KR20230086589A - 임프린트 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

몰드를 사용해서 기판의 샷 영역에 대해 임프린트 처리를 행하는 임프린트 방법이 제공된다. 기판은 칩이 형성되는 유효 영역, 및 유효 영역 외측의, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 포함하며, 무효 영역은 유효 영역 외측의 외측 영역을 에칭함으로써 형성되는 영역이다. 방법은, 유효 영역과 무효 영역 사이의 높이차에 기초하여, 유효 영역의 외측 에지에 의해 규정되는 부분 샷 영역에 대한 임프린트 조건을 결정하는 단계, 및 결정된 임프린트 조건에 따라 부분 샷 영역에 대한 임프린트 처리를 행하는 단계를 포함한다.

Description

임프린트 방법 및 물품 제조 방법{IMPRINT METHOD AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 발명은 임프린트 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 리소그래피 단계에서 사용되는 리소그래피 장치 중 하나로서 임프린트 장치가 있다. 임프린트 장치는, 실리콘 웨이퍼나 유리 플레이트 같은 기판 상의 임프린트재에 몰드를 접촉시킨 상태에서 임프린트재를 경화시키고 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하는 것에 의해 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성한다.

일반적으로, 기판 상에는 복수의 샷 영역이 매트릭스로 배열된다. 통상의 샷 영역에는 몰드의 패턴부 전체가 전사된다. 그러나, 기판의 외주부 부근에는, 임프린트 처리 시에 몰드가 기판으로부터 돌출하기 때문에 몰드의 패턴부의 일부만이 전사되는 샷 영역(부분 샷 영역)이 존재할 수 있다. 기판의 유효 면적(그 각각에 패턴이 형성되는 영역의 면적)을 최대화하기 위해서는, 그러한 부분 샷 영역도 사용할 수 있다.

그러나, 부분 샷 영역에서는, 임프린트재의 불균일한 배치의 영향 및/또는 이물의 부존재를 보증하는 것의 곤란성 같은 문제가 현저해질 수 있다. 전술한 바와 같은 문제를 경감하기 위해서, 기판 단부 부분에 테이퍼 또는 단차를 형성하는 것이 제안되고 있다(일본 특허 공개 공보 제2017-010962호 및 제2018-182303호 참조).

부분 샷 영역에서는, 몰드의 패턴부와 기판 상의 임프린트재를 접촉시켰을 때에 몰드의 일부가 기판과 직접 접촉하고, 임프린트재의 두께 불균일이 증가할 수 있다. 따라서, 몰드와 기판 사이의 상대 정렬을 위한 구동 시에 큰 전단력이 발생해서 이들을 구동하기 어려워지고, 몰드가 임프린트재로부터 분리될 때에 임프린트재의 일부가 몰드에 잔류할 우려가 있다.

본 발명은 부분 샷 영역에 대한 임프린트 성능의 저하를 억제하는데 유리한 기술을 제공한다.

본 발명은 그 일 양태에서 몰드를 사용해서 기판의 샷 영역에 임프린트 처리를 행하는 임프린트 방법을 제공하며, 상기 기판은, 칩이 형성되는 유효 영역과, 상기 유효 영역의 외측의, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 포함하고, 상기 무효 영역은 상기 유효 영역 외측의 외측 영역을 에칭함으로써 형성되는 영역이며, 상기 방법은, 상기 유효 영역과 상기 무효 영역 사이의 높이차에 기초하여, 상기 유효 영역의 외측 에지에 의해 규정되는 부분 샷 영역에 대한 임프린트 조건을 결정하는 단계, 및 상기 결정된 임프린트 조건에 따라, 상기 부분 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 단계를 포함한다.

본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참조한) 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면이다.
도 2는 몰드 구동부의 구성을 도시하는 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 몰드측 마크의 배치예 및 기판측 마크의 배치예를 각각 도시하는 도면이다.
도 4a 내지 도 4c는 임프린트 처리를 설명하는 도면이다.
도 5는 기판의 샷 레이아웃을 예시하는 도면이다.
도 6a 내지 도 6d는 기판 단부 부분의 구조를 각각 예시하는 도면이다.
도 7a 내지 도 7c는 기판 단부 부분에 대한 임프린트 처리 시의 몰드 변형의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 8a 내지 도 8c는 기판 단부 부분에 대한 임프린트 처리 시의 몰드 변형의 시뮬레이션 결과를 도시하는 도면이다.
도 9는 부분 샷 영역에 대한 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 10은 임프린트 시퀀스를 나타내는 흐름도이다.
도 11은 임프린트 조건 조정 수순을 설명하는 도면이다.
도 12a 내지 도 12d는 기판 가공의 예를 설명하는 도면이다.
도 13은 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 14는 물품 제조 방법을 설명하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하도록 의도되지 않는다는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 특징 모두를 필요로 하는 발명으로 한정되지 않으며, 이러한 다수의 특징은 적절히 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 유사한 구성에 동일한 참조 번호를 부여하고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

먼저, 실시형태에 따른 임프린트 장치의 개요에 대해서 설명한다. 임프린트 장치는, 기판 상에 공급된 임프린트재를 몰드와 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 공급함으로써, 몰드의 오목-볼록 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성하는 장치이다.

임프린트재로서는, 경화 에너지의 부여 시에 경화되는 경화성 조성물(미경화 수지라 칭하기도 함)이 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파, 열 등이 사용될 수 있다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm 이상 1 mm 이하의 파장 범위로부터 선택되는 광, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선 등일 수 있다. 경화성 조성물은 광의 조사에 의해 또는 가열에 의해 경화되는 조성물일 수 있다. 이들 조성물 중, 광의 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 화합물 중 적어도 1종이다. 임프린트재 공급 장치가 임프린트재를 액적 또는 복수의 액적이 서로 연결되어 형성되는 섬 또는 막의 형태로 기판 상에 배치할 수 있다. 임프린트재의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s 이상 100 mPa·s 이하일 수 있다. 기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹스, 금속, 반도체, 또는 수지가 사용될 수 있다. 필요에 따라, 기판의 표면에는 기판과 다른 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 예를 들어, 기판으로서는 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 실리카 유리 등이 사용된다.

