KR20230040894A - 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법 - Google Patents

액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20230040894A
KR20230040894A KR1020220112574A KR20220112574A KR20230040894A KR 20230040894 A KR20230040894 A KR 20230040894A KR 1020220112574 A KR1020220112574 A KR 1020220112574A KR 20220112574 A KR20220112574 A KR 20220112574A KR 20230040894 A KR20230040894 A KR 20230040894A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
substrate
droplet
droplets
control unit
unit
Prior art date
Application number
KR1020220112574A
Other languages
English (en)
Inventor
겐타로 가토
Original Assignee
캐논 가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 캐논 가부시끼가이샤 filed Critical 캐논 가부시끼가이샤
Publication of KR20230040894A publication Critical patent/KR20230040894A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04535—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits involving calculation of drop size, weight or volume
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/21—Ink jet for multi-colour printing
    • B41J2/2132—Print quality control characterised by dot disposition, e.g. for reducing white stripes or banding
    • B41J2/2135—Alignment of dots
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J11/00—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form
    • B41J11/0015—Devices or arrangements  of selective printing mechanisms, e.g. ink-jet printers or thermal printers, for supporting or handling copy material in sheet or web form for treating before, during or after printing or for uniform coating or laminating the copy material before or after printing
    • B41J11/002—Curing or drying the ink on the copy materials, e.g. by heating or irradiating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04558—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting presence or properties of a dot on paper
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/0456—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits detecting drop size, volume or weight
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • B41J2/015—Ink jet characterised by the jet generation process
    • B41J2/04—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand
    • B41J2/045—Ink jet characterised by the jet generation process generating single droplets or particles on demand by pressure, e.g. electromechanical transducers
    • B41J2/04501—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits
    • B41J2/04581—Control methods or devices therefor, e.g. driver circuits, control circuits controlling heads based on piezoelectric elements
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
    • G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
    • G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
    • G03F9/7042—Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Quality & Reliability (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Application Of Or Painting With Fluid Materials (AREA)
  • Coating Apparatus (AREA)
  • Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)

Abstract

액체 토출 장치는 기판을 보유지지하면서 이동가능하게 구성되는 기판 스테이지, 액적을 토출하는 노즐을 갖는 토출 유닛, 기판 스테이지를 이동시키면서 노즐로부터 액적을 토출하기 위한 구동 신호를 토출 유닛에 공급하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛, 및 기판 상으로 토출된 액적의 크기를 취득하도록 구성되는 취득 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 상이한 체적의 액적을 토출하기 위한 복수의 구동 신호를 토출 유닛에 공급함으로써 노즐로부터 기판 상으로 복수의 액적을 토출하는 제어를 행하며, 제어 유닛은 취득 유닛에 의해 취득된 기판 상의 액적의 크기에 기초하여 기판 상의 액적에 대응하는 구동 신호를 식별한다.

Description

액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법{LIQUID DISCHARGE APPARATUS, LIQUID DISCHARGE METHOD, FILM FORMING APPARATUS, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}
본 개시내용은 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
반도체 디바이스 및 MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)의 미세화의 요구의 증가에 따라, 종래의 포토리소그래피 기술뿐만 아니라, 기판 상에 수 나노미터 정도의 미세한 패턴(구조체)을 형성할 수 있는 임프린트 기술이 주목받고 있다. 임프린트 기술은, 기판 상에, 몰드 상에 형성된 미세한 요철 패턴에 대응하는 임프린트재 패턴을 형성하는 미세가공 기술이다. 임프린트 기술에서는, 기판에 미경화 임프린트재를 공급(부여)하고, 임프린트재와 몰드를 서로 접촉시킨다.
이러한 임프린트재의 기판 상으로의 공급 공정에서는, 잉크젯 방법을 사용해서 노즐(토출구)로부터 임프린트재의 액적을 공급하는 토출 장치를 사용할 수 있다. 더 구체적으로는, 디스펜서의 토출구면에 기판 상의 샷 영역이 대향하도록, 기판 스테이지를 왕복 방식으로 주사를 행하게 구동하면서 이러한 공정을 행한다. 이러한 상태에서, 토출구로부터 임프린트재(액체)를 토출해서 기판 상에 액적을 배치한다.
기판 상에 정확한 요철 패턴을 형성하기 위해서는, 임프린트재의 액적을 원하는 위치에 배치하는 것이 필요하다. 더 구체적으로는, 샷 영역 내에 배치되는 각각의 액적의 착탄 오차를, 수 마이크로미터(μm) 이내로 제한하는 것이 필요하다. 임프린트재의 착탄 오차가 허용값을 초과해서 액적이 배치된 상태에서 임프린트 처리가 행해지는 경우, 몰드 가압 단계에서 임프린트재가 몰드 영역 밖으로 돌출한다. 따라서, 돌출한 임프린트재가 이물로서 트러블을 야기할 우려가 있다. 다른 경우에, 몰드 가압 단계에서 임프린트 영역 전체에 임프린트재가 공급되지 않을 수 있고, 미충전 결함이 발생할 수 있다.
일본 특허 공개 공보 제2011-222705호는 착탄 위치의 정밀도를 향상시키는 기술을 개시한다. 일본 특허 공개 공보 제2011-222705호에 따르면, 기판 상의 미리결정된 영역에 토출된 임프린트재의 액적을 촬상함으로써 착탄 위치를 검출하고, 착탄 위치와 목표 위치 사이의 어긋남양에 기초하여, 기판을 보유지지하는 기판 스테이지의 구동을 제어한다.
일본 특허 공개 공보 제2021-44407호는, 정상 노즐의 토출 타이밍으로부터 결함 노즐(다른 노즐의 것으로부터 어긋난 토출 각도 및 토출 속도를 가짐)의 토출 타이밍을 다르게 함으로써 결함 노즐의 토출 타이밍을 보정해서 배치 정밀도를 향상시키는 기술을 개시한다.
일본 특허 공개 공보 제2011-222705호 및 일본 특허 공개 공보 제2021-44407호에 개시된 착탄 위치와 목표 위치 사이의 어긋남양에 따라 기판 스테이지 구동 및 토출 타이밍을 보정해서 배치 정밀도를 향상시키는 기술에서는, 액적의 착탄 위치가 당해 액적의 목표 위치와 올바르게 관련지어지는 것이 필요하다. 이러한 관련짖기를 실행하는 방법으로서, 목표 위치에 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 임프린트재의 액적을 당해 목표 위치에 배치될 필요가 있는 액적으로서 인식하는 방법이 제공된다.
그러나, 노즐 부근에 이물이 부착되는 것으로 인해 착탄 위치가 크게 어긋나는 경우 또는 임프린트재가 노즐로부터 토출될 수 없는 경우에는, 상술한 방법은 올바른 관련짓기를 실행할 수 없고, 배치 정밀도를 향상시키기 위해 토출 타이밍을 보정하는 것이 불가능해질 우려가 있다.
