KR20230122983A - 임프린트 장치, 이물 제거 방법 및 물품 제조 방법 - Google Patents

Abstract

몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하는 임프린트 장치에서, 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 부재가 부재의 면에 수직인 방향으로 변형된 상태에서, 몰드를 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛과 부재 사이에 공기 흐름을 발생시켜 이물을 제거한다.

Description

임프린트 장치, 이물 제거 방법 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, FOREIGN PARTICLE REMOVAL METHOD, AND ARTICLE MANUFACTURING METHOD}

본 개시내용은 임프린트 장치, 이물 제거 방법 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.

반도체 디바이스 및 마이크로전자기계 시스템(MEMS)의 미세화의 요구가 증가하여, 종래의 포토리소그래피 기술에 추가하여, 기판 상에 수 나노미터 정도의 미세한 패턴(구조체)을 형성할 수 있는 임프린트 기술이 주목받고 있다. 임프린트 기술은, 기판 상에 미경화 임프린트재를 공급(도포)하고 임프린트재와 몰드(형)를 서로 접촉시켜서, 몰드에 형성된 미세한 볼록-오목 패턴에 대응하는 임프린트재의 패턴을 형성하는 미세 가공 기술이다. 일반적으로, 이러한 몰드는 일본 미심사 특허 출원 공보(PCT 출원의 번역문) 제2008-504141호에 개시된 바와 같이 몰드 보유지지 유닛(몰드 척)에 의해 흡인 및 보유지지된다.

이러한 임프린트 장치에서는, 몰드 보유지지 유닛과 몰드 사이에 티끌 등의 이물이 부착되어 있으면, 이물에 의해 몰드의 이면에 흠집이 형성되거나 또는 흡인 압력의 저하로 인해 몰드 보유지지 유닛이 몰드를 보유지지할 수 없을 우려가 있다.

지금까지는, 이물이 발견된 경우에는, 한번 몰드를 몰드 보유지지 유닛으로부터 분리해서 이물을 제거하는 클리닝 처리를 행할 필요가 있었다. 따라서, 이물을 제거하는 것이 용이하지 않았고, 장치 가동률이 저하되게 되었다.

본 개시내용은, 예를 들어 몰드와 몰드 보유지지 유닛 사이에 존재하는 이물을 용이하게 제거할 수 있는 기구를 포함하는 임프린트 장치에 관한 것이다.

본 개시내용의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치는, 상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛, 및 상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 부재가 상기 부재의 면에 수직인 방향으로 변형된 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시켜 이물을 제거하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.

본 개시내용의 다른 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치는, 상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛, 및 반송 유닛에 의해 보유지지되는 부재의 적어도 일부가 상기 몰드 보유지지 유닛으로부터 분리된 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시켜 이물을 제거하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함한다.

본 개시내용의 추가 특징은 첨부된 도면을 참고한 예시적인 실시형태에 대한 다음의 설명으로부터 명확해질 것이다.

도 1은 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 2a는 임프린트 장치의 몰드 보유지지 유닛의 구성을 도시하는 측면도이며, 도 2b는 그 하측으로부터 본 몰드 보유지지 유닛을 도시하는 도면이다.
도 3은 이물 제거 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 4a는 제1 이물 제거 처리를 도시하는 도면이며, 도 4b는 제2 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다.
도 5a는 제1 이물 제거 처리를 도시하는 도면이며, 도 5b는 제2 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다.
도 6은 이물 제거 처리를 행할 때 불활성 가스 또는 제전 유닛을 사용해서 이물 제거 효율을 향상시키는 방법을 도시하는 도면이다.
도 7은 임프린트 장치의 몰드 보유지지 유닛의 구성을 도시하는 측면도이다.
도 8은 이물 제거 처리를 도시하는 흐름도이다.
도 9a 및 도 9b는 종래의 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다.
도 10a 내지 도 10f는 물품의 제조 방법을 도시하는 도면이다.
도 11은 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다.
도 12는 하측으로부터 본 몰드 보유지지 유닛을 도시하는 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 개시내용의 예시적인 실시형태에 대해서 설명한다. 도면에서, 동일한 부재에는 동일한 참조 번호가 부여되고, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.

이제, 제1 예시적인 실시형태를 설명한다. 도 1은 본 개시내용의 일 양태로서의 임프린트 장치(100)의 구성을 개략적으로 도시하는 도면이다.

도 1에서는, 서로 직교하는 3축 방향에서 X축, Y축 및 Z축을 정의하고 있다.

임프린트 장치(100)는, 반도체 디바이스 등의 제조 프로세스에서 사용되는 리소그래피 장치이며, 임프린트 처리 사이클을 반복함으로써 기판의 복수의 샷 영역에 패턴을 형성하도록 구성된다. 임프린트 장치(100)는, 패턴이 형성된 몰드와 기판 상에 공급(도포)된 임프린트재를 서로 접촉시킨 상태에서 임프린트재(경화성 조성물)를 경화시키고, 그 후 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하여 기판 상에 패턴을 전사한다.

더 구체적으로는, 기판의 각각의 샷 영역에 대해 행해지는 임프린트 처리는 공급 처리, 몰드 가압 처리, 경화 처리, 및 몰드 분리 처리를 포함한다. 공급 처리는 기판 상에 임프린트재를 공급하는 처리이다. 몰드 가압 처리는 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시키는 처리이다. 몰드와 기판 상의 임프린트재를 서로 접촉시킴으로써, 즉 몰드를 임프린트재에 가압함으로써, 임프린트재가 몰드의 패턴 영역(패턴의 오목부)에 충전된다. 경화 처리는 몰드와 기판 상의 임프린트재가 서로 접촉되는 상태에서 임프린트재를 경화시키는 처리이다. 몰드 분리 처리는 기판 상의 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리하는 처리이다.

임프린트 장치(100)는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 몰드(4)를 흡인 및 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛(몰드 척)(5), 기판(1)을 흡인 및 보유지지해서 고정시키는 기판 스테이지(2), 경화 유닛(8), 베이스 프레임(3), 디스펜서(9)(토출부), 및 제어 유닛(12)을 포함한다.

또한, 임프린트 장치(100)는 스코프(10) 및 몰드 형상 보정 유닛(11)을 포함한다.

기판 스테이지(2)는, 기판(1)을 XY 방향 및 XY 평면 내의 회전 방향으로 이동시켜서 기판(1)을 위치결정하고, 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 보유지지된 몰드(4)에 대면하는 기판(1)의 부분(샷 영역)을 변경할 수 있다. 기판 스테이지(2)에는, 기판 스테이지(2)의 변위 위치를 검출하는 변위 센서(2a)가 제공되어 있고, 기판 스테이지는 변위 센서(2a)의 검출값에 기초하여 모터에 의해 기판 스테이지(2)를 정확한 위치로 구동 및 이동시킨다. 변위 센서(2a)로서는, 예를 들어 레이저 간섭계 또는 인코더가 사용될 수 있다. 베이스 프레임(3)은 기판 스테이지(2)를 안내 및 보유지지한다.

몰드(4)는, 몰드(4)의 메사부(4a)의 표면에 오목-볼록 패턴 구조를 가지며, 또한 메사부(4a) 이외의 영역이 기판(1)에 접촉하는 것을 방지하도록 몰드 기재로부터 돌출하는 단차 구조를 갖는다. 또한, 메사부(4a)의 반대 측 표면에는, 메사부(4a)가 용이하게 변형될 수 있도록 오목부(4b)(도 2a 참조)가 제공된다. 이에 의해, 메사부(4a)가 제공되어 있는 영역의 몰드(4)의 두께가 얇아지고, 메사부(4a)의 패턴 형상이 용이하게 변형될 수 있다.