<제1 실시형태>

도 1은 본 실시형태에 따른 임프린트 장치(IMP)를 도시하는 개략도이다. 본 명세서 및 도면에서는, 수평면을 X-Y 평면으로서 설정하는 XYZ 좌표계에서 방향이 나타낸다. 후술하는 기판 보유지지부(12)는, 기판(11)의 표면이 수평면(X-Y 평면)과 평행해지도록, 기판 보유지지부(12)의 보유지지면 상에서 기판(11)을 보유지지한다. 따라서, 이하의 설명에서는, 기판 보유지지부(12)의 보유지지면을 따르는 평면 내에서 서로 직교하는 방향을 X축 및 Y축으로 하고, X축 및 Y축에 수직인 방향을 Z축으로 한다. 또한, 이하의 설명에서는, XYZ 좌표계의 X축, Y축, 및 Z축에 평행한 방향을 각각 X 방향, Y 방향, Z 방향이라 칭하고, X축 둘레의 회전 방향, Y축 둘레의 회전 방향, 및 Z축 둘레의 회전 방향을 각각 θx 방향, θy 방향, 및 θz 방향이라 칭한다. 임프린트재의 경화 방법의 예는, 자외선의 조사에 의해 임프린트재를 경화시키는 광경화법과, 가열에 의해 임프린트재를 경화시키는 열경화법이 있다. 이들 중 어느 하나가 채용될 수 있지만, 본 실시형태에서는 광경화법을 채용한다.

도 1에서, 제어부(1)는 CPU 및 메모리를 포함하는 적어도 하나의 컴퓨터에 의해 형성될 수 있다. 제어부(1)는, 임프린트 장치(IMP)의 각각의 구성요소에 회선을 통해서 연결될 수 있고, 메모리에 저장된 프로그램에 따라 임프린트 장치(IMP)의 각각의 구성요소의 동작, 조정 등을 제어할 수 있다.

몰드(10)는 자외선을 투과시킬 수 있는 석영 등으로 형성될 수 있다. 몰드(10)는, 기판(11)과 대면하는 표면에 회로 패턴 등의 패턴이 형성된 패턴면(22)을 갖는다. 패턴면(22)은 기판 상의 임프린트재에 접촉되는 접촉 영역이다. 패턴면(22)에는 몰드측 마크(제1 마크)(18)가 형성된다. 몰드 보유지지부(9)는 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 몰드(10)를 끌어 당겨서 보유지지한다.

기판(11)은, 몰드(10)의 패턴이 전사되는 기판이다. 기판(11)은, 예를 들어 단결정 실리콘 기판 또는 SOI(Silicon on Insulator) 기판일 수 있다. 기판(11) 상의 복수의 샷 영역 각각에는 기판측 마크(제2 마크)(19)가 형성된다. 기판 보유지지부(12)는 진공 흡착력 또는 정전기력에 의해 기판(11)을 끌어 당겨서 보유지지한다.

검출부(4)는, 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 광학적으로 각각 검출(관찰)하는 스코프로 형성된다. 검출부(4)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치 관계를 검출할 수 있으면 된다. 따라서, 검출부(4)는, 2개의 마크를 동시에 촬상하기 위한 광학 시스템을 각각 포함하는 스코프로 형성될 수 있거나, 또는 간섭 신호나 무아레 같은, 2개의 마크 사이의 상대 위치 관계를 반영한 신호를 각각 검출하는 스코프로 형성될 수 있다. 검출부(4)는 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 동시에 검출할 수 없어도 된다. 예를 들어, 검출부(4)는, 내부에 배치된 기준 위치에 대한 몰드측 마크(18)의 위치 및 기판측 마크(19)의 위치를 구함으로써 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19) 사이의 상대 위치 관계를 검출할 수 있다. 제어부(1)는 검출부(4)의 검출 결과에 기초하여 기판 구동부(13)의 위치를 제어할 수 있다.

공급부(3)는 기판(11) 상에 임프린트재를 공급한다. 제어부(1)는, 기판 구동부(13)를 제어하여, 기판(11)의 샷 영역을 공급부(3) 아래에 위치시키도록 기판 보유지지부(12)(즉, 기판(11))를 X 및 Y 방향으로 구동한다. 그 후, 공급부(3)는 샷 영역 위에 임프린트재를 공급한다(공급 단계). 공급부(3)는 임프린트재를 복수의 샷 영역에 일괄해서 또는 임프린트 처리에서 몰드(10)와 접촉할 각각의 샷 영역마다 공급할 수 있다. 공급부(3)는 임프린트 장치(IMP)의 외부에 배치될 수 있다는 것에 유의한다. 이 경우, 기판(11)이 임프린트 장치(IMP)에 반입되기 전에 임프린트재가 기판(11) 상에 공급된다.

임프린트재가 공급된 후, 제어부(1)는 기판 구동부(13)를 제어해서 샷 영역을 몰드(10) 아래에 위치시키도록 기판 보유지지부(12)를 X 및 Y 방향으로 구동한다. 그 후, 제어부(1)는, 몰드 구동부(8)를 제어해서, 몰드(10)를 기판(11) 측(-Z 방향)으로 이동시키고, 몰드(10)를 샷 영역 상의 임프린트재와 접촉시킨다(접촉 단계). 접촉 단계에서는, 몰드 구동부(8)에 의해 몰드(10)를 -Z 방향으로 구동함으로써 접촉 단계가 행해질 수 있거나, 또는 기판 구동부(13)에 의해 기판(11)을 몰드(10) 측(+Z 방향)으로 구동함으로써 접촉이 행해질 수 있다. 대안적으로, 몰드 구동부(8)의 구동 및 기판 구동부(13)의 구동 양쪽에 의해 접촉이 행해질 수 있다. 즉, 본 실시형태에서는, 몰드 구동부(8)와 기판 구동부(13)는, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 상대 위치를 조정하기 위해서, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 간격을 변화시키도록 몰드 보유지지부(9) 및 기판 보유지지부(12)를 상대적으로 구동하는 상대 구동 기구를 형성한다.

임프린트 장치(IMP)는, 몰드(10)의 패턴면(22)의 반대 측의 공간인 공기 챔버(15)에 압력을 가하는 것에 의해 패턴면(22)을 기판(11)을 향해서 볼록 형상으로 변형시키는 변형 디바이스(14)를 포함할 수 있다. 제어부(1)는, 몰드(10)와 기판(11) 상의 임프린트재를 서로 접촉시킬 때, 몰드(10)와 몰드 보유지지부(9) 사이의 공기 챔버(15)의 압력을, 변형 디바이스(14)를 사용해서 제어함으로써 몰드(10)의 형상을 기판(11) 측을 향해 볼록 형상으로 변형시킬 수 있다. 이 동작은, 몰드(10)와 기판(11) 상의 임프린트재를 서로 접촉시킬 때에 임프린트재의 내부에 공기가 갇히는 것을 방지하기 위해서 행해진다. 제어부(1)는, 변형 디바이스(14)에 의한 패턴면(22)의 변형을 제어하면서 패턴면(22)과 기판(11) 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 처리를 행한다. 몰드 보유지지부(9)는, 몰드(10)의 측면의 복수 부분에 외력을 부여함으로써 몰드(10)(패턴면(22))의 형상(샷 형상)을 보정하는 형상 보정부(도시되지 않음)를 더 포함할 수 있다. 형상 보정부는, 기판 상에 이미 형성되어 있는 패턴의 형상에 따라서 몰드(10)를 변형시킬 수 있다.

