KR101674279B1

KR101674279B1 - 임프린트 방법, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법

Info

Publication number: KR101674279B1
Application number: KR1020147025332A
Authority: KR
Inventors: 노조무 하야시
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2013-03-07
Publication date: 2016-11-08
Also published as: EP2826059A4; KR20140124836A; US20150013559A1; JP6029495B2; WO2013136733A1; EP2826059B1; EP2826059A1; CN104160476B; US9703190B2; JP2013219333A; CN104160476A

Abstract

본 발명의 임프린트 방법은, 기판 상의 샷 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출기의 위치를 변경하는 단계와; 기판 상의 샷 상으로 공급된 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키는 단계와; 검출기의 위치의 변경의 완료 후에 검출기를 사용하여 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함한다. 여기에서, 접촉 단계는 검출기의 위치의 변경의 완료 전에 개시된다.

Description

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

본 발명은 임프린트 방법 및 임프린트 장치 그리고 이들을 사용한 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 또는 MEMS의 미세 가공(microfabrication)에 대한 요구가 증가됨에 따라, 종래의 포토리소그래피 기술(photolithography technology) 그리고 또한 기판(웨이퍼) 상의 미경화 수지가 몰드(mold)에 의해 성형되고 그에 의해 기판 상에 수지 패턴을 형성하는 미세 가공 기술이 주목을 받아 왔다. 이러한 기술은 '임프린트 기술'로서도 불리고, 그에 의해 수 ㎚의 치수를 갖는 미세 구조가 기판 상에 형성될 수 있다. 임프린트 기술의 하나의 예는 광-경화법(photo-curing method)을 포함한다. 광-경화법을 채용한 임프린트 장치는 우선 기판 상의 샷 영역(shot region)(임프린트 영역)에 자외선 경화성 수지(임프린트 재료, 광경화성 수지)를 도포한다. 다음에, 수지(미경화 수지)가 몰드에 의해 성형된다. 자외선 경화성 수지에 경화를 위한 자외선이 조사된 후에, 경화된 수지는 몰드로부터 이형되고, 그에 의해 수지 패턴이 기판 상에 형성된다. 특히, 특허문헌 1에 개시된 임프린트 장치는 패턴이 기판의 주변 영역 상에 존재하는 샷(주변 샷) 상에 형성될 때에 미리 샷 상의 얼라인먼트 마크 중에서 어떠한 얼라인먼트 마크도 누락되지 않은 기판의 주변 영역 상에 존재하는 샷을 얼라인먼트 검출계가 검출하게 한다.

여기에서, 주변 샷의 형상은 각각의 주변 샷에 대해 상이하다. 이와 같이, 얼라인먼트 검출계에 의해 검출될 얼라인먼트 마크의 위치가 또한 각각의 주변 샷에 대해 상이하다. 특허문헌 1에 개시된 임프린트 장치에서, 얼라인먼트 측정을 수행하고 몰드와 임프린트 재료를 접촉시키는 동작은 검출 위치로의 얼라인먼트 검출계의 이동(얼라인먼트) 후에 개시된다.

그러므로, 얼라인먼트 검출계는 얼라인먼트 마크의 검출을 위해 이동될 것이 필요하고, 그 이동 시간은 처리량(throughput)에 대한 악영향을 가져온다.

일본 특허 공개 제2007-281072호

따라서, 본 발명은 처리량을 개선하는 데 유리한 임프린트 방법을 제공한다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드 상에 형성된 패턴과 기판 상의 임프린트 재료를 접촉시키고 그에 의해 임프린트 재료로 패턴을 전사하는 임프린트 방법에 있어서, 기판 상의 샷 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출기의 위치를 변경하는 단계와; 기판 상의 샷 상으로 공급된 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키는 단계와; 검출기의 위치의 변경의 완료 후에 검출기를 사용하여 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함하고, 접촉 단계는 검출기의 위치의 변경의 완료 전에 개시되는, 임프린트 방법이 제공된다.

본 발명에 따르면, 처리량을 개선하는 데 유리한 임프린트 방법이 제공될 수 있다.

본 발명의 추가적인 특징이 첨부 도면을 참조하여 다음의 예시적인 실시예의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시하는 도면.
도 2a는 얼라인먼트 스코프의 배열을 도시하는 도면.
도 2b는 자외선 입사측으로부터 관찰될 때의 얼라인먼트 마크를 도시하는 확대도.
도 2c는 자외선 입사측으로부터 관찰될 때의 복수의 얼라인먼트 마크를 도시하는 도면.
도 3은 웨이퍼 상의 주변 샷의 얼라인먼트를 도시하는 도면.
도 4는 웨이퍼 상의 샷의 배열을 도시하는 도면.
도 5는 임프린트 처리 중의 동작의 순서를 도시하는 흐름도.

이후에서, 본 발명의 바람직한 실시예가 도면을 참조하여 설명될 것이다.