몰드(4)를 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛(5)에는 상하 구동을 행하는 구동 유닛(6)이 연결되어 있다. 구동 유닛(6)은, 임프린트 장치(100)의 본체의 정반(7)에 고정되어 있고, 몰드(4)를 기판(1) 상의 미경화 경화성 조성물에 가압하는 동작을 행한다. 몰드(4)의 재료로서는, 금속, 실리콘(Si), 각종 수지, 및 각종 세라믹 등을 사용할 수 있다. 단, 임프린트재로서 광경화성 수지 재료를 사용하는 경우에는, 석영, 사파이어, 및 투명 수지 등의 광투과성 재료가 사용된다.

경화 유닛(8)은 기판(1) 상에 공급된 경화성 조성물을 경화시킨다. 경화 유닛(8)은 경화성 조성물의 종류에 따라 경화성 조성물을 경화시킬 수 있는 구성을 갖는다. 예를 들어, 경화성 조성물이 광경화성 수지 재료인 경우, 경화 유닛(8)은 기판(1) 상의 경화성 조성물에 광, 구체적으로는 자외선 영역의 파장을 갖는 광(UV 광)을 일반적으로 조사하는 광 조사 기구로 구성된다. 경화성 조성물이 열경화성 수지 재료인 경우, 경화 유닛(8)은 기판(1) 상의 경화성 조성물을 가열하는 가열 기구로 구성된다. 본 예시적인 실시형태에서는, 광경화성의 경화성 조성물의 예를 사용해서 설명을 행한다.

UV 조사 유닛으로서 기능하는 경화 유닛(8)은, 몰드(4)를 투과한 UV 광(8a) 등의 경화 광을 경화성 조성물에 조사해서 경화성 조성물을 경화시킨다. 경화 유닛(8)은 조사 타이밍을 제어하는 셔터 유닛(8b)을 포함한다.

경화성 조성물은, 몰드(4)의 패턴에 충전될 때 유동성을 가질 필요가 있고, 임프린트 처리 후에 형상을 유지하도록 고체 성질일 필요가 있다. 이 때문에, 경화성 조성물에는, 광경화성의 수지 재료, 열경화성의 수지 재료, 및 열가소성의 수지 재료가 사용된다. 특히, 광경화성의 수지 재료는, 경화 프로세스에서 온도 변화를 필요로 하지 않고, 따라서 몰드(4), 기판(1), 및 임프린트 장치(100)의 부재의 재료의 열팽창 및 열수축에 의해 야기되는 기판(1) 상에 형성되는 패턴의 위치 및 형상의 변화가 적기 때문에 반도체 디바이스를 제조하는 데 적합하다.

경화성 조성물은, 스핀 코트 방법, 슬릿 코트 방법, 스크린 인쇄 방법 등을 사용해서 미리 기판(1) 상에 공급(도포)될 수 있거나, 또는 공압식 방법, 기계식 방법, 또는 잉크젯 방법을 채용하는 디스펜서(9)를 사용해서 임프린트 장치(100) 내에서 기판(1) 상에 공급될 수 있다.

디스펜서(9)에 의해 경화성 조성물을 도포하는 방법은, 몰드(4)의 패턴의 밀도에 따라, 기판(1) 상에 공급되는 경화성 조성물의 공급량이 국소적으로 조정될 수 있기 때문에, 기판(1) 상에 형성되는 경화성 조성물의 잔류 층 두께의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 기판(1) 상에 경화성 조성물을 공급하고 나서 몰드(4)가 경화성 조성물에 접촉될 때까지의 처리를 단시간에서 행할 수 있기 때문에, 높은 휘발성 및 저점도의 재료를 선택함으로써 충전 시간을 단축할 수 있다. 따라서, 이는 고정밀도 및 고 스루풋이 요구되는 반도체 디바이스의 제조에 유리하다.

디스펜서(9)를 사용해서 경화성 조성물을 도포하는 경우에는, 기판(1)을 디스펜서(9) 아래에서 이동시킴으로써 경화성 조성물을 도포할 수 있다.

기판(1)에는 가공 후의 이용에 적합한 재료가 선택된다. 예를 들어, 기판(1)의 재료로서, 반도체 디바이스로서의 용도에는 실리콘(Si)을 사용하고, 광학 소자로서의 용도에는 석영, 광학 유리, 또는 투명 수지를 사용하며, 발광 소자로서의 용도에는 질화갈륨(GaN) 또는 실리콘 카바이드(SiC)를 사용한다.

각각의 스코프(10)는, 내부에 광학 렌즈, 조명, 화상 검출 센서를 포함하여, 몰드(4)와 기판(1) 상의 얼라인먼트 마크 사이의 상대적인 위치 변위를 검출한다. 변위량에 기초하여, 기판 스테이지(2)를 미소 이동시켜서 위치 보정을 행함으로써, 몰드(4)와 기판(1) 사이의 정렬을 행할 수 있다.

몰드 형상 보정 유닛(11)은 몰드 보유지지 유닛(5) 상에 탑재되어 있다. 몰드(4)의 측면에 압력을 가함으로써 몰드 형상을 변경할 수 있다. 이와 같이, 몰드(4)의 메사부(4a)에 제공되어 있는 패턴 형상을 보정하여 패턴 형상을 원하는 형상으로 변형시킬 수 있다.

제어 유닛(12)은, 중앙 처리 유닛(CPU) 및 메모리를 포함하고, 임프린트 장치(100)의 구성요소를 제어함으로써 임프린트 처리의 각종 제어를 행할 수 있다. 또한, 제어 유닛(12)은, 스코프(10)에 의해 취득되는 정렬 정보, 기판 스테이지(2)의 위치 정보, 몰드 형상 보정 유닛(11)에 의해 부여되는 하중에 대한 정보에 기초하여 계산을 행함으로써 가장 적절한 정렬 제어를 행할 수 있다.

임프린트 장치(100)의 구성은, 상술한 기능이 충족되는 한, 도 1에 나타내는 구성으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 몰드(4)와 기판(1)을 경화성 조성물을 통해서 서로 접촉시킬 때, 기판(1)만을 이동시키는 것이 아니고, 몰드(4) 또는 기판(1) 및 몰드(4)의 양쪽 모두를 이동시킬 수 있다. 또한, 경화 유닛(8)은, 몰드(4) 측이 아니고 기판(1) 측에 배치될 수 있다.

이어서, 도 2a 및 도 2b를 참고해서, 임프린트 장치(100)의 몰드 보유지지 유닛(5)의 구성에 대해서 상세하게 설명한다. 도 2a는, 임프린트 장치(100)를 측면(Y축 방향)으로부터 본 것을 도시하는 도면이며, 도 2b는 임프린트 장치(100)의 몰드 보유지지 유닛(5)을 장치의 하측(Z축 방향)으로부터 본 것을 도시하는 도면이다. 몰드(4)는, 몰드 보유지지 유닛(5)에 제공된 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c)에 의해 지지된다. 도 2b로부터 알 수 있는 바와 같이, 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c) 각각은 몰드(4)의 이면에 접촉하도록 환형 형상으로 형성된다.