본 개시내용은, 미리결정된 목표 위치에 배치될 필요가 있는 액적을 식별하는 것이 가능하며 액적의 착탄 위치의 정밀도를 향상시키는데 유리한 구성을 제공하는 것에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 양태에 따르면, 액체 토출 장치는 기판을 보유지지한 상태에서 이동 가능하도록 구성되는 기판 스테이지; 액적을 토출하는 노즐을 갖는 토출 유닛; 상기 기판 스테이지를 이동시키면서, 상기 노즐로부터 액적을 토출시키는 구동 신호를 상기 토출 유닛에 공급하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛, 및 상기 기판 상으로 토출된 상기 액적의 크기를 취득하도록 구성되는 취득 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은 상이한 체적의 액적을 토출하기 위한 복수의 구동 신호를 상기 토출 유닛에 공급함으로써 상기 노즐로부터 상기 기판 상으로 복수의 액적을 토출하는 제어를 행하며, 상기 제어 유닛은 상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 기판 상의 상기 액적의 상기 크기에 기초하여 상기 기판 상의 상기 액적에 대응하는 상기 구동 신호를 식별한다.
본 개시내용의 추가적인 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 3은 액적의 착탄 위치를 조정하는 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 4는 미리결정된 토출 조건(레시피)하에 토출되는 액적 패턴의 목표 위치의 예를 도시한다.
도 5a 및 도 5b는 도 4에 도시되는 토출 조건하에서 토출된 액적의 기판 상의 착탄 위치를 도시한다.
도 6은 도 4에 도시되는 목표 위치와 도 5a 및 도 5b에 도시되는 착탄 위치를 중첩한 결과를 도시한다.
도 7은 제1 예시적인 실시형태에 따른 조정용 레시피에 기초하여 토출되는 액적 패턴의 목표 위치를 도시한다.
도 8a 및 도 8b는 도 7에 도시되는 토출 조건하에서 토출된 액적의 기판 상의 착탄 위치를 도시한다.
도 9a 및 도 9b는 도 7에 도시되는 조정용 레시피에서의 각각의 토출량에 대한 액적의 목표 위치를 도시한다.
도 10a 및 도 10b는 도 9a 및 도 9b에 도시되는 각각의 토출량에 대한 목표 위치와 도 8b에 도시되는 착탄 위치를 중첩한 결과를 도시한다.
도 11은 제2 예시적인 실시형태에 따른 조정용 레시피에 기초하여 토출되는 액적 패턴의 목표 위치를 도시한다.
도 12a 내지 도 12d는 도 11에 도시되는 조정용 레시피에서의 각각의 토출량에 대한 액적의 목표 위치를 도시한다.
도 13a 내지 도 13f는 물품 제조 방법을 도시한다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 각각의 도면에서, 동일한 부재에는 동일한 참조 번호를 할당하고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
아래에서는 성형 장치(막 형성 장치)의 일례로서의 임프린트 장치를 중심으로 제1 예시적인 실시형태를 설명한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치는, 미경화 액체 임프린트재 또는 잉크를 기판 상에 토출(공급)해서 기판 상에 패턴을 형성(전사)하는 리소그래피 장치이다. 본 개시내용의 액체 토출 장치가 적용 가능한 성형 장치는 임프린트 장치에 한정되지 않는다. 본 개시내용의 액체 토출 장치는 또한 반도체 기판 상의 요철을 평탄화하는 평탄화 장치에도 적용 가능하다. 또한, 본 개시내용의 액체 토출 장치는 반도체 디바이스 및 액정 표시 디바이스를 위한 제조 장치를 포함하는 산업 장치, 및 프린터 및 다른 소비자 제품을 포함하는 액적을 토출하는 기구를 갖는 장치에도 널리 적용 가능하다.
도 1은 본 예시적인 실시형태에 따른 액체 토출 장치를 포함하는 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는 정반(101), 프레임(102), 기판 스테이지 구동 유닛(13), 기판 스테이지(6), 몰드 척(2), 몰드 구동 유닛(3), 디스펜서(11), 얼라인먼트 스코프(110), 및 제어 유닛(20)을 포함한다. 정반(101)은 기판 스테이지 구동 유닛(13)과 프레임(102)을 지지하고 있다. 프레임(102)은 몰드 구동 유닛(3), 디스펜서(11), 및 얼라인먼트 스코프(110)를 지지하고 있다.
임프린트 장치(100)는 물품으로서의 반도체 디바이스를 제조하는데 사용된다. 기판(4) 상에 부여된 미경화 경화성 조성물, 즉 임프린트재의 액적(8)이 몰드(1)와 접촉되어 기판(4) 상에 액적(8)의 패턴을 형성한다. 예를 들어, 임프린트 장치(100)는 자외선을 임프린트재에 조사해서 임프린트재를 경화시키는 광경화법을 채용한다. 또한, 본 개시내용은 다른 에너지(예를 들어, 열)을 사용해서 임프린트재를 경화시키는 임프린트 장치에도 적용 가능하다. 이하의 도면에서, Z축이 연직 방향을 따라 취해지고, 서로 수직으로 교차하는 X축 및 Y축이 Z축에 수직한 평면 내에서 취해진다.
기판 스테이지 구동 유닛(13)은 리니어 모터 같은 액추에이터를 포함한다. 기판 스테이지 구동 유닛(13)은 기판(4)을 지지하는 기판 스테이지(6)를 정반(101)의 상면에 평행한 평면 내에서, 즉 X 방향 및 Y 방향에서 구동한다. 더 구체적으로는, 기판 스테이지(6) 및 기판 스테이지 구동 유닛(13)은 기판(4)을 보유지지한 상태에서 이동 가능한 기판 보유지지 기구(기판 보유지지 유닛)로서 기능한다. 몰드(1)가 기판(4) 상의 임프린트재에 접촉될 때, 기판 스테이지 구동 유닛(13)은 몰드(1)와 기판(4) 사이의 위치결정을 행한다. 또한, 임프린트재가 기판(4) 상에 부여될 때, 기판 스테이지 구동 유닛(13)은 기판(4)이 미리결정된 타이밍에 미리결정된 목표 위치에 위치하도록 스테이지 구동 제어를 행한다. 더 구체적으로는, 기판 스테이지 구동 유닛(13)은, 기판(4)과 디스펜서(11) 사이의 상대 위치를 이동시킴으로써, 기판(4) 상의 임의의 위치에 임프린트재가 배치되도록 스테이지 구동 제어를 행할 수 있다.
몰드 척(2)은, 몰드(1) 상의 자외선(9)의 조사면의 외주 영역을 진공 흡착력 및 정전기력에 의해 끌어당겨서 표면에 요철 패턴이 형상된 몰드(1)를 보유지지한다. 몰드 구동 유닛(3)은 리니어 모터 및 에어 실린더 같은 액추에이터를 포함한다. 몰드 구동 유닛(3)은, 몰드 척(2)을 기판(4)에 수직인 방향, 즉 Z 방향으로 구동하여, 몰드(1)를 기판(4)에 가압하고 몰드(1)를 기판(4)으로부터 분리한다.
