입이 완료된 후, 레지스트 마스크는 제거된다. 또한, 기판의 후처리 공정은 산화, 성막, 증발, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 박리, 다이싱, 본딩, 및 패키징을 포함한다.
도 8a 내지 도 8f를 참고하여 구체적인 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 8a에 도시되는 바와 같이, 절연체 같은 피가공재(2z)가 기판(1z)의 표면에 걸쳐 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비한다. 이어서, 잉크젯 방법을 통해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 도포한다. 도 8a는 기판(1z) 상에 도포된 임프린트재(3z)의 복수의 액적을 도시한다.
도 8b에 도시되는 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)의 구조적 패턴을 갖는 면을 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)를 향하도록 배치한다. 도 8c에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 있는 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 압접시킨다. 임프린트재(3z)가 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 경화 에너지로서의 광을 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 8d에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)와 기판(1z)을 서로 분리하면, 기판(1z) 위에 경화된 임프린트재(3z)의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 각각 몰드(4z)의 중공 부분이 경화물(3z)의 볼록부에 끼워지고 몰드의 볼록부가 경화물의 중공 부분에 끼워지도록 형성된다. 이는 몰드(4z)의 구조적 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된 것을 의미한다.
도 8e에 나타내는 바와 같이, 경화물(3z)의 패턴을 내 에칭 마스크로 하여 에칭을 행하면 피가공재(2z)의 표면 중 경화물(3z)이 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)이 형성된다. 도 8f에 도시되는 바와 같이, 경화물(3z)의 패턴을 제거한 후에, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품이 얻어진다. 본 예에서는 경화물(3z)의 패턴을 제거했지만, 하나 이상의 실시형태에서 경화물(3z)은 가공 후에 제거되지 않는다. 예를 들어, 경화물(3z)은 반도체 디바이스에 포함되는 층 사이의 절연을 위한 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용된다. 본 예시적인 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 종래의 방법의 경우에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 또는 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.
본 발명을 상술한 예시적인 실시형태에 기초하여 상세하게 설명했지만, 본 발명은 이로 한정되지 않으며 첨부된 청구항의 범위 내에서 다양한 방식의 수정예 및 변형예가 사용될 수 있다.
본 발명은 예를 들어 기판 상의 이물을 저감시키는 기판 처리 방법을 제공할 수 있게 한다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (17)

  1. 기판 처리 방법이며,
    상판이 기판의 상면에 근접하여 배치된 상태에서 상기 기판을 처리하도록 구성되는 제1 공정으로서, 상기 기판은 제1 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는, 제1 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 기판 사이에 공간을 형성하기 위해 상기 기판을 상승시키는 제2 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하기 위한 기판 반송 장치를 상기 공간 내에 삽입하는 제3 공정; 및
    상기 기판을 상기 제2 기판 보유지지 장치에 반송하는 제4 공정을 포함하는 기판 처리 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정에서의 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 상판 사이의 공간이 상기 제1 공정에서의 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 상판 사이의 공간보다 큰 기판 처리 방법.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정에서의 상기 기판의 상기 상면과 상기 상판의 저면 사이의 간격이 2 mm 이하인 기판 처리 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정에서의 상기 기판 처리는 상기 기판에 광을 조사하는 처리이며,
    상기 상판은 상기 광을 투과시키는 기판 처리 방법.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 공정은 상기 기판 보유지지 유닛으로부터 돌출부를 돌출시켜서 상기 기판을 상승시키는 기판 처리 방법.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 보유지지 장치는 상기 상판을 보유지지하기 위한 부재를 포함하며,
    상기 부재는, 상기 기판이 측방향으로 취출되는 공간을 제공하도록 상기 기판 보유지지 유닛 상에 배치되는 기판 처리 방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제4 공정에서는 상기 기판의 상기 상면 측에 가깝게 커버가 배치되며,
    상기 제4 공정에서의 상기 기판의 상기 상면과 상기 커버의 저면 사이의 간격이 2 mm 이하인 기판 처리 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제3 공정과 상기 제4 공정 사이에 상기 기판 및 상기 상판을 상기 기판 보유지지 장치로부터 상기 기판 반송 장치로 전달하는 공정을 더 포함하며, 상기 커버는 상기 상판인 기판 처리 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 커버는 상기 기판 반송 장치 상에 제공된 커버인 기판 처리 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 공정, 상기 제2 공정 또는 상기 제3 공정 중 적어도 하나에서, 상기 상판과 상기 기판 사이의 상기 공간은 외기에 대하여 양의 압력으로 설정되는 기판 처리 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 제4 공정에서, 상기 커버와 상기 기판 사이의 상기 공간은 외기에 대하여 양의 압력으로 설정되는 기판 처리 방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 상기 기판에 도포된 조성물에 몰드를 접촉시켜서 상기 조성물을 성형하기 위한 성형 장치를 위한 기판 처리 방법이며,
    상기 제1 공정에서의 상기 기판 처리는 상기 기판에 대한 이물 검사, 상기 기판에 대한 온도 조정, 상기 기판에 대한 위치 검출, 상기 기판에 대한 노광, 및 상기 기판에 대한 중첩 검사 중 하나에 포함되는 기판 처리 방법.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 방법은 기판 상에 도포된 감광제를 노광해서 패턴을 형성하는 노광 장치를 위한 기판 처리 방법이며,
    상기 처리는, 상기 기판에 대한 이물 검사, 상기 기판에 대한 온도 조정, 상기 기판에 대한 위치 검출, 상기 기판으로의 패턴 전사, 및 상기 기판에 대한 중첩 검사 중 하나에 포함되는 기판 처리 방법.