몰드(4)는 진공원으로서의 진공 펌프(32)에 의해 몰드 보유지지 유닛(5) 측의 면 상의 배관(51)의 개구부를 통해 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c)에 의해 둘러싸인 영역(5b)에 대해 진공 흡인을 행함으로써 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지된다.

배관(51)의 경로에는 유량계(52)가 제공되어 배관(51) 내에 흘러드는 기체의 유량을 측정한다. 또한, 진공원으로서는, 이젝터와 같은 다른 타입의 진공원을 사용할 수 있다.

몰드(4)의 메사부(4a)의 이면에 제공된 오목부(4b)와 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 둘러싸인 공간 영역(53)에는, 공간 영역(53)을 가압하거나 감압하기 위한 배관(54)이 연결되어 있다. 배관(54)은 2개의 배관으로 분기되어 진공원으로서의 진공 펌프(30)와 가압원으로서의 가압 펌프(31)에 연결되어 있으며, 압력을 제어하도록 각각의 배관의 도중에 압력 비례 제어 밸브(40) 및 압력 비례 제어 밸브(41)가 제공된다. 이러한 구성에 의해, 공간 영역(53)은 정압 및 부압 같은 원하는 압력으로 될 수 있다. 또한, 압력을 정밀하게 제어할 수 있도록, 공간 영역(53)의 부근에 압력 센서(도시되지 않음)가 제공될 수 있다.

몰드 형상 보정 유닛(11)은, 구동 유닛(11a), 구동 전달 유닛(11b), 및 로드셀 유닛(11c)을 포함하며, 몰드(4)의 각각의 측면에 원하는 힘을 부여함으로써 몰드 형상을 변형시킬 수 있다. 또한, 몰드 형상 보정 유닛(11)은 몰드가 기판(1)에 가압되는 몰드(4)의 측면의 위치를 수직으로 조정할 수 있도록 구성된다.

몰드 보유지지 유닛(5)과 본체의 정반(7)은 구동 유닛(6)을 통해서 보유지지 된다. 구동 유닛(6) 각각은 가동부(6a) 및 고정부(6b)를 포함한다. 더 구체적으로는, 보이스 코일 모터나 리니어 샤프트 모터가 사용될 수 있다. 이들 모터는 마찰 부분을 갖지 않기 때문에 이물의 발생 위험과 관련하여 유리하지만, 볼 나사 회전 모터, 에어 실린더, 및 압전 소자 액추에이터 같은 마찰 부분을 포함하는 다른 구동원도 이물의 흡착에 대한 대책 등이 이루어지는 경우에는 사용될 수 있다. 구동 유닛(6) 각각은 몰드 가압 구동의 이동 방향을 지지하거나 구속하기 위한 가이드 또는 스프링을 더 포함한다.

몰드 보유지지 유닛(5)은 도 2b에서 볼 수 있는 바와 같이 몰드 가압원으로서 3개의 구동 유닛(6)을 포함하며, 몰드(4)는 몰드 보유지지 유닛(5)의 중심부에 흡인 및 보유지지된다. 또한, 몰드 형상 보정 유닛(11)의 복수의 구동 전달 유닛(11b) 및 복수의 로드셀 유닛(11c)이 몰드(4)의 대응하는 단부면에 접촉하도록 제공된다.

도 1, 도 2a 및 도 2b를 참고해서 설명한 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)에서는, 배관(51)을 통해서 인가되는 진공 압력에 의해 몰드(4)는 몰드 보유지지 유닛(5)으로부터 낙하하지 않고 보유지지되며, 보유지지된 상태에서의 유량계(52)에 의해 나타낸 값은 이상적으로는 흐름이 없음을 의미하는 0 L/min이다.

그러나, 몰드 보유지지 유닛(5)의 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c)는 표면의 거칠기나 평면도의 오차로 인해 반드시 간극이 없는 상태에서 몰드(4)와 접촉하고 있는 것은 아니다. 그 때문에, 몰드(4)가 적절하게 흡인 및 보유지지는 상태에서도, 유량계(52)는 0.3 L/min 이하 같은 소량의 유량을 검출한다. 또한, 주변 공간이나 부재 표면에 존재하는 이물이 제1 돌기부(5a) 또는 제2 돌기부(5c)와 몰드(4) 사이에 끼워넣어지는 경우, 공기의 누설이 현저해지고 유량계(52)는 예를 들어 0.5 L/min 이상의 큰 유량을 검출하게 된다.

따라서, 제1 돌기부(5a) 또는 제2 돌기부(5c)와 몰드(4) 사이의 이물의 포함에 의해 진공도가 저하되기 때문에, 몰드(4)를 보유지지하기 위한 충분한 흡인 압력을 확보할 수 없고 몰드(4)가 더 이상 보유지지될 수 없을 우려가 있을 수 있다. 또한, 이물이 존재하는 상태에서 몰드 형상 보정 유닛(11)에 의해 몰드 형상을 변형시키는 것에 의해 몰드(4)의 이면이 손상될 우려가 있을 수 있다.

이물이 존재하는 경우에 발생할 수 있는 이러한 우려를 해결하기 위해서, 종래에는 임프린트 장치(100)의 동작을 정지시키고, 한번 몰드(4)를 몰드 보유지지 유닛(5)으로부터 분리해서 이물을 제거하기 위한 처리를 행할 필요가 있었다.

도 9a 및 도 9b는 종래의 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다. 도 9a 및 도 9b에서는, 배관 및 센서는 생략된다. 도 9a 및 도 9b에서는, 제1 돌기부(5a)의 표면에 이물(18)이 존재하는 상태를 예로서 나타낸다. 임프린트 장치(100)에서 통상적으로 보여지는 이물의 크기는 최소 대략 100 nm 및 최대 대략 300 μm이다. 도 9a에 나타내는 이물 제거 처리의 방법은 이물을 제거하기 위해서 몰드 반송 핸드(14)에 의해 보유지지된 도구(13)를 사용한다. 도구(13)의 표면은, 점착성 재료로 이루어지며, 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c)와 접촉되어 이물(18)이 도구(13) 측에 부착되게 한다. 이러한 방식으로, 이물(18)은 제1 돌기부(5a)로부터 제거된다. 도 9b에 나타내는 이물 제거 처리의 방법은 오퍼레이터가 이물(18)을 제거하기 위해서 제거 도구의 손잡이(15a)를 보유지지하고 있는 예이다. 제거 도구의 선단 에지부(15b)는, 점착성 재료 또는 용제를 포함하는 스펀지로 이루어지며, 선단 에지부(15b)는 제1 돌기부(5a) 또는 제2 돌기부(5c)와 접촉하여 이물(18)이 제거 도구 측에 부착되게 한다. 이러한 방식으로, 이물(18)은 제1 돌기부(5a)로부터 제거된다.

종래 행해지는 이물 제거 방법에서는, 단시간에 이물을 제거할 수 없어, 장치 가동률이 저하된다. 이하, 본 예시적인 실시형태에 따른 이물 제거 방법에 대해서 상세하게 설명한다.

도 3은 본 예시적인 실시형태에 따른 이물 제거 처리를 도시하는 흐름도이다. 도 3에 도시되는 처리는 제어 유닛(12)이 임프린트 장치(100)의 구성요소를 제어함으로써 실현된다. 또한, 도 3의 흐름도의 예는 임프린트 처리의 직전 및 임프린트 처리 중에 이물 제거 처리를 행하는 예를 사용해서 설명하지만, 적절히 원하는 타이밍에서 이하 설명하는 이물 제거 처리를 행해도 된다. 또한, 임프린트 처리의 직전 및 임프린트 처리 중 이외의 타이밍에서 이물 제거 처리를 행하는 경우에는, 몰드 보유지지 유닛(5)이 패턴을 갖는 몰드(4) 이외의 부재를 보유지지하여 이물 제거 처리를 행할 수 있다. 이러한 부재는, 몰드(4)와 마찬가지로 몰드 반송 핸드(14)에 의해 반송가능하고 압력을 가함으로써 변형될 수 있으면 된다.