더 구체적으로는, 몰드 척(2)과 몰드 구동 유닛(3)은 몰드 보유지지 기구(몰드 보유지지 유닛)로서 기능한다. 임프린트 처리 시의 접촉 및 분리 동작은, 기판 스테이지(6)를 구동시켜서 기판(4)을 Z축 방향으로 이동시킴으로써 또는 몰드(1)와 기판(4) 양자 모두를 상대적으로 이동시킴으로써 실현될 수 있다.
광 조사 유닛(7)은, 광원(도시되지 않음)으로부터 발해진 자외선을, 임프린트재를 경화시키기에 적절한 광(자외선(9))으로 조정하고, 몰드(1)를 통해 광을 통과시켜 임프린트재에 광을 조사할 수 있는 경화 유닛이다. 이 경우, 광원은, 예를 들어 i선 및 g선을 발생시키는 수은 램프일 수 있다. 그러나, 광원은 자외선에 한하지 않고, 몰드(1)를 통과하며 임프린트재를 경화시키는 파장을 갖는 광을 발생시키면 된다. 열경화법을 채용하는 경우에는, 경화 유닛으로서, 광 조사 유닛(7) 대신에, 기판 스테이지(6)의 근방에 경화성 조성물을 경화시키기 위한 가열 유닛을 배치할 필요가 있다.
몰드(1)는 직사각형이며, 기판(4)과 대면하는 면의 중앙부에 3차원적으로 형성된 미세한 요철 패턴을 갖는다. 몰드(1)의 재료는, 예를 들어 자외선을 통과시키는 것이 가능한 석영이다.
기판(4)은, 예를 들어 단결정 실리콘으로 이루어지는 피처리 기판(물체) 이다. 반도체 디바이스 이외의 물품의 제조 용도라면, 기판(4)에 적용 가능한 재료의 예는 석영 및 다른 광학 유리 같은 광학 소자와 GaN 및 SiC 같은 발광 소자를 포함한다. 필요에 따라, 기판(4)의 표면에는 기판(4)과는 상이한 재료로 이루어지는 부재가 형성될 수 있다.
카메라(10)(스프레드 카메라)는, 몰드 척(2)에 의해 보유지지된 몰드(1)의 패턴 영역을 시야에 포함하도록 구성(배치)되며, 몰드(1) 및 기판(4) 중 적어도 하나를 촬상해서 화상을 취득한다. 카메라(10)는, 임프린트 처리에서, 몰드(1)와 기판(4) 상의 임프린트재 사이의 접촉 상태를 관찰하는 촬상 유닛으로서 사용될 수 있다. 카메라(10)는, 기판(4) 상에 토출된 임프린트재에 의해 형성되는 액적을 화상 정보로서 취득하고, 취득된 화상을 화상 처리함으로써 기판(4) 상의 액적의 착탄 위치 및 크기를 취득할 수 있다.
디스펜서(11)(토출 유닛)는, 기판(4) 상에 미리 설정되어 있는 샷 영역(패턴 형성 영역) 상에 원하는 부여 패턴으로 미경화 임프린트재를 부여한다(임프린트재의 액적을 토출한다). 더 구체적으로는, 디스펜서(11)에는 미경화 임프린트재의 액적을 기판(4) 상에 토출하는 복수의 노즐(31)이 제공된다. 각각의 노즐(31)에는, 잉크가 존재하는 영역을 형성하는 부분과, 영역 내의 잉크를 개구부(토출구)로부터 토출하는 토출 에너지를 발생시키는 토출 에너지 발생 소자가 제공된다.
각각의 토출 에너지 발생 소자가 구동 및 제어되면, 각각의 노즐(31)로부터 액적이 토출된다. 노즐(31)은 Y 방향으로 열로 배열된다. Y 방향으로 배열되는 노즐의 복수의 열이 X 방향으로 배열될 수 있다. 본 실시형태는, 각각의 노즐의 토출 에너지 발생 소자로서 압전 소자가 사용되는 예를 중심으로 이하에서 설명된다. 압전 소자는 압전 효과를 사용해서 임프린트재를 토출할 수 있다. 압전 소자에 인가되는 전압 파형을 변화시킴으로써, 토출되는 임프린트재의 토출량을 변화시킬 수 있다. 더 구체적으로는, 압전 소자에 인가되는 전압 파형을 결정하는 구동 신호를 적절히 제어함으로써, 토출 타이밍 및 토출량은 각각의 노즐마다 독립적으로 제어될 수 있다.
임프린트재는, 몰드(1)와 기판(4) 사이에 공급될 때에는 유동성을 갖고, 성형 후에는 형상을 유지하는 고체인 것이 요구된다. 본 예시적인 실시형태에 따르면, 특히, 임프린트재는 자외선(9)이 조사될 때 경화되는 특성을 갖는 자외선 경화성 수지(광경화성 수지)이다. 물품 제조 공정의 각종 조건에 따라서는, 광경화성 수지 대신에 열경화성 수지나 열가소성 수지가 사용될 수 있다. 자외선 경화성 수지는, 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, 및 폴리머 성분의 군으로부터 선택되는 적어도 1종이다.
얼라인먼트 스코프(110)는 기판(4)에 제공된 얼라인먼트 마크를 검출한다. 또한, 얼라인먼트 스코프(110)는 촬상 유닛으로서 기능하여 기판(4) 위에 토출된 임프린트재에 의해 형성되는 액적을 화상 정보로 해서 취득한다. 취득한 화상을 화상 처리하면, 기판(4) 상의 액적의 착탄 위치 및 크기를 취득할 수 있다.
제어 유닛(제어 수단)(20)은 임프린트 장치(100)의 각각의 구성요소의 동작 및 보정을 제어할 수 있다. 제어 유닛(20)은, 예를 들어 중앙 처리 유닛(CPU), 읽기 전용 메모리(ROM), 및 랜덤 액세스 메모리(RAM)를 포함하는 컴퓨터를 포함한다. CPU에 의해 각종 연산 처리가 행하여진다. 제어 유닛(20)은, 임프린트 장치(100)의 각각의 구성요소에 회로를 통해서 연결되고, ROM에 저장된 프로그램에 따라서 각각의 구성요소를 제어한다.
제어 유닛(20)은, 임프린트 장치(100)의 다른 부분과 일체로 구성될 수 있거나, 또는 임프린트 장치(100)의 다른 부분과는 별개로 구성될 수 있다. 제어 유닛(20)은 1대의 컴퓨터가 아니고 복수의 컴퓨터 및 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)를 포함하도록 구성될 수 있다.
본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 처리 및 임프린트재의 액적의 착탄 위치의 조정 처리에 대해서 도 2 및 도 3을 사용해서 후술한다. 도 2는 임프린트 처리를 도시하는 흐름도이다. 도 3은 액적의 착탄 위치를 조정 처리를 도시하는 흐름도이다. 이러한 도 2 및 도 3에 도시되는 흐름도의 처리는, CPU가 저장 매체 같은 메모리에 저장되어 있는 제어 프로그램을 읽어내고 프로그램을 실행함으로써 실현된다.