우선, 본 발명의 일 실시예에 따른 임프린트 장치의 구성의 설명이 주어질 것이다. 도 1은 본 실시예의 임프린트 장치(1)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(1)는 몰드를 사용하여 웨이퍼(기판), 즉 처리될 기판 상에 미경화 수지(임프린트 재료)를 성형하고 그에 의해 웨이퍼 상에 수지 패턴을 형성하고 물품으로서 반도체 디바이스 등의 디바이스의 제조에서 사용되는 장치이다. 여기에서, 본 실시예의 임프린트 장치는 자외선의 조사에 의해 수지를 경화시키는 광-경화법을 채용한 임프린트 장치이다. 임프린트 장치(1)는 임프린트 사이클을 반복함으로써 웨이퍼 상에 존재하는 복수의 샷(패턴-형성 영역) 상에 패턴을 순차적으로 형성한다. 여기에서, 임프린트 사이클은 몰드가 웨이퍼 상의 수지에 대해 가압되는 동안에(몰드가 웨이퍼 상의 수지와 접촉된 동안에) 수지를 경화시킴으로써 웨이퍼 상의 1개의 샷 상에 패턴을 형성하는 사이클을 말한다. 다음의 도면에서, Z 축이 웨이퍼 상의 수지에 자외선을 조사하는 조사계의 광축에 평행으로 정렬되고 상호 직교 축 X 및 Y가 Z 축에 직각인 평면 내에 정렬되는 경우의 설명이 주어질 것이다. 임프린트 장치(1)는 광 조사 유닛(2), 몰드 보유지지 기구(3), 웨이퍼 스테이지(4), 도포기(dispenser)(5), 얼라인먼트 검출계(6) 및 컨트롤러(7)를 포함한다.

광 조사 유닛(2)은 몰드(M)를 거쳐 수지(R)에 자외선(10)을 조사하고 그에 의해 수지(R)를 경화시킨다. 본 실시예에서의 수지(R)는 자외선 경화성 수지이다. 광 조사 유닛(2)은 광원 유닛(8) 및 광학계(9)를 포함한다. 광원 유닛(8)은 자외선(10)(예컨대, i-선, g-선)을 사출하는 할로겐 램프 등의 광원(도시되지 않음) 그리고 광원으로부터 사출된 광을 집광하는 타원형 미러(도시되지 않음)를 포함한다. 광학계(9)는 샷 상의 수지(R)에 자외선(10)을 조사하는 데 사용되는 렌즈 및 개구(aperture) 그리고 하프 미러(half mirror)(11)를 포함한다. 개구는 화각 제어(field angle control) 및 외주연 차광 제어(outer peripheral light-shielding control)에 사용된다. 화각 제어에 의해, 목표 샷에만 자외선(10)이 조사될 수 있다. 외주연 차광 제어에 의해, 자외선(10)은 웨이퍼(W)의 외부 형상을 초과하지 않도록 제한될 수 있다. 광학계(9)는 몰드(M)를 균일하게 조사하는 광학 적분기(optical integrator)를 또한 포함할 수 있다. 그 조사 범위가 개구에 의해 한정된 자외선(10)은 몰드(M)를 거쳐 웨이퍼(W) 상의 수지(R) 상에 입사된다. 나아가, 본 실시예에서, 임프린트 장치(1)는 하프 미러(11)를 거쳐 전체 샷을 관찰하는 관찰 스코프(12)를 포함한다. 관찰 스코프(12)는 임프린트 처리의 상태(가압 동작 및 충전 진행 상태)를 확인하는 데 사용된다.

몰드(M)의 외주연 형상은 다각형(바람직하게는, 직사각형 또는 정사각형)이고, 몰드(M)는 웨이퍼(W)와 대면하는 표면 상에 3-차원으로 형성되는 패턴 섹션(예컨대, 전사될 회로 패턴 등의 오목 및 볼록 패턴)을 포함한다. 수지(R)를 경화시키는 자외선(10)을 통과시키기 위해, 몰드(M)는 자외선(10)의 파장에 투과성인 임의의 재료, 예컨대 석영으로 형성된다.

몰드 보유지지 기구(3)는 몰드(M)를 보유지지하는 몰드 척(13) 그리고 몰드 척(13)[몰드(M)]을 이동시키는 몰드 구동 기구(14)를 포함한다. 몰드 구동 기구(14)는 브릿지 표면 판(bridge surface plate)(15) 상에 지지된다. 몰드 구동 기구(14)는 6개의 축의 방향으로 몰드(M)의 위치를 제어하는 위치 설정 기구 그리고 웨이퍼(W) 상의 수지(R)에 대해 몰드(M)를 가압하고 경화된 수지(R)로부터 몰드(M)를 이형시키는 기구를 포함한다. 여기에서, 6개의 축은 몰드 척(13)의 지지 평면[웨이퍼(W)를 지지하는 평면]이 XY-평면에 정렬되고 XY-평면에 직교하는 방향이 Z 축에 정렬되는 XYZ 좌표계에서의 X 축, Y 축, Z 축 그리고 각각의 축의 회전 방향을 말한다. 나아가, 몰드 보유지지 기구(3)는 몰드 척(13) 상에 설치되는 배율 보정 기구(magnification correction mechanism)(형상 보정 기구)(16)를 포함한다. 배율 보정 기구(16)는, 예컨대 공기 또는 오일 등의 유체에 의해 동작되는 실린더를 사용하여 외주연 방향으로부터 몰드(M)에 압력을 가함으로써 몰드(M)의 형상을 보정한다. 또한, 배율 보정 기구(16)는 몰드(M)의 온도를 제어하는 온도 컨트롤러를 사용하여 몰드(M)의 온도를 제어함으로써 몰드(M)의 형상을 보정한다. 웨이퍼(W)는 열 처리 등의 공정을 수행함으로써 변형(일반적으로, 팽창 또는 수축)된다. 따라서, 배율 보정 기구(16)는 오버레이 오차(overlay error)가 허용 가능한 범위 내에 속하도록 상술된 웨이퍼(W)의 변형에 따라 몰드(M)의 형상을 보정한다.