단계 S301에서는, 임프린트 장치(100)가 가동을 개시하면, 제어 유닛(12)은 몰드 반송 핸드(14)(반송 유닛)에 의해 몰드(4)를 몰드 보유지지 유닛(5)에 반입한다. 그리고, 제어 유닛(12)은 배관(51)에 진공 압력을 가하는 것에 의해 보유지지되도록 몰드 보유지지 유닛(5)에 몰드(4)를 접촉시킨다.

단계 S302에서는, 제어 유닛(12)은, 유량계(52)를 사용해서 배관(51) 내의 유량을 측정하여, 몰드(4)와 몰드 보유지지 유닛(5) 사이에의 이물의 포함 없이 몰드(4)가 적절하게 흡인 및 보유지지되는지를 판단한다. 더 구체적으로는, 제어 유닛(12)은 유량계(52)에 의해 측정되는 흡인 유량이 미리결정된 임계치 이하인지를 확인한다. 흡인 유량이 미리결정된 임계치 이하인 경우에는, 제어 유닛(12)은 이물의 포함 없이 몰드(4)가 올바르게 흡인 및 보유지지되어 있다고 판단하고(단계 S302에서 예), 처리는 단계 S305로 진행한다. 한편, 흡인 유량이 미리결정된 임계치보다 큰 경우에는, 제어 유닛(12)은 이물의 영향으로 인해 몰드(4)가 적절하게 흡인 및 보유지지되지 않고 있을 가능성이 있기 때문에 이물이 존재한다고 판단하고(단계 S302에서 아니오), 처리는 단계 S303으로 진행된다. 단계 S303에서는, 제어 유닛(12)은 이물 제거 처리를 행한다.

단계 S303 및 S304에서는, 제어 유닛(12)은 도 4a에 나타내는 제1 이물 제거 처리(내측) 및 도 4b에 나타내는 제2 이물 제거 처리(외측)를 순차적으로 행하여 이물을 제거한다.

본 예시적인 실시형태에서는, 내측과 그 다음 외측에 대해 이물 제거 처리를 행하는 예를 설명하지만, 반대 순서로 행해질 수 있다.

제1 이물 제거 처리는 도 4a에 도시된 바와 같이 몰드(4)가 몰드면과 수직인 방향(Z축 하측 방향)으로 기판(1)을 향해 볼록하게 변형된 상태(제1 변형 상태)에서 행해진다. 그리고, 제2 이물 제거 처리는, 도 4b에 도시된 바와 같이 제1 이물 제거 처리가 행해지는 방향과 반대 방향인 몰드면에 수직인 방향(Z축 상측 방향)으로 기판(1)을 향해 몰드(4)가 오목하게 변형된 상태(제2 변형 상태)에서 행해진다. 또한, 이물 제거 처리는 임프린트 처리에 사용되는 몰드(4)가 보유지지되는 상태에서 행해질 수 있지만, 이물 제거 처리는 패턴을 갖는 몰드(4)를 이물 제거 처리 전용의 몰드로 교체한 후에 행해질 수도 있다.

도 4a를 참조하여, 제1 이물 제거 처리(내측)에 대해서 상세하게 설명한다. 배관(54)을 통해서 가압 펌프(31)로 공간 영역(53)을 가압함으로써, 몰드(4)는 몰드(4)의 면에 수직인 방향인 하측으로 볼록하게 변형된다. 동시에, 배관(51)에 연결되는 진공 펌프(32)에 의해 영역(5b)을 흡인하기 때문에, 몰드(4)는 몰드 보유지지 유닛(5)에 계속해서 보유지지된다. 즉, 가압 펌프(31)에 의한 가압과 진공 펌프(32)에 의한 진공 흡인 사이의 밸런스를 제어함으로써, 몰드(4)는 하측으로 볼록하게 변형되어 있는 상태에서 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 보유지지된다.

이렇게 몰드(4)의 형상을 변형시킴으로써, 몰드(4)의 이면과 제1 돌기부(5a) 사이에서 간극이 발생한다. 이때, 공간 영역(53)으로부터 배관(51)으로의 방향으로 기체 흐름이 발생하기 때문에, 제1 돌기부(5a)와 몰드(4)의 이면 사이에 이물이 포함되어 있는 경우에는, 이물은 기체 흐름에 의해서 운반되어 제거된다. 몰드(4)의 변형에 의해 발생하는 간극의 크기는 대략 수 μm 내지 100 μm 내이며, 따라서 상술한 바와 같은 크기의 이물이 제거될 수 있다.

또한, 몰드(4)는 상술한 바와 같이 가압 펌프(31)에 의한 공간 영역(53)의 가압만으로 하측으로 볼록하게 변형될 수 있지만, 몰드 형상 보정 유닛(11)으로 대체되거나 또는 그와 함께 사용될 수 있다. 더 구체적으로는, 몰드 형상 보정 유닛(11)이 몰드(4)의 측면에 힘을 부여하는 것에 의해, 하측으로 볼록한 변형이 더 커질 수 있다. 또한, 하측으로 볼록하게 변형이 이루어질 때, 몰드(4)의 단부면의 상측에 몰드 형상 보정 유닛(11)에 의해 힘을 각각 가하는 것이 바람직하다.

이어서, 도 4b를 참조하여, 제2 이물 제거 처리(외측)에 대해서 상세하게 설명한다. 도 4b에서, 몰드(4)는 배관(54)을 통해서 진공 펌프(30)로 공간 영역(53)을 진공 흡인하는 것에 의해, 몰드(4)의 면에 수직인 방향인 상측으로 볼록하게 변형된다. 동시에, 배관(51)을 통해서 진공 펌프(32)가 영역(5b)을 진공으로 흡인한다.

이렇게 몰드(4)의 형상을 변형시킴으로써, 몰드(4)의 이면과 제2 돌기부(5c) 사이에 간극이 발생한다. 이때, 외측으로부터 배관(51)으로의 방향으로 기체 흐름이 발생하기 때문에, 제2 돌기부(5c)와 몰드(4)의 이면 사이에 이물이 포함되는 경우에는, 이물은 기체 흐름에 의해 운반되어 제거된다. 몰드(4)의 변형에 의해 발생하는 간극의 크기는, 대략 수 μm 내지 100 μm 내이며, 상술한 바와 같은 크기의 이물은 제거될 수 있다.

또한, 몰드(4)는 상술한 바와 같이 진공 펌프(30)에 의한 공간 영역(53)의 진공 흡인만으로 상측으로 볼록하게 변형될 수 있지만, 몰드 형상 보정 유닛(11)으로 대체되거나 또는 그와 함께 사용될 수 있다. 더 구체적으로는, 몰드 형상 보정 유닛(11)이 몰드의 각각의 측면에 힘을 부여하는 것에 의해, 상측으로 볼록한 변형은 더 커질 수 있다. 또한, 변형이 상측으로 볼록하게 이루어지는 경우, 몰드(4)의 단부면의 하측에 몰드 형상 보정 유닛(11)에 의해 각각 힘을 가하는 것이 바람직하다.