몰드(10)와 기판(11) 상의 임프린트재가 서로 접촉하기 시작한 후, 몰드 구동부(8)는 접촉 면적을 증가시키기 위해서 기판(11) 측(-Z 방향)으로 구동한다. 이 구동은, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 거리에 기초하는 제어에 의해 행해질 수 있거나, 또는 몰드(10)가 받은 힘에 기초하는 제어에 의해 행해질 수 있다. 패턴면(22)의 전체면이 기판(11) 상의 임프린트재와 접촉할 수 있게 하도록, 공기 챔버(15)의 압력 제어와 몰드 구동부(8)의 제어가 동시에 행해진다. 몰드(10)와 기판(11) 상의 임프린트재 사이의 접촉의 개시 후, 해당 접촉을 진행시켜서 패턴면(22)의 전체면에 걸쳐 임프린트재를 퍼지게 하는 동작을, 이하에서는 "임프린트"라고 칭한다.

상술한 바와 같이, 몰드 구동부(8) 및 기판 구동부(13)는, 몰드(10)(그 패턴면(22))과 기판(11) 사이의 상대 위치를 조정하도록 기판(11) 및 몰드(10) 중 적어도 하나를 구동하는 상대 구동 기구를 형성한다. 해당 상대 구동 기구에 의한 상대 위치의 조정은, 기판(11) 상의 임프린트재에 몰드(10)의 패턴면(22)을 접촉시키는 구동 및 임프린트재의 경화물로부터의 패턴면(22)을 분리하기 위한 구동을 포함한다. 기판 구동부(13)는, 복수의 자유도(예를 들어, X축, Y축, 및 θz축의 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θx축, θy축, 및 θz축의 6축)을 갖는 구동 기구일 수 있다. 몰드 구동부(8) 또한 복수의 자유도(예를 들어, Z축, θx축, 및 θy축의 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θx축, θy축, 및 θz축의 6축)을 갖는 구동 기구일 수 있다.

도 2에 예시되는 바와 같이, 몰드 구동부(8)는 몰드 보유지지부(9)를 Z 방향으로 구동하는 3개의 구동 시스템(Z1, Z2, Z3)을 포함할 수 있다. 각각의 구동 시스템(Z1, Z2, Z3)은, 예를 들어 Z 방향에서의 위치 및 Z 방향으로 작용하는 힘을 검출하는 센서를 포함한다. 이들 센서로부터의 출력에 기초하여, 몰드(10)의 위치 및 자세 그리고 몰드(10)에 가해지는 힘을 제어할 수 있다.

예를 들어, 구동 시스템(Z1, Z2)이 몰드(10)를 기판(11) 측(-Z 방향)으로 가압하고 구동 시스템(Z3)이 몰드(10)를 기판(11)의 반대측(+Z 방향)으로 가압함으로써, 몰드(10)는 +X 방향으로 기울어질 수 있다. 상술한 제어에 의해, 몰드(10)의 패턴면(22)의 기울기(θx 및 θy 방향의 제어) 및 기판(11)의 기울기 및/또는 면내 형상에 따라 자세 제어를 행할 수 있다.

임프린트재가 패턴면(22)의 전체 영역에 걸쳐 퍼진 후에, 임프린트재에 경화 에너지를 부여해서 임프린트재를 경화시킨다(경화 단계). 경화 에너지는, 광원(5)으로부터 발생되고, 빔 스플리터(6) 및 몰드(10)를 통해서 임프린트재에 부여된다. 임프린트재가 경화된 후, 제어부(1)는, 몰드 구동부(8)를 기판(11)의 반대측(+Z 방향)으로 구동하여, 몰드(10)의 패턴면(22)을 임프린트재로부터 분리한다(몰드 분리 단계).

상술한 단계에 의해, 1개의 샷 영역에 대한 패터닝이 완성된다. 임프린트 장치(IMP)는, 상술한 접촉 단계, 경화 단계, 및 몰드 분리 단계 각각에서의 임프린트재의 상태를 확인하기 위해서 임프린트재를 촬상하는 카메라(23)를 포함할 수 있다.

기판(11) 내에 임프린트재가 공급된 다른 샷 영역이 있는 경우, 다음 패터닝을 위한 영역을 몰드(10) 아래에 위치시키도록 기판 구동부(13)가 구동되고, 접촉 단계, 경화 단계, 및 몰드 분리 단계가 행해진다. 기판(11) 내에 임프린트재가 공급된 다른 샷 영역이 없는 경우, 새로운 샷 영역에 임프린트재가 공급된다. 기판(11) 내에 패터닝을 위한 샷 영역이 없는 경우, 기판(11)은 기판 보유지지부(12)로부터 해방되고 기판 보유지지부(12) 외부로 반출된다.

도 3a 및 도 3b를 참조하여, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 정렬에 사용되는 얼라인먼트 마크로서의 몰드측 마크(18) 및 기판측 마크(19)에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서는, 기판(11) 상의 1개의 샷 영역에 6개의 칩 영역이 배치된다.

도 3a는 몰드(10)의 패턴면(22)의 4개의 코너에 형성된 몰드측 마크(18a 내지 18h)를 나타낸다. 예를 들어, 수평 방향에서 길이 방향을 각각 갖는 몰드측 마크(18a, 18b, 18e, 18f)는 X 방향에서 계측 방향을 각각 갖는 마크이다. 수직 방향에서 길이 방향을 각각 갖는 몰드측 마크(18c, 18d, 18g, 18h)는 Y 방향에서 계측 방향을 각각 갖는 마크이다. 도 3a에서, 파선에 의해 둘러싸인 영역은 6개의 칩 영역 각각에 전사해야 할 패턴이 형성된 패턴 영역을 나타낸다.

도 3b는 기판(11) 상의 1개의 샷 영역(13a)의 4개의 코너에 형성된 기판측 마크(19a 내지 19h)를 나타낸다. 예를 들어, 수평 방향에서 길이 방향을 각각 갖는 기판측 마크(19a, 19b, 19e, 19f)는 X 방향에서 계측 방향을 각각 갖는 마크이다. 수직 방향에서 길이 방향을 각각 갖는 기판측 마크(19c, 19d, 19g, 19h)는 Y 방향에서 계측 방향을 각각 갖는 마크이다. 도 3b에서, 샷 영역(13a)의 내측의 실선에 의해 둘러싸인 영역은 칩 영역을 나타낸다.

임프린트 처리를 행할 때, 더 구체적으로는, 몰드(10)와 기판(11) 상의 임프린트재를 서로 접촉시킬 때, 몰드측 마크(18a 내지 18h) 및 기판측 마크(19a 내지 19h)는 각각 서로 근접하여 위치된다. 따라서, 검출부(15)에 의해 몰드측 마크(18)와 기판측 마크(19)를 검출함으로써, 몰드(10)의 패턴면(22)의 형상 및 위치는 기판(11)의 샷 영역(13a)의 형상 및 위치와 비교될 수 있다. 몰드(10)의 패턴면(22)의 형상 및 위치와 기판(11)의 샷 영역(13a)의 형상 및 위치 사이에 큰 차이(어긋남)가 발생하면, 중첩 오차가 허용 범위를 초과하고, 불량한 패턴 전사(제품 불량)를 초래한다.