웨이퍼(W)는, 예컨대 단결정 실리콘 기판, SOI(Silicon on Insulator) 기판 또는 유리 기판이다. 수지(R)의 패턴(패턴-포함 층)은 패턴 섹션[패턴[이후에서, '웨이퍼(W)측 패턴'으로서 지칭됨]은 웨이퍼(W)가 임프린트 장치(1) 내로 반송되기 전의 이전의 단계에서 이미 형성됨]에 의해 웨이퍼(W) 상의 복수의 샷 상에 형성된다.

웨이퍼 스테이지(기판 보유지지 유닛)(4)는 진공 흡착에 의해 웨이퍼(W)를 흡착함으로써 이를 보유지지하는 웨이퍼 척(17) 그리고 웨이퍼 척(17)[웨이퍼(W)]을 이동시키는 스테이지 구동 기구(18)를 포함한다. 몰드 구동 기구(14)에서와 같이, 스테이지 구동 기구(18)는 6개의 축의 방향으로 웨이퍼 척(17)의 위치를 제어함으로써 웨이퍼(W)의 위치를 제어하는 위치 설정 기구를 포함한다.

도포기(5)는 웨이퍼(W) 상의 샷에 수지(R)를 도포한다. 도포기(5)는 수지(R)를 그 내에 수용하는 탱크, 공급 통로를 거쳐 웨이퍼(W)로 탱크로부터 공급된 수지(R)를 토출하는 노즐, 공급 통로 상에 제공되는 밸브 그리고 공급량 컨트롤러를 포함하고, 이들 모두는 도시되어 있지 않다. 일반적으로, 공급량 컨트롤러는 밸브를 제어하여 수지(R)가 수지(R)를 토출하는 단일의 토출 동작으로 1개의 샷에 도포되고 그에 의해 웨이퍼(W)로의 수지(R)의 공급량을 조정하도록 구성된다.

얼라인먼트 검출계(6)는 복수(이러한 경우에, 4개)의 얼라인먼트 스코프(검출기)(19) 그리고 얼라인먼트 스테이지 기구(20)를 포함한다. 얼라인먼트 스코프(19)는 몰드(M)와 웨이퍼(W) 사이의 위치 설정을 수행하도록 몰드(M)를 거쳐 몰드(M) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(AMM) 그리고 웨이퍼(W) 상에 형성된 얼라인먼트 마크(AMW)를 검출한다. 얼라인먼트 스테이지 기구(20)는 브릿지 표면 판(15) 상에 장착되고, 각각의 얼라인먼트 스코프(19)에 의해 검출될 검출 위치를 변경하도록 독립적으로 복수의 얼라인먼트 스코프(19)를 이동시킬 수 있다.

도 2a 내지 도 2c는 얼라인먼트 스코프(19), 몰드(M) 상에 형성된 몰드측 얼라인먼트 마크(AMM) 그리고 웨이퍼(W) 상에 형성된 웨이퍼측 얼라인먼트 마크(AMW)의 배열을 도시하는 도면이다. 특히, 도 2a는 얼라인먼트 스코프(19), 몰드(M), 수지(R) 및 웨이퍼(W)의 배열을 도시하는 개략 단면도이다. 도 2b는 자외선 입사측으로부터 관찰될 때의 얼라인먼트 마크(AMM, AMW)를 도시하는 확대도이다. 얼라인먼트 마크(AMM) 및 얼라인먼트 마크(AMW)는 도 2a에 도시된 상태에서 자외선 입사측으로부터 몰드(M)로 관찰될 때에 서로 중첩되지 않도록 배열된다. 나아가, 도 2c는 자외선 입사측으로부터 몰드(M)로 관찰될 때의 복수의 얼라인먼트 마크(AMM, AMW)의 배열을 도시하는 개략 평면도이다. 특히, 몰드(M)의 4개의 코너에서의 영역(19a 내지 19d)은 얼라인먼트 스코프(19)에 의해 (구체적으로) 검출될 위치(검출 위치)인 영역이다. 한편, 도 3은 웨이퍼(W) 상의 샷의 배열을 도시하는 평면도이다. 웨이퍼(W)는 그 표면 상에 복수의 샷(S)을 포함하고, 복수의 얼라인먼트 마크(AMW)가 각각의 샷(S) 내에 형성된다.