단계 S303 및 S304에서 이물 제거 처리를 완료한 후, 처리는 단계 S302로 복귀한다. 단계 S302에서, 제어 유닛(12)은 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되는지 여부를 다시 확인한다. 제어 유닛(12)이 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되고 있다고 판단하는 경우(단계 S302에서 예), 처리는 단계 S305로 진행된다. 한편, 제어 유닛(12)이 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되지 않는다고 판단하는 경우(단계 S302에서 아니오), 처리는 단계 S303 및 S304로 진행되어 이물 제거 처리를 다시 행한다. 이렇게, 이물 제거 처리를 확실하게 행할 수 있다. 또한, 이물 제거 처리가 복수회 반복되는 경우에도 몰드(4)가 적절하게 흡인 및 보유지지될 수 없는 경우, 제어 유닛(12)은 에러로서 처리를 중단할 수 있다.

단계 S305에서는, 제어 유닛(12)은 기판(1)의 복수의 샷 영역 각각에 대한 임프린트 처리를 개시한다. 단계 S306에 나타내는 바와 같이, 임프린트 처리 후에, 제어 유닛(12)은 단계 S302에서와 마찬가지로 몰드 보유지지 유닛(5)의 흡인 상태를 상시 감시한다. 그리고, 제어 유닛(12)이 단계 S306에서 흡인이 적절하게 행해지지 않는다고 판단하는 경우(단계 S306에서 아니오), 제어 유닛(12)은 이물이 존재한다고 판단하고, 임프린트 처리를 일단 정지하고, 그 후 처리는 단계 S307 및 S308로 진행한다. 단계 S307 및 S308에서, 제1 이물 제거 처리 및 제2 이물 제거 처리가 행해진다. 단계 S306 및 S308에서 행해지는 처리는 단계 S302 및 S304에서 행해지는 처리와 유사하므로, 그에 대한 설명은 생략한다. 또한, 단계 S307 및 S308의 이물 제거 처리는, 이상이 발견된 타이밍에 임프린트 처리가 행해지는 샷 영역 후에 처리될 다음 샷 영역에 대한 임프린트 처리 전에 행해지는 것이 바람직하다.

즉, 샷 영역에 대한 임프린트 처리와 다음 샷 영역에 대한 임프린트 처리 사이에서 이물 제거 처리가 행해진다.

단계 S307 및 S308의 이물 제거 처리 후에, 처리는 단계 S306으로 되돌아간다. 단계 S306에서, 제어 유닛(12)은 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되는지 여부를 확인하고, 제어 유닛(12)이 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되고 있다고 판단하는 경우(단계 S306에서 예), 임프린트 처리는 재개된다. 또한, 단계 S309에서, 기판(1)의 모든 샷 영역에 대한 임프린트 처리가 완료될 때까지 처리가 계속된다.

상술한 본 예시적인 실시형태에 따르면, 제어 유닛(12)이 몰드(4)가 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지되고 있지 않다고 판단하는 경우에, 몰드(4)의 이면에 대해 이물 제거 처리를 행함으로써, 몰드(4)를 임프린트 장치(100)로부터 분리하지 않고 이물 제거를 달성할 수 있다. 따라서, 이물을 간단하게 제거할 수 있고, 이물 제거 처리에 걸리는 시간을 감소시킬 수 있다.

또한, 2개의 단계(내측 및 외측)로 이물 제거 처리를 행함으로써, 동일한 진공원의 진공 압력 능력에서도 한정된 영역에 빠른 공기 흐름을 발생시킬 수 있고, 높은 이물 제거 처리 성능을 얻을 수 있다. 또한, 제거된 이물은 배관(51)에 의해 흡인되고 장치 내에 흩어지지 않기 때문에, 다른 영역의 오염 가능성을 감소시킬 수 있다.

또한, 도 4a 및 도 4b에 도시된 예에서는, 몰드 반송 핸드(14)에 의해 몰드(4)를 지지하거나 몰드 반송 핸드(14)가 몰드(4)의 하측에 위치되어 있는 상태에서 이물 제거 처리를 행한다. 몰드 반송 핸드(14)가 몰드(4)의 하측에 위치되는 상태에서 이물 제거 처리를 행함으로써, 몰드(4)가 낙하할 때 몰드 반송 핸드(14)는 지지부로서 기능할 수 있다. 또한, 몰드(4)가 몰드 반송 핸드(14)에 의해 지지되는 상태, 즉 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c) 중 적어도 하나가 몰드(4)와 접촉하거나 또는 그에 근접하게 위치되는 상태에서는, 몰드(4)가 흡인 및 보유지지되지 되고 있지 않더라도 이물 제거 처리를 행할 수 있다.

또한, 도 5a 및 도 5b에 나타내는 바와 같이 몰드 반송 핸드(14)가 제공되지 않은 상태에서 이물 제거 처리를 행할 수 있다. 도 5a는 제1 이물 제거 처리에 대응하는 도면이며, 도 5b는 제2 이물 제거 처리에 대응하는 도면이다. 몰드 반송 핸드(14)를 사용하지 않는 경우에는, 몰드(4)의 낙하 위험을 감소시키기 위해서, 특히 제1 이물 제거 처리에서 공간 영역(53)에 가해지는 가압력보다 진공 펌프(32)의 흡인력을 충분히 크게할 필요가 있다. 몰드 반송 핸드(14)를 사용하지 않는 것에 의해 임프린트 처리에서의 이물 제거 처리의 시간을 감소시킬 수 있고, 생산성 저하를 더 감소시킬 수 있다.

몰드 보유지지 유닛(5)에 제공되는 배관(51)의 개구부는 도 12에 도시되는 바와 같이 제공될 수 있다.

도 12는 몰드 보유지지 유닛(5)을 그 하측으로부터 본 것을 도시하는 도면이다. 배관(51)의 복수의 개구부가 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c)에 의해 둘러싸인 영역에 제공될 수 있으며, 도 12에 도시되는 예에서는 4개의 개구부가 원 상에 동일한 간격으로 제공된다. 이물 제거를 위해서는 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c)에 둘러싸인 원 영역에 가능한 한 균등한 기체 흐름을 발생시키는 것이 더 유리하다. 따라서, 유량 분포를 가능한 한 감소시키기 위해서, 도 12에 나타내는 바와 같이 배관(51)의 개구부를 많이 제공할 수 있다.

제2 예시적인 실시형태에서는, 제1 예시적인 실시형태에서 설명한 이물 제거 처리의 효과를 향상시키는 구성에 대해서 설명한다. 제1 예시적인 실시형태와 유사한 구성요소에 대한 설명은 생략한다.

도 6은 제2 이물 제거 처리에 대응하는 도면이며, 도 4b에서 나타낸 구성에 추가하여, 몰드 보유지지 유닛(5)에 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 공급하는 가스 공급 포트(16)(가스 공급부)가 제공된다. 복수의 가스 공급 포트(16)가 몰드(4)의 측면에 제공되고, 몰드(4)의 중심을 향해서 불활성 가스를 분사할 수 있다.

