KR20230019029A - 정보 처리 장치, 성형 장치, 성형 방법, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 몰드와 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는 처리를 행하도록 구성된 처리 유닛을 포함하는 정보 처리 장치를 제공하며, 처리 유닛은 접촉 처리와 이형 처리 중 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안 몰드와 기판 상의 조성물이 서로 접촉하는 부분의 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점을 획득하고, 복수의 점에 기초하여 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력한다.

Description

정보 처리 장치, 성형 장치, 성형 방법, 및 물품 제조 방법{INFORMATION PROCESSING APPARATUS, MOLDING APPARATUS, MOLDING METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 정보 처리 장치, 성형 장치, 성형 방법, 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

기판 상에 미세한 패턴을 형성하기 위한 기술로서, 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판에 전사하는 노광 장치가 알려져 있다. 또한, 기판 상에 미세한 패턴을 형성하기 위한 다른 기술로서, 임프린트 기술을 사용하는 임프린트 장치도 실용화되고 있다.

일본 특허 공개 제2019-80047호에 개시된 바와 같이, 임프린트 기술은 임프린트재(조성물) 경화법 중 하나로서 광경화법을 포함한다. 광경화법은, 기판 상에 배치(공급)된 임프린트재를 몰드(mold)와 접촉시킨 상태에서, 자외선 등의 광의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써, 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 방법이다.

임프린트 장치에서는, 몰드와 기판은 임프린트재를 통해 서로 접촉된다. 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 접촉 처리에서, 몰드 또는 기판에 이물질이 부착되면, 이물질이 미소한 경우에도, 기판 상에 형성된 패턴에 결함이 발생한다. 또한, 이물질의 종류 및 크기에 따라, 몰드의 패턴이 손상될 수 있다. 기판의 두께가 불균일한 경우, 몰드와 기판이 임프린트재를 통해 서로 접촉하는 표면 내에 힘이 불균일하게 가해진다. 이에 의해, 몰드와 기판 사이의 임프린트재가 불균일하게 되고, 기판 상에 형성된 패턴의 결함을 초래할 수 있다.

한편, 기판 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하는 이형 처리(mold releasing process)에서도, 기판의 두께가 불균일하면, 몰드와 기판이 임프린트재를 통해 서로 접촉하는 표면 내에 힘이 불균일하게 가해져서, 기판 상에 형성된 패턴이 박리될 수 있다.

이러한 방식으로, 접촉 처리 및 이형 처리를 포함하는 임프린트 처리에서 이상(abnormality)이 발생하면, 기판 상에 형성된 패턴의 결함 또는 몰드의 패턴 손상을 초래할 수 있다. 따라서, 몰드와 기판 상의 임프린트재 사이의 접촉 상태를 확인할 필요가 있다.

본 발명은 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 처리에서, 몰드와 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 확인하는데 유리한 기술을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 처리를 행하는 성형 장치에 접속된 정보 처리 장치가 제공되며, 성형 장치는 몰드를 통해 기판에 광을 조사하고, 몰드로부터의 반사광 및 기판으로부터의 반사광을 검출함으로써 화상을 촬상하도록 구성된 촬상 유닛을 포함하고, 정보 처리 장치는 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상에 기초하여 몰드와 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는 처리를 행하도록 구성된 처리 유닛을 포함하고, 성형 처리는 몰드와 기판 상의 조성물이 서로 접촉하는 부분을 서서히 증가시키도록 몰드와 조성물을 서로 접촉시키는 접촉 처리와, 부분을 서서히 감소시키도록 몰드와 조성물을 분리하는 이형 처리를 포함하고, 처리 유닛은 접촉 처리와 이형 처리 중 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상으로부터 부분의 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점을 획득하고, 복수의 점에 기초하여 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력한다,

본 발명의 추가적인 양태들은 첨부된 도면들을 참조하여 이하의 예시적인 실시예들의 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 양태로서의 임프린트 장치의 구성들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 2는 도 1a에 나타낸 임프린트 장치의 동작(임프린트 처리)을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 3a 내지 도 3h는 도 1a에 나타낸 임프린트 장치의 촬상 유닛에 의해 관찰되는 간섭 줄무늬를 설명하기 위한 도면들이다.
도 4는 몰드의 패턴면과 임프린트재 사이의 접촉 영역 주위에서 간섭 줄무늬가 관찰되는 현상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 몰드와 임프린트재 사이의 접촉 상태의 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6d는 몰드와 임프린트재 사이의 접촉 상태의 예들을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 임프린트 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 8a 내지 도 8g는 접촉 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 9a 내지 도 9g는 접촉 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 10a 내지 도 10g는 이형 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 11a 및 도 11b는 임프린트 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리를 각각 설명하기 위한 도면들이다.
도 12a 및 도 12b는 도 1a에 나타낸 임프린트 장치에 포함되는 표시 장치를 통해 제공되는 화상의 일례를 각각 나타낸 도면들이다.
도 13a 내지 도 13f는 물품 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 14a 내지 도 14d는 도 1a에 나타낸 임프린트 장치가 평탄화 장치로서 사용되는 경우를 설명하기 위한 도면들이다.
도 15a 내지 도 15h는 비교예로서 통상의 접촉 처리를 설명하기 위한 도면들이다.
도 16a 및 도 16b는 몰드와 임프린트재 사이의 접촉 상태가 평가될 수 있는 정보의 일례를 각각 나타내는 그래프들이다.

이하, 첨부 도면들을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명할 것이다. 이하의 실시예들은 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 점에 유의한다. 실시예들에서는 다수의 특징이 설명되지만, 이러한 모든 특징이 필요한 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면들에서는, 동일하거나 또는 마찬가지의 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 양태로서의 임프린트 장치 IMP의 구성들을 설명하기 위한 도면들이다. 임프린트 장치 IMP는 물품으로서의 반도체 소자, 액정 표시 소자, 또는 자기 저장 매체 등의 디바이스의 제조 단계인 리소그래피 단계에 채용되어 기판에 패턴을 형성하는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치 IMP는 기판 상의 조성물로서 기능하는 임프린트재를 몰드를 사용하여 성형하는 성형 장치로서 기능한다. 이 실시예에서, 임프린트 장치 IMP는 기판 상에 배치(공급)된 미경화 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다.

임프린트재로서는, 경화 에너지를 받음으로써 경화되는 재료(경화성 조성물)가 사용된다. 사용되는 경화 에너지의 예는 전자기파, 열 등이다. 전자기파로서는, 예를 들어, 10nm(포함) 내지 1mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 적외선, 가시광선, 자외선 등이 사용된다.

경화성 조성물은 광의 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물이다. 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 폴리머 성분 등을 포함하는 그룹으로부터 선택되는 적어도 1종이다.

임프린트재는 액체 분사 헤드를 사용하여 액적 형상 또는 복수의 액적이 연결되어서 형성되는 섬 또는 막 형상으로 기판 상에 부여될 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는 예를 들어, 1mPa·s(포함) 내지 100mPa·s(포함)이다.

기판으로서는, 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용되고, 필요에 따라 기판의 표면에 기판과는 다른 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다. 보다 구체적으로는, 기판의 예는 실리콘 웨이퍼, 반도체 화합물 웨이퍼, 실리카 유리 등을 포함한다.

본 명세서 및 첨부 도면들에서는, 기판의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로서 정의하는 XYZ 좌표계에서 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향들은 각각 X 방향, Y 방향, 및 Z 방향이다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전, 및 Z축 둘레의 회전은 각각 θX, θY, θZ이다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 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. 또한, 위치는 X축, Y축, 및 Z축의 좌표들에 기초하여 특정되는 정보이고, 배향은 θX축, θY축, 및 θZ축의 값들에 의해 특정되는 정보이다. 위치 결정은 위치 및/또는 배향을 제어하는 것을 의미한다. 얼라인먼트는 기판 및 몰드 중 적어도 하나의 위치 및/또는 배향을 제어하는 것을 포함한다.

임프린트 장치 IMP는 기판 S을 보유지지하는 기판 보유지지 유닛(102), 기판 보유지지 유닛(102)을 구동함으로써 기판 S을 구동하는 기판 구동 기구(105), 기판 보유지지 유닛(102)을 지지하는 베이스(104), 및 기판 보유지지 유닛(102)의 위치를 계측하는 위치 계측 유닛(103)을 포함한다. 기판 구동 기구(105)는 예를 들어, 리니어 모터 등의 모터를 포함한다. 임프린트 장치 IMP는 얼라인먼트시 기판 구동 기구(105)가 기판 S(기판 보유지지 유닛(102))을 구동하기 위해서 필요한 기판 구동력(얼라인먼트 부하)을 검출하는 센서(151)를 포함한다.

임프린트 장치 IMP는 몰드 M을 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛(121), 몰드 보유지지 유닛(121)을 구동함으로써 몰드 M을 구동하는 몰드 구동 기구(122), 및 몰드 구동 기구(122)를 지지하는 지지 구조체(130)를 포함한다. 몰드 구동 기구(122)는 예를 들어, 보이스 코일 모터 등의 모터를 포함한다. 임프린트 장치 IMP는 또한 이형력(분리 부하) 및/또는 가압력을 검출하는 센서(152)를 포함한다. 이형력은 기판 S 상의 임프린트재 IM의 경화물로부터 몰드 M을 분리하는데 필요한 힘이다. 가압력은 기판 S 상의 임프린트재 IM에 몰드 M을 접촉시키기 위해서 몰드 M에 압박되는 힘이다.