도 2를 참조하면, 단계 S201에서는, 제어 유닛(20)은, 임프린트재의 착탄 위치 조정 처리가 필요한지 여부를 판단한다. 예를 들어, 임프린트 장치(100)의 설치 후의 최초의 임프린트 처리, 기판 스테이지(6)의 교환 후의 최초의 임프린트 처리, 디스펜서(11)의 교환 후의 최초의 임프린트 처리, 및 임프린트 장치(100)의 에이징(aging)이 예상될 경우에 이러한 처리가 필요하다고 판단된다. 제어 유닛(20)이 처리가 필요하다고 판단하는 경우(단계 S201에서 예), 처리는 단계 S202로 진행된다. 단계 S202에서는, 제어 유닛(20)은 착탄 위치 조정 처리(후술함)를 행한다. 단계 S202의 착탄 위치 조정 처리는, 단계 S201에서 처리가 필요하다고 판단된 경우뿐만 아니라, 필요한 타이밍에도 행해질 수 있다.
단계 S203에서는, 제어 유닛(20)은, 기판 스테이지(6)를 미리결정된 속도(대략 일정한 속도)로 구동하면서 미리결정된 타이밍에 디스펜서(11)로부터 임프린트재를 토출하여, 기판(4) 상에 임프린트재의 액적 패턴을 형성하도록 디스펜서(11)를 제어한다. 액적 패턴은, 제어 유닛(20)이 저장 매체 같은 메모리에 저장되는 레시피라고 불리는 토출 조건을 판독할 때 형성된다. 도 4는 미리결정된 토출 조건(레시피)하에 토출되는 액적 패턴의 목표 위치의 예를 도시한다. 도 4는 액적의 목표 위치(기준 위치)(R0_1 내지 R0_9)를 도시한다. 레시피는, 각각의 액적의 목표 위치와 토출량에 대한 정보, 즉 액적 패턴을 미리결정된 목표 위치에 미리결정된 토출량으로 토출하도록 압전 소자를 구동하는 구동 조건(구동 신호), 및 기판 스테이지(6)의 구동 조건을 포함한다.
기판(4) 상에 배치되는 액적의 크기는 토출량이 증가함에 따라 증가한다. 도 4는 0.8pL의 액적을 격자 형태로 배치한 액적 패턴의 예를 도시한다. 목표 위치의 Y 좌표가 동일한 액적은 동일한 노즐로부터 토출된다. 도 4의 레시피의 예를 참고하면, 목표 위치 R0_1, R0_2, 및 R0_3에 대한 액적이 동일한 노즐로부터 토출되고, 목표 위치 R0_4, R0_5, 및 R0_6에 대한 액적이 동일한 노즐로부터 토출되며, 목표 위치 R0_7, R0_8, 및 R0_9에 대한 액적이 동일한 노즐로부터 토출된다. 디스펜서(11)의 Y 방향의 열에 배열된 노즐이 X 방향으로 구동되는 기판(4) 상으로 적절한 타이밍에 액적을 토출하면, 도 4의 레시피 같은 격자 형태 액적 패턴이 형성된다.
단계 S204에서는, 제어 유닛(20)은 몰드 구동 유닛(3)을 구동 및 제어해서 기판(4) 상의 임프린트재의 액적(8)에 몰드(1)를 가압한다. 이 처리에서, 임프린트재가 몰드(1)의 요철 패턴에 충전된다.
단계 S205에서는, 제어 유닛(20)은, 몰드(1)를 기판(4) 상으로 가압하는 상태에서, 광 조사 유닛(7)이 임프린트재에 광을 조사해서 임프린트재를 경화시키도록 명령한다. 그 후, 단계 S206에서, 제어 유닛(20)은, 몰드 구동 유닛(3)을 구동해서 몰드(1)를 기판(4) 상의 경화된 임프린트재로부터 분리하여, 임프린트 처리를 완료한다.
아래에서, 도 3을 참조하여 단계 S202의 착탄 위치 조정 처리에 대해서 설명한다. 단계 S301에서는, 제어 유닛(20)은 조정용 레시피를 사용하여 기판(4) 상에 조정용의 임프린트재의 액적 패턴을 형성한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 기판 스테이지(6)를 미리결정된 속도로 구동하면서 미리결정된 타이밍에 디스펜서(11)로부터 임프린트재를 토출한다. 단계 S301에서 조정용의 임프린트재가 배치되는 위치는 단계 S203에서 임프린트재를 부여할 위치와는 상이한 위치인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는, 배치 위치는 조정용 기판 상이다. 착탄 위치 조정 처리에 사용되는 조정용 레시피는, 각각의 액적의 목표 위치와 토출량에 대한 정보, 즉 미리결정된 목표 위치에 미리결정된 토출량의 임프린트재가 토출되게 압전 소자를 구동하는 구동 조건(구동 신호), 및 기판 스테이지(6)의 구동 조건을 포함한다.
조정용 레시피는, 적어도 동일한 노즐로부터 토출되는, X축 방향에서 인접한 목표 위치에 대응하는 액적 사이의 토출량을 다르게 하도록 설정된다. 이렇게 인접하는 액적 사이의 토출량을 다르게 하면, 기판(4) 상의 액적 사이의 크기의 차이가 발생한다. 따라서, 노즐 부근에 부착되는 이물로 인해 착탄 위치가 크게 어긋나는 경우에도, 대응하는 액적을 용이하게 식별할 수 있다. 임프린트재의 토출량을 변화시키면, 임프린트재의 토출 속도 또한 변화하여, 임프린트재의 부여 위치가 어긋난다. 따라서, 조정용 레시피는, 착탄 위치가 토출량의 차이에 의해 영향을 받지 않도록 토출 타이밍의 결정에 토출량을 고려하는 것이 바람직하다.
또한, 조정용 레시피는, 동일한 노즐로부터 토출되는 액적 사이뿐만 아니라, 인접하는 노즐로부터 토출되는, Y축 방향에서 인접하는 목표 위치에 대응하는 액적 사이의 토출량도 다르게 하도록 설정될 수 있다. 이에 의해, Y축 방향에서 착탄 위치가 어긋나는 경우에도, 대응하는 액적을 용이하게 식별할 수 있다.
단계 S301에서는, 제어 유닛(20)은 조정용 레시피를 사용하여 기판(4) 상에 조정용 액적 패턴을 형성한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 기판 스테이지(6)를 일정한 속도로 구동하면서 상이한 체적의 액적을 노즐로부터 토출하도록 복수의 구동 신호를 순차적으로 출력한다.
단계 S302에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S203에서 조정용 레시피에 기초하여 토출된 액적이 배치된 기판(4) 상의 영역을 촬상 유닛이 촬상할 수 있도록 기판 스테이지(6)를 구동하고, 촬상 유닛이 액적을 촬상한다. 촬상 유닛으로서는, 상술한 바와 같이, 얼라인먼트 스코프(110) 및 스프레드 카메라(10)를 사용할 수 있다. 또한, 제어 유닛(20)은, 촬상 유닛에 의해 촬상된 화상에 기초하여 각각의 액적의 착탄 위치와 크기를 산출하고 취득한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 기판(4) 상에 토출된 액적의 착탄 위치와 크기를 취득하는 취득 유닛으로서 기능한다.