가스 공급 포트(16) 각각은 배관(55)을 통해서 헬륨(불활성 가스) 탱크(33)에 연결되며, 가스 공급은 배관(55)의 도중에 제공된 온/오프 전환 밸브(도시되지 않음) 또는 유량 제어 밸브에 의해 제어될 수 있다. 이물 제거 처리 중에 헬륨 가스 등의 불활성 가스를 분사하는 것에 의해, 몰드 주변 공간의 이물에서 제전 효과를 달성할 수 있다. 전하를 띤 이물은 부재의 표면에 붙고 공기 흐름에 의한 이물 제거를 어렵게 하지만, 불활성 가스에 의한 제전 효과는 그 악영향을 제거하거나 감소시킬 수 있다. 또한, 불활성 가스는 몰드(4)의 측면 측으로부터 공급되기 때문에, 도 6에 나타내는 제2 이물 제거 처리(외측) 시에 불활성 가스는 효과적으로 작용한다. 따라서, 적어도 제2 이물 제거 처리 시에 불활성 가스를 공급하는 것이 바람직하다.

또한, 이물 제거 처리의 효과를 향상시키는 다른 방법은 몰드 반송 핸드(14)에 이오나이저 등의 제전 유닛(17)을 제공하는 방법을 포함한다. 이오나이저에 의해 주위 분위기 중의 공기를 이온화하면, 제전 가능 영역에 있는 이물의 전하를 제거할 수 있다. 따라서, 이오나이저에 의해 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c)의 이물을 제전함으로써, 이물 제거 효과를 향상시킬 수 있다. 이오나이저는 가능한 한 몰드(4) 부근에 제공되는 것이 바람직할 수 있고, 따라서 몰드 반송 핸드(14)에 제공되는 것이 바람직하다. 이오나이저를 몰드 반송 핸드(14)에 제공함으로써, 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c)의 이물뿐만 아니라 몰드(4)의 패턴부의 이물에서도 제전 효과를 얻을 수 있다. 제전 유닛(17)의 구체적인 구성은 효과, 제전 영역의 크기, 및 안전성을 고려하여 방전 방법 및 X선 방법 같은 방법 중에서 선택되는 것이 바람직할 수 있다.

또한, 이물 제거 처리의 효과를 증가시키기 위해서는, 몰드 형상 보정 유닛(11)의 사용을 생각할 수 있다. 몰드 형상 보정 유닛(11)은, 몰드(4)의 각각의 단부면에 공급되는 힘을 발생시키는 구동원(11d)을 몰드 보유지지 유닛(5) 상에 포함하고, 구동원(11d)의 힘을 몰드(4)에 효과적으로 전달하기 위한 구동 전달 유닛(11b) 및 받침점(11e)을 포함한다. 미소한 이물은 일반적으로 이물 자체의 전위, 표면 조도, 및 점착성으로 인해 부품 표면에 부착되기 쉽고, 거기에 부착된 이물은 주기적인 진동이나 기체의 충격파가 적용되는 경우 부착된 상태로부터 분리되어 공기 중에 부유하는 것이 알려져 있다. 더 구체적으로는, 몰드 형상 보정 유닛(11)의 구동원(11d)에 의해 크고 작은 힘의 발생을 반복함으로써 몰드(4)에 주기적인 진동이 가해질 수 있다. 이물 제거 처리 시에 이러한 몰드 형상 보정 유닛(11)의 동작을 행함으로써, 몰드(4)의 이면에 부착된 이물의 제거 효율을 향상시킬 수 있다.

또한, 배관(51)을 통해 진공 압력을 가하면서 배관(51) 내의 압력 비례 제어 밸브(42)의 개폐 동작을 반복함으로써, 충격파가 기체를 통해 이물에 전해지게 하고 이물 제거에 기여할 수 있다. 또한, 구동 유닛(6)의 왕복 운동에 의해 주기적인 진동을 이물에 전달하는 것도 가능하다.

전술한 이물 제거 처리의 효과를 향상시키는 방법을 제1 예시적인 실시형태에 따라 설명한 이물 제거 처리와 함께 사용함으로써 더 효율적으로 이물 제거를 달성할 수 있다.

제1 예시적인 실시형태에서는, 이물 제거 처리로서 제1 이물 제거 처리와 제2 이물 제거 처리를 순차적으로 행하는 방법을 설명했다. 제3 예시적인 실시형태에서는, 이물의 위치를 식별하고, 식별된 이물의 위치에 대응하는 이물 제거 처리를 행하는 방법에 대해서 설명한다. 또한, 제2 예시적인 실시형태에서 설명한 이물 제거 처리의 효과를 향상시키는 방법은 본 예시적인 실시형태에 적용될 수 있다. 이하, 제1 예시적인 실시형태와 다른 부분을 중심으로 설명하고, 유사한 부분에 대해서는 설명을 생략한다.

도 7은 본 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)의 몰드 보유지지 유닛(5)의 구성을 도시하는 측면도이다. 도 4a 및 도 4b에 나타내는 구성과 비교하여, 제3 돌기부(5d)가 제2 돌기부(5c)의 외측에 추가된다. 제3 돌기부(5d)는 임프린트 장치(100)의 몰드 보유지지 유닛(5)을 임프린트 장치(100)의 하측(Z축 방향)으로부터 보았을 때에 몰드(4)를 지지할 수 있도록 환형 형상으로 형성된다.

또한, 제3 돌기부(5d)와 제2 돌기부(5c)에 의해 둘러싸인 영역(5e)이 배관(55)을 통해서 가압 펌프(34)에 의해 가압될 수 있다.

제어 유닛(12)은, 영역(5e)이 가압 펌프(34)에 의해 가압될 때와 공간 영역(53)이 가압 펌프(31)에 의해 가압될 때에 유량계(52)에 의해 측정된 유량을 비교하고 판별함으로써, 제1 돌기부(5a) 또는 제2 돌기부(5c)의 어느 위치에 이물이 있는지를 판별할 수 있다. 더 구체적으로는, 영역(5e)이 가압될 때에 유량계(52)에 의해 측정된 유량이 커지는 경우에는, 제어 유닛(12)은 이물이 제1 돌기부(5a)와 몰드(4) 사이에 존재한다고 판단하고, 제1 이물 제거 처리를 행한다. 한편, 공간 영역(53)이 가압될 때에 유량계(52)에 의해 측정된 유량이 커지는 경우에는, 제어 유닛(12)은 이물이 제2 돌기부(5c)와 몰드(4) 사이에 존재한다고 판단하고, 제2 이물 제거 처리를 행한다.

도 8은 본 예시적인 실시형태에 따른 이물 제거 처리를 도시하는 흐름도이다. 도 8에 도시되는 처리는 제어 유닛(12)이 임프린트 장치(100)의 구성요소를 제어하는 것에 의해 실현된다.

단계 S301 및 S302에서 행해지는 처리는 도 3의 처리와 유사하기 때문에, 그에 대한 설명은 생략한다. 단계 S1201에서, 제어 유닛(12)은, 공간 영역(53)이 가압될 때의 유량계(52)의 유량과 영역(5e)이 가압될 때의 유량계(52)의 유량을 측정한다.

단계 S1202에서, 제어 유닛(12)은, 이물이 몰드(4)의 내측 또는 외측에 존재하는지 여부, 즉 유량이 몰드(4)의 내측 또는 외측에서 증가하는지 여부를 확인한다. 단계 S1202에서, 제어 유닛(12)이 이물이 몰드(4)의 외측에 존재한다고 판단하는 경우(단계 S1202에서 예), 처리는 단계 S304로 진행한다. 단계 S304에서, 제어 유닛(12)은 제2 이물 제거 처리를 행한다. 한편, 단계 S1202에서, 제어 유닛(12)이 이물이 몰드(4)의 내측에 존재한다고 판단하는 경우(단계 S1202에서 아니오), 처리는 단계 S303으로 진행한다. 단계 S303에서, 제어 유닛(12)은 제1 이물 제거 처리를 행한다. 또한, 단계 S1201에서 제어 유닛(12)이 양쪽 유량 모두가 크다고 판단하는 경우, 제어 유닛(12)은 제1 이물 제거 처리 및 제2 이물 제거 처리 양쪽 모두를 순차적으로 행할 수 있다. 임프린트 처리의 개시 후에 행해지는 이물 제거 처리는 이와 유사하므로, 그에 대한 설명은 생략한다.