기판 구동 기구(105)와 몰드 구동 기구(122)는 기판 S와 몰드 M 사이의 상대 위치 및 상대 배향을 조정하는 구동 기구를 형성한다. 구동 기구에 의한 기판 S와 몰드 M 사이의 상대 위치의 조정은, 기판 S 상의 임프린트재 IM에 몰드 M을 접촉시키기 위한 구동과, 기판 S 상의 경화된 임프린트재 IM(경화물의 패턴)으로부터 몰드 M을 분리시키기 위한 구동을 포함한다. 기판 구동 기구(105)는 기판 S를 복수의 축, 예를 들어, X축, Y축, 및 θZ축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축에 관해서 구동하도록 구성된다. 몰드 구동 기구(122)는 몰드 M을 복수의 축, 예를 들어, Z축, θX축, 및 θY축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축에 관해서 구동하도록 구성된다.

임프린트 장치 IMP는 몰드 M을 반송하는 몰드 반송 기구(140) 및 몰드 클리너(150)를 포함한다. 예를 들어, 몰드 반송 기구(140)는 몰드 M을 몰드 보유지지 유닛(121)에 반송하거나, 몰드 M을 몰드 보유지지 유닛(121)으로부터 스토커(도시되지 않음), 몰드 클리너(150) 등에 반송한다. 몰드 클리너(150)는 몰드 M을 자외선, 약액(chemical solution) 등에 의해 클리닝한다.

몰드 보유지지 유닛(121)은 몰드 M의 이면(기판 S에 전사될 패턴이 형성된 패턴면 MP의 반대측의 면) 측에 압력 제어 공간 CS를 형성하는 윈도우 부재(125)를 포함한다. 임프린트 장치 IMP는 압력 제어 공간 CS의 압력(이하, "캐비티 압력"이라고 칭함)을 제어함으로써, 도 1b에 개략적으로 도시된 바와 같이, 몰드 M의 패턴면 MP를 기판 S를 향해 볼록 형상으로 변형시키는 변형 기구(123)를 포함한다.

또한, 임프린트 장치 IMP는 얼라인먼트 계측 유닛(106), 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109), 경화 유닛(107), 촬상 유닛(112), 및 광학 부재(111)를 포함한다. 얼라인먼트 계측 유닛(106)은 몰드 M에 제공된 얼라인먼트 마크와 기판 S에 제공된 얼라인먼트 마크를 조명하고, 마크의 화상을 촬상함으로써, 마크들 사이의 상대 위치를 계측한다. 얼라인먼트 계측 유닛(106)은 몰드 M 및 기판 S에 제공된 얼라인먼트 마크의 위치에 따라 구동 기구(도시되지 않음)를 통해 위치 결정된다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109)은 얼라인먼트 계측 유닛(106)보다 넓은 시야를 갖는다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109)은 기판 S에 제공된 얼라인먼트 마크를 조명하고 얼라인먼트 마크의 화상을 촬상함으로써, 기판 S의 위치를 계측한다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109)을 사용하여 기판 S의 위치를 계측함으로써, 기판 S에 제공된 얼라인먼트 마크를 얼라인먼트 계측 유닛(106)의 시야 내에 위치시키는 것이 가능하다.

경화 유닛(107)은 기판 S 상의 임프린트재 IM에, 임프린트재 IM을 경화시키기 위한 에너지, 예를 들어, 자외선 등의 광을 광학 부재(111)를 통해 조사함으로써, 임프린트재 IM을 경화시킨다.

촬상 유닛(112)은 광학 부재(111) 및 윈도우 부재(125)를 통해 몰드 M, 기판 S 상의 임프린트재 IM, 및 기판 S를 촬상한다. 본 실시예에서, 촬상 유닛(112)은 몰드 M을 통해 기판 S에 광을 조사하고 몰드 M으로부터의 반사광 및 기판 S로부터의 반사광을 검출함으로써 화상을 촬상한다. 이하, 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 화상(동화상을 포함함)을 "스프레드 화상"이라고 칭한다.

임프린트 장치 IMP는 기판 S 상에 임프린트재 IM을 배치하는 디스펜서(108)를 포함한다. 디스펜서(108)는 예를 들어, 기판 상의 임프린트재 IM(액적)의 배치를 나타내는 드롭 레시피에 따라, 기판 S에 임프린트재 IM(의 액적)을 토출한다.

임프린트 장치 IMP는 임프린트 장치 IMP의 각 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 임프린트 처리를 행하는 제어 유닛(110)을 포함한다. 제어 유닛(110)은 기판 구동 기구(105), 몰드 구동 기구(122), 변형 기구(123), 몰드 반송 기구(140), 몰드 클리너(150), 얼라인먼트 계측 유닛(106), 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109), 경화 유닛(107), 촬상 유닛(112), 디스펜서(108) 등을 제어한다. 제어 유닛(110)은 정보 처리 장치를 포함하는 처리 유닛(113)을 포함한다. 제어 유닛(110)은 예를 들어, FPGA(Field Programmable Gate Array의 약어) 등의 PLD(Programmable Logic Device의 약어), ASIC(Application Specific Integrated Circuit의 약어), 프로그램이 설치된 범용 컴퓨터, 또는 이들의 전부 또는 일부의 조합에 의해 형성된다.

이하, 도 2를 참조하여, 임프린트 장치 IMP의 동작, 즉, 임프린트 장치 IMP에 의해 행해지는 임프린트 처리에 대해서 설명할 것이다. 임프린트 처리는 상술한 바와 같이, 제어 유닛(110)이 임프린트 장치 IMP의 각 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 행해진다.

본 실시예에서는, 임프린트 처리에서, 보다 구체적으로, 접촉 처리와 이형 처리 중 적어도 하나의 처리 동안, 임프린트 처리(접촉 처리 또는 이형 처리)에서의 이상을 검출하는 처리(이상 검출 처리)가 행해진다. 그 후, 예를 들어, 이상 검출 처리에서 임프린트 처리에서의 이상이 검출되면, 임프린트 처리가 정지됨으로써, 기판 S 상에 형성된 패턴의 결함 및 몰드 M의 패턴의 손상의 발생을 억제(방지)한다.

단계 S101에서는, 임프린트 장치 IMP에 기판 S를 반입한다. 보다 구체적으로, 기판 S는 기판 반송 기구(도시되지 않음)에 의해, 반송원, 예를 들어, 전처리 장치와의 중계부로부터 반송처로서 기능하는 기판 보유지지 유닛(102)으로 반송된다. 이때, 이물질 검출기(도시되지 않음)를 사용하여, 임프린트 장치 IMP에 반입된 기판 S에 대하여 이물질 검출(검사)을 행할 수 있다. 또한, 기판 보유지지 유닛(102)에 반송된 기판 S에 제공된 얼라인먼트 마크가 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109)에 의해 검출되어, 기판 보유지지 유닛(102)에서의 기판 S의 위치를 계측한다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(109)에 의해 계측된 기판 S의 위치에 기초하여, 기판 보유지지 유닛(102)에 의해 보유지지된 기판 S가 위치 결정된다.

S102 내지 S106의 단계에서는, 기판 S의 복수의 샷 영역(패턴을 형성하는 구획 영역) 중, 임프린트 처리의 대상으로 되는 샷 영역(대상 샷 영역)에 대하여, 기판 상에 패턴을 형성하는 각 처리를 행한다.

단계 S102에서는, 기판 S의 대상 샷 영역 상에 임프린트재 IM을 배치(공급)하는 배치 처리가 행해진다. 보다 구체적으로, 기판 보유지지 유닛(102)에 의해 보유지지되는 기판 S는 디스펜서(108) 아래에 위치된다. 그 후, 기판 구동 기구(105)에 의해 기판 S를 구동하면서 디스펜서(108)로부터 기판 S에 임프린트재 IM(의 액적)을 토출하여, 기판 S의 대상 샷 영역 상에 임프린트재 IM을 배치한다.

단계 S103에서는, 기판의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM과 몰드 M(패턴면 MP)을 서로 접촉시키는 접촉 처리(압박 처리)가 행해진다. 예를 들어, 몰드 구동 기구(122)와 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나는, 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM에 몰드 M의 패턴면 MP를 접촉시키도록, 몰드 M과 기판 S를 상대적으로 구동한다. 본 실시예에서, 몰드 구동 기구(122)는 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM에 몰드 M의 패턴면 MP를 접촉시키도록 몰드 M을 구동한다. 이때, 변형 기구(123)에 의해 몰드 M의 패턴면 MP가 기판 S를 향해 볼록 형상으로 변형되고, 몰드 M과 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 점차 증가시키도록 몰드 M과 임프린트재 IM을 서로 접촉시킨다.