도 4a 내지 도 4c를 참조하여, 임프린트 처리에 의해 몰드(10)의 패턴이 기판 상의 임프린트재에 전사되는 모습을 설명한다. 도 4a에 나타내는 바와 같이, 접촉 단계가 개시되기 전에 임프린트재(20)가 샷 영역에 공급된다. 임프린트재는 일반적으로 높은 휘발성을 갖기 때문에, 임프린트재는 임프린트 처리 직전에 공급된다. 임프린트재가 낮은 휘발성을 갖는 경우에는, 임프린트재는 스핀 코팅 등에 의해 사전에 기판의 전체면에 도포될 수 있다. 또한, 몰드 분리 단계에서 임프린트재가 기판으로부터 박리되는 것을 방지하기 위해서, 임프린트재와 기판 사이에 부착성을 향상시키는 재료를 사전에 도포해 두는 것이 일반적이다.

이어서, 도 4b에 나타내는 바와 같이, 접촉 단계에서, 몰드(10)가 임프린트재와 접촉하고, 임프린트재가 몰드(10)의 패턴부(오목-볼록 구조) 내에 충전한다. 임프린트재는 가시광을 투과하기 때문에, 검출부(4)는 기판측 마크(19)를 검출할 수 있다. 또한, 자외선에 의해 임프린트재를 경화시키기 위해서, 몰드(10)는 석영 같은 투명한 재료로 형성된다. 따라서, 몰드(10)와 임프린트 사이의 굴절률의 차가 작고, 오목-볼록 구조에만 기초하여 몰드측 마크(18)가 계측될 수 없는 경우가 있을 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 몰드측 마크(18)가 몰드(10)와는 다른 굴절률 또는 투과율을 갖는 재료로 형성되는 방법, 또는 이온 조사 등에 의해 몰드(10)의 마크부의 굴절률이 변화되는 방법이 제안되고 있다. 전술한 바와 같은 방법을 사용함으로써, 도 4b에 나타낸 상태에서도, 검출부(4)는 몰드측 마크(18)를 계측할 수 있다.

도 4c는, 경화 단계 및 몰드 분리 단계를 통해, 몰드(10)가 임프린트재로부터 분리된 상태를 나타낸다. 몰드 분리가 완료된 후, 기판 상에 경화된 임프린트재의 패턴(21)이 남는다. 따라서, 몰드(10)의 패턴이 기판에 전사된다.

도 5는 일반적인 원형 기판 및 기판에 배치되는 복수의 샷 영역의 레이아웃(샷 레이아웃)을 도시한다. 복수의 샷 영역은, 몰드(10)의 패턴 전체가 전사되는 완전 샷 영역(Sa)(완전 필드), 및 기판의 외주부에 위치되고 있는 것에 의해 몰드(10)의 패턴의 일부만이 전사되는 부분 샷 영역(Sb)(부분 필드)을 포함할 수 있다. "누락부"가 없지만 코너만이 기판의 외주에 접촉하고 있는 샷 영역 및 기판의 외주에 가까운 샷 영역 또한 부분 샷 영역으로서 분류될 수 있다. 기판은, 칩이 형성되는 유효 영역, 및 해당 유효 영역 외측의, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 포함한다. 예를 들어, 기판의 외주 에지로부터 미리결정된 거리 내의 영역은, 전 단계의 처리에 의해 영향을 받기 쉽기 때문에, 또는 기판 수용 디바이스의 규격에 따라 임프린트 처리의 대상이 되지 않은 무효 영역으로 간주될 수 있다. 무효 영역과 부분적으로 중첩하는 샷 영역 또한 부분 샷 영역으로서 분류될 수 있다. 따라서, 부분 샷 영역은 유효 영역의 외측 에지에 의해 규정되는 샷 영역이라고 이해될 수 있다.

일례에서, 몰드(10)에는 복수의 칩 패턴 영역이 형성되어 있고, 기판의 완전 샷 영역에는 복수의 칩 패턴 영역에 대응하도록 복수의 칩 영역이 형성된다. 몰드(10)의 복수의 칩 패턴이 동일한 패턴인 경우, 기판의 완전 샷 영역에는 복수의 칩 영역에서 동일한 패턴을 갖는 칩이 형성된다. 각각의 칩은 디바이스로서 기능한다. 따라서, 부분 샷 영역(Sb)에 적어도 하나의 칩이 형성되는 경우에는, 임프린트 처리에 의해 형성되는 디바이스의 생산량이 증가될 수 있다.

임프린트 처리 시에 임프린트재를 통해서 몰드(10)를 기판에 접촉시킬 때, 예를 들어 전사 영역과 전사 영역 외측의 영역 사이에서 임프린트재의 공급(도포) 상태가 변화한다. 임프린트 장치(IMP) 내에서 임프린트재를 공급하는 경우, 임프린트재가 기판의 바로 외주에 이르기까지 공급되는 경우, 임프린트재는 기판의 외부로 돌출할 수 있다. 이를 방지하기 위해서는, 일반적으로, 기판 단부 부분 내의 미리결정된 범위에는 임프린트재가 공급되지 않는다. 또한, 스핀 코팅에서, 기판 단부 부분의 임프린트재가 장치 내에서 박리되어서 티끌을 발생시키는 것을 방지하기 위해서, 임프린트재가 전체면에 도포된 후, 기판 단부 부분에서 임프린트재를 제거하는 에지 린스 단계(edge rinse step)가 행해진다. 미소 파티클을 방지하기 위해서, 기판 외주부를 연마하는 단계(베벨 연마 단계(Bebel polishing step)) 도 행해질 수 있다.

상기 설명에 기초하여, 부분 샷 영역(Sb)에 대해 임프린트 처리를 행할 때의 단면이 각각 도 6a 내지 도 6d에 도시된다. 도 6a는 몰드(10)가 기판(11) 상의 임프린트재(20)와 접촉하기 전의 상태를 나타낸다. 전술한 바와 같이, 임프린트재(20)는 기판 단부까지 공급되어 있지 않다. 또한, 도 6a에서는, 기판(11)의 단부 부분은 가공되어 있지 않다.