본 예시적인 실시형태에서와 같이, 이물의 위치를 식별하고, 식별된 이물의 위치에 대해서만 이물 제거 처리를 행함으로써, 간단한 이물 제거 처리에 걸리는 시간을 더 감소시킬 수 있다.

제4 예시적인 실시형태에서는, 몰드(4)를 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 흡인 및 보유지지하지 않고 몰드 보유지지 유닛(5)으로부터 분리한 상태에서 이물 제거 처리를 행하는 방법에 대해서 설명한다. 도 11은 본 예시적인 실시형태에 따른 이물 제거 처리를 도시하는 도면이다. 몰드(4)가 몰드 반송 핸드(14)에 의해 보유지지되고, 당해 몰드(4)와 몰드 보유지지 유닛(5)의 제1 돌기부(5a) 및 제2 돌기부(5c)가 가깝게 위치되는 상태에서 이물 제거 처리를 행한다.

이때, 몰드 보유지지 유닛(5)과 몰드(4) 사이의 거리는, 배관(51)에 진공 압력을 가해도 몰드 보유지지 유닛(5)이 몰드(4)와 접촉하지 않는 거리일 필요가 있으며, 거리는 대략 0.1 mm 내지 0.2 mm인 것이 바람직하다. 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c) 각각은 환형 형상으로 형성되며, 배관(51)의 개구부가 제1 돌기부(5a)와 제2 돌기부(5c)에 의해 둘러싸인 영역에 제공된다. 그리고, 배관(51)의 개구부를 통해 기체를 흡인함으로써, 이물 제거 처리 시에 기체는 제1 돌기부(5a)의 내측으로부터 배관(51)의 개구부로 그리고 제2 돌기부(5c)의 외측으로부터 배관(51)의 개구부로 흐른다. 이때, 배관(54)의 상태는 적어도 기체 흐름을 정지시키지 않도록 대기압으로 개방되는 것이 바람직하다. 대안적으로, 배관(51)을 향해 흐르는 공기 흐름을 보충하는 범위 내에서 압력을 가하는(기체를 공급하는) 것이 바람직하다.

몰드 보유지지 유닛(5)과 몰드(4) 사이에 일정한 간극을 제공해서 몰드(4)의 이면에 일정한 유속을 발생시킴으로써 이물을 제거할 수 있다. 실제로는, 유량이 3 내지 6 L/min와 같이 비교적 작은 경우에도, 비교적 큰 크기를 갖고 비교적 작은 비중을 갖는 비금속 입자 같은 이물을 제거할 수 있었다.

또한, 유량을 일정하게 하기보다는 유속을 변화시킴으로써 이물 제거 효과를 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 배관(51) 또는 배관(54)에 개폐 밸브나 비례 밸브를 연결하고 이것이 소정 주기로 개폐 동작을 행하게 함으로써 유속을 변화시킬 수 있다. 대안적으로, 임프린트 헤드의 Z 구동 기구를 사용해서 몰드 보유지지 유닛(5)을 상하에 이동하게 해서 간극의 거리를 변화시키고 기체 유속을 변화시킴으로써 이물을 쉽게 이동가능하게 할 수 있다.

또한, 몰드 반송 핸드(14)에 변형 장치를 제공해서 제1 예시적인 실시형태에서와 같이 몰드 반송 핸드(14) 상에서 몰드(4)를 변형시킴으로써, 즉 몰드(4)를 몰드 면과 수직인 방향으로 변형시킴으로써 간극 거리 분포를 제공한 상태에서 이물 제거 처리를 행할 수 있다. 또한, 몰드 반송 핸드(14)에는, 제2 예시적인 실시형태에서와 같이 제전 유닛(17)이 제공될 수 있다. 이렇게 몰드 반송 핸드(14)를 채용하는 방법은, 시퀀스로 인해 각각의 유닛을 동작시키는 데 시간이 걸리지만, 몰드(4)가 웨이퍼 위로 낙하하는 위험이 없기 때문에 흡인에 의한 몰드 보유지지에 개의치 않고 몰드 변형 형상 및 몰드 변형량을 자유롭게 설정할 수 있다.

또한, 본 예시적인 실시형태에서도, 패턴을 갖는 몰드(4)와는 상이한 부재를 몰드 보유지지 유닛(5)에 의해 보유지지하는 상태에서 이물 제거 처리를 행할 수 있다.

<물품의 제조>

이상 설명한 임프린트 장치(100)를 사용해서 형성되는 경화물의 패턴은 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 사용되거나 각종 물품이 제조될 때 임시로 사용된다.

물품의 예는 전기 회로 소자, 광학 소자, 마이크로전자기계 시스템(MEMS), 기록 소자, 센서, 및 몰드를 포함한다. 전기 회로 소자의 예는 동적 랜덤 액세스 메모리(DRAM) 정적 RAM(SRAM), 플래시 메모리, 및 자기 RAM(MRAM)과 같은 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와, 대규모 집적회로(LSI) 디바이스, 전하 결합 디바이스(CCD), 이미지 센서, 및 필드 프로그래머블 게이트 어레이(FPGA) 같은 반도체 디바이스를 포함한다. 몰드의 예는 임프린트용으로 사용되는 몰드를 포함한다.

경화된 패턴은 상기 물품 각각의 구성 부재의 일부로서 그대로 사용되거나 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판의 가공 공정에서, 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.

이어서, 도 10a 내지 도 10f를 참고하여, 임프린트 장치(100)에 의해 기판에 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 기판을 처리하고, 처리된 기판으로부터 물품을 제조하는 물품 제조 방법에 대해서 설명한다. 먼저 도 10a에 나타내는 바와 같이, 절연재 등의 피가공재(2z)가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1z)을 준비하고, 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재(2z)의 표면에 임프린트재(3z)를 부여한다. 본 예시적인 실시형태에서는, 복수의 액적 형태의 임프린트재(3z)가 기판(1z) 상에 부여된다.

도 10b에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 몰드(4z)를, 몰드(4z)의 오목/볼록 패턴이 형성된 측을 기판(1z) 상의 임프린트재(3z)를 향해 지향시킨 상태에서, 임프린트재(3z)에 대향하도록 설치한다. 도 10c에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)가 부여된 기판(1z)과 몰드(4z)를 서로 접촉시켜 압력을 가한다. 임프린트재(3z)는 몰드(4z)와 피가공재(2z) 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서 임프린트재(3z)를 경화시키기 위한 에너지로서의 광을 몰드(4z)를 통해서 조사하면, 임프린트재(3z)는 경화된다.

도 10d에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(3z)를 경화시킨 후 몰드(4z)를 기판(1z)으로부터 분리하면, 기판(1z) 위에 임프린트재(3z)의 경화물의 패턴이 형성된다. 이 경화물의 패턴은, 경화된 임프린트재(3z)의 볼록부가 몰드(4z)의 오목부에 대응하고 경화된 임프린트재(3z)의 오목부가 몰드(4z)의 볼록부에 대응하는 형상을 갖는다. 즉, 몰드(4z)의 오목 및 볼록 패턴이 임프린트재(3z)에 전사된다.