또한, 접촉 처리에서, 촬상 유닛(112)은 몰드 M, 임프린트재 IM, 및 기판 S의 화상을 연속적으로 촬상하여 복수의 스프레드 화상을 취득한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 몰드 M으로부터의 반사광과 기판 S로부터의 반사광에 의해 형성되는 간섭 줄무늬(간섭 패턴)가 촬상 유닛(112)에 의해 관찰된다. 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM과 몰드 M의 패턴면 MP의 접촉이 진행함에 따라 간섭 줄무늬가 변한다. 접촉 처리에서, 상술된 바와 같이 간섭 줄무늬를 각각 포함하는 스프레드 화상을 사용하여, 임프린트 처리에서의 이상, 즉 접촉 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리도 병렬로 행해진다. 이상 검출 처리는 나중에 상세히 설명될 것이다. 이상 검출 처리에서, 접촉 처리에서의 이상이 검출되면, 몰드 구동 기구(122)와 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나에 의한 몰드 M과 기판 S 사이의 상대 구동이 정지되어 접촉 처리(임프린트 처리)를 정지한다는 점에 유의한다. 그 후, 사용자 지시에 따라, 예를 들면, 기판 S가 임프린트 장치 IMP로부터 반출된다.

단계 S104에서는, 기판 S의 대상 샷 영역과 몰드 M의 패턴면 MP 사이의 얼라인먼트가 행해질 수 있다. 얼라인먼트에서, 얼라인먼트 계측 유닛(106)에 의해 기판 S의 대상 샷 영역의 얼라인먼트 마크와 몰드 M의 얼라인먼트 마크 사이의 상대 위치를 계측하면서, 상대 위치를 목표 상대 위치의 허용 가능한 범위 내로 한다. 얼라인먼트에서, 몰드 구동 기구(122)와 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나는 몰드 M과 기판 S를 상대적으로 구동한다. 기판 S의 대상 샷 영역의 얼라인먼트 마크와 몰드 M의 얼라인먼트 마크 사이의 목표 상대 위치는, 예를 들어, 중첩 검사 장치의 과거 검사 결과로부터 획득된 보정 값에 의해 결정된다.

단계 S105에서는, 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM과 몰드 M의 패턴면 MP를 서로 접촉시킨 상태에서, 임프린트재 IM을 경화시키는 경화 처리를 행한다. 보다 구체적으로, 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM을 경화시키기 위한 에너지가 경화 유닛(107)으로부터 기판 S와 몰드 M의 패턴면 MP 사이의 임프린트재 IM에 인가된다. 이에 의해, 기판 S와 몰드 M의 패턴면 MP 사이의 임프린트재 IM이 경화되고, 임프린트재 IM의 경화물이 형성된다.

단계 S106에서는, 기판 S의 대상 샷 영역 상의 경화된 임프린트재 IM으로부터 몰드 M(패턴면 MP)을 분리하는 이형 처리가 행해진다. 예를 들어, 몰드 구동 기구(122)와 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나는 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM과 몰드 M의 패턴면 MP를 서로 분리하도록 몰드 M과 기판 S를 상대적으로 구동한다. 본 실시예에서는, 몰드 구동 기구(122)는 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM과 몰드 M의 패턴면 MP를 서로 분리하도록 몰드 M을 구동한다. 이때, 변형 기구(123)에 의해 몰드 M의 패턴면 MP를 기판 S를 향해 볼록 형상으로 변형시키면서, 몰드 M과 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 서서히 감소시키도록, 몰드 M을 임프린트재 IM으로부터 분리한다.

이형 처리에서도, 접촉 처리와 마찬가지로, 촬상 유닛(112)은 몰드 M, 임프린트재 IM, 및 기판 S의 화상을 연속적으로 촬상하여 복수의 스프레드 화상을 취득한다. 이때, 후술하는 바와 같이, 몰드 M으로부터의 반사광과 기판 S로부터의 반사광에 의해 형성되는 간섭 줄무늬(간섭 패턴)가 촬상 유닛(112)에 의해 관찰된다. 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM으로부터 몰드 M의 패턴면 MP가 분리됨에 따라 간섭 줄무늬가 변한다. 이형 처리에서, 상술된 바와 같이 간섭 줄무늬를 각각 포함하는 스프레드 화상을 사용하여, 임프린트 처리에서의 이상, 즉 이형 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리도 병렬로 행해진다. 이상 검출 처리에서, 이형 처리에서의 이상이 검출되면, 몰드 구동 기구(122)와 기판 구동 기구(105) 중 적어도 하나에 의한 몰드 M과 기판 S 사이의 상대 구동이 정지되어 이형 처리(임프린트 처리)를 정지한다. 그 후, 사용자 지시에 따라, 예를 들어, 기판 S의 대상 샷 영역 상의 임프린트재 IM으로부터 몰드 M의 패턴면 MP를 서서히 분리한 후, 기판 S를 임프린트 장치 IMP로부터 반출한다.

단계 S107에서는, 패턴이 형성되었는지, 즉 기판 S의 모든 샷 영역에 대하여 기판의 패턴을 형성하기 위한 각 처리(단계 S102 내지 단계 S106)가 행해졌는지가 판정된다. 기판 S의 모든 샷 영역에 대하여 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 각 처리를 행한 경우에는, 처리는 단계 S108로 이행한다. 한편, 기판 S의 모든 샷 영역에 대하여 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 각 처리를 행하지 않은 경우에는, 처리는 단계 S102로 이행한다. 그 후, 대상 샷 영역으로서 기판 S의 미처리된(패턴이 형성되지 않음) 샷 영역을 선택하고, 기판 상에 패턴을 형성하기 위한 각 처리(단계 S102 내지 단계 S106)를 행한다.

단계 S108에서는, 임프린트 장치 IMP로부터 기판 S를 반출한다. 보다 구체적으로, 기판 반송 기구(도시되지 않음)는 반송원으로서 기능하는 기판 보유지지 유닛(102)으로부터 기판 S를 반송처, 예를 들어, 후처리 장치와의 중계부에 반송한다.

각각의 로트가 복수의 기판에 의해 형성되는 로트 단위로 임프린트 장치 IMP가 처리를 행할 때, 도 2에 도시된 임프린트 처리는 로트를 형성하는 복수의 기판 각각에 대해 행해진다는 점에 유의한다.

다음으로, 접촉 처리 및 이형 처리 각각에서 촬상 유닛(112)에 의해 관찰되는 간섭 줄무늬에 대해서 설명할 것이다. 도 3a 내지 도 3h는 몰드 M의 패턴면 MP가 기판 S를 향해 볼록 형상으로 변형된 상태에서, 즉 몰드 M을 만곡된 상태로 임프린트재 IM과 접촉시키는 접촉 처리에서 촬상 유닛(112)에 의해 관찰되는 간섭 줄무늬를 설명하기 위한 도면이다. 여기서, 몰드 M의 패턴면 MP와 기판 S 사이에 이물질 등이 존재하지 않는(끼워지지 않는) 경우에 대해서 설명할 것이다.

도 3a, 도 3c, 및 도 3e 각각은, 몰드 M의 패턴면 MP가 임프린트재 IM과 접촉한 상태에서 촬상 유닛(112)에 의해 관찰되는 간섭 줄무늬, 즉 간섭 줄무늬를 포함하는 스프레드 화상을 나타낸다. 도 3b, 도 3d, 및 도 3f 각각은, 촬상 유닛(112)이 도 3a, 도 3c, 및 도 3e 각각에 나타낸 스프레드 화상을 취득했을 때의 몰드 M의 패턴면 MP 및 기판 S의 단면을 각각 도시한다.

도 3a는 몰드 M을 만곡 상태로 임프린트재 IM과 접촉시키는 접촉 처리의 초기 단계에서 취득된 스프레드 화상을 나타낸다. 접촉 처리의 초기 단계에서, 도 3b에 도시된 바와 같이, 볼록 형상을 갖는 패턴면 MP의 상부는 임프린트재 IM과 접촉한다. 따라서, 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 스프레드 화상에서는, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분(중앙의 흑색 접촉 영역) 주위에서 광 간섭에 의해 유발되는 간섭 줄무늬가 관찰된다.

도 3c 및 도 3e 각각은, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM을 서로 접촉시킨 후, 몰드 M의 곡률을 서서히 평면으로 되돌리는 접촉 처리의 중간 단계에서 취득되는 스프레드 화상을 나타낸다. 접촉 처리의 중간 단계에서, 도 3d 및 도 3f 각각에 나타낸 바와 같이, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 면적)은 몰드 M의 곡률을 평면으로 복귀시킴으로써 점차 증가한다. 따라서, 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 스프레드 화상에서는, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역이 패턴면 MP의 중심으로부터 주변(외주)을 향해 균일하게(동심으로) 확산되는 것이 관찰된다. 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역 주위에서 관찰되는 간섭 줄무늬도 확산된다.

간섭 줄무늬는 몰드 M으로부터의 반사광, 보다 구체적으로는 패턴면 MP의 표면에서 반사된 광과, 기판 S로부터의 반사광, 보다 구체적으로는 기판 S의 표면에서 반사된 광 사이의 간섭에 의해 형성된다. 접촉 처리의 나중 단계에서, 몰드 M의 패턴면 MP는 기판 S의 샷 영역의 전체면에서 임프린트재 IM과 접촉한다. 따라서, 간섭 줄무늬가 관찰되지 않는다. 이것은 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이에 굴절률의 차이가 거의 없기 때문에, 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉할 때, 패턴면 MP에서 광이 반사되지 않아서 간섭 줄무늬가 형성되지 않기 때문이다. 예를 들어, 접촉 처리의 완료 직전에, 도 3g에 나타낸 스프레드 화상이 촬상 유닛(112)에 의해 취득된다. 기판 S의 외주와 접촉하는 샷 영역(부분 샷 영역)에 대해, 도 3h에 나타낸 스프레드 화상은 촬상 유닛(112)에 의해 취득된다.