도 6b는 몰드(10)가 기판(11) 상의 임프린트재(20)와 접촉하는 상태를 나타낸다. 이때, 몰드(10)는 각종 임프린트 조건, 자중 휨 등으로 인해 변형되지만, 임프린트재(20)를 통해서 기판(11)에 임프린트되어 있는 부분은 기판(11)의 편평한 표면을 추종하는 형상을 갖는다. 한편, 몰드(10)와 기판(11) 사이에 임프린트재(20)가 없는 기판 단부에서는, 몰드(10)가 변형된다. 이때, 임프린트재(20)는 기판 단부를 향해서 퍼지지만, 몰드(10)의 변형으로 인해 몰드(10)와 기판(11) 사이의 간극이 감소함에 따라 임프린트재의 두께는 서서히 감소한다. 임프린트재(20)가 매우 얇게 존재하거나 임프린트재(20)가 존재하지 않는 영역이 발생하여, 몰드(10)가 기판(11)에 접촉하는 영역의 발생을 초래한다. 이 후, 기판측 마크와 몰드측 마크 사이의 상대 위치의 계측 결과에 기초하여 상대 정렬 구동이 행해진다. 그러나, 몰드(10)가 기판(11)과 거의 직접 접촉하고 있는 이 상태에서는, 몰드(10)와 기판(11) 사이에 큰 전단력이 발생하여, 이들을 구동하는 것이 불가능하거나 어려워진다. 또한, 몰드(10)가 기판(11)과 거의 직접 접촉하는 상태에서는, 이들이 구동될 수 있어도, 몰드(10)는 부분적으로 파괴되거나 또는 손상될 수 있다. 에지 린스 등으로 인해 접착 재료가 없는 영역에서 몰드(10)가 임프린트재(20)와 접촉하는 경우 또는 임프린트재의 두께 불균일이 발생하는 경우, 몰드(10)를 임프린트재(20)로부터 분리할 때 임프린트재(20)의 일부가 몰드(10)에 부착될 수 있다. 몰드(10)에 부착된 임프린트재는 다음 샷 영역에 대한 임프린트 성능에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 이러한 부착을 방지할 필요가 있다.

도 6c는 기판(11)의 단부 부분에 경사가 형성되는 구조를 나타내며, 도 6d는 기판(11)의 단부 부분에 단차가 제공되는 구조를 나타낸다. 이러한 경사 또는 단차를 제공함으로써, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 직접 접촉을 피할 수 있다.

도 9는 본 실시형태에 따른 부분 샷 영역에 대해 임프린트를 행하는 임프린트 방법을 나타내는 흐름도이다. 전술한 바와 같이, 기판은 칩이 형성되는 유효 영역 및 유효 영역 외측의, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 포함한다. 무효 영역은, 예를 들어 유효 영역 외측의 외측 영역을 에칭해서 상술한 바와 같은 경사 또는 단차가 형성된 영역이다. 단계 S901에서, 제어부(1)는 유효 영역과 무효 영역 사이의 높이차에 기초하여 부분 샷 영역에 대한 임프린트 조건을 결정한다. 그 후, 단계 S902에서, 제어부(1)는 단계 S901에서 결정된 임프린트 조건에 따라 부분 샷 영역에 대해 임프린트 처리를 행한다.

도 6c 또는 도 6d에 나타낸 바와 같은 구조에서 임프린트 처리를 행하면, 도 6b에 나타낸 바와 같은 구조에 비하여, 몰드(10)는 기판(11)과 접촉하기 어려워지고, 따라서 부분 샷 영역에 대한 임프린트 성능의 저하가 억제될 수 있다. 그러나, 몰드(10)의 변형이 기판(11)의 단부 부분의 경사 또는 단차량보다 큰 경우에는, 도 6b에 도시된 바와 같은 현상이 발생할 수 있다. 이를 방지하기 위해서, 몰드(10)의 변형도 고려한, 이하에서 설명되는 바와 같은 임프린트 방법이 행해질 수 있다.

도 7a 내지 도 7c는, 다양한 임프린트 조건 중, 기판 단부에 대한 임프린트 처리에서 임프린트 영역에서의 접촉면으로부터의 몰드의 큰 변위량(변형량)을 야기하는 조건을 시뮬레이션에 의해 획득된 추정 결과를 나타낸다. 임프린트 조건은 복수의 조건을 포함할 수 있다. 일 예에서, 복수의 조건은 임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기일 수 있다. 도 7a 내지 도 7c은 1 mm의 두께를 갖는 몰드(10)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 임프린트력(IF)은 몰드(10)를 기판(11) 상의 임프린트재(20)에 접촉시킬 때의 Z 방향이 상대적인 힘의 크기를 나타낸다. 임프린트력은 몰드(10)와 임프린트재(20) 사이의 접촉으로부터 그 분리까지의 기간에서 변할 수 있다. 그러나, 조건이 이러한 문제에 영향을 미치는 타이밍은 임프린트 조건 간에 변화하기 때문에, 사전 평가 또는 시퀀스의 검토에 의해 고려되는 힘의 타이밍이 선택된다. 영향을 미치는 힘의 타이밍의 일 예는, 상대 정렬을 위해 몰드(10)와 기판(11)이 구동되는 임프린트력에 대한 타이밍이다.

배면 가압력(BP)은 몰드(10)을 기판(11) 측을 향해 볼록 형상으로 변형시키기 위해서 가해지는 힘의 크기를 나타낸다. 이 힘은 임프린트 동안의 몰드(10)의 볼록 형상에 따라 상대적인 샷 형상이 변화하기 때문에 제어된다. 몰드(10)는 직접 접촉에 의해 변형될 수 있거나, 또는 몰드(10) 상부의 공간 내의 공기 압력이 변화될 수 있다. 본 시뮬레이션에서는, 변형 디바이스(14)에 의해 몰드(10) 상부의 공간인 공기 챔버(15)의 압력이 변화되는 모델을 채용했다.

몰드의 기울기(T)는, 몰드 구동부(8)에 의해 몰드(10)를 θx 및 θy 방향으로 제어함으로써 몰드(10)를 X축 및 Y축 둘레로 기울이는 양을 나타낸다.

임프린트 면적은 임프린트 영역(임프린트재가 존재하고 있는 영역)의 면적을 나타낸다. 임프린트 면적은 몰드(10)의 패턴면(22)의 면적에 대한 임프린트 영역(임프린트재가 존재하는 영역)의 면적의 비(면적비)에 의해 표현될 수 있다. 면적비는 완전 샷 영역에 대해 100%이며, 부분 샷 영역에 대해서는 기판 단부 부분의 위치에 따라서 100% 미만이다. 도 7a 내지 도 7c는 15%, 25%, 및 50%의 면적에 대한 예를 나타낸다. 일반적으로, 면적비가 작을수록, 임프린트 영역 외측의 몰드 변형이 커진다.