단계 S303에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S301에서 액적을 토출할 때 사용된 조정용 레시피를 각각의 토출량에 대해 나누고, 액적의 목표 위치를 식별, 즉 액적을 토출할 때에 사용된 구동 신호가 어느 것인지를 식별하기 위한 복수의 조정용 데이터를 생성하며, 데이터를 메모리에 저장한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 조정용 레시피에서의 각각의 토출량마다의 액적의 목표 위치 및 대응하는 구동 신호를 식별한다. 예를 들어, 단계 S301에서 사용된 조정용 레시피가 토출량이 0.7pL 및 0.9pL인 2종류의 상이한 액적을 포함하는 경우에는, 토출량이 0.7pL인 액적의 목표 위치를 추출한 결과로서의 조정용 데이터와 토출량이 0.9pL인 액적의 목표 위치를 추출한 결과로서의 조정용 데이터가 생성된다. 단계 S303은 필수적이지 않기 때문에, 구동 신호는 단계 S305에서 목표 위치를 식별할 때 조정용 레시피로부터 직접 식별될 수 있다.
제어 유닛(20)은 단계 S304 내지 S305의 처리를 조정용 레시피로 기판(4) 상에 배치되어 있는 액적의 수와 동일한 횟수 반복한다. 단계 S304 내지 S305의 반복 처리는, 기판(4) 상의 모든 액적에 대하여 행해질 필요는 없고, 처리 시간에 따라서 적절히 조정될 수 있다.
단계 S304에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S302에서 취득된 대상 액적의 크기에 기초하여, 당해 액적의 토출량을 식별한다. 액적의 토출량과 크기 사이의 관계는, 디스펜서(11)와 기판(4) 사이의 거리, 단계 S301에서 임프린트재를 부여하고 나서 단계 S302에서 촬상이 행해질 때까지의 시간 간격, 및 기판(4)의 표면 상태에 의존한다. 따라서, 사전 준비로서, 조정용 레시피에서 사용되는 각각의 토출량을 갖는 액적을 촬상할 때의 액적의 크기를 계측해 두고, 액적의 토출량과 크기 사이의 관계를 메모리에 미리 저장해 두는 것이 바람직하다. 그 후, 단계 S304에서 이 관계를 사용해서 토출량을 식별할 수 있다. 본 예시적인 실시예에 따른 임프린트 장치의 어떤 조건하에서는, 토출량이 0.7pL인 액적의 크기가 약 4,300 μm2인 경우, 토출량이 0.9pL인 액적의 크기는 약 4,800 μm2이다.
단계 S305에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S303에서 생성된 복수의 조정용 데이터 중에서 단계 S304에서 식별된 토출량에 대응하는 조정용 데이터를 선택하고, 선택된 조정용 데이터 중에서 액적 착탄 위치에 가장 가까운 목표 위치의 액적을, 배치된 액적에 대응하는 목표 액적으로서 식별한다. 이 공정은 또한 액적의 토출에 사용된 구동 신호도 식별할 수 있게 한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 목표 위치에 가장 가까운 위치에 배치되어 있는 임프린트재의 액적을 당해 목표 위치에 배치될 필요가 있는 액적으로서 식별한다.
단계 S306에서는, 제어 유닛(20)은 단계 S302에서 취득된 액적의 착탄 위치와 단계 S305에서 식별된 목표 위치 사이의 차이를 산출한다. 이 경우, 2개의 위치 사이의 X 방향과 Y 방향에서의 차이를 산출하는 것이 바람직하다.
단계 S307에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S304 내지 S305에서 취득된 복수의 액적의 목표 위치와 착탄 위치 사이의 X 방향 및 Y 방향에서의 차이를 산출하고, 차이의 평균과 변동을 산출하며, 평균과 변동이 각각의 허용값 이내인지 여부를 판단한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 목표 위치와 착탄 위치 사이의 X 방향 및 Y 방향에서의 차이의 평균이 약 3 μm 이내이고, 차이의 변동(3σ)은 약 10 μm 이내인지 여부를 판단한다. 이는 평균과 변동이 이들 범위 이내인 경우 몰드 가압 단계 동안 불량이 발생하기 어렵기 때문이다. 제어 유닛(20)이 평균과 변동 양자 모두가 각각의 허용값 이내라고 판단하는 경우(단계 S307에서 예), 처리는 단계 S311로 진행된다. 한편, 제어 유닛(20)이 평균과 변동 중 어느 하나가 허용값 이내가 아니라고 판단하는 경우(단계 S307에서 아니오), 처리는 단계 S308로 진행된다.
단계 S308에서, 제어 유닛(20)은, 동일한 노즐로부터 토출된 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이의 X 방향에서의 차이의 평균을 산출하며, 평균에 기초하여 Y 좌표에 대응하는 노즐의 액적 토출 타이밍을 보정하는 보정 조건(구동 조건)을 구한다. 어떤 노즐로부터 토출된 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이의 X 방향의 차이의 평균이 +10 μm인 예시적인 경우를 상정한다. 이 경우, 액적 토출 동안의 기판 스테이지(6)의 이동 속도는 정의 X 방향에서 1 mm/s이다. 이 경우, 노즐로부터의 액적 토출의 타이밍을 10 ms 앞당김으로써, 임프린트재의 착탄 위치를 목표 위치에 접근시킬 수 있어, 배치 정밀도를 향상시킬 수 있다.
단계 S309에서는, 제어 유닛(20)은, 단계 S304 내지 S305에서 취득된 복수의 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이의 Y 방향의 차이의 평균을 산출한다. 산출된 평균은 기판 스테이지(6)의 구동 위치의 보정값으로서 사용될 수도 있다. 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이의 Y 방향에서의 차이가 +5 μm인 예시적인 경우를 상정한다. 이 경우, 미리결정된 타이밍에서의 기판 스테이지(6)의 구동 목표 좌표를 Y 방향에서 +5 μm만큼 보정하는 것으로 액적의 배치 정밀도를 향상시킬 수 있다. 스테이지 구동 위치를 제어함으로써 X 방향의 어긋남을 보정할 수 있으므로, 단계 S308의 토출 타이밍의 보정과 스테이지 제어에 의한 보정의 조합에 의해 X 방향의 착탄 위치를 보정할 수도 있다.
단계 S310에서는, 제어 유닛(20)은 조정용 레시피에 단계 S308 및 S309에서 취득된 보정 조건을 반영한다. 그리고, 처리는 단계 S301로 되돌아간다. 제어 유닛(20)은 보정 조건이 적용된 상태에서 다시 착탄 위치 조정 처리를 행한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은 단계 S301에서 사용되는 조정용 레시피의 압전 소자를 구동하는 구동 신호를, 단계 S308에서 취득된 토출 타이밍을 제공하도록 보정하여, 기판 스테이지(6)의 구동 목표 좌표가 단계 S309에서 취득된 위치를 나타내게 한다.
후속하여, 처리는 단계 S301로 되돌아간다. 그리고, 제어 유닛(20)은 단계 S307에서 착탄 위치와 목표 위치 사이의 차이의 평균과 변동이 허용값 이내에 들어올 때까지 착탄 위치 조정 처리를 반복한다.