전술한 바와 같은 간섭 줄무늬(도 3a, 도 3c, 도 3e, 3g, 및 도 3h에 나타난 스프레드 화상)도 이형 처리 동안 관찰된다. 그러나, 이형 처리에서는, 접촉 처리의 역순으로 간섭 줄무늬가 관찰된다.

도 4를 참조하여, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역 주위에서 광 간섭에 의해 유발되는 간섭 줄무늬가 관찰되는 현상에 대해 설명할 것이다. 몰드 M이 기판 S에 대해 만곡되고 임프린트재 IM과 접촉될 때, 촬상 유닛(112)으로부터 몰드 M 및 기판 S에 인가된 광은 기판 S의 표면 상에서 반사되고, 몰드 M의 패턴면 MP(기판 S와 대향하는 면) 상에서도 반사된다. 따라서, 도 4에 도시된 바와 같이, 몰드 M과 기판 S 사이의 광로차(2d)로 인해, 몰드 M으로부터의 반사광과 기판 S로부터의 반사광이 서로 간섭하고, 간섭 줄무늬가 형성된다.

한편, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분에서는, 패턴면 MP와 기판 S 사이에 임프린트재 IM이 존재한다. 상술한 바와 같이, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이에는 굴절률의 차이가 거의 없다. 따라서, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분에서는, 광이 패턴면 MP에서 반사되지 않는다. 따라서, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분(접촉 영역)에는, 간섭 줄무늬가 형성되지 않지만, 그 부분 주위에, 몇 개의 명암 링이 동심으로 반복되는 뉴튼 링과 유사한 명암 링 패턴, 즉 간섭 줄무늬(복수의 명암 줄무늬)가 형성된다. 본 실시예에서는, 이러한 간섭 줄무늬를 사용하여, 몰드 M과 기판 S 상의 임프린트재 IM 사이의 접촉 상태가 관찰된다.

도 5a 내지 도 5d를 참조하여, 접촉 처리에서의 몰드 M의 패턴면 MP와 기판 S 상의 임프린트재 IM 사이의 접촉 상태의 예들을 설명할 것이다. 도 5a 및 도 5c 각각은 몰드 M을 만곡된 상태로 임프린트재 IM과 접촉시키는 접촉 처리에서 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 스프레드 화상을 나타낸다. 도 5b 및 도 5d 각각은 촬상 유닛(112)이 도 5a 및 도 5c 각각에 나타낸 스프레드 화상을 취득했을 때의 몰드 M의 패턴면 MP 및 기판 S의 단면을 각각 나타낸다. 도 5a 내지 도 5d는 도 3a 내지 도 3h에 나타낸 바와 같이, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 통상의 접촉 상태와 상이한 접촉 상태의 예들을 나타낸다. 보다 구체적으로, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉할 때 관찰되는 접촉 영역 및 접촉 영역 주위에 형성된 간섭 줄무늬의 일부가 원으로부터 벗어난 형상을 갖는 예들을 나타낸다.

도 5a 및 도 5b는 몰드 M과 기판 S 사이에 기포, 이물질(파티클) 등이 존재하는 것으로 간주되는 경우의 스프레드 화상 및 단면을 각각 나타낸다. 몰드 M과 기판 S 사이의 간격 d(도 4)는 몰드 M의 변형량(기울기)에 따라 연속적으로 변한다. 따라서, 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역 및 접촉 영역 주위의 간섭 줄무늬는 도 3a, 도 3c, 도 3e, 및 도 3g에 나타낸 바와 같이 샷 영역의 중심으로부터 주변을 향해 동심으로 확산된다. 한편, 몰드 M과 기판 S 사이에 기포, 이물질 등이 존재하면, 기포, 이물질 등은 임프린트재 IM의 확산을 방해하고, 따라서 간섭 줄무늬는 도 5a에 나타낸 바와 같이 동심이 되지 않는다.

도 5c 및 도 5d는 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역이 상이한 속도로 각각의 방향으로 확산되는 것으로 간주되는 경우에 스프레드 화상 및 단면을 각각 나타낸다. 몰드 M의 패턴면 MP와 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 공간에 존재하는 기체는 접촉 영역이 확산됨에 따라 외부로 탈출하지만, 기판 S의 두께가 불균일하면, 기체는 각각의 방향으로 상이하게 탈출할 수 있다. 이 경우, 도 5c에 나타낸 바와 같은 스프레드 화상이 취득된다. 도 5a 및 도 5c 각각에 나타낸 바와 같은 간섭 줄무늬는 이형 처리 동안에도 관찰된다는 점에 유의한다.

도 6a 내지 도 6d를 참조하여, 이형 처리에서의 몰드 M의 패턴면 MP와 기판 S 상의 임프린트재 IM 사이의 접촉 상태의 예들을 설명할 것이다. 도 6a 및 도 6c 각각은 몰드 M을 만곡된 상태로 기판 S 상의 임프린트재 IM으로부터 분리시키는 이형 처리에서 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 스프레드 화상을 나타낸다. 도 6b 및 도 6d 각각은 촬상 유닛(112)이 도 6a 및 도 6c 각각에 나타낸 스프레드 화상을 취득했을 때의 몰드 M의 패턴면 MP 및 기판 S의 단면을 각각 나타낸다.

도 6a 및 도 6b는 이형 처리가 정상적으로 행해지는 경우의 스프레드 화상 및 단면을 각각 나타낸다. 기판 보유지지 유닛(102)에서, 기판 S를 보유지지할 때의 흡착 압력은 기판 S를 보유지지하는 보유지지면의 영역마다 변경될 수 있다. 예를 들어, 이형 처리에서, 기판 보유지지 유닛(102)에 의한 기판 S의 흡착 압력을 부분적으로 감소시킴으로써, 기판 S 및 임프린트재 IM은 도 6b에 나타낸 바와 같이 몰드 M(의 패턴면 MP)을 향해 볼록 형상으로 변형된다(굴곡지게 된다). 이에 의해, 기판 S 상의 임프린트재 IM이 몰드 M으로부터 받는 힘(중력)을 감소시키고, 기판 S 상의 임프린트재 IM으로부터 몰드 M을 정확하게 분리하는 것이 가능해진다. 이형 처리가 정상적으로 행해지면, 몰드 M의 패턴면 MP의 외측에 대응하는 기판 S의 영역은 흡착하지만, 패턴면 MP의 내측에 대응하는 기판 S의 영역은 흡착하지 않도록 기판 보유지지 유닛(102)(기판 S에 대한 흡착 압력)이 제어된다. 따라서, 도 6a에 나타낸 스프레드 화상에서도, 동심 간섭 줄무늬가 관찰된다.

도 6c 및 도 6d는 이형 처리가 정상적으로 행해지지 않는(이형 처리에서 이상이 발생하는) 경우의 스프레드 화상 및 단면을 각각 도시한다. 기판 보유지지 유닛(102)에서, 기판 S에 대한 흡착 압력이 부정확하게 제어되는 경우, 기판 S 및 임프린트재 IM이 몰드 M을 향해 볼록 형상으로 변형되는 부분은 도 6d에 나타낸 바와 같이 몰드 M의 패턴면 MP의 중심으로부터 벗어난다. 이 상태에서, 기판 S 상의 임프린트재 IM이 몰드 M으로부터 받는 힘은 감소될 수 없으므로, 기판 S 상의 임프린트재 IM은 몰드 M으로부터 분리되지 않는다. 그 결과, 기판 S 상에 임프린트재 IM의 패턴이 형성될 수 없다. 도 6c에 나타낸 스프레드 화상에서, 동심 간섭 줄무늬가 몰드 M의 패턴면 MP의 중심으로부터 벗어난 위치에서 관찰된다.

따라서, 본 실시예에서, 상술된 바와 같이, 접촉 처리와 이형 처리 중 적어도 하나의 처리 동안, 임프린트 처리에서의 이상을 검출하는 이상 검출 처리는 간섭 줄무늬를 포함하는 스프레드 화상을 사용하여 행해진다. 임프린트 처리와 유사하게, 이상 검출 처리는 제어 유닛(110)(처리 유닛(113))이 임프린트 장치 IMP의 각각의 유닛을 통괄적으로 제어함으로써 행해진다.