도 7a 내지 도 7c의 각각의 그래프의 횡축은 0으로 설정되는 임프린트 영역의 단부로부터 임프린트 영역 외측에서 몰드(10)가 변형될 수 있는 영역까지의 거리를 나타낸다(도 6a 내지 도 6d 참조). 종축은 몰드(10)의 변위량을 나타낸다. 도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 임프린트 영역의 단부로부터의 거리가 증가함에 따라 몰드(10)의 변위량이 증가하는 경향이 있다는 것을 확인할 수 있다. 또한, 임프린트 면적 및 임프린트 조건(임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기)에 따라 몰드(10)의 변위량이 변하는 것도 확인할 수 있다. 비교예로서, 도 8a 내지 도 8c는 3 mm의 두께를 갖는 몰드(10)에 대한 시뮬레이션 결과를 나타낸다. 몰드의 두께가 증가할 때, 임프린트력의 변화 및 배면 가압력의 변화에 대한 몰드의 변형은 감소된다는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 몰드 전체의 기울기를 나타내는 몰드의 기울기(T)는 몰드의 두께가 증가하는 경우에도 도 7a 내지 도 7c에서와 거의 동일한 결과를 나타낸다.

임프린트 조건(임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기)은 동시에 발생할 수 있다. 따라서, 각각의 임프린트 조건에 대한 변위량을 계산하고 획득된 변위량을 가산함으로써, 임프린트 처리 시의 몰드 변위량을 구할 수 있다. 기판 단부의 기판 표면에 대한 몰드 변위량을 구함으로써, 몰드(10)가 기판(11)에 직접 접촉하지 않는 조건에서 임프린트 처리를 실시할 수 있다.

도 10을 참조하여, 본 실시형태에서의 임프린트 시퀀스를 설명한다.

먼저, 단계 8-1에서, 제어부(1)는 기판 단부 부분(무효 영역)의 요철 구조(기판 단부 구조)의 정보를 취득한다. 기판 단부 구조의 정보로부터 유효 영역과 무효 영역 사이의 높이차가 구해진다. 기판 단부 구조의 정보는, 예를 들어 레이저 변위계 또는 공초점 현미경 등의 높이 방향의 위치를 계측할 수 있는 계측기와, 기판을 보유지지하면서 미리결정된 위치로 구동될 수 있는 스테이지를 조합한 계측 시스템을 사용하여 취득된다. 기판 단부 구조는 기판의 설계 조건 및 가공 조건 중 적어도 어느 것에 기초하여 예측 또는 추정될 수 있다. 그러나, 기판이 변동하는 경우 또는 미리결정된 매수의 기판마다의 샘플링 검사가 필요한 경우, 계측을 적절히 행하는 것이 필요하다.

단계 8-2는 임프린트 처리를 위한 기판을 준비하는 단계이다. 기판을 준비하는 단계는, 기판 상에 박막을 형성하는 단계, 기판의 온도를 조정하는 단계, 기판의 외형을 계측하는 단계, 기판을 기판 보유지지부(12) 상에 장착하는 단계 등을 포함할 수 있다. 단계 8-1의 전부 또는 일부와 단계 8-2의 전부 또는 일부의 순서는 역전될 수 있다는 것에 유의한다. 예를 들어, 본래의 목적은 임프린트 처리 시의 기판의 구조를 계측하기 위한 것이기 때문에, 기판에 대한 각종 단계 모두가 완료되고 기판이 기판 보유지지부(12)에 장착된 후에 기판 단부 구조를 계측하는 것이 바람직하다. 그러나, 계측 동안 임프린트 처리를 행할 수 없기 때문에, 이는 생산성의 저하를 초래한다. 이를 피하기 위해서, 기판 보유지지부(12)에 장착되기 전에 다른 유닛에 의해 계측을 행함으로써 계측과 임프린트 처리를 병행해서 행할 수 있다. 임프린트 장치(IMP)의 외부에서 사전에 계측을 행하는 경우, 기판에 대해 행해지는 각종 단계의 각각에서의 기판 단부 구조의 변화가 예측된다.

전술한 바와 같이, 도 7 및 도 8에서 나타낸 바와 같은 시뮬레이션 결과로부터, 임프린트 조건과 임프린트 시의 몰드(10)의 변위량(몰드 변위량) 사이의 관계가 미리 얻어진다. 단계 8-3에서는, 제어부(1)는, 그 관계에 기초하여, 임시로 설정된 임프린트 조건 하에서 기판 단부의 샷 영역(부분 샷 영역)에 대해 행해지는 임프린트 처리에서의 몰드 변위량을 예측한다. 제어부(1)는, 임시로 설정된 임프린트 조건으로부터 몰드 변위량을 예측할 수 있다. 몰드 변위량은 도 7 및 도 8에서 나타낸 바와 같은 시뮬레이션 결과에 기초해서 예측될 수 있거나 또는 각종 임프린트 조건을 변경하면서 사전에 실제로 임프린트 처리를 실시하여 얻은 결과에 기초해서 예측될 수 있다.

단계 8-4에서, 제어부(1)는 단계 8-1에서 취득된 기판 단부 구조(그로부터 구해지는 높이차)를 단계 8-3에서 얻어진 몰드의 예측 변위량과 비교한다. 예를 들어, 도 6d에 나타낸 바와 같은 단차를 포함하는 기판 단부 구조에 대해, 임프린트 영역 외측에서의 기판 표면의 깊이가 몰드(10)의 최대 예측 변위량보다 큰 경우, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 직접 접촉은 회피된다(8-4-1). "+α"은 안전 계수 또는 여유도를 나타내는 항이라는 것에 유의한다. 이것은 임프린트 처리 시의 조건의 변동 정밀도 및 기판 단부 구조의 변동을 허용하는 값이다. 어느 정도의 여유도를 부여할지는 사전 평가 또는 과거의 실적에 기초하여 결정될 수 있다. 도 6c에 나타낸 바와 같은 경사를 갖는 기판 단부 구조의 경우, 몰드의 중간부가 기판에 접촉할 수 있다. 따라서, 몰드의 최대 예측 변위량뿐만 아니라 각각의 위치에서의 접촉 가능성 또한 구할 필요가 있다. 상술한 동작에 의해, 접촉이 발생하지 않거나 또는 임프린트재가 허용불가능하게 얇지 않은 것이 확인되는 경우, 제어부(1)는 단계 8-5에서 장치에 본 임프린트 조건을 부여하고, 단계 8-7에서 임프린트 처리를 행한다.

한편, 단계 8-4에서의 비교 결과로부터, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 직접 접촉을 피할 수 없다고 판단된 경우에는(단계 8-4-2), 임프린트 조건을 다시 설정하는 것이 필요하다. 제어부(1)는, 단계 8-6에서, 기판 단부 구조로부터 구해지는 높이차와 예측된 몰드 변위량에 기초하여, 임시로 설정된 임프린트 조건을 수정함으로써 임프린트 조건을 결정한다. 단계 8-6에서, 제어부(1)는, 몰드 변위량의 허용량을 기판 단부 구조로부터 구하고, 변경될 수 있는 각각의 임프린트 조건을 조정한다. 예를 들어, 임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기가 조정된다. 몰드가 두꺼울 경우에는, 몰드의 기울기만이 몰드의 변형에 민감하다. 따라서, 몰드의 기울기를 조정하는 선택지가 취해진다. 임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기 같은 임프린트 조건은 몰드의 변형뿐만 아니라 전사 패턴의 형상, 임프린트재의 충전성, 및 몰드의 단부로부터의 임프린트재의 스며나옴에 관련된 성능과도 관련된다. 따라서, 각각의 임프린트 조건의 중요도, 허용도, 및 각각의 성능에 대한 민감도 같은 정보를 사전에 입력하는 것이 바람직하고, 임프린트 조건을 자동으로 재조정하는 것이 바람직하다.