도 4는 웨이퍼 상의 주변 샷의 얼라인먼트를 도시하는 도면이다. 웨이퍼(W) 상에 존재하는 샷(S)은 도 4에서 샷(S1) 내에 도시된 것과 같이 기본적으로 직사각형이다. 그러나, 전체의 1개의 샷은 웨이퍼(W)의 주변부 내의 웨이퍼(W) 내에 속하지 않고, 그에 따라, 샷(S2)은 샷(S1)의 형상과 상이한 형상을 갖는다. 따라서, 본 실시예에서, 얼라인먼트 스코프(19)의 위치는 상술된 바와 같이 웨이퍼(W)의 주변부 내에 존재하는 주변 샷(S2)에 대해 영역(19a' 내지 19d')이고, 그 세부 사항이 아래에서 설명될 것이다.

컨트롤러(7)는 임프린트 장치(1)의 구성 요소의 동작, 조정 등을 제어할 수 있다. 컨트롤러(7)는 컴퓨터 등에 의해 구성되고, 프로그램 등에 의한 구성 요소의 제어를 실행하도록 라인을 통해 임프린트 장치(1)의 구성 요소에 연결된다. 본 실시예의 컨트롤러(7)는 적어도 얼라인먼트 검출계(6) 및 웨이퍼 스테이지(4)의 동작을 제어한다. 컨트롤러(7)는 임프린트 장치(1)의 잔여부와 합체(공유된 하우징 내에 제공)될 수 있거나 임프린트 장치(1)의 잔여부와 별개로 제공(별개의 하우징 내에 제공)될 수 있다는 점에 유의한다.

나아가, 임프린트 장치(1)는 웨이퍼 스테이지(4)가 위치되는 기준 평면을 형성하는 표면 판(도시되지 않음), 몰드 보유지지 기구(3)를 고정하는 브릿지 표면 판(15) 그리고 표면 판으로부터 연장되고 바닥으로부터의 진동을 격리하는 진동 격리기(vibration isolator)를 거쳐 브릿지 표면 판(15)을 지지하는 컬럼(column)을 포함한다. 나아가, 임프린트 장치(1)는 임프린트 장치(1)의 외부와 몰드 보유지지 기구(3) 사이에서 몰드(M)를 반입/반출하는 몰드 반송 기구 그리고 임프린트 장치(1)의 외부와 웨이퍼 스테이지(4) 사이에서 웨이퍼(W)를 반입/반출하는 기판 반송 기구 등을 포함할 수 있고, 이들 중 어느 것도 도시되어 있지 않다.

다음에, 임프린트 장치(1)에 의해 수행되는 임프린트 방법의 설명이 주어질 것이다. 도 5는 임프린트 장치(1)에 의해 수행되는 일련의 임프린트 처리의 동작의 순서를 도시하는 흐름도이다. 우선, 컨트롤러(7)는 몰드 반송 기구가 몰드 척(13)으로 몰드(M)를 반송하게 하고, 위치 설정 후에 몰드 척(13)이 몰드(M)를 보유지지하게 한다(단계 S100). 여기에서, 몰드(M)의 설치 후에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스테이지 기구(20)가 얼라인먼트 스코프(19)를 이동시키게 한다. 특히, 본 실시예에서, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 검출 위치가 도 2c에 도시된 것과 같은 샷[도 4에 도시된 것과 같은 샷(S1)]의 4개의 코너[영역(19a 내지 19d)]에 존재하는 얼라인먼트 마크(AMW)에 위치되도록 얼라인먼트 스코프(19)를 동작시키는 제어를 수행한다. 다음에, 컨트롤러(7)는 기판 반송 기구가 웨이퍼 척(17)으로 웨이퍼(W)를 반송하게 하고, 그 다음에 웨이퍼 척(17)이 웨이퍼(W)를 보유지지하게 한다(단계 S101). 적어도 1개의 층 패턴이 웨이퍼(W) 상의 각각의 샷 상의 얼라인먼트 마크(AMW)와 함께 이미 형성되었다는 점에 유의한다.