도 10e에 나타내는 바와 같이, 경화된 임프린트재(3z)의 패턴을 내 에칭 마스크로서 사용해서 에칭을 행하면, 피가공재(2z)의 표면으로부터 경화된 임프린트재(3z)가 없거나 경화된 임프린트재(3z)가 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈(5z)을 형성한다. 도 10f에 도시되는 바와 같이, 경화된 임프린트재(3z)의 패턴을 제거하면, 피가공재(2z)의 표면에 홈(5z)이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 본 예시적인 실시형태에서는, 경화된 임프린트재(3z)의 패턴을 제거했지만, 경화된 임프린트재(3z)의 패턴은 가공 후에 남겨질 수 있고, 예를 들어 반도체 디바이스 등의 층간 절연층, 즉, 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.

또한, 물품 제조 방법은 상술한 임프린트 장치(100)(임프린트 방법)를 사용해서 기판(1z) 상에 부여된 임프린트재(3z) 상에 패턴을 형성하는 공정, 및 상기 공정에서 패턴이 형성된 기판(1z)을 가공하는 공정을 포함한다. 또한, 제조 방법은 산화, 성막, 증착, 도핑, 평탄화, 에칭, 레지스트 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등과 같은 다른 주지의 공정을 포함한다. 본 예시적인 실시형태에 따른 물품 제조 방법은 종래의 방법에 비하여 물품의 성능, 품질, 생산성, 및 생산 비용 중 적어도 하나에서 유리하다.

본 개시내용에 따른 예시적인 실시형태를 상술하였지만, 본 개시내용은 예시적인 실시형태로 한정되지 않으며 본 개시내용의 범위 내에서 다양한 방식으로 변형 및 변화될 수 있다.

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

Claims (21)

1. 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치로서,
   상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛; 및
   상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 부재가 상기 부재의 면에 수직인 방향으로 변형된 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시켜 이물을 제거하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는 임프린트 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제어 유닛은, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 흡인 및 보유지지되는 부재 사이에 공간이 발생하는 경우에 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 상기 부재는 상기 부재의 단부면에 힘을 가함으로써 변형되는 임프린트 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 상기 부재는 상기 부재의 상기 기판과 접촉하는 면의 반대측의 면에 압력을 가함으로써 변형되는 임프린트 장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제어 유닛은, 상기 부재의 상기 면이 상기 기판을 향해 볼록해지는 제1 변형 상태 또는 상기 부재의 상기 면이 상기 기판을 향해 오목해지는 제2 변형 상태에서 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제어 유닛은 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 상기 이물이 존재하는 위치를 결정하며,
   상기 제어 유닛은 특정된 상기 이물의 위치에 기초하여 상기 부재의 상기 면을 변형시키는 임프린트 장치.
7. 제1항에 있어서,
   상기 몰드 보유지지 유닛은 제1 돌기부와 제2 돌기부를 포함하며,
   상기 제어 유닛은 상기 제1 돌기부, 상기 제2 돌기부, 및 상기 부재에 의해 형성되는 영역을 감압함으로써 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 각각은 환형 형상으로 형성되며,
   상기 제어 유닛은 상기 제1 돌기부, 상기 제2 돌기부, 및 상기 부재에 의해 형성되는 상기 영역을 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 사이의 영역에 제공된 개구부를 통해서 감압함으로써 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
9. 제1항에 있어서,
   상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 불활성 가스를 공급하도록 구성되는 가스 공급 유닛을 더 포함하며,
   상기 제어 유닛은 공기 흐름에 상기 불활성 가스가 포함되도록 상기 가스 공급 유닛을 제어하는 임프린트 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 몰드가 상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되도록 상기 몰드를 반송하게 구성되는 반송 유닛을 더 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 반송 유닛이 상기 부재의 하측에 위치하는 상태에서 상기 이물을 제거하는 임프린트 장치.
11. 제10항에 있어서,
    상기 반송 유닛은 제전 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 제전 유닛이 제전을 행하고 있는 상태에서 공기 흐름을 발생시키도록 제어를 행하는 임프린트 장치.
12. 제1항에 있어서,
    상기 임프린트 장치는 상기 기판 상의 복수의 샷 영역에 대하여 순차적으로 상기 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 장치이며,
    상기 제어 유닛은 샷 영역에 대한 임프린트 처리와 다음 샷 영역에 대한 임프린트 처리 사이의 타이밍에서 공기 흐름을 발생시킴으로써 이물 제거 처리를 행하는 임프린트 장치.
13. 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치로서,
    상기 몰드를 보유지지하도록 구성되는 몰드 보유지지 유닛; 및
    반송 유닛에 의해 보유지지되는 부재의 적어도 일부가 상기 몰드 보유지지 유닛으로부터 분리된 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시켜서 이물을 제거하는 제어를 행하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는 임프린트 장치.
14. 제13항에 있어서,
    상기 제어 유닛은, 상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 상기 부재가 상기 부재의 면에 수직인 방향으로 변형된 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시키는 제어를 행하는 임프린트 장치.
15. 제13항에 있어서,
    상기 몰드 보유지지 유닛은 제1 돌기부와 제2 돌기부를 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 제1 돌기부, 상기 제2 돌기부, 및 상기 부재에 의해 형성되는 영역을 감압함으로써 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 각각은 환형 형상으로 형성되며,
    상기 제어 유닛은 상기 제1 돌기부, 상기 제2 돌기부, 및 상기 부재에 의해 형성되는 상기 영역을 상기 제1 돌기부와 상기 제2 돌기부 사이의 영역에 형성되는 개구부를 통해 감압함으로써 공기 흐름을 발생시키는 임프린트 장치.
17. 제13항에 있어서,
    상기 반송 유닛은 상기 몰드가 상기 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되도록 상기 몰드를 반송하는 임프린트 장치.
18. 제13항에 있어서,
    상기 반송 유닛은 제전 유닛을 포함하며,
    상기 제어 유닛은 상기 제전 유닛이 제전을 행하고 있는 상태에서 공기 흐름을 발생시키도록 제어를 행하는 임프린트 장치.
19. 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하도록 구성되는 임프린트 장치를 위한 이물 제거 방법으로서,
    몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 부재를 상기 부재의 면에 수직인 방향으로 변형시키는 단계; 및
    상기 부재가 변형되어 있는 상태에서, 상기 부재를 보유지지하는 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시키는 단계를 포함하는 이물 제거 방법.
20. 몰드 보유지지 유닛에 의해 보유지지되는 몰드를 사용해서 기판 상에 경화성 조성물의 패턴을 형성하도록 구성되는 임프린트 장치를 위한 이물 제거 방법으로서,
    반송 유닛에 의해 보유지지되는 부재의 적어도 일부를 상기 몰드 보유지지 유닛으로부터 분리하는 단계; 및
    상기 부재의 적어도 일부가 상기 몰드 보유지지 유닛으로부터 분리되어 있는 상태에서, 상기 몰드 보유지지 유닛과 상기 부재 사이에 공기 흐름을 발생시키는 단계를 포함하는 이물 제거 방법.
21. 물품 제조 방법이며,
    제1항에 따른 임프린트 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 단계;
    상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 단계; 및
    처리된 상기 기판을 사용해서 물품을 제조하는 단계를 포함하는 물품 제조 방법.

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