도 11을 참조하여 임프린트 조건 조정 수순의 구체예를 설명한다.

상술한 임프린트력, 배면 가압력, 몰드의 기울기는 다른 임프린트 결과에도 영향을 미치는 파라미터이다. 예를 들어, 일본 특허 공개 공보 제2013-55327호에 기재되어 있는 바와 같이, 이들 파라미터를 변화시키면 몰드와 기판 사이의 상대 샷 형상이 변화하는 것이 알려져 있다. 이하에서는, 몰드와 기판 사이의 상대 샷 형상을 단순히 "샷 형상"이라고 말한다.

여기서, 취득된 기판 단부 형상과 시뮬레이션 또는 사전 평가에 기초한 몰드 변형 사이의 비교 결과로서, 몰드와 기판 사이의 접촉 가능성이 있다고 판단되는 것으로 한다. 이 경우, 샷 형상에 대한 민감도와 몰드의 변형에 대한 민감도를 복수의 조건의 항목(임프린트력, 배면 가압력, 및 몰드의 기울기) 각각마다 비교한다. 샷 형상은 다양한 형상을 포함하고 각각의 항목이 상이한 형상에 영향을 미치기 때문에, 임프린트 조건을 조합함으로써 원하는 형상을 구현한다. 따라서, 필요한 형상 보정에 대한 민감도는 항목 간에 변화한다.

본 실시형태에서, 복수의 조건 각각의 변화에 대한 몰드와 기판 사이의 샷 형상에 대한 민감도 및 몰드의 변형에 대한 민감도의 정보에 기초하여, 각각의 조건의 수정에 대한 우선도가 결정되었다. 예를 들어, 도 11에 도시된 예에서, 항목 A에 관해서는, 몰드의 변형에 대한 민감도가 높고 샷 형상에 대한 민감도는 낮다. 항목 B에 관해서는, 몰드의 변형에 대한 민감도 및 샷 형상에 대한 민감도는 양자 모두 중간이다. 항목 C에 관해서는, 몰드의 변형에 대한 민감도는 낮고, 샷 형상에 대한 민감도는 높다. 이들 중에서, 조정될 최적 항목은 샷 형상에 대한 민감도는 낮고 몰드 변형에 대한 민감도는 높은 항목(도 10에 도시된 예에서는 항목 C)이다. 이러한 항목이라면, 몰드(10)가 기판(11)에 접촉하지 않게 하도록 조건이 변경되는 경우에도, 샷 형상에 대한 영향은 작다. 따라서, 이는 본 보정에 대하여 가장 편리한 항목이다. 반대로, 샷 형상에 대한 민감도가 높고 몰드의 변형에 대한 민감도가 낮은 항목은, 샷 형상 보정에 대해 높은 우선도를 부여해야 한다(접촉 회피 항목으로서 낮은 우선도가 부여된다). 이와 같이, 샷 형상에 대한 민감도가 낮고, 몰드 변형에 대한 민감도가 높을수록, 높은 우선도가 부여된다. 이들 우선도는 사전에 설정되고, 몰드(10)와 기판(11) 사이의 접촉의 가능성이 있다고 판단되는 경우에는, 우선도의 순서로 임프린트 조건이 수정된다.

그 후, 제어부(1)는 단계 8-7에서 임프린트 처리를 행한다.

상술한 임프린트 시퀀스에 따르면, 임프린트 처리 시의 전사 정밀도를 유지하면서 기판 단부와 모드 사이의 직접 접촉을 회피할 수 있다.

<제2 실시형태>

제2 실시형태로서, 임프린트 조건에 따른 기판 단부 구조를 결정하고 기판에 추가 가공을 행하는 방법을 설명한다.

도 7 및 도 8에 나타낸 바와 같은 시뮬레이션이나 사전 평가로부터, 각각의 임프린트 조건에 대한 몰드 변형이 취득된다. 이 결과에 기초하여, 기판 단부에 대해 추가 가공을 행한다. 도 12a 내지 도 12d를 참조하여, 기판 단부 부분에 단차 구조를 형성하는 수순을 설명한다.

먼저, 기판(11)의 전체면에 임프린트재(20)가 도포된다(도 12a). 이때, 기판(11)은 전 단계에서 형성된 패턴 또는 막을 포함할 수 있다.

이어서, 기판 단부의 임프린트재(20)가 미리결정된 폭만큼 제거된다(도 12b). 예를 들어, 제거되는 부분의 임프린트재(20)에 노광광을 조사하고, 열화된 임프린트재(20)를 제거하는 방법이 사용된다. 이 외에도, 화학 용액을 사용하는 것만으로 불필요한 부분을 제거할 수도 있지만, 제거될 영역을 정밀하게 결정하기 위해서는 노광에 기초한 방법이 바람직하다. 제거 폭 또한 임프린트 영역의 크기에 관련되기 때문에, 형성될 디바이스의 조건 및 칩 레이아웃뿐만 아니라 몰드의 변형의 영향에도 기초하여 이를 결정한다.

이어서, 기판(11)의 에칭 처리가 행해진다(도 12c). 여기서, 임프린트재(20)가 제거된 부분이 에칭되지만 임프린트재(20)가 남아 있는 부분은 보호되기 때문에, 기판 단부 부분에 단차 구조가 형성된다. 단차 구조의 깊이는 전술한 시뮬레이션 또는 사전 평가에 기초하여 결정될 수 있다.

마지막으로, 기판 상에 남아 있는 임프린트재(20)가 제거되고, 기판 단부에 단차 구조를 형성하는 단계가 완료된다(도 12d).

기판 단부 구조를 형성하는 방법은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 미소한 이물이 부착되기 쉬운 베벨 부분을 연마하는 베벨 연마 장치가 기판 단부를 원하는 구조로 연마하기 위해 사용될 수 있다. 그러나, 연마 장치는 단차 구조가 아니라 완만한 경사를 형성하기 때문에, 상술한 에칭이 몰드의 변형에 의해 야기되는 접촉이 발생하기 어려운 원하는 구조를 형성하는데 더 적합하다.

임프린트 처리 전에 기판의 상술한 가공 단계를 행함으로써, 원하는 임프린트 조건에서 임프린트 처리를 행하는 경우에도 기판은 몰드에 접촉하지 않는다.

도 13은 본 실시형태에 따른 임프린트 방법의 흐름도를 나타낸다. 단계 S1301에서, 임프린트 처리를 위한 기판이 준비된다. 기판은, 칩이 형성되는 유효 영역, 및 칩이 형성되지 않는, 해당 유효 영역 외측의 외측 영역을 포함한다. 기판을 준비하는 단계는, 기판 상에 박막을 형성하는 단계, 기판의 온도를 조정하는 단계, 기판의 외형을 계측하는 단계, 기판을 기판 보유지지부(12) 상에 장착하는 단계 등을 포함할 수 있다. 단계 S1302에서, 제어부(1)는 부분 샷 영역에 대한 임프린트 조건에 기초하여, 준비된 기판의 유효 영역과 외측 영역 사이의 높이차를 결정한다. 단계 S1303에서, 결정된 높이차에 따라 외측 영역을 에칭하고, 이에 의해 기판의 유효 영역 외측에, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 형성한다. 그 후, 단계 S1304에서, 제어부(1)는, 기판의 유효 영역 상의 샷 영역에 임프린트재를 공급하고 칩의 패턴을 임프린트재에 전사하는 임프린트 처리를 행한다.

상술한 임프린트 방법에 따르면, 기판 단부와 몰드 사이의 직접 접촉을 회피할 수 있고, 따라서 부분 샷 영역에 대한 임프린트 성능의 저하가 억제될 수 있다.

<물품 제조 방법의 실시형태>

임프린트 장치를 사용해서 형성된 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 또는 MRAM과 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와, LSI, CCD, 이미지 센서, 또는 FPGA와 같은 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.

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

이어서, 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 도 14의 단계 SA에서는, 절연체 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 기판 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적 형태의 임프린트재(3z)가 기판 상에 부여된 상태를 나타낸다.

도 14의 단계 SB에 도시된 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)의, 그 3차원 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재(3z)에 대면시킨다. 도 14의 단계 SC에서는, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 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 14의 단계 SD에서는, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후 몰드(4z)와 기판(1z)을 분리하면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하고, 몰드의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응하는 형상을 갖는데, 즉 임프린트재(3z)에 몰드(4z)의 3차원 패턴이 전사되게 된다.

도 14의 단계 SE에서는, 경화물의 패턴을 내에칭 마스크로서 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면 중, 경화물이 존재하지 않거나 또는 얇게 잔존하는 부분이 제거되고, 홈(5z)이 된다. 도 14의 단계 SF에서는, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는 경화물의 패턴을 제거했지만, 경화물의 패턴은 가공 후에도 제거되지 않고, 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용될 수 있다.

본 발명은 예시적인 실시형태를 참고하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (8)

1. 몰드를 사용해서 기판의 샷 영역에 임프린트 처리를 행하는 임프린트 방법이며,
   상기 기판은, 칩이 형성되는 유효 영역과, 상기 유효 영역의 외측의, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 포함하고, 상기 무효 영역은 상기 유효 영역 외측의 외측 영역을 에칭함으로써 형성되는 영역이며,
   상기 방법은,
   상기 유효 영역과 상기 무효 영역 사이의 높이차에 기초하여, 상기 유효 영역의 외측 에지에 의해 규정되는 부분 샷 영역에 대한 임프린트 조건을 결정하는 단계, 및
   상기 결정된 임프린트 조건에 따라, 상기 부분 샷 영역에 상기 임프린트 처리를 행하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 기판의 상기 무효 영역의 구조인 기판 단부 구조의 정보를 취득하는 단계; 및
   임프린트 조건과 임프린트 처리 시의 상기 몰드의 변위량 사이의, 미리 취득되는 관계에 기초해서, 임시로 설정된 임프린트 조건 하에서 행해지는 임프린트 처리에서의 상기 몰드의 변위량을 예측하는 단계를 더 포함하며,
   상기 임프린트 조건을 결정하는 단계에서는, 상기 기판 단부 구조로부터 구해지는 상기 높이차와 상기 예측된 변위량에 기초하여, 상기 임시로 설정된 임프린트 조건을 수정함으로써, 상기 임프린트 조건이 결정되는, 임프린트 방법.
3. 제2항에 있어서,
   상기 임프린트 조건은 복수의 임프린트 조건을 포함하고,
   상기 방법은, 상기 복수의 임프린트 조건 각각의 변화에 대한, 상기 몰드와 상기 기판 사이의 상대적인 샷 형상의 민감도 및 상기 몰드의 변형의 민감도의 정보에 기초하여, 각각의 조건의 수정의 우선도를 결정하는 단계를 더 포함하며,
   상기 임프린트 조건을 결정하는 단계에서는, 상기 임프린트 조건은 상기 우선도의 순서로 수정되는, 임프린트 방법.
4. 제3항에 있어서,
   상기 우선도를 결정하는 단계에서는, 상기 상대적인 샷 형상의 상기 민감도가 낮고 상기 몰드의 변형의 상기 민감도가 높을수록 더 높은 우선도가 부여되는, 임프린트 방법.
5. 제3항에 있어서,
   상기 복수의 임프린트 조건은, 상기 몰드를 상기 부분 샷 영역 상의 임프린트재에 접촉시킬 때의 임프린트력, 상기 몰드의 배면에 가해지는 압력인 배면 가압력, 및 상기 몰드의 기울기를 포함하는, 임프린트 방법.
6. 제2항에 있어서,
   상기 정보를 취득하는 단계에서, 상기 정보는, 상기 기판 단부 구조를 계측함으로써 또는 상기 기판의 설계 조건과 가공 조건 중의 적어도 어느 것에 기초하여 상기 기판 단부 구조를 예측함으로써 취득되는, 임프린트 방법.
7. 임프린트 방법이며,
   칩이 형성되는 유효 영역과 상기 유효 영역의 외측의 외측 영역을 포함하는 기판을 준비하는 단계;
   상기 유효 영역과 상기 외측 영역 사이의 높이차를 결정하는 단계;
   상기 결정된 높이차에 따라 상기 외측 영역을 에칭하고, 이에 따라 상기 유효 영역 외측에, 칩이 형성되지 않는 무효 영역을 형성하는 단계; 및
   상기 유효 영역 상의 샷 영역에 임프린트재를 공급하고 상기 칩의 패턴을 상기 임프린트재에 전사하는 임프린트 처리를 행하는 단계를 포함하며,
   상기 높이차를 결정하는 단계에서는, 상기 유효 영역의 외측 에지에 의해 규정되는 부분 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리의 조건에 기초하여 상기 높이차를 결정하는, 임프린트 방법.
8. 물품 제조 방법이며,
   제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서 규정된 임프린트 방법에 따라 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및
   상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하며,
   상기 가공된 기판으로부터 물품이 제조되는, 물품 제조 방법.

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