단계 S311에서는, 제어 유닛(20)은, 착탄 위치와 목표 위치 사이의 차이의 평균과 변동이 허용값 이내인 조정용 레시피의 조건을 단계 S203에서 사용되는 레시피에 반영한다. 그리고, 처리는 흐름도를 빠져나온다.
더 구체적으로는, 제어 유닛(20)은, 임프린트 처리 동안의 액적의 착탄 위치가 목표 위치에 가까워지도록, 압전 소자를 구동하기 위한 구동 신호, 기판 스테이지(6)의 구동 목표 좌표, 및 토출 조건을 설정한다.
이에 의해 착탄 위치 정밀도가 향상된 토출 조건하에서 임프린트 처리를 실시할 수 있어, 몰드 가압 단계에서의 임프린트재의 돌출 및 미충전 결함의 발생을 방지할 수 있다.
다양한 조정용 레시피를 사용한 상술한 착탄 위치 조정 처리의 구체예에 대해서 첨부 도면을 참조하여 아래에서 설명한다.
(비교예)
도 4 내지 도 6을 참고해서 조정용 레시피의 모든 액적에 대해 토출량이 동일한 비교예를 아래에서 설명한다. 임프린트 처리에 사용되는 레시피에 기초하여, 도 4에 도시된 바와 같이, 모든 액적에 대해 동일한 토출량의 토출 조건하에서 착탄 위치 조정 처리의 액적 토출(S301)을 행하면, 기판(4) 상에는 도 5a 및 도 5b에 도시된 바와 같은 액적 패턴이 형성된다. D0_1 내지 D0_9는 기판(4) 상에 배치된 액적을 나타낸다. 도 5a는 임프린트재의 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이에 차이가 없는 이상적인 액적 패턴을 도시한다. 도 5b는 액적이 목표 위치로부터 어긋난 위치에 배치되는 액적 패턴을 도시하며, 이는 토출 각도가 어긋난 노즐이 존재하는 경우에 발생한다. 도 5a의 액적 패턴이 형성된 경우에는, 임프린트재의 착탄 위치를 조정할 필요는 없다. 한편, 도 5b에서의 액적 패턴은 액적(D0_4, D0_5, 및 D0_6)을 토출한 노즐이 어긋난 토출 각도를 갖는 것을 나타낸다. 이 경우, 착탄 위치가 정의 X 방향으로 벗어나 있기 때문에, 임프린트재의 액적에 대한 토출 타이밍은 보정될 필요가 있다.
도 6은 도 5b의 액적 패턴의 착탄 위치와 도 4의 목표 위치를 중첩한 결과를 도시한다. 도 4 내지 도 6의 비교예에서는 모든 액적에 동일한 토출량이 할당된다. 따라서, 각각의 액적에 대하여 착탄 위치에 가장 가까운 목표 위치가 대응하는 위치로서 관련지어지는 경우, R0_5이 액적 D0_4의 기준 위치로서 선택되며, R0_6가 액적 D0_5의 기준 위치로서 선택된다. 그러나, 액적 D0_4의 본래 기준 위치는 R0_4이며, 액적 D0_5의 본래 기준 위치는 R0_5이다. 이는 착탄 위치와 목표 위치 사이의 관련짖기가 잘못된 것을 의미한다. 이 경우, 단계 S308에서 보정 조건이 산출되는 경우에도, 올바른 보정 조건을 산출할 수 없어, 토출 각도가 어긋난 노즐의 토출 타이밍을 적절히 보정하는 것이 불가능해진다. 토출 각도가 어긋난 복수의 노즐이 존재하고 이들 노즐로부터 토출된 액적에 대해서도 유사하게 잘못된 목표 위치가 선택되는 경우, 단계 S309의 스테이지 구동의 보정 또한 영향을 받는다. 따라서, 액적의 착탄 위치의 어긋남이 레시피 내의 기준 위치 사이의 거리보다 큰 경우에는, 동일한 액적 체적을 갖는 조정용 레시피에서는 액적의 착탄 위치와 목표 위치가 서로 올바르게 관련지어질 수 없다.
아래에서는 도 7 내지 도 10을 참조해서 조정용 레시피가 토출량이 0.7pL 및 0.9pL인 2종류의 상이한 액적을 포함하는 경우를 중심으로 제1 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 7은 조정용 레시피로 토출되는 액적 패턴에 대한 목표 위치의 예를 도시한다.
도 7은 토출량이 0.7pL인 액적의 목표 위치(R1_1, R1_3, R1_5, R1_7, 및 R1_9) 및 토출량이 0.9pL인 액적의 목표 위치(R1_2, R1_4, R1_6, 및 R1_8)를 나타낸다. 도 7에 도시된 바와 같은 조정용 레시피에서는, 인접한 목표 위치에 대응하는 액적의 토출량을 다르게 한다.
제어 유닛(20)이 조정용 레시피를 사용해서 착탄 위치 조정 처리의 액적 토출(S301)을 행하면, 도 8a에 나타내는 바와 같은 액적 패턴이 형성된다. 0.7pL의 토출량으로 토출된 액적은 0.9pL의 토출량으로 토출된 액적과 비교해서 크기가 작다. 그러나, 도 8a 및 도 8b는 토출량의 차이로 인한 액적 크기의 차이를 이해하기 쉽게 하기 위해서 액적 크기의 차이를 과장해서 도시한다. 도 8a는 임프린트재의 액적의 착탄 위치와 목표 위치 사이에 차이가 없는 이상적인 액적 패턴을 도시한다. 도 8b는 액적이 목표 위치로부터 어긋난 위치에 배치된 액적 패턴을 도시하며, 이는 토출 각도가 어긋난 노즐이 존재하는 경우에 발생한다. 도 8a의 액적 패턴이 형성된 경우에는, 임프린트재의 착탄 위치를 조정할 필요는 없다. 한편, 도 8b의 액적 패턴은 액적 D1_4, D1_5, 및 D1_6을 토출한 노즐이 어긋난 토출 각도를 갖는 것을 나타낸다. 이 경우, 착탄 위치가 정의 X 방향으로 벗어나 있기 때문에, 임프린트재의 액적에 대한 토출 타이밍은 보정될 필요가 있다.
도 9a 및 도 9b는 도 7의 조정용 레시피에서의 각각의 토출량에 대한 액적의 목표 위치를 도시한다.
도 9a는 단계 S303에서 조정용 레시피로부터 생성된 조정용 데이터에서의 토출량이 0.7pL인 액적의 목표 위치를 도시한다. 도 9b는 조정용 데이터에서의 토출량이 0.9pL인 액적의 목표 위치를 도시한다. 단계 S302에서 도 8a 및 도 8b에 도시된 액적이 촬상된 경우, 액적 D1_1, D1_3, D1_5, D1_7, 및 D1_9의 토출량은 0.7pL로서 식별되고(S304), 도 9a의 조정용 데이터에 기초하여 목표 위치가 식별된다(S305). 마찬가지로, 액적 D1_2, D1_4, D1_6, 및 D1_8의 토출량은 0.9pL로서 식별되고(S304), 도 9a의 조정용 데이터에 기초하여 목표 위치가 식별된다(S305).