이상 검출 처리에서, 먼저, 접촉 처리 및 이형 처리 각각이 행해지는 동안 촬상 유닛(112)에 의해 취득된 스프레드 화상으로부터, 몰드 M과 기판 S 상의 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 포함하는 윤곽 형상이 추출되고, 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점(점 그룹)이 획득된다. 촬상 유닛(112)은 접촉 처리 및 이형 처리 각각이 행해지는 동안 복수의 스프레드 화상을 시계열로 취득하고, 제어 유닛(110)은 복수의 스프레드 화상 각각에 대해, 몰드 M과 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 포함하는 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹을 획득한다는 점에 유의한다. 그 후, 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹에 기초하여, 임프린트 처리에서의 이상, 즉 접촉 처리에서의 이상 또는 이형 처리에서의 이상이 검출된다. 예를 들어, 복수의 스프레드 화상 각각에 대해, 각각의 스프레드 화상으로부터 획득한 점 그룹에 대해 통계 처리를 행한다. 통계 처리에서 획득된 통계값을 사용함으로써, 도 5a, 도 5c, 및 도 6c 각각에 나타낸 바와 같은 상태가 이상으로서 검출될 수 있다. 이상 검출 처리에 사용되는 통계값은 예를 들어, 최댓값, 최솟값, 평균값, 중간값(미디언값), 및 표준 편차 중 적어도 하나를 포함한다.

도 7a 및 도 7b를 참조하여, 몰드 M과 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 포함하는 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹을 스프레드 화상으로부터 획득하는 방법의 예, 및 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹에 대해 통계 처리를 행함으로써 획득되는 통계값의 예가 설명될 것이다.

도 7a는 스프레드 화상에서 몰드 M과 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분의 윤곽 형상, 즉 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹 P를 나타낸다. 점 그룹 P는 접촉 영역의 윤곽 형상을 추출함으로써 획득되는 복수의 점에 의해 형성되는 그룹이며, 각 점은 좌표 정보(위치 정보)를 갖는다. 점 그룹 P는 예를 들어, 스프레드 화상에 대하여 윤곽 추적 처리를 행함으로써 획득될 수 있다. 윤곽 추적 처리는 연결 영역의 경계선을 추적하기 위한 화상 처리이다.

윤곽 추적 처리에서, 경계 화소(중심 화소)를 중심으로 하는 주위의 8개의 화소(인접 화소)에 대해, 경계 화소의 휘도값과 동일한 휘도값을 갖는 화소가 검색되고, 발견된 화소는 다음 경계 화소로 설정된다. 전술한 바와 같은 처리를 반복함으로써, 경계 화소들의 그룹이 추출될 수 있다. 본 실시예에서는, 윤곽 추적 처리에 의해 획득된 경계 화소의 그룹을 점 그룹 P로 정의한다.

스프레드 화상에 대해, 윤곽 추적 처리를 행하기 전에 콘트라스트 조정이나 노이즈 제거 등의 화상 처리를 행할 수 있다는 점에 유의한다. 상술한 바와 같이 화상 처리가 행해진 스프레드 화상에 대해 윤곽 추적 처리를 행함으로써, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상이 더 높은 정밀도로 추출될 수 있다. 예를 들어, 윤곽 추적 처리의 대상이 되는 스프레드 화상(입력 화상)과, 접촉 처리 또는 이형 처리의 개시 전 또는 종료 후에 취득한 스프레드 화상 간의 차이를 획득으로써, 스프레드 화상에 포함되는 고정 패턴 노이즈를 제거할 수 있다. 또한, 미디언 필터 또는 평균 필터를 사용함으로써, 스프레드 화상으로부터 랜덤 노이즈를 제거할 수도 있다. 고정 패턴 노이즈 또는 랜덤 노이즈가 제거된 스프레드 화상에 대해 2치화 처리가 행해지고, 2치화 화상에 대해 윤곽 추적 처리가 행해질 때, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상이 고정밀도로 추출될 수 있다.

몰드 M과 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 접촉 영역을 기점으로 하여, 복수의 간섭 줄무늬가 샷 영역의 주변을 향해 생성된다. 복수의 간섭 줄무늬로부터, 점 그룹 P를 획득하기 위해 사용되는 경계가 용도에 따라 선택(전환)될 수 있다. 예를 들어, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 상태를 파악하려고 할 때, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상 대신에, 복수의 간섭 줄무늬 중 가장 안쪽의 간섭 줄무늬(즉, 접촉 영역에 가장 가까운 줄무늬)의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹 P를 획득할 수 있다.

다음으로, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 윤곽 형상)의 중심점 O의 좌표를 획득한다. 중심점 O의 좌표는 점 그룹 P에 포함되는 각 점의 좌표 정보로부터 획득할 수 있다. 도 7b는 도 7a에 나타낸 점 그룹 P 중, X 좌표값이 가장 작은 점 P1, X 좌표값이 가장 큰 점 P2, Y 좌표값이 가장 작은 점 P3, 및 Y 좌표값이 가장 큰 점 P4를 나타낸다. 각각의 점들의 좌표는 P1(x1, y1), P2(x2, y2), P3(x3, y3), 및 P4(x4, y4)로서 정의된다. 이 경우, 중심점 O의 좌표(Ox, Oy)는 Ox=(x1+x2)/2 및 Oy=(y3+y4)/2로부터, 또는 Ox=(x3+x4)/2 및 Oy=(y1+y2)/2로부터 획득할 수 있다.

중심점 O의 좌표는 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(또는 간섭 줄무늬)이 시계열로 연속하는 복수의 스프레드 화상에서 먼저 추출(검출)될 때에만 취득되는 것이 요구된다는 점에 유의한다. 따라서, 시계열로 연속하는 복수의 스프레드 화상에서는, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 첫번째로 추출된 접촉 영역의 중심점 O의 좌표가 사용된다.

다음으로, 중심점 O로부터 점 그룹 P에 포함되는 각 점까지의 거리(중심점 O로부터 점 그룹 P를 형성하는 각 점까지의 거리)를 반경 R1, R2, ..., Rn으로서 획득하고, 그 그룹을 반경 리스트 R = {R1, R2, ..., Rn}으로서 정의한다. 반경 리스트 R을 샘플로 하여 반경의 통계값을 획득하고, 통계값에 기초하여 임프린트 처리에서의 이상을 검출한다.

본 실시예에서는, 통계값을 획득할 때 중심점 O가 기준점으로서 사용되지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상 내의 점이 기준점으로서 사용될 수 있다.

도 8a 내지 도 8g를 참조하여, 접촉 처리와 병렬로 행해지는 이상 검출 처리에서 몰드 M과 기판 S 사이에 이물질(또는 기포)이 존재하는 상태(도 5a)를 이상(접촉 처리에서의 이상)으로서 검출하는 방법에 대해서 설명할 것이다. 접촉 처리의 개시로부터 이상의 검출까지의 경과 시간은 시간 t1, t2, 및 t3에 의해 표시된다. 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)이 경과 시간에 따라 확산되고, 시간 t3에서 이물질에 도달하는 것으로 가정한다.

도 8a, 도 8b, 및 도 8c는 각각, 시간 t1, t2, 및 t3에서의 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 관찰 화상) C1, C2, 및 C3과, 접촉 영역의 중심점 O1을 나타낸다. 도 8d, 도 8e, 및 도 8f에서, 종축은 카운트 [count]를 나타내고, 횡축은 반경 [r]을 나타낸다. 도 8d, 도 8e, 및 도 8f는 각각 시간 t1, t2, 및 t3에서의 반경 리스트 R의 히스토그램을 나타낸다.

시간 t1 및 t2에서, 도 8d 및 도 8e에 나타낸 바와 같이, 반경 리스트 R의 평균값 r_ave와 최솟값 r_min은 서로 가깝다. 한편, 시간 t3에서, 도 8f에 나타낸 바와 같이, 반경 리스트 R의 평균값 r_ave와 최솟값 r_min은 서로 떨어져 있다. 여기서, 이상 검출 처리의 실행 동안 반경 리스트 R의 평균값 r_ave와 최솟값 r_min 간의 차분을 D라고 한다. 또한, 접촉 처리를 정상적으로 행할 때에 획득되는 반경 리스트 R의 평균값 r_ave와 최솟값 r_min 간의 기준 차분을 Dth라고 한다. 그 후, 차분 D와 기준 차분 Dth가 비교되고, 접촉 처리에서의 이상이 그들 사이의 크기 관계에 따라 검출된다. 도 8g에서, 종축은 차분값 D를 나타내고, 횡축은 시간 T를 나타낸다. 도 8g는 차분값 D가 기준 차분값 Dth를 초과해서 이상으로서 검출될 때까지의 차분값 D의 시계열 변화를 나타낸다. 이러한 방식으로, 차분값 D의 시계열 변화가 감시되고, 차분값 D가 기준 차분값 Dth를 초과할 때, 접촉 처리에서의 이상의 발생(이상의 발생 시간)이 검출된다. 차분값 D와 기준 차분값 Dth를 획득할 때, 평균값 대신에 중간값(미디언값)이 사용될 수 있다는 점에 유의한다.

도 9a 내지 도 9g를 참조하여, 접촉 처리와 병렬로 행해지는 이상 검출 처리에서, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역이 상이한 속도로 각각의 방향으로 확산되는 상태(도 5c)를 이상(접촉 처리에서의 이상)으로서 검출하는 방법에 대해서 설명할 것이다. 접촉 처리의 개시로부터 이상의 검출까지의 경과 시간은 시간 t4, t5, 및 t6으로 표시된다. 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)이 경과 시간에 따라 확산되고, 접촉 영역이 확산됨에 따라 각각의 방향에서의 확산 속도의 변동이 증가되는 것으로 가정한다.

도 9a, 도 9b, 및 도 9c는 각각, 시간 t4, t5, 및 t6에서의 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 관찰 화상)(C4, C5, 및 C6)과, 접촉 영역의 중심점 O2를 나타낸다. 도 9d, 도 9e, 및 도 9f에서, 종축은 카운트 [count]를 나타내고, 횡축은 반경 [r]을 나타낸다. 도 9d, 도 9e, 및 도 9f는 각각 시간 t4, t5, 및 t6에서의 반경 리스트 R의 히스토그램을 나타낸다.

시간 t4에서, 도 9d에 나타낸 바와 같이, 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동은 작다. 한편, 시간 t5 및 t6에서는, 도 9e 및 도 9f에 나타낸 바와 같이, 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동이 점차 증가한다. 여기서, SD를 이상 검출 처리의 실행 동안 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동을 나타내는 표준 편차라고 한다. 또한, 접촉 처리를 정상적으로 행할 때에 획득되는 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동을 나타내는 기준 표준 편차를 SDth라고 한다. 그 후, 표준 편차 SD와 기준 표준 편차 SDth가 비교되고, 접촉 처리에서의 이상이 이들 사이의 크기 관계에 따라 검출된다. 도 9g에서, 종축은 표준 편차 SD를 나타내고, 횡축은 시간 T를 나타낸다. 도 9g는 표준 편차 SD가 기준 표준 편차 SDth를 초과하고 이상으로서 검출될 때까지의 표준 편차 SD의 시계열 변화를 나타낸다. 이러한 방식으로, 표준 편차 SD의 시계열 변화가 감시되고, 표준 편차 SD가 기준 표준 편차 SDth를 초과할 때, 접촉 처리에서의 이상의 발생(이상의 발생 시간)이 검출된다.

도 10a 내지 도 10g를 참조하여, 이형 처리와 병렬로 행해지는 이상 검출 처리에 대해서 설명할 것이다. 보다 구체적으로, 이상 검출 처리에서 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역이 상이한 속도로 각각의 방향에서 감소하는 상태(도 6c)를 이상(이형 처리에서의 이상)으로서 검출하는 방법에 대해 설명할 것이다. 이형 처리의 개시로부터 이상의 검출까지의 경과 시간은 시간 t7, t8, 및 t9로 표시된다. 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)은 경과 시간에 따라 감소하고, 각각의 방향에서 감소하는 속도의 변동은 접촉 영역이 감소함에 따라 증가한다고 가정한다.

도 10a, 도 10b, 및 도 10c는 각각 시간 t7, t8, 및 t9에서의 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 관찰 화상) C7, C8, 및 C9와, 접촉 영역의 중심점 O3을 도시한다. 도 10d, 도 10e, 및 도 10f에서, 종축은 카운트 [count]를 나타내고, 횡축은 반경 [r]을 나타낸다. 도 10d, 10e, 및 10f는 각각 시간 t7, t8, 및 t9에서의 반경 리스트 R의 히스토그램을 도시한다.

시간 t7에서, 도 10d에 도시된 바와 같이, 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동은 작다. 한편, 시간 t8 및 t9에서는, 도 10e 및 도 10f에 도시된 바와 같이, 반경 리스트 R의 반경 r의 변동이 점차 증가한다. 여기서, SDA를 이상 검출 처리의 실행 동안 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동을 나타내는 표준 편차라고 한다. 또한, 이형 처리를 정상적으로 행할 때에 획득되는 반경 리스트 R에서의 반경 r의 변동을 나타내는 기준 표준 편차를 SDAth라고 한다. 그 후, 표준 편차 SDA와 기준 표준 편차 SDAth가 비교되고, 그 크기 관계에 따라 이형 처리에서의 이상을 검출한다. 도 10g에서, 종축은 표준 편차 SDA를 나타내고, 횡축은 시간 T를 나타낸다. 도 10g는 표준 편차 SDA가 기준 표준 편차 SDAth를 초과하고 이상으로서 검출될 때까지의 표준 편차 SDA의 시계열 변화를 나타낸다. 이러한 방식으로, 표준 편차 SDA의 시계열 변화가 감시되고, 표준 편차 SDA가 기준 표준 편차 SDAth를 초과할 때, 이형 처리에서의 이상의 발생(이상의 발생 시간)이 검출된다.

전술한 바와 같이, 본 실시예에서, 임프린트 처리가 정상적으로 행해지는 동안 취득되는 스프레드 화상으로부터 획득되는 기준 히스토그램은 임프린트 처리가 실제로 행해지는 동안 취득되는 스프레드 화상으로부터 획득되는 히스토그램과 비교된다. 기준 히스토그램과 히스토그램 사이의 차이가 임계값을 초과하면, 임프린트 처리에서 이상이 발생한 것이 검출된다.

여기서, 비교예로서, 도 15a 내지 도 15c 각각에는, 임프린트 처리를 정상적으로 행할 때에 취득되는 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 관찰 화상이 나타나 있다. 도 15a, 도 15b, 및 도 15c는 각각, 시간 t10, t11, 및 t12에서의 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(의 관찰 화상) C10, C11, 및 C12, 및 접촉 영역의 중심점 O4를 나타낸다. 도 15d, 도 15e, 및 도 15f에서, 종축은 카운트 [count]를 나타내고, 횡축은 반경 [r]을 나타낸다. 도 15d, 도 15e, 및 도 15f는 각각 시간 t10, t11, 및 t12에서의 반경 리스트 R의 히스토그램을 나타낸다. 도 15g에서, 종축은 차분값 D를 나타내고, 횡축은 시간 T를 나타낸다. 도 15g는 차분값 D의 시계열 변화를 나타낸다. 도 15h에서, 종축은 표준 편차 SD를 나타내고, 횡축은 시간 T를 나타낸다. 도 15h는 표준 편차 SD의 시계열 변화를 나타낸다.

접촉 처리의 완료 직전 또는 이형 처리의 개시 직후, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)의 일부가 샷 영역의 단부, 즉 몰드 M의 단부(그 패턴면 MP)에 도달하여, 도 3g에 나타낸 바와 같은 스프레드 화상이 취득된다는 점에 유의한다. 이 경우, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹 P를 사용하여 이상 검출 처리를 그대로 행할 때, 임프린트 처리에서의 이상이 정확하게 검출되지 않을 수 있다. 이 경우, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹 P(복수의 점) 중에서, 몰드 M의 단부에 대응하는 위치에 도달하고 변하지 않는 점은 통계값을 획득하기 위한 통계 처리로부터 제외된다.

도 11a 및 도 11b를 참조하여, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)의 일부가 몰드 M의 단부에 도달할 때에도 임프린트 처리에서의 이상을 정확하게 검출하기 위한 이상 검출 처리에 대해 보다 구체적으로 설명할 것이다. 도 11a는 도 3g에 나타낸 스프레드 화상으로부터 추출된 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹 PP1을 나타낸다. 도 11a를 참조하면, 점 그룹 PP1은 몰드 M(의 패턴면 MP)의 단부(그에 대응하는 위치)에 도달한 점들을 포함하기 때문에, 점 그룹 PP1을 샘플로 하여 획득된 통계값을 사용하여 이상 검출 처리를 행하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 점 그룹 PP1 중에서, 몰드 M의 단부에 도달한 점들을 제외시켜 도 11b에 나타낸 바와 같은 새로운 점 그룹 PP2를 획득한다. 그 후, 점 그룹 PP2를 샘플로 하여 획득된 통계값을 사용함으로써, 몰드 M의 단부에 도달하지 않은 점에만 초점을 맞추면서 이상 검출 처리를 행할 수 있다. 따라서, 임프린트 처리에서의 이상이 정확하게 검출될 수 있다.

몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 윤곽 형상을 표현하는 점 그룹으로부터 몰드 M의 단부에 도달한 점을 제외시키기 위해서는, 몰드 M(의 패턴면 MP)의 단부(샷 영역의 단부)의 좌표 정보(위치 정보)가 필요하다는 점에 유의한다. 몰드 M의 단부의 좌표 정보는 설계 정보 등으로부터 미리 취득될 수 있다. 대안적으로, 스프레드 화상으로부터 에지부를 추출할 수 있고, 에지부의 좌표 정보를 몰드 M의 단부의 좌표 정보로서 사용할 수 있다. 스프레드 화상으로부터 에지부를 추출할 때, 접촉 처리 또는 이형 처리의 개시 전 또는 종료 후에 취득된 스프레드 화상을 사용함으로써, 에지부(몰드 M의 에지부)만이 추출될 수 있다.

도 3h에 나타낸 바와 같이, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역(간섭 줄무늬)의 일부가 기판 S의 외주에 도달한 경우에도, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역의 일부가 몰드 M의 단부에 도달한 경우와 같이 이상 검출 처리가 행해지는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로, 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 영역을 표현하는 점 그룹으로부터 기판 S의 외주에 도달한 점을 제외하고 이상 검출 처리를 행함으로써, 임프린트 처리에서의 이상이 정확하게 검출될 수 있다.