  14. 기판 처리에 사용되는 기판 보유지지 장치이며, 상기 기판 보유지지 장치는
    기판을 보유지지하도록 구성되는 기판 보유지지 유닛; 및
    상기 기판의 상면에 근접하여 배치되는 상판을 포함하며,
    상기 기판의 상기 상면과 상기 상판의 저면 사이의 간격이 2 mm 이하인 기판 보유지지 장치.
  15. 기판을 반송하는 기판 반송 장치이며, 상기 기판 반송 장치는
    상기 기판을 보유지지하도록 구성되는 기판 보유지지 유닛; 및
    상기 기판의 상면에 근접하여 배치되는 커버를 포함하며,
    상기 기판의 상기 상면과 상기 커버의 저면 사이의 간격이 2 mm 이하인 기판 반송 장치.
  16. 기판 처리 방법에 의해 기판을 처리하는 성형 장치이며, 상기 기판 처리 방법은
    상판이 기판의 상면에 가깝게 배치된 상태에서 상기 기판을 처리하는 제1 공정으로서, 상기 기판은 제1 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는, 제1 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 기판 사이에 공간을 형성하기 위해 상기 기판을 상승시키는 제2 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하기 위한 기판 반송 장치를 상기 공간 내에 삽입하는 제3 공정; 및
    상기 기판을 상기 제2 기판 보유지지 장치에 반송하는 제4 공정을 포함하고,
    상기 성형 장치는 상기 기판 상에 도포된 조성물을 성형하기 위한 몰드를 포함하며,
    상기 성형 장치는 상기 몰드를 상기 조성물에 접촉시켜서 상기 조성물을 성형하는 성형 장치.
  17. 가공 공정을 통해 가공된 기판에 기초하여 물품을 제조하는 물품 제조 방법이며, 상기 물품 제조 방법은
    기판에 도포된 조성물을 성형하는 성형 장치를 사용하여 상기 조성물을 성형하는 성형 공정; 및
    상기 성형 공정을 통해 성형된 상기 조성물이 마련된 상기 기판을 가공하는 가공 공정을 포함하고,
    상기 성형 장치는 기판 처리 방법에 의해 기판을 처리하며, 상기 기판 처리 방법은
    상판이 기판의 상면에 가깝게 배치된 상태에서 상기 기판을 처리하는 제1 공정으로서, 상기 기판은 제1 기판 보유지지 장치의 기판 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는, 제1 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판 보유지지 유닛과 상기 기판 사이에 공간을 형성하기 위해 상기 기판을 상승시키는 제2 공정;
    상기 상판이 상기 제1 기판 보유지지 장치에 배치된 상태에서, 상기 기판을 제2 기판 보유지지 장치에 반송하기 위한 기판 반송 장치를 상기 공간 내에 삽입하는 제3 공정; 및
    상기 기판을 상기 제2 기판 보유지지 장치에 반송하는 제4 공정을 포함하고,
    상기 성형 장치는 상기 기판 상에 도포된 조성물을 성형하기 위한 몰드를 포함하며,
    상기 성형 장치는 상기 몰드를 상기 조성물에 접촉시켜서 상기 조성물을 성형하는 물품 제조 방법.
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