도 10a는 도 9a의 조정용 데이터(토출량이 0.7pL인 목표 위치)와 도 8b에 나타내는 착탄 위치를 중첩한 결과를 도시한다. 도 10a를 참조하면, 단계 S304에서 토출량이 0.7pL인 액적으로서 식별된 액적은 실선으로 나타내고, 다른 액적은 점선으로 나타낸다.
단계 S305에서는, 제어 유닛(20)은 선택된 조정용 데이터 중에서 착탄 위치에 가장 가까운 목표 위치의 액적을 배치된 액적에 대응하는 목표 액적으로서 식별한다. 더 구체적으로는, R1_1, R1_3, R1_5, R1_7, 및 R1_9이 각각 액적 D1_1, D1_3, D1_5, D1_7, 및 D1_9에 대한 목표 위치로서 식별된다.
도 10b는 도 9b의 조정용 데이터(토출량이 0.9pL인 목표 위치)와 도 8b에 나타내는 착탄 위치를 중첩한 결과를 도시한다. 도 10b를 참조하면, 단계 S304에서 토출량이 0.9pL인 액적으로서 식별된 액적은 실선으로 나타내고, 다른 액적은 점선으로 나타낸다.
더 구체적으로는, 단계 S305에서, R1_2, R1_4, R1_6, 및 R1_8이 각각 액적 D1_2, D1_4, D1_6, 및 D1_8에 대한 목표 위치로서 식별된다.
이와 같이, 인접한 목표 위치에 대응하는 액적 사이의 토출량을 다르게 하고 각각의 토출량에 대해 목표 위치와 착탄 위치를 관련지음으로써, 목표 위치 사이의 거리가 증가되어, 액적의 목표 위치와 착탄 위치 사이의 잘못된 관련짓기의 가능성을 저감시킬 수 있다. 이에 의해 토출 타이밍 보정을 올바르게 실시할 수 있고 따라서 착탄 위치 정밀도가 향상된 토출 조건하에서 임프린트 처리를 실시할 수 있어, 몰드 가압 단계에서의 임프린트재의 돌출 및 미충전 결함의 발생을 방지할 수 있다.
아래에서는 도 11 및 도 12를 참고해서 조정용 레시피가 토출량이 0.4pL, 0.6pL, 0.8pL, 및 1.0pL인 4종류의 상이한 액적을 포함하는 경우를 중심으로 제2 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 11은 조정용 레시피로 토출되는 액적 패턴의 목표 위치의 예를 도시한다. 도 11은 토출량이 0.4pL인 액적의 목표 위치 R2_5, 토출량이 0.6pL인 액적의 목표 위치 R2_1, R2_6, 및 R2_7, 토출량이 0.8pL인 액적의 목표 위치 R2_2 및 R2_8, 토출량이 1.0pL인 액적의 목표 위치 R2_3, R2_4, 및 R2_9를 나타낸다.
도 11의 조정용 레시피에 기초하여 조정용 데이터를 생성하면(S303), 도 12a 내지 도 12d에 도시되는 바와 같은 각각의 토출량에 대한 액적의 목표 위치가 된다. 도 12a, 도 12b, 도 12c, 및 도 12d는 각각 토출량이 0.4pL, 0.6pL, 0.8pL, 및 1.0pL인 액적의 목표 위치를 추출한 도면이다.
본 예시적인 실시형태와 같이, 조정용 데이터로서의 액적의 토출량의 수를 증가시킴으로써, 목표 위치 사이의 거리가 증가되어, 액적의 목표 위치와 착탄 위치 사이의 잘못된 관련짖기의 가능성을 저감시킬 수 있다. 본 예시적인 실시형태는 조정용 레시피에서 4종류의 상이한 토출량을 갖는 액적을 중심으로 설명했지만, 토출량의 수는 증가될 수 있다.
(물품 제조에 대해서)
상술한 임프린트 장치(100)를 사용해서 형성되는 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다.
물품의 예는 전기 회로 소자, 광학 소자, 마이크로 전기 기계 시스템(MEMS), 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자의 예는, 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM), 정적 랜덤 액세스 메모리(SRAM), 플래시 메모리, 및 자기저항 랜덤 액세스 메모리(MRAM)와 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와, 대규모 집적 회로(LSI), 전하 결합 디바이스(CCD) 센서, 이미지 센서, 및 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA)와 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드를 포함한다.
경화물 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입의 완료 후에 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 도 13a 내지 도 13f를 참고하여, 임프린트 장치를 사용해서 기판에 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 기판을 처리하며, 이렇게 처리된 기판(W)으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 13a에 나타내는 바와 같이, 실리콘 웨이퍼 같은 기판(1z)을 준비한다. 절연체 등의 피가공재(2z)가 기판(1z)의 표면에 형성된다. 그리고, 잉크젯 방법에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 도 13a는 복수의 액적의 형상을 갖는 임프린트재(3z)가 기판(1z) 상으로 부여된 상태를 도시한다.
도 13b에 도시된 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)가 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)에 대면하도록 배치된다. 오목-볼록 패턴이 형성된 몰드(4z)의 표면이 임프린트재(3z)를 향해 배향된다. 도 13c에 도시되는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 접촉시키고 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 경화 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해서 임프린트재(3z)에 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.
도 13d에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 경화된 후, 몰드(4z)와 기판(1z)을 서로 분리하면, 기판(1z) 상에 경화된 임프린트재(3z)의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴은, 몰드(4z)의 오목부가 경화된 임프린트재(3z)의 볼록부에 끼워지고, 몰드(4z)의 볼록부가 경화된 임프린트재(3z)의 오목부에 끼워지도록 형성된다. 이는 몰드(4z)의 오목-볼록 패턴이 임프린트재(3z)에 전사되는 것을 의미한다.
도 13e에 나타내는 바와 같이, 경화된 임프리트재(3z)의 패턴을 내에칭 마스크로서 사용해서 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화된 임프린트재(3z)가 존재하지 않거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 13f에 나타내는 바와 같이, 경화된 임프린트재(3z)의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 이 예에서는 경화된 임프린트재(3z)의 패턴을 제거했지만, 경화된 임프린트재(3z)는 가공 후에도 제거되지 않을 수 있다. 예를 들어, 경화된 임프린트재(3z)는 반도체 디바이스에 포함되는 층 사이의 절연용 막, 더 구체적으로는 물품의 구성 부재로서 사용될 수 있다.
물품 제조 방법은 또한 전술한 임프린트 장치(임프린트 방법)를 사용해서 기판(1z) 상에 공급(부여)된 임프린트재 상에 패턴을 형성하는 단계 및 상술한 단계에서 패턴이 형성된 기판(1z)을 가공하는 단계를 포함한다. 제조 방법은 다른 주지의 공정(산화, 코팅, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징)을 포함한다. 본 예시적인 실시형태에 다른 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다고 말할 수 있다.
본 개시내용을 전술한 바람직한 예시적인 실시형태에 기초하여 구체적으로 설명하였지만, 본 개시내용은 당연히 이에 한정되지 않고, 첨부된 청구항의 범주 내에서 다양한 방식으로 변형 및 변경될 수 있다.