다음으로, 이상 검출 처리를 행함으로써 임프린트 처리에서의 이상이 검출된 경우의 임프린트 장치 IMP의 동작에 대해 설명할 것이다. 임프린트 장치 IMP는, 임프린트 처리에서의 이상이 검출될 때, 기본적으로 임프린트 처리를 정지한다. 임프린트 처리가 정지될 때, 제어 유닛(110)은, 임프린트 장치 IMP에 제공된 표시 장치(모니터)를 통해, 임프린트 처리에서 이상이 발생한 것을 나타내는 화상(이상 정보), 및 다음 처리를 선택하기 위한 화상을 제공한다. 보다 구체적으로, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 제어 유닛(110)은 이상이 검출된 부분이 스프레드 화상 상에 중첩된 화상(이상 정보), 또는 이상의 검출시의 통계값을 나타내는 화상을 제공한다. 제어 유닛(110)은 이상이 검출된 스프레드 화상을 포함하는 복수의 스프레드 화상(시계열로 연속적인 스프레드 화상)을 동화상으로서 표시할 수 있다. 다음 처리를 선택하기 위한 화상으로서, 도 12b에 나타낸 바와 같이, 제어 유닛(110)은, "기판을 반출", "다음 샷 영역으로부터 임프린트 처리의 재개", 및 "현재 샷 영역으로부터 임프린트 처리의 재개" 중 하나를 선택하기 위한 화상을 제공한다.

상술한 바와 같이, 본 실시예에서는, 스프레드 화상으로부터, 몰드 M과 기판 상의 임프린트재 IM이 서로 접촉하는 부분을 포함하는 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점을 획득하고, 복수의 점에 기초하여 임프린트 처리에서의 이상을 검출한다. 이에 의해, 임프린트 처리에서의 이상을 검출하는 데에 유리한 임프린트 장치 IMP를 제공할 수 있어, 임프린트 장치 IMP에서는, 기판 상에 형성된 패턴의 결함 및 몰드의 패턴의 손상을 억제할 수 있다. 따라서, 임프린트 장치 IMP는 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조 생산성의 관점에서 유리하다.

본 실시예에서는, 이상을 검출하는 이상 검출 처리가 임프린트 장치 IMP의 제어 유닛(110)(정보 처리 장치를 포함하는 처리 유닛(113))에서의 접촉 처리(단계 S103)와 함께 행해지는 예가 설명되었다는 점에 유의한다. 그러나, 이상 검출 처리는 임프린트 장치 IMP에 접속된 외부 서버와 같은 정보 처리 장치를 처리 유닛(113)으로서 기능시키면서 행해질 수 있다. 이 경우, 외부 서버는 촬상 유닛(112)에 의해 획득된 스프레드 화상을 임프린트 장치 IMP로부터 취득하고, 스프레드 화상에 기초하여 이상 검출 처리를 행한다. 이때, 이상 검출 처리의 결과는 임프린트 장치 IMP에 포함된 표시 장치 이외의 표시 장치(모니터)에 표시될 수 있다.

또한, 본 예에서는, 제어 유닛(110)에 의해 임프린트 처리에서의 이상을 검출할 때까지의 처리를 행하는 경우를 예로서 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 몰드 M과 기판 상의 임프린트재 IM(조성물) 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보가 임프린트 장치 IMP로부터 출력될 수 있고, 사용자(사람)는 그 정보에 기초하여 임프린트 처리에서의 이상을 검출(판정)할 수 있다. 보다 구체적으로, 도 12a에 나타낸 바와 같은 스프레드 화상 또는 이상 검출시의 통계값을 나타내는 화상을 표시 장치에 표시하거나, 이상이 검출된 부분의 좌표 데이터를 출력함으로써, 사용자는 이상을 검출할 수 있다. 이때, 도 12a에 나타낸 바와 같이, 스프레드 화상과 통계값(차분값 D 또는 표준 편차 SD)이 동시에 표시될 수 있거나, 또는 서로 다른 통계값(차분값 D 및 표준 편차 SD)이 중첩되어 서로 표시될 수 있다. 또한, 도 16a에 나타낸 바와 같이, 통계 처리에서 획득한 차분값 D(실선) 상에, 임프린트 처리를 올바르게 행할 때 획득한 도 15g에 도시한 바와 같은 차분값 D(파선)를 중첩하여 표시할 수 있다. 대안적으로, 도 16b에 나타낸 바와 같이, 임프린트 처리가 정확하게 행해질 때 획득되는 도 15h에 도시된 바와 같은 표준 편차 SD(파선)가 통계 처리에서 획득된 표준 편차 SD(실선) 상에 중첩되어 표시될 수 있다. 상술한 바와 같은 화상을 표시 장치에 표시함으로써, 사용자는 임프린트 처리에서의 이상을 직감적으로 검출(판정)할 수 있다. 몰드 M과 임프린트재 IM 사이의 접촉 상태가 평가될 수 있는 이러한 정보는 접촉 처리(단계 S103)를 포함하는 임프린트 처리의 실행 동안 실시간으로 출력될 수 있거나, 또는 임프린트 처리의 완료 타이밍에 출력될 수 있다는 점에 유의한다.

임프린트 장치 IMP를 사용해서 형성한 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때 일시적으로 사용된다. 물품은, 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 혹은, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM과 같은 휘발성 혹은 비휘발성 반도체 메모리, 및 LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.

경화물의 패턴은 상기 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 처리 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.

다음으로 구체적인 물품 제조 방법에 대해서 설명할 것이다. 도 13a에 나타낸 바와 같이, 절연체와 같은 작업 재료가 표면 상에 형성된 실리콘 웨이퍼와 같은 기판이 준비되고, 임프린트재가 잉크젯법 등에 의해 작업 재료의 표면에 부여된다. 여기서는 기판의 표면을 연속적으로 덮은 막으로서 형성되는 임프린트재가 기판 상에 부여된 상태가 나타나 있다.

도 13b에 나타낸 바와 같이, 임프린트용 몰드의, 돌출부 및 홈 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재를 향해 대향시킨다. 도 13c에 나타낸 바와 같이, 임프린트재가 부여된 기판을 몰드에 접촉시키고, 압력을 가한다. 몰드와 피가공재 사이의 간극에 임프린트재가 충전된다. 이 상태에서, 경화 에너지로서 광을 몰드를 통해서 임프린트재에 조사할 때, 임프린트재는 경화한다.

도 13d에 나타낸 바와 같이, 임프린트재가 경화된 후에, 몰드를 기판으로부터 분리한다. 따라서, 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 홈은 경화물의 돌출부에 대응하며, 몰드의 돌출부는 경화물의 홈에 대응한다. 즉, 임프린트재에 몰드의 돌출부 및 홈 패턴이 전사된다.

도 13e에 나타낸 바와 같이, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행할 때, 피가공재의 표면 중 경화물이 존재하지 않거나 또는 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈을 형성한다. 도 13f에 나타낸 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거할 때, 피가공재의 표면에 홈이 형성된 물품을 획득할 수 있다. 여기에서는 경화재의 패턴이 제거되었으나, 예를 들어, 패턴은 처리(processing)이후 제거되지 않고서 반도체 소자 등에 포함되는 층들 사이의 절연용 막으로서, 즉 물품의 구성 부재로서 사용될 수 있다.

본 실시예에서는, 몰드 M으로서, 요철 패턴이 형성된 회로 패턴 전사 몰드를 설명하였다는 점에 유의한다. 몰드 M은 요철 패턴이 형성되지 않는 평면부를 갖는 몰드(평면 템플릿)일 수 있다. 평면 템플릿은 기판 상의 조성물이 평면부에 의해 평탄화되도록 성형을 행하는 평탄화 처리(성형 처리)를 행하는 평탄화 장치(성형 장치)에 사용된다. 평탄화 처리는 평면 템플릿의 평면부가 기판 상에 공급된 경화성 조성물과 접촉하는 상태에서 광 조사 또는 가열에 의해 경화성 조성물을 경화시키는 단계를 포함한다. 전술된 바와 같이, 본 실시예는 평면 템플릿을 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하도록 구성된 성형 장치에 적용될 수 있다.

기판 상의 하부 패턴은 이전 단계에서 형성된 패턴에 기인하는 요철 프로파일을 갖는다. 특히, 메모리 소자의 최근의 다층화된 구조에서, 기판(처리 웨이퍼)은 약 100nm의 단차를 가질 수 있다. 전체 기판의 완만한 파상(undulation)에 기인하는 단차는, 포토리소그래피 단계에서 사용되는 노광 장치(스캐너)의 포커스 추종 기능에 의해 보정될 수 있다. 그러나, 노광 장치의 노광 슬릿 영역에 피팅된 작은 피치를 갖는 요철은 노광 장치의 DOF(Depth Of Focus)를 직접 소비한다. 기판의 하부 패턴을 평탄화하는 종래의 기술로서, SOC(Spin On Carbon) 또는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)와 같은 평탄화층을 형성하는 기술이 사용된다. 그러나, 종래의 기술에서, 도 14a에 나타낸 바와 같이, 고립된 패턴 영역 A와 반복적인 조밀한(라인 및 공간 패턴의 집중) 패턴 영역 B 사이의 경계부에서 단지 40% 내지 70%의 요철 억제율이 획득되고, 충분한 평탄화 성능이 획득될 수 없다. 다층화된 구조에 의해 야기되는 하부 패턴의 요철 차이는 향후 더 증가하는 경향이 있다.

이 문제에 대한 해결책으로서, 미국 특허 제9,415,418호는 잉크젯 디스펜서에 의해 평탄화층 역할을 하는 레지스트를 도포하고 평면 템플릿에 의해 가압함으로써 연속적인 막을 형성하는 기술을 제안한다. 또한, 미국 특허 제8,394,282호는 잉크젯 디스펜서에 의한 도포를 지시하기 위해 각각의 위치에 대한 밀도 정보에 기판 측의 토포그래피 계측 결과를 반영하는 기술을 제안한다. 임프린트 장치 IMP는, 특히, 몰드(1)가 아니라 평면 템플릿을 미리 도포된 미경화 레지스트에 대해 가압함으로써 기판 표면에서 국소적인 평탄화를 행하는 평탄화 처리(평탄화) 장치로서 적용될 수 있다.

도 14a는 평탄화 처리 전의 기판을 나타낸다. 고립된 패턴 영역 A에서, 패턴 볼록부의 면적은 작다. 반복적인 조밀한 패턴 영역 B에서, 패턴 볼록부의 면적 대 패턴 오목부의 면적의 비는 1:1이다. 고립된 패턴 영역 A와 반복적인 조밀한 패턴 영역 B의 평균 높이는 패턴 볼록부의 비율에 따라 변한다.

도 14b는 평탄화층을 형성하는 레지스트가 기판에 도포된 상태를 나타낸다. 도 14b는 미국 특허 제9,415,418호에 제안된 기술에 기초하여 레지스트가 잉크젯 디스펜서에 의해 도포되는 상태를 나타낸다. 그러나, 스핀 코터가 레지스트를 도포하기 위해 사용될 수 있다. 즉, 레지스트를 평탄화하기 위해 미리 도포된 미경화 레지스트에 대해 평면 템플릿을 가압하는 단계가 포함되는 경우, 임프린트 장치 IMP가 적용될 수 있다.

도 14c에 나타낸 바와 같이, 평면 템플릿은 UV 선을 통과시키는 유리 또는 석영으로 구성되며, 레지스트는 광원으로부터의 UV 선의 조사에 의해 경화된다. 전체 기판의 완만한 요철을 위해, 평면 템플릿은 기판 표면의 프로파일과 일치한다. 레지스트가 경화된 후, 도 14d에 나타낸 바와 같이, 평면 템플릿이 레지스트로부터 분리된다.

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

Claims (18)

1. 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 처리를 행하는 성형 장치에 접속된 정보 처리 장치이며,
   상기 성형 장치는, 상기 몰드를 통해 상기 기판에 광을 조사하고 상기 몰드로부터의 반사광 및 상기 기판으로부터의 반사광을 검출함으로써 화상을 촬상하도록 구성된 촬상 유닛을 포함하고,
   상기 정보 처리 장치는, 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는 처리를 행하도록 구성된 처리 유닛을 포함하고,
   상기 성형 처리는, 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물이 서로 접촉하는 부분을 서서히 증가시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 서로 접촉시키는 접촉 처리와, 상기 부분을 서서히 감소시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 분리하는 이형 처리를 포함하고,
   상기 처리 유닛은, 상기 접촉 처리와 상기 이형 처리 중 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상으로부터 상기 부분의 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점을 획득하고, 상기 복수의 점에 기초하여 상기 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는, 정보 처리 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 촬상 유닛은 상기 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안 복수의 화상을 시계열로 촬상하고,
   상기 처리 유닛은 상기 복수의 화상 각각에 대해 상기 복수의 점을 획득하는, 정보 처리 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 처리 유닛은, 상기 복수의 화상 각각에 대해, 각각의 화상으로부터 획득된 상기 복수의 점에 대해 통계 처리를 행함으로써 획득된 통계값을, 상기 접촉 상태를 나타내는 정보로서 취득하는, 정보 처리 장치.
4. 제3항에 있어서,
   상기 처리 유닛은 상기 접촉 상태를 나타내는 정보를 사용하여 상기 성형 처리에서의 이상을 검출하는, 정보 처리 장치.
5. 제4항에 있어서,
   상기 처리 유닛은, 상기 복수의 화상 각각에 대해, 상기 윤곽 형상 내의 기준점과 상기 복수의 점 각각 사이의 거리를 획득하고, 상기 거리에 대해 통계 처리를 행함으로써 획득된 거리에 관한 히스토그램에 기초하여 상기 성형 처리에서의 이상을 검출하는, 정보 처리 장치.
6. 제5항에 있어서,
   상기 처리 유닛은 상기 히스토그램에서의 상기 거리의 평균값과 최솟값 사이의 차이에 기초하여 상기 성형 처리에서의 이상을 검출하는, 정보 처리 장치.
7. 제5항에 있어서,
   상기 처리 유닛은 상기 히스토그램에서의 상기 거리의 변동을 표현하는 표준 편차에 기초하여 상기 성형 처리에서의 이상을 검출하는, 정보 처리 장치.
8. 제5항에 있어서,
   상기 처리 유닛은, 상기 적어도 하나의 처리가 정상적으로 행해지는 동안 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상들로부터 획득된 거리에 관한 기준 히스토그램과 상기 히스토그램을 비교함으로써 상기 성형 처리에서의 이상을 검출하는, 정보 처리 장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 기준 히스토그램과 상기 히스토그램 사이의 차이가 임계값을 초과하는 경우, 상기 처리 유닛은 상기 성형 처리에서 이상이 발생한 것을 검출하는, 정보 처리 장치.
10. 제3항에 있어서,
    상기 통계값은 최댓값, 최솟값, 평균값, 중간값, 및 표준 편차 중 적어도 하나를 포함하는, 정보 처리 장치.
11. 제3항에 있어서,
    상기 처리 유닛은, 상기 복수의 점 중, 상기 몰드의 단부에 대응하는 위치에 도달하고 변하지 않는 점을 상기 통계 처리로부터 제외하는, 정보 처리 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 윤곽 형상은, 상기 부분의 윤곽의 형상과, 상기 부분의 주위에 형성된 복수의 명암 줄무늬 중 상기 부분에 가장 가까운 줄무늬의 윤곽의 형상 중 하나를 포함하는, 정보 처리 장치.
13. 제3항에 있어서,
    상기 성형 처리에서의 이상이 검출되는 경우, 상기 처리 유닛은 상기 성형 처리를 정지하는, 정보 처리 장치.
14. 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 처리를 행하는 성형 장치이며,
    상기 몰드를 통해 상기 기판에 광을 조사하고 상기 몰드로부터의 반사광 및 상기 기판으로부터의 반사광을 검출함으로써 화상을 촬상하도록 구성된 촬상 유닛; 및
    상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는 처리를 행하도록 구성된 처리 유닛을 포함하고,
    상기 성형 처리는, 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물이 서로 접촉하는 부분을 서서히 증가시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 서로 접촉시키는 접촉 처리와, 상기 부분을 서서히 감소시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 분리하는 이형 처리를 포함하고,
    상기 처리 유닛은, 상기 접촉 처리와 상기 이형 처리 중 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안 상기 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상으로부터 상기 부분의 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점을 획득하고, 상기 복수의 점에 기초하여 상기 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는, 성형 장치.
15. 제14항에 있어서,
    상기 몰드는 패턴을 포함하고,
    상기 성형 장치는 상기 몰드의 패턴을 상기 기판 상의 조성물의 액적과 접촉시킴으로써 상기 기판 상의 조성물의 막에 패턴을 형성하는, 성형 장치.
16. 제14항에 있어서,
    상기 몰드는 평면부를 포함하고,
    상기 성형 장치는 상기 몰드의 평면부를 상기 기판 상의 조성물의 액적과 접촉시킴으로써 상기 기판 상의 조성물의 막을 평탄화하는, 성형 장치.
17. 몰드를 사용하여 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 처리를 행하는 성형 방법이며,
    상기 몰드를 통해 상기 기판에 광을 조사하고 상기 몰드로부터의 반사광 및 상기 기판으로부터의 반사광을 검출함으로써 화상을 취득하는 단계; 및
    상기 취득하는 단계에서 취득된 화상에 기초하여 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물 사이의 접촉 상태를 나타내는 정보를 출력하는 처리를 행하는 단계를 포함하고,
    상기 성형 처리는, 상기 몰드와 상기 기판 상의 조성물이 서로 접촉하는 부분을 서서히 증가시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 서로 접촉시키는 접촉 처리와, 상기 부분을 서서히 감소시키도록 상기 몰드와 상기 조성물을 분리하는 이형 처리를 포함하고,
    상기 취득하는 단계에서는, 상기 접촉 처리와 상기 이형 처리 중 적어도 하나의 처리가 행해지는 동안에 촬상된 화상이 취득되고,
    상기 정보를 출력하는 처리를 행할 때에, 취득된 상기 화상으로부터 상기 부분을 포함하는 윤곽 형상을 표현하는 복수의 점이 획득되고, 상기 복수의 점에 기초하여 상기 접촉 상태를 나타내는 정보가 출력되는, 성형 방법.
18. 물품 제조 방법이며,
    제14항에 기재된 성형 장치를 사용하여 기판 상에 배치된 미경화 조성물을 성형하는 단계;
    상기 성형하는 단계에서 상기 조성물이 성형된 상기 기판을 처리하는 단계; 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.

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