다음에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 검출계(6)가 몰드(M) 상의 얼라인먼트 마크(AMM)와 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크(AMW) 사이의 상대 위치를 측정하게 한다. 이 때에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)가 몰드(M) 상의 각각의 얼라인먼트 마크(AMM)의 검출 위치, 즉 영역(19a 내지 19d)에 대응하는 위치에 위치되는 지를 판정한다(단계 S102). 몰드(M)의 설치 시에 도 4에 도시된 것과 같은 샷(S1)을 측정하는 통상의 측정에서, 얼라인먼트 스코프(19)의 위치는 그대로 영역(19a 내지 19d)과 정합된다. 이와 같이, 컨트롤러(7)가 단계 S102에서 얼라인먼트 스코프(19)의 위치가 영역(19a 내지 19d) 상에 위치된 것으로 판정할 때에(예), 프로세스는 컨트롤러(7)가 얼라인먼트 스코프(19)의 위치를 변경하지 않으면서 얼라인먼트 측정으로 진입될 수 있기 때문에 다음의 단계 S104로 이행된다. 대조적으로, 얼라인먼트 스코프(19)의 위치가 도 4에 도시된 것과 같은 주변 샷(S2) 측정 시에 동일하게 남아 있을 때에, 샷(S2) 상에 2개의 영역(19a, 19b)에 대응하는 얼라인먼트 마크(AMW)가 없고, 그에 따라, 2개의 영역(19a, 19b)의 위치가 측정될 수 없다. 이와 같이, 컨트롤러(7)가 단계 S102에서 얼라인먼트 스코프(19)의 위치가 영역(19a 내지 19d) 상에 위치되지 않은 것으로 판정할 때에(아니오), 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스테이지 기구(20)가 얼라인먼트 스코프(19)의 이동을 개시하게 한다(단계 S103). 이 때에, 얼라인먼트 마크(AMW)의 검출 위치가 변경될 수 있다. 이와 같이, 컨트롤러(7)가 주변 샷(S2) 내에 존재하는 복수의 얼라인먼트 마크(AMW) 중에서 얼라인먼트 마크(AMW) 사이의 거리가 최대한 넓게 설정될 수 있는 위치에 존재하는 얼라인먼트 마크(AMW)를 선택하는 제어를 수행하는 것이 바람직하다. 예컨대, 도 4에 도시된 주변 샷(S2)의 경우에, 영역(19a' 내지 19d')에 대응하는 4개의 얼라인먼트 마크(AMW)가 바람직한 얼라인먼트 마크이다.

다음에, 컨트롤러(7)는 이번에 처리될 샷이 도포기(5)의 도포 위치에 위치되도록 스테이지 구동 기구(18)가 웨이퍼(W)를 이동시키게 하고, 도포기(5)가 웨이퍼(W)에 수지(R)를 도포하게 한다(단계 S104: 도포 단계). 여기에서, 얼라인먼트 스코프(19)가 단계 S103에서 이동될 때에, 컨트롤러(7)가 도포 위치로의 웨이퍼(W)의 이동과 동시에 얼라인먼트 스코프(19)를 이동시키는 제어를 수행하는 것이 바람직하다.

다음에, 컨트롤러(7)는 샷이 웨이퍼(W)가 몰드(M)에 대해 가압되는 위치에 위치되도록 스테이지 구동 기구(18)가 웨이퍼(W)를 이동시키게 한다(단계 S105). 여기에서, 얼라인먼트 스코프(19)가 단계 S103에서 이동될 때에, 컨트롤러(7)는 이러한 스테이지에서 단계 S103에서 이동되기 시작한 얼라인먼트 스코프(19)가 여전히 이동 중에 있을 가능성이 있기 때문에 얼라인먼트 처리를 바로 수행할 수 없다. 그러나, 다음의 몰드-가압 단계에서 웨이퍼(W) 상의 수지(R)에 대해 몰드(M)를 가압하는 가압 동작은 얼라인먼트 처리가 정밀하게 수행된 후에 즉 몰드(M) 상의 얼라인먼트 마크(AMM)가 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크(AMW)와 정밀하게 정합된 후에 수행될 필요는 없다. 이는 수지(R)가 웨이퍼(W) 상의 수지(R)에 대해 몰드(M)를 가압하는 가압 동작 중에도 여전히 경화되지 않더라도 컨트롤러(7)가 적절하게 그 시기에 수지(R)의 형상을 변형시키도록(보정하도록) 가압 동작 중에 정밀한 얼라인먼트 처리를 수행할 수 있기 때문이다. 본 실시예에서, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 처리가 이전에 처리된 샷에 대해 수행될 때에 얻어진 샷 위치를 참조하여 스테이지 구동 기구(18)가 웨이퍼(W)를 이동시키게 한다. 다음에, 컨트롤러(7)는 가압 동작을 개시하는 제어를 수행한다(단계 S106: 몰드-가압 단계). 더 구체적으로, 임프린트 처리가 적용된 샷(S1)이 현재의 샷(S2)에 대한 임프린트 처리 전에 존재할 때에, 컨트롤러(7)는 웨이퍼(W)가 샷(S1)의 얼라인먼트를 기초로 하여 1개의 샷의 크기만큼 시프트된 위치에서 가압 동작을 개시하는 제어를 수행할 수 있다. 여기에서, 가압 동작은 몰드 구동 기구(14)가 웨이퍼(W) 상의 수지(R)를 향해 몰드(M)를 하강시키게 함으로써 컨트롤러(7)에 의해 수행된다. 컨트롤러(7)는 몰드(M)를 구동시키는 대신에 웨이퍼(W)를 상승시킴으로써 수지(R)에 대해 몰드(M)를 가압하는 가압 동작을 수행할 수 있다. 또한, 컨트롤러(7)는 몰드 구동 기구(14) 내에 합체된 로드 센서(load sensor)를 사용함으로써 가압 하중을 제어할 수 있다.

다음에, 얼라인먼트 스코프(19)가 단계 S103에서 이동될 때에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 완료되었는 지를 판정한다(단계 S107). 여기에서, 컨트롤러(7)가 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 완료되지 않은 것으로 판정할 때에(아니오), 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 완료될 때까지 판정 처리를 계속하는 제어를 수행한다. 한편, 컨트롤러(7)가 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 완료된 것으로 판정할 때에(예), 그리고 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 단계 S103에서 없을 때에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)가 다이-바이-다이 얼라인먼트 방법(dye-by-dye alignment method)으로 얼라인먼트 측정을 수행하게 한다(단계 S108). 여기에서, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)가 몰드(M) 상의 얼라인먼트 마크(AMM) 그리고 웨이퍼(W) 상의 얼라인먼트 마크(AMW)의 상을 포착하게 하고, 화상 처리 장치(도시되지 않음)가 얼라인먼트 마크(AMM, AMW) 사이의 상대 위치를 측정하게 한다. 그 다음에, 컨트롤러(7)는 영역(19a 내지 19d)[(또는 영역(19a' 내지 19d')]에 대응하는 4개의 위치에서의 검출 결과를 기초로 하여 몰드(M)와 웨이퍼(W) 사이의 샷 형상의 차이[좌표 성분, 회전 성분, 배율 성분, 사다리꼴 성분(trapezoidal component) 등]를 계산한다.

다음에, 컨트롤러(7)는 몰드(M)에 대한 웨이퍼(W)의 위치 설정과 동시에 적절하게 웨이퍼(W) 상의 샷의 형상과 몰드(M) 상에 형성된 패턴 섹션의 형상을 정합시키도록 배율 보정 기구(16)가 몰드(M)의 형상을 보정하게 한다(단계 S109). 컨트롤러(7)는 그 다음에 보정 오차가 배율 보정 기구(16)를 구동시킬 때의 구동 오차로 인해 일어날 수 있기 때문에 형상 차이 공차 판정을 수행한다(단계 S110). 여기에서, 컨트롤러(7)가 형상 차이가 공차 수준 이상인 것으로 판정할 때에(아니오), 프로세스는 단계 S108로 복귀되고, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)가 재차 얼라인먼트 측정을 수행하게 하고, 형상 차이가 소정의 공차 수준 이하일 때까지 배율 보정 기구(16)가 몰드(M)의 형상을 보정하게 한다. 한편, 컨트롤러(7)가 단계 S110에서 형상 차이가 공차 수준 이하인 것으로 판정할 때에(예), 컨트롤러(7)는 가압 동작이 완료되었는 지[몰드(M) 내로의 수지(R)의 충전이 완료되었는 지]를 판정한다(단계 S111). 여기에서, 컨트롤러(7)가 몰드(M) 내로의 수지(R)의 충전이 완료되지 않은 것으로 판정할 때에(아니오), 프로세스는 재차 단계 S108로 복귀되고, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)가 얼라인먼트 측정을 수행하게 한다.

다음에, 몰드(M) 내로의 수지(R)의 충전의 완료 시에(단계 S111에서, 예), 컨트롤러(7)는 광 조사 유닛(2)이 몰드(M)를 거쳐 웨이퍼(W) 상의 수지(R)에 자외선(10)을 조사하게 하고 그에 의해 수지(R)를 경화시킨다(단계 S112: 경화 단계). 수지(R)가 경화된 후에, 컨트롤러(7)는 몰드 구동 기구(14)가 몰드(M)를 상승시키게 하고 그에 의해 경화된 수지(R)로부터 몰드(M)를 이형시킨다(단계 S113: 몰드-이형 단계).

다음에, 컨트롤러(7)는 임프린트 처리(패턴-형성 단계)가 웨이퍼(W) 상의 모든 샷에 대해 완료되었는 지를 판정한다(단계 S114). 여기에서, 컨트롤러(7)가 임프린트 처리가 적용되지 않은 샷이 여전히 있는 것으로 판정할 때에(아니오), 프로세스는 단계 S102로 복귀되고, 컨트롤러(7)는 다음의 샷에 대해 임프린트 처리를 반복하는 제어를 수행한다. 한편, 컨트롤러(7)가 임프린트 처리가 웨이퍼(W) 상의 모든 샷에 대해 완료된 것으로 판정할 때에(단계 S114에서, 예), 제어 유닛(7)은 기판 반송 기구가 웨이퍼 척(17)으로부터 웨이퍼(W)를 회수하게 하고(단계 S115), 모든 처리는 종료된다.

상술된 바와 같이, 처리될 샷이 주변 샷이고 얼라인먼트 처리가 주변 샷에 대해 수행될 때에, 컨트롤러(7)는 검출 가능한 얼라인먼트 마크가 존재하는 위치로 얼라인먼트 스코프(19)가 이동되게 한다. 이러한 방식으로, 임프린트 장치(1)는 처리될 샷이 주변 샷일 때에도 정확한 얼라인먼트 처리를 수행할 수 있다. 그러나, 몰드-가압 단계(가압 동작)가 얼라인먼트 스코프(19)의 이동의 완료를 기다린 후에 수행되면, 전체 임프린트 처리에 요구되는 시간이 연장되고, 그에 의해 처리량의 감소를 가져온다. 이와 같이, 본 실시예에서, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 이동의 개시 직후에 도포 단계 그리고 다음의 몰드-가압 단계를 개시하는 제어를 동시에 수행한다. 이와 같이, 얼라인먼트 스코프(19)의 이동 시간의 적어도 일부가 가압 시간[수지(R)의 충전 시간]과 중첩되고, 즉 가압 시간 내에 은폐되고, 그에 의해 전체 임프린트 처리에 요구되는 시간이 단축될 수 있다. 이러한 방식으로, 임프린트 장치1)는 그 처리량을 상승시킬 수 있다. 나아가, 본 실시예에서, 샷이 도포 단계 후에 가압 위치로 이동될 때에, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 처리가 이전에 처리된 샷에 대해 수행될 때에 얻어진 샷 위치를 참조하여 스테이지 구동 기구(18)가 웨이퍼(W)를 이동시키게 한다. 이러한 방식으로, 얼라인먼트 스코프(19)는 이동 목표 위치가 정확하게 인식되지 않을 때에도 정확한 위치 근처의 위치로 웨이퍼(W)의 위치를 설정할 수 있다. 이와 같이, 임프린트 장치(1)는 또한 짧은 시간 내에 위치 설정을 수행할 수 있고, 그에 의해 추가의 처리량 상승을 가져온다.

상술된 바와 같이, 본 실시예에 따르면, 처리량을 개선하는 데 유리한 임프린트 방법이 제공될 수 있다.

상기 실시예에서, 컨트롤러(7)는 가장-최근의 임프린트 처리가 적용된 샷을 참조하여 다음의 샷에 대한 가압 동작을 개시하는 제어를 수행한다. 여기에서, 예컨대, 임프린트 처리가 도 4에서의 예에 도시된 것과 같은 샷(S1)에 후속되는 샷(S2)에 대해 수행될 때에, 2개의 영역(19c', 19d')에 대한 변경이 수행되지 않는다. 바꿔 말하면, 컨트롤러(7)는 다른 2개의 영역(19a', 19b')에 대응하는 2개의 얼라인먼트 스코프(19)를 이동시키는 제어를 수행한다. 이와 같이, 그 시간 중에, 영역(19a', 19b')에 대응하는 2개의 얼라인먼트 스코프(19)가 사용될 수 없고, 한편, 2개의 영역(19c', 19d')에 대응하는 2개의 얼라인먼트 스코프(19)가 사용될 수 있다. 상술된 바와 같이, 컨트롤러(7)는 가장-최근의 임프린트 처리가 적용된 샷 상의 모든 위치를 참조하여 가압 동작을 개시하는 것에 제한되지 않고, 또한 비-이동 얼라인먼트 스코프(19)를 사용하여 얼라인먼트 처리를 수행하고 그 다음에 가압 동작을 수행할 수 있다. 그 다음에, 모든 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 완료된 후에, 컨트롤러(7)가 단계 S108에서 다이-바이-다이 얼라인먼트를 수행할 수 있다.

나아가, 본 실시예에서, 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 임프린트 사이클에서 수지(R)를 도포하는 도포 단계(단계 S104) 전에 필요한 지를 판정하고, 적절하게 얼라인먼트 스코프(19)의 이동을 수행한다. 그러나, 컨트롤러(7)는 또한 얼라인먼트 형상 차이가 공차 수준 이하로 되고 충전이 완료된 후에 스코프(19)의 이동이 다음의 샷의 형상을 기초로 하여 필요한 지를 판정할 수 있다. 컨트롤러(7)는 얼라인먼트 스코프(19)의 이동이 더 이른 타이밍에 완료되도록 그 스케줄보다 빨리 얼라인먼트 스코프(19)의 이동을 수행하고, 그에 의해 웨이퍼(W) 상의 모든 샷에 대해 임프린트 처리를 수행하는 데 요구되는 총 처리 시간이 더욱 감소될 수 있다.

(물품 제조 방법)

물품으로서 디바이스(반도체 집적 회로 소자, 액정 디스플레이 소자 등)를 제조하는 방법은 상술된 임프린트 장치를 사용하여 기판(웨이퍼, 유리 판, 필름형 기판 등) 상에 패턴을 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 나아가, 제조 방법은 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 단계를 포함할 수 있다. 패터닝된 매체(저장 매체), 광학 소자 등의 또 다른 물품이 제조될 때에, 제조 방법은 에칭 단계 대신에 패턴이 형성된 기판을 가공하는 다른 단계를 포함할 수 있다. 본 실시예의 물품 제조 방법은 종래의 물품 제조 방법에 비해 물품의 성능, 품질, 생산성 및 제조 비용 중 적어도 하나 면에서 장점을 갖는다.

본 발명이 예시적인 실시예를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시예에 제한되지 않는다는 것이 이해되어야 한다. 다음의 특허청구범위의 범주는 모든 이러한 변형 그리고 등가의 구조 및 기능을 포괄하도록 가장 넓은 해석과 일치되어야 한다.

본 출원은 2012년 3월 12일자로 출원된 일본 특허 출원 제2012-053991호 그리고 2012년 3월 5일자로 출원된 일본 특허 출원 제2013-042700호의 우선권을 주장하며, 이들은 그 전체가 본원에 참조로서 포함되어 있다.

Claims

기판 상의 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키고 그에 의해 상기 임프린트 재료에 패턴을 전사하는 임프린트 방법이며,
상기 기판 상의 샷 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출기의 위치를 변경하는 단계와;
상기 몰드 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 샷 상으로 공급된 상기 임프린트 재료를 접촉시키는 단계와;
상기 검출기의 위치의 변경의 완료 후에 상기 검출기를 사용하여 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 접촉시키는 단계는 상기 검출기의 위치의 변경의 완료 이전에 개시되는, 임프린트 방법.
제1항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계는 상기 패턴이 상기 임프린트 재료에 전사되는 다른 샷에 대해 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 얻어진 검출 결과에 기초하여 개시되는, 임프린트 방법.
제1항에 있어서,
상기 임프린트 방법은 상기 기판 상에 형성된 복수의 샷에 상기 몰드 상에 형성된 패턴을 반복적으로 전사하고, 상기 검출기의 위치를 변경하는 단계는 상기 몰드 상에 형성된 패턴이 전사된 샷의 위치로부터 상기 패턴이 전사될 기판 상의 다음의 샷의 위치로 상기 검출기의 위치를 변경하는, 임프린트 방법.
제1항에 있어서,
상기 검출기가 복수로 제공되고, 상기 검출기의 위치를 변경하는 단계에서 위치가 변경되는 검출기와 위치가 변경되지 않는 검출기가 있는 경우에, 상기 위치가 변경되지 않는 검출기는 상기 얼라인먼트 마크를 검출함으로써 상기 접촉시키는 단계를 개시하고, 상기 위치가 변경되는 검출기의 위치의 변경의 완료 후에, 상기 위치가 변경되는 검출기가 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는, 임프린트 방법.
제1항에 있어서,
상기 접촉시키는 단계의 완료 후에 상기 샷 상의 미경화된(uncured) 임프린트 재료를 경화시키는 단계와;
경화된 상기 임프린트 재료로부터 상기 몰드를 이형시키는 단계와;
상기 몰드 상에 형성된 패턴의 형상과 상기 샷의 형상을 정합시키는 단계 및 상기 몰드와 상기 기판을 정렬시키는 단계 중 적어도 어느 한쪽의 완료 후에, 상기 경화시키는 단계 또는 상기 이형시키는 단계 이전에, 다음에 처리될 샷 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 더 포함하는, 임프린트 방법.
기판 상의 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키고 그에 의해 상기 임프린트 재료에 패턴을 전사하는 임프린트 방법이며,
상기 기판 상의 임프린트 재료에 수지를 공급하는 단계와;
상기 기판 상의 샷 상에 형성된 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출기의 위치를 변경하는 단계와;
상기 몰드 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 샷 상으로 공급된 임프린트 재료를 접촉시키는 단계와;
상기 검출기의 위치의 변경의 완료 후에 상기 검출기를 사용하여 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계를 포함하고,
상기 수지를 공급하는 단계는 상기 검출기의 위치를 변경하는 단계 중에 수행되는, 임프린트 방법.
기판 상의 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키고 그에 의해 상기 임프린트 재료에 패턴을 전사하는 임프린트 장치이며,
상기 기판 상의 샷 상에 형성된 복수의 얼라인먼트 마크 중 특정한 얼라인먼트 마크의 검출 위치가 변경 가능하도록 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출기와;
상기 검출기의 위치의 변경의 완료 이전에, 상기 몰드 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 샷 상에 공급된 상기 임프린트 재료를 접촉시키는 것을 개시하는 컨트롤러를 포함하는, 임프린트 장치.
제1항에 따른 임프린트 방법을 사용하여 기판 상에 임프린트 재료 패턴을 형성하는 단계와;
상기 형성하는 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
제6항에 따른 임프린트 방법을 사용하여 기판 상에 임프린트 재료 패턴을 형성하는 단계와;
상기 형성하는 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
제7항에 따른 임프린트 장치를 사용하여 기판 상의 임프린트 재료와 몰드 상에 형성된 패턴을 접촉시키고 그에 의해 상기 임프린트 재료에 패턴을 전사하여 상기 기판 상에 임프린트 재료 패턴을 형성하는 단계와;
상기 형성하는 단계에서 패턴이 형성된 기판을 가공하는 단계를 포함하며,
상기 임프린트 재료 패턴을 형성하는 단계는,
검출기로 상기 기판 상의 샷 상에 형성된 복수의 얼라인먼트 마크 중 특정한 얼라인먼트 마크의 검출 위치가 변경 가능하도록 상기 얼라인먼트 마크를 검출하는 단계와,
상기 검출기의 위치의 변경의 완료 이전에, 상기 몰드 상에 형성된 패턴과 상기 기판 상의 샷 상에 공급된 상기 임프린트 재료를 접촉시키는 것을 개시하도록 컨트롤러로 제어하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.