본 개시내용을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않는다는 것을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형 및 등등한 구조와 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (12)

  1. 액체 토출 장치이며,
    기판을 보유지지한 상태에서 이동 가능하도록 구성되는 기판 스테이지;
    액적을 토출하는 노즐을 갖는 토출 유닛;
    상기 기판 스테이지를 이동시키면서, 상기 노즐로부터 액적을 토출시키는 구동 신호를 상기 토출 유닛에 공급하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛; 및
    상기 기판 상으로 토출된 상기 액적의 크기를 취득하도록 구성되는 취득 유닛을 포함하고,
    상기 제어 유닛은 상이한 체적의 액적을 토출하기 위한 복수의 구동 신호를 상기 토출 유닛에 공급함으로써 상기 노즐로부터 상기 기판 상으로 복수의 액적을 토출하는 제어를 행하며,
    상기 제어 유닛은 상기 취득 유닛에 의해 취득된 상기 기판 상의 액적의 크기에 기초하여 상기 기판 상의 액적에 대응하는 상기 구동 신호를 식별하는, 액체 토출 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 식별된 상기 구동 신호에 대응하는 상기 액적의 목표 위치로부터의 어긋남양에 기초하여, 착탄 위치를 보정하기 위한 보정 조건을 결정하는, 액체 토출 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 취득 유닛은 상기 액적의 착탄 위치도 취득하도록 구성되며,
    상기 제어 유닛은, 상기 취득 유닛에 의해 취득되는 상기 액적의 착탄 위치를 사용하여 상기 목표 위치로부터의 어긋남양을 식별하는, 액체 토출 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 보정 조건으로서, 상기 노즐에 상기 구동 신호를 공급하는 타이밍을 결정하는, 액체 토출 장치.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 보정 조건으로서, 상기 기판 스테이지의 구동 조건을 결정하는, 액체 토출 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 식별된 상기 구동 신호 중, 미리결정된 양의 액적을 토출하는 상기 구동 신호에 대응하는 상기 액적의 목표 위치로부터의 어긋남양에 기초하여, 상기 착탄 위치가 보정되도록 상기 보정 조건을 결정하는, 액체 토출 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 취득 유닛에 의해 취득되는 상기 액적은, 상기 기판 스테이지가 미리결정된 속도로 이동되는 동안, 상기 토출 유닛으로부터 상기 기판 스테이지에 의해 보유지지된 상기 기판 상으로 토출되는, 액체 토출 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 토출 유닛은 복수의 노즐을 포함하며,
    상기 제어 유닛은, 인접하는 노즐로부터 토출되는 상이한 체적의 액적이 인접하는 위치에 배치되도록 구동 신호를 공급하게 제어를 행하는, 액체 토출 장치.
  9. 막 형성 장치이며,
    제1항에 따른 액체 토출 장치;
    몰드를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛; 및
    경화성 조성물을 경화시키도록 구성되는 경화 유닛을 포함하고,
    상기 토출 유닛에 의해 토출되는 액체는 경화성 조성물이며,
    상기 제어 유닛은, 상기 기판 상의 경화성 조성물과 상기 몰드가 서로 접촉하는 상태에서 막을 형성하도록 상기 경화성 조성물을 경화시키게 상기 경화 유닛을 제어하는, 막 형성 장치.
  10. 물품 제조 방법이며,
    제9항에 따른 막 형성 장치를 사용해서 기판 상에 막을 형성하는 단계;
    상기 막이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계; 및
    가공된 상기 기판에 기초하여 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
  11. 액체 토출 방법이며,
    상이한 체적의 액적을 토출하기 위한 복수의 구동 신호를 토출 유닛에 공급함으로써 액체를 기판 상으로 토출하는 노즐로부터 복수의 액적을 토출하는 단계;
    상기 토출하는 단계에서 토출된 상기 기판 상의 액적의 크기를 취득하는 단계; 및
    상기 취득하는 단계에서 취득된 상기 기판 상의 액적의 크기에 기초하여 상기 기판 상의 액적에 대응하는 구동 신호를 식별하는 단계를 포함하는, 액체 토출 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 식별하는 단계에서 식별된 상기 구동 신호에 대응하는 상기 액적의 목표 위치로부터의 어긋남양에 기초하여, 착탄 위치를 보정하기 위한 보정 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는, 액체 토출 방법.
KR1020220112574A 2021-09-16 2022-09-06 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법 KR20230040894A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2021-151161 2021-09-16
JP2021151161A JP2023043494A (ja) 2021-09-16 2021-09-16 液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230040894A true KR20230040894A (ko) 2023-03-23

Family

ID=85480213

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220112574A KR20230040894A (ko) 2021-09-16 2022-09-06 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230079890A1 (ko)
JP (1) JP2023043494A (ko)
KR (1) KR20230040894A (ko)
TW (1) TW202313311A (ko)

Also Published As

Publication number Publication date
TW202313311A (zh) 2023-04-01
US20230079890A1 (en) 2023-03-16
JP2023043494A (ja) 2023-03-29

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7132739B2 (ja) インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法
KR102501452B1 (ko) 몰드에 의해 기판 상의 조성물을 성형하는 성형 장치 및 물품 제조 방법
KR102368281B1 (ko) 나노임프린트 시스템의 처리량 개선을 위한 시스템 및 방법
US11841616B2 (en) Imprint apparatus, imprint method, and method of manufacturing article
CN110554564A (zh) 压印装置、压印方法和物品制造方法
KR102102754B1 (ko) 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법
KR102316054B1 (ko) 거푸집, 임프린트 장치, 및 물품의 제조 방법
KR20230040894A (ko) 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 막 형성 장치, 및 물품 제조 방법
JP7403325B2 (ja) インプリント方法、インプリント装置、および物品の製造方法
US11231648B2 (en) Imprint device, imprint method, and method for manufacturing article
KR20210148907A (ko) 제어 방법, 프로그램, 임프린트 방법 및 물품 제조 방법
JP7257817B2 (ja) インプリント装置、および物品の製造方法
JP6548560B2 (ja) インプリント装置、計測方法、インプリント方法、および物品の製造方法
KR102211390B1 (ko) 임프린트 장치 및 물품 제조 방법
JP7441037B2 (ja) インプリント装置、情報処理装置、インプリント方法及び物品の製造方法
JP7362429B2 (ja) 成形装置、成形方法、および物品の製造方法
US20210023768A1 (en) Imprint apparatus, imprint method, and article manufacturing method
US11199773B2 (en) Imprint apparatus, imprint method, and article manufacturing method
KR20230019026A (ko) 액체 토출 장치, 액체 토출 방법, 성형 장치, 및 물품 제조 방법
US11573487B2 (en) Imprint apparatus, imprinting method, and method of manufacturing article
JP2023006636A (ja) 液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法
JP6552392B2 (ja) インプリント装置、計測方法、インプリント方法、および物品の製造方法
JP2022190891A (ja) 液体吐出装置、液体吐出方法、成形装置及び物品の製造方法
KR20240100261A (ko) 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination