KR20130008464A - 임프린트 장치 및 물품 제조 방법 - Google Patents

임프린트 장치 및 물품 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 몰드를 이용하여 기판 상에 임프린트 재료를 성형하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치를 제공하고, 상기 장치는 상기 기판 상의 샷 영역에 대해 형성된 마크를 검출하도록 구성된 오프-축 검출계를 포함하고, 상기 마크의 위치를 계측하도록 구성된 계측 장치와, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 계측 장치에 의한 상기 마크의 위치 계측과, 상기 계측을 기반으로 한 상기 몰드와 상기 기판의 상대 위치의 조정이 상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 대해 행해지도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된다.

Description

임프린트 장치 및 물품 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE}
본 발명은, 임프린트 장치 및 물품 제조 방법에 관한 것이다.
임프린트 기술은, 나노스케일의 미세 패턴의 전사를 가능하게 하고, 반도체 디바이스나 자기 기억 매체의 양산용 나노 리소그래피 기술 중 하나로서 주목받고 있다. 임프린트 기술에서, 기판(실리콘 웨이퍼나 글래스 플레이트) 위의 수지는 미세한 패턴을 갖는 몰드를 수지에 대해 가압하면서 경화시켜, 몰드의 패턴을 기판 위로 전사시킨다.
임프린트 기술은, 몇 개의 수지 경화법을 포함하고, 이러한 수지 경화법 중 하나로서 광 경화법이 알려져 있다. 광 경화법을 적용한 임프린트 장치로는, 자외선 경화형의 수지에 투명한 몰드를 접촉시키면서 그 수지에 자외선을 조사하여, 수지를 노광 및 경화시키고, 몰드를 경화된 수지로부터 박리(제거)함으로써, 기판 위에 수지의 패턴을 형성한다.
이러한 임프린트 장치로는, 기판과 몰드 사이의 얼라인먼트 방식으로서, 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식이 채용되어 있다. 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식에서, 기판 상의 샷 영역마다 형성된 마크와 몰드 상에 형성된 마크를 광학적으로 검출하여 기판과 몰드 사이의 위치 관계의 어긋남을 보정한다. 그러나, 다이-바이-다이 얼라인먼트 방식에서는, 몰드를 수지와 접촉시켰을 때에, 몰드 상에 형성된 마크에 기판 상의 수지가 충전된다. 몰드의 재료로서 공통으로 이용되는 석영은 수지의 굴절률과 거의 동일한 굴절률을 갖기 때문에, 마크에 수지가 충전되면, 수지에 형성된 마크를 검출하는데 필요한 콘트라스트가 얻어질 수 없다.
그러므로, 일본 특허 제4185941호 공보는, 수지와 몰드를 접촉시켰을 때, 몰드에 형성된 마크에 기판 상의 수지가 충전되는 것을 방지하는, 즉, 마크에 수지가 충전되지 않는 구조를 갖는 몰드가 제안된다. 이 특허는 또한 마크에 수지가 충전되어도 마크를 검출할 수 있도록, 차광 효과를 갖는 재료(예를 들어, Cr)로 형성된 마크를 제안한다.
한편, 레티클 또는 마스크의 패턴을 기판에 투영하는 투영 광학계를 구비한 노광 장치용 얼라인먼트 방식으로서 일반적인 글로벌 얼라인먼트 방식을 임프린트 장치에 적용하는 기술이 일본 특허 공개 공보 제2010-080631호에 제안된다. 글로벌 얼라인먼트 방식에서, 대표적인 몇 개의 샷 영역(샘플 샷 영역)에 형성된 마크의 검출 결과를 처리하여 결정된 모든 샷 영역의 위치에 기초하여 얼라인먼트를 행한다.
그러나, 일본 특허 제4185941호 공보에 설명된 기술에서는, 몰드에 형성된 마크에 수지가 충전되지 않아, 이러한 마크에 대응하는 기판의 영역(마크 영역)이 덮이지 않는다(즉, 수지의 박막이 형성되지 않는다). 따라서, 패턴 전사후의 프로세스(예를 들어, 에칭)에서 기판에 균일한 처리를 실시하는 것이 어렵게 되고, 따라서 기판 상의 실제 소자 패턴 영역과 마크 영역 사이의 에칭 상태에 차가 발생한다. 또한, 차광 효과를 갖는 재료로 마크를 형성한 경우, 임프린트 동작이나 몰드 세정 시에 이 재료가 박리될 수 있다.
한편, 글로벌 얼라인먼트 방식을 임프린트 장치에 적용했을 경우, 이하의 문제를 초래한다. 글로벌 얼라인먼트 방식에서는, 기판 상의 수지에 몰드를 접촉시킬 때, 각각의 샷 영역에 형성된 마크를 검출하지 않고, 상술한 기술에 따라 결정된 위치에 기초하여 얼라인먼트가 행해진다. 그러나, 임프린트 장치에서, 임프린트 처리 중에 기판 상에 작용하는 힘에 의해 기판의 위치 어긋남 및 변형이 발생할 수 있다. 따라서, 임프린트 장치에 글로벌 얼라인먼트 방식을 적용하여 얼라인먼트를 행하여도, 종종 기판과 몰드를 정확하게 얼라인먼트할 수 없다.
일본 특허 제4185941호 공보 일본 특허 공개 공보 제2010-080631호
본 발명은, 예를 들어, 임프린트 장치에서의 몰드와 기판 사이의 얼라인먼트에서의 유리한 기술을 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 몰드를 이용하여 기판 상에 임프린트 재료를 성형하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치가 제공되고, 상기 장치는 상기 기판 상의 샷 영역에 대해 형성된 마크를 검출하도록 구성된 오프-축 검출계를 포함하고, 상기 마크의 위치를 계측하도록 구성된 계측 장치와, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고, 상기 제어기는, 상기 계측 장치에 의한 상기 마크의 위치 계측과, 상기 계측을 기반으로 한 상기 몰드와 상기 기판의 상대 위치의 조정이 상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 대해 행해지도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된다.
본 발명의 다른 특징은 첨부된 도면을 참조하여 예시적인 실시 형태의 다음의 설명으로부터 명확해진다.
도 1은, 본 발명의 측면에 따른 임프린트 장치의 구성을 도시한 개략도이다.
도 2는, 도 1에 도시된 임프린트 장치의 몰드의 구성을 도시하는 확대도이다.
도 3은, 도 1에 도시된 임프린트 장치의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 4는, 몰드의 패턴을 전사하는 처리(단계 S314)를 상세하게 설명하기 위한 플로우 차트이다.
도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)는, 도 1에 도시된 임프린트 장치에서의 몰드, 공급 유닛 및 오프-축 검출계 사이의 위치 관계의 일례를 도시하는 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시 형태는 첨부된 도면을 참조하여 이후 설명된다. 동일한 참조 번호는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 붙이고, 그 반복적인 설명은 생략된다.
도 1은, 본 발명의 일 측면에 따른 임프린트 장치(100)의 구성을 도시한 개략도이다. 임프린트 장치(100)는, 기판 상의 임프린트 재료를 몰드를 이용하여 성형(몰딩)하여 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행한다. 더 구체적으로는, 임프린트 처리에서, 기판 상의 복수의 샷 영역의 각각에 공급되는 임프린트 재료를, 몰드를 임프린트 재료와 접촉시킨 상태에서 경화시키고, 경화된 임프린트 재료로부터 몰드를 박리하여, 몰드의 패턴을 기판 위에 전사시킨다.
도 1을 참조하면, 기판(웨이퍼)(1)은, 척(2)을 통해 기판 스테이지(3)에 보유·지지된다. 기판 스테이지(3)는, 미동 스테이지(4) 및 X-Y 스테이지(5)를 포함한다. 기판 스테이지(3)는 기판(1)을 보유·지지하여 이동한다. 미동 스테이지(4)는, 기판(1)의 Z축 주위의 회전을 보정하는 기능, Z축 방향으로 기판(1)의 위치를 보정하는 기능 및 기판(1)의 기울기를 보정하는 기능을 갖는다. 미동 스테이지(4)는, 기판(1)을 X축 방향 및 Y축 방향으로 소정의 위치에서 위치 결정하기 위한 X-Y 스테이지(5)에 배치된다. X-Y 스테이지(5)는, 베이스 정반(base surface plate; 6)에 적재된다. 지주(columns; 7)는, 베이스 정반(6) 위에 직립하고, 천장판(top plate; 8)을 지지한다. 또한, 임프린트 장치(100)는, X축 방향 및 Y축 방향으로 미동 스테이지(4)의 위치를 계측하는 위치 센서(예를 들어, 레이저 간섭계나 평면 인코더)를 포함한다.
몰드(9)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(1)에 전사되는 패턴(3차원 패턴)(PT)을 그 표면에 갖고, 몰드 척(10)에 고정된다. 몰드 척(10)은 몰드 스테이지(11) 상에 위치된다. 몰드 스테이지(11)는, 몰드(9)(몰드 척(10))의 Z축 주위의 회전을 보정하는 기능 및 몰드(9)의 기울기를 보정하는 기능을 갖는다. 몰드 척(10) 및 몰드 스테이지(11)는, 몰드(9)를 보유·지지하는 몰드 보유·지지부로서 기능한다.
몰드 척(10) 및 몰드 스테이지(11) 각각은, 광원(도시되지 않음)으로부터 콜리메이터 렌즈(12)를 통해 조사되는(guided) 자외광을 통과시키는 개구(도시되지 않음)를 갖는다. 몰드 척(10)(또는 몰드 스테이지(11))에는, 몰드(9)의 가압력(임프린트 압력)을 검출하기 위한 로드 셀이 배치된다. 또한, 몰드 스테이지(11)에는, 기판 스테이지(3)에 의해 보유·지지된 기판(1)의 레벨(평탄도)을 계측하기 위한 갭 센서(13)가 배치된다.
몰드 승강용 액츄에이터(14)는, 에어 실린더 또는 리니어 모터에 의해 실행되고, 몰드 스테이지(11)를 Z축 방향으로 구동하여, 몰드 척(10)에 의해 보유·지지된 몰드(9)를 기판(1)에 대해 가압하거나, 몰드 척(10)에 의해 보유·지지된 몰드(9)를 기판(1)로부터 분리시킨다.
몰드 얼라인먼트용의 TTM(Through-The-Mold) 얼라인먼트 검출계(15)는, 몰드 스테이지(11)에 배치된다. TTM 얼라인먼트 검출계(15)는, 예를 들어 몰드(9)에 형성된 얼라인먼트 마크 M1 및 M2, 미동 스테이지(4)에 배치된 기준 마크 RM, 및 기판(1)에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 검출하기 위한 광학계 및 촬상계를 갖는다. TTM 얼라인먼트 검출계(15)는, 기판 스테이지(3)에 의해 보유·지지된 기판(1)과 몰드(9) 사이의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 위치 어긋남을 검출한다.
공급 유닛(16)은, 임프린트 재료로서의 수지(본 실시 형태에서는, 광 경화형의 수지)를 적하하는 노즐을 포함하는 디스펜서 헤드에 의해 실행되고, 기판(1) 위의 샷 영역의 각각에 수지를 공급(도포)하는 기능을 갖는다. 공급 유닛(16)은, 예를 들어, 피에조 제트 방식이나 마이크로 솔레노이드 방식을 채용하고, 기판(1) 위에 미소한 용적(대략 1PL(피코리터))의 수지를 공급한다. 공급 유닛(16)으로부터 수지를 공급하면서 기판 스테이지(3)를 이동(스캔 이동이나 스텝 이동)시킴으로써, 기판(1) 위에 수지를 도포할 수 있다.
오프-축 검출계(17)는, 천장판(8)에 의해 지지되고, 몰드(9)를 개재하지 않고 예를 들어 미동 스테이지(4)에 배치된 기준 마크 RM과 기판(1)에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 검출하기 위한 광학계 및 촬상계를 포함한다. 오프-축 검출계(17)는, 기판(1)(기판에 형성된 얼라인먼트 마크 M3)의 XY 평면에서의 위치를 검출한다. 바꾸어 말하면, 오프-축 검출계(17)는, 얼라인먼트 마크 M3의 위치를 계측하는 계측부의 일부를 구성한다. TTM 얼라인먼트 검출계(15)를 이용하여 몰드(9)와 기판 스테이지(3) 사이의 위치 관계를 얻고, 오프-축 검출계(17)를 이용하여 기판 스테이지(3)와 기판(1) 사이의 위치 관계를 얻음으로써, 몰드(9)와 기판(1) 사이의 상대적인 얼라인먼트를 행할 수 있다.
구동부(18)는, 오프-축 검출계(17)를 구동한다. 구동부(18)는, 기판(1) 위의 복수의 샷 영역의 레이아웃, 각각의 샷 영역에 관한 얼라인먼트 마크 M3의 위치, 공급 유닛(16)의 수지 공급(도포) 속도 및 기판 스테이지(3)의 가속에 기초하여, 오프-축 검출계(17)를 위치 결정한다. 바꾸어 말하면, 임프린트 장치(100)에서, 구동부(18)는 오프-축 검출계(17)의 위치를 변경할 수 있다.
제어부(19)는, 예를 들어 CPU 및 메모리를 포함하고, 임프린트 장치(100)의 전체(그 동작)를 제어한다. 제어부(19)는, 복수의 샷 영역의 각각에서, 오프-축 검출계(17)를 이용하여 얼라인먼트 마크 M3의 검출 후, 이러한 검출 결과에 기초하여 기판(1)과 몰드(9) 사이의 상대적인 위치 관계를 조정하도록 임프린트 처리를 제어한다.
도 3을 참조하여, 임프린트 장치(100)의 동작에 대하여 설명한다. 본 실시 형태에서는, 몰드(9)를 변경하지 않고 복수의 기판(1) 각각에, 소정 층의 패턴을 전사할 경우를 예로서 설명한다.
단계 S302에서는, 몰드 반송 기구(도시되지 않음)를 통해, 임프린트 장치(100)에 몰드(9)가 반입되고(loaded), 몰드 스테이지(11)(몰드 척(10))에 보유·지지된다.
단계 S304에서는, 몰드 스테이지(11)에 보유·지지된 몰드(9)의 얼라인먼트를 행한다. 더 구체적으로는, 몰드(9)에 형성된 얼라인먼트 마크 M1 및 M2와 미동 스테이지(4)에 배치된 기준 마크 RM을 동시에 TTM 얼라인먼트 검출계(15)로 검출하고, 얼라인먼트 마크 M1 및 M2와 기준 마크 RM 사이의 위치 어긋남을 차례로 검출한다. 그리고, TTM 얼라인먼트 검출계(15)에 의해 얻은 검출 결과에 기초하여, 주로 몰드(9)의 Z축 주위의 회전을 몰드 스테이지(11)에 의해 조정한다.
단계 S306에서는, 미동 스테이지(4)에 배치된 기준 마크 RM을 오프-축 검출계(17)에 의해 검출하고, 오프-축 검출계(17)의 광축과 몰드(9)의 중심 사이의 거리인 베이스라인(baseline)을 계측한다.
단계 S308에서는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)를 통해, 임프린트 장치(100)에 기판(1)을 반입하고, 기판 스테이지(3)(척(2))에 보유·지지시킨다.
단계 S310에서는, 기판 스테이지(3)에 의해 보유·지지된 기판(1)의 레벨(평탄도)을 갭 센서(13)에 의해 계측한다. 갭 센서(13)에 의해 얻은 계측 결과는, 기판(1) 위의 수지와 몰드(9)를 접촉시킬 때(즉, 몰드(9)를 기판(1)에 대해 가압할 때), 기판(1) 위의 각각의 샷 영역(그 표면)을 임프린트 장치(100)의 기준면(도시되지 않음)에 맞추기 위해 필요해진다.
단계 S312에서는, 기판 스테이지(3)에 의해 보유·지지된 기판(1)의 프리얼라인먼트를 행한다. 더 구체적으로는, 기판(1)에 미리 전사된 복수의 프리얼라인먼트 마크(도시되지 않음)를 프리얼라인먼트 검출계로 검출한다. 이러한 프리얼라인먼트계는, 오프-축 검출계(17)를 겸용할 수 있다는 점에 주목한다. 프리얼라인먼트 검출계의 검출 결과로부터 몰드(9)에 대한 복수의 프리얼라인먼트 마크의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 위치 어긋남을 얻고, Z축 중심으로 기판(1)의 회전을 기판 스테이지(3)(미동 스테이지(4))에 의해 조정한다.
단계 S314에서는, 기판(1) 위의 복수의 샷 영역의 각각에 대하여, 몰드(9)의 패턴을 전사한다. 몰드(9)의 패턴을 전사하는 처리(단계 S314), 즉, 임프린트 처리에 대하여는 추후 상세에 설명한다는 점에 주목한다.
단계 S316에서는, 기판 반송 기구를 통해, 임프린트 장치(100)로부터, 모든 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사되는 기판(1)을 반출(unload)한다.
단계 S318에서는, 몰드(9)의 패턴을 전사해야 할 기판(1)이 있는지의 여부를 판정한다. 몰드(9)의 패턴을 전사해야 할 기판(1)이 없을 경우, 이 처리는 단계 S320으로 이행한다. 한편, 몰드(9)의 패턴을 전사해야 할 기판(1)이 있을 경우, 이 처리는 베이스라인이 계측되는 단계 S306으로 이행한다. 그러나, 베이스라인의 계측은, 반드시 매 기판의 교환마다 행할 필요는 없고, 미리 결정된 조건을 충족시킬 경우, 이 처리는 단계 S308로 스킵될 수 있다.
단계 S320에서는, 몰드 반송 기구를 통해, 임프린트 장치(100)로부터, 몰드(9)를 반출하고, 동작을 종료한다.
도 4를 참조하여, 몰드(9)의 패턴을 전사하는 임프린트 처리(단계 S314)를 상세히 설명한다. 단계 S402에서는, 공급 유닛(16)이 수지를 기판(1)에 공급(도포) 할 때에 필요한 기판 스테이지(3)의 이동을 개시하는 위치(수지 공급 이동 개시 위치)에 기판(1) 상의 대상 샷 영역이 위치하도록, 기판 스테이지(3)를 이동시킨다. 본 명세서에서, 기판(1) 위의 대상 샷 영역은, 다음에 몰드(9)의 패턴을 전사할 샷 영역을 의미한다.
직선으로 배치된 노즐을 포함하는 디스펜서 헤드에 의해 공급 유닛(16)이 실행되면, 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 수지를 도포하기 위해 수지를 공급하면서 대상 샷 영역의 치수에 대응하는 양으로 기판 스테이지(3)를 이동시켜야 한다는 점에 주목한다. 그러나, 기판(1) 위의 샷 영역을 커버하도록 매트릭스 형상으로 배치된 노즐을 포함하는 디스펜서 헤드에 의해 공급 유닛(16)이 실행되면, 기판 스테이지(3)를 이동시키지 않고, 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 수지를 도포할 수 있다.
단계 S404에서는, 기판 스테이지(3)에 의해 보유·지지되는 기판(1)의 얼라인먼트를 행한다. 본 실시 형태에서는, 수지 공급 이동 개시 위치에 기판(1) 위의 대상 샷 영역을 위치시킬 때, 기판(1) 위의 대상 샷 영역이 오프-축 검출계(17)의 검출 시야 내에 있도록, 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치된다. 이러한 배치는, 구동부(18)를 이용하여 오프-축 검출계(17)를 구동함으로써 실현될 수 있다. 따라서, 단계 S402에서의 기판 스테이지(3)의 이동에 의해, 기판 스테이지(3)는, 오프-축 검출계(17)의 검출 시야 내에 있고, 기판(1)에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 검출한다. 오프-축 검출계(17)에 의해 얻은 검출 결과로부터 몰드(9)에 대한 얼라인먼트 마크 M3의 X축 방향 및 Y축 방향으로의 위치 어긋남을 얻고, 이러한 위치 어긋남에 기초하여, 기판(1)의 Z축 주위의 회전을 기판 스테이지(3)(미동 스테이지(4))에 의해 조정한다. 이에 의해, 몰드(9)와 기판(1) 사이의 상대적인 위치 관계가 조정된다.
단계 S406에서는, 공급 유닛(16)에 의해 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 수지를 공급(도포)한다. 더 구체적으로는, 공급 유닛(16)으로부터 수지를 공급하면서 기판 스테이지(3)를 수지 공급 이동 개시 위치로부터 이동(스캔 이동)시킴으로써 대상 샷 영역에 수지를 도포한다.
단계 S408에서는, 몰드(9)의 패턴 PT와 대향하는 위치(즉, 대상 샷 영역 위의 수지와 몰드(9)를 접촉시키는 위치, 이하, "임프린트 처리 위치"라고 칭함)에 기판(1) 위의 대상 샷 영역이 위치하도록, 기판 스테이지(3)를 이동시킨다. 이때, 기판 스테이지(3)의 이동 목표 위치(즉, 대상 샷 영역을 임프린트 처리 위치에 위치시키기 위해 필요한 기판 스테이지(3)의 이동량)는, 단계 S404에서의 오프-축 검출계(17)의 검출 결과에 기초하여 결정된다. 또한, 단계 S408에서는, 갭 센서(13)에 의해 얻은 계측 결과에 기초하여, 기판(1) 위의 대상 샷 영역(그 표면)이 임프린트 장치(100)의 기준면과 일치하도록, 기판 스테이지(3)(미동 스테이지(4))에 의해 기판(1)의 Z축 방향의 위치 및 기판(1)의 X-Y 평면에 대한 기울기를 조정한다.
단계 S410에서는, 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 대해 몰드(9)를 가압하기 위해(즉, 기판(1) 위의 대상 샷 영역 위의 수지와 몰드(9)를 접촉하기 위해), 몰드 승강용 액츄에이터(14)에 의해 몰드(9)를 소정의 위치까지 하강시킨다.
단계 S412에서는, 몰드 척(10)에 배치된 로드 셀의 검출 결과에 기초하여, 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 대한 몰드(9)의 가압력이 소정의 범위 내에 있는지 여부를 판정한다. 몰드(9)의 가압력이 소정의 범위 외측에 있는 경우, 이 처리는 단계 S414로 이행한다. 그러나, 몰드(9)의 가압력이 소정의 범위 내일 경우에는, 이 처리는 단계 S416으로 이행한다. 본 실시 형태에서는, 로드 셀에 의해 몰드(9)의 가압력을 검출 및 조정하고 있지만, 몰드(9)와 기판(1) 사이의 갭(거리)을 검출 및 조정할 수도 있다.
단계 S414에서는, 예를 들어, 몰드 승강용 액츄에이터(14)에 의해 몰드(9)의 Z축 방향으로의 위치를 변경하거나, 기판 스테이지(3)(미동 스테이지(4))에 의해 기판(1)의 Z축 방향으로의 위치를 변경함으로써, 몰드(9)의 가압력을 조정한다. 이러한 동작 시에, 몰드(9)의 가압력이 소정의 범위 내로 될 때까지, 단계 S412 및 S414가 반복된다.
단계 S416에서는, 기판(1) 위의 대상 샷 영역 위의 수지를 경화시키기 위해, 대상 샷 영역 상의 수지와 몰드(9)를 접촉시킨 상태에서, 대상 샷 영역 위의 수지를 광원으로부터 자외광을 조사한다.
단계 S418에서는, 기판(1) 위의 대상 샷 영역 위의 경화된 수지로부터 몰드(9)를 분리(박리)하기 위해, 몰드 승강용 액츄에이터(14)에 의해 몰드(9)를 상승시킨다. 이에 의해, 기판(1) 위의 대상 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사된다.
단계 S420에서는, 기판(1) 위의 모든 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사되는지 여부를 판정한다. 기판(1) 위의 모든 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사되지 않은 경우, 이 처리는 단계 S402로 복귀되고, 여기서 수지 공급 이동 개시 위치에 다음 대상 샷 영역이 위치하도록 기판 스테이지(3)를 이동시킨다. 그러나, 기판(1) 위의 모든 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사된 경우, 이 처리는 단계 S422로 이행하고, 여기서 모든 샷 영역에 몰드(9)의 패턴이 전사된 기판(1)을 반출하기 위한 반출 위치에 기판 스테이지(3)를 이동시킨다.
이와 같이, 본 실시 형태에서는, 복수의 샷 영역 각각에서, 오프-축 검출계(17)에 의한 얼라인먼트 마크 M3을 검출하고, 이러한 검출 결과에 기초하여 기판(1)과 몰드(9) 사이의 상대적인 위치 관계를 조정하면서 임프린트 처리가 행해진다. 따라서, 임프린트 처리 중에 작용하는 힘에 기인하여 기판(1)에 위치 어긋남 및 변형이 발생할 경우에도, 각각의 샷 영역마다 얼라인먼트 마크 M3의 위치(위치 어긋남 및 변형을 포함하는 위치)를 정확하게 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 임프린트 장치(100)에서는, 각각의 샷 영역마다, 기판(1)과 몰드(9)를 정확하게 얼라인먼트할 수 있다.
또한, 복수의 샷 영역 중 제1 샷 영역에 패턴이 전사될 때부터 제1 샷 영역에 이어서 패턴이 전사되는 제2 샷 영역에 수지의 공급이 행해질 때까지의 시간에(즉, 수지가 제2 샷 영역에 공급되는 전에), 얼라인먼트 마크 M3의 검출이 행해진다. 이는, 기판(1)에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 충분한 콘트라스트로 검출할 수 있게 하여, 몰드(9)와 기판(1)을 정확하게 얼라인먼트할 수 있다.
스루풋의 관점에서, 단계 S404 내지 S408에서, 기판 스테이지(3)는 이동을 계속하면 좋다. 바꾸어 말하면, 대상 샷 영역의 얼라인먼트 마크 M3의 검출이 행해진 후, 대상 샷 영역에 수지의 공급 시, 대상 샷 영역이 임프린트 처리 위치에 위치될 때까지, 기판 스테이지(3)는 정지하지 않고 연속적으로 이동하면 좋다.
단계 S404 내지 S408에서, 기판 스테이지(3)를 정지시키지 않고 연속적으로 이동시키기 위하여는, 예를 들어, 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)에 도시된 바와 같이, 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)를 배치한다. 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)를 참조하면, 이하의 조건(1) 내지 (3)을 충족시키도록, 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치된다.
조건(1): 대상 샷 영역이 오프-축 검출계(17)에 의한 얼라인먼트 마크 M3의 검출이 행해지는 검출 위치(제2 위치) DP를 떠난 후부터 공급 유닛(16)에 의한 수지의 공급이 행해지는 공급 위치(제1 위치) SP에 도달할 때까지 기판 스테이지(3)가 가속된다.
조건(2): 대상 샷 영역이 공급 위치 SP를 통과할 때까지 기판 스테이지(3)가 등속으로 이동한다.
조건(3): 대상 샷 영역이 공급 위치 SP을 통과한 후 임프린트 처리 위치(제3 위치) PP에 도달할 때까지 기판 스테이지(3)가 감속된다.
도 5의 (a)는, 몰드(9)를 상승시킨 직후(단계 S418)의 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)의 위치 관계를 나타내고, 몰드(9)의 바로 아래의 기판(1) 위의 샷 영역에 몰드(9)의 패턴 PT가 전사된다. 도 5의 (a)에 도시된 상태에서, 몰드(9)의 패턴 PT이 전사될 다음 대상 샷 영역 TS를 수지 공급 이동 개시 위치에 위치시키도록 기판 스테이지(3)를 이동시킨다.
도 5의 (b)는, 대상 샷 영역 TS가 수지 공급 이동 개시 위치에 위치한 상태(단계 S404, S406)에서의 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)의 위치 관계를 나타내고 있다. 상술한 바와 같이, 대상 샷 영역 TS에 수지를 공급(도포)할 때, 기판 스테이지(3)를 이동시켜야 한다. 이 때, 공급 유닛(16)으로부터의 수지의 공급 속도(공급량)를 일정하게 보유·지지시키면서, 기판 스테이지(3)를 등속으로 이동시키면 좋다. 따라서, 대상 샷 영역 TS를 공급 위치 SP에 위치시키는 대신, 도 5의 (b)에 도시된 바와 같이, 수지 공급 이동 개시 위치에 위치시킨다. 또한, 도 5의 (b)를 참조하면, 대상 샷 영역 TS가 수지 공급 이동 개시 위치에 위치되면서, 대상 샷 영역 TS에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 오프-축 검출계(17)에 의해 검출할 수 있다. 바꾸어 말하면, 수지 공급 개시 위치와 검출 위치 DP를 일치시키도록, 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치된다. 도 5의 (b)에 도시된 상태에서, 대상 샷 영역 TS에 형성된 얼라인먼트 마크 M3을 오프-축 검출계(17)로 검출한 후, 대상 샷 영역 TS가 공급 위치 SP에 도달할 때까지 기판 스테이지(3)를 가속시킨다.
도 5의 (c)는, 대상 샷 영역 TS가 공급 위치 SP에 도달한 상태(단계 S406)에서의 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17) 사이의 위치 관계를 도시한다. 대상 샷 영역 TS가 공급 위치 SP에 도달하면, 기판 스테이지(3)는 등속으로 이동되면서 공급 유닛(16)으로부터 수지가 공급된다. 또한, 대상 샷 영역 TS에 수지가 도포되고, 대상 샷 영역 TS가 공급 위치 SP을 통과한 후 대상 샷 영역 TS가 임프린트 처리 위치 PP에 도달할 때까지 기판 스테이지(3)를 감속시킨다. 감속 이전의 기간은 등속 기간이나 가속 기간을 포함할 수 있는 점에 주목한다.
이와 같이, 대상 샷 영역 TS가 검출 위치 DP에 위치된 후 공급 위치 SP을 통과하여 임프린트 처리 위치 PP에 도달할 때까지 기판 스테이지(3)를 정지시키지 않게 연속하여 이동시킴으로써, 스루풋의 저하를 방지할 수 있다.
오프-축 검출계(17)가 고정되어 있을 경우, 기판 스테이지(3)의 가속을 조정함으로써, 수지 공급 개시 위치와 검출 위치 DP를 일치시킬 수 있는 점에 주목한다. 또한, 기판 스테이지(3)를 등속으로 이동시키기 위해 기판 스테이지(3)를 가속시키는데 필요해지는 구간(시간)은, 예를 들어, 기판 스테이지(3)의 이동 속도와 대상 샷 영역 TS의 치수에 의해 변화된다. 따라서, 본 실시 형태에서와 같이, 예를 들어 구동부(18)를 설치하여, 오프-축 검출계(17)의 위치를 변경하는 것이 바람직하다. 이 때, 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)에 도시한 바와 같이, 기판 스테이지(3)의 구동 시간이 최소화되도록, 오프-축 검출계(17)를 배치하면 좋다.
또한, 도 5의 (a) 내지 도 5의 (c)를 참조하면, 공급 위치 SP는, 공급 유닛(16)을 구성하는 디스펜서에 포함되는 노즐의 중심을 의미한다. 또한, 검출 위치 DP는, 오프-축 검출계(17)의 검출 시야의 중심을 의미한다. 또한, 임프린트 처리 위치 PP는, 몰드(9)의 중심을 의미한다.
본 실시 형태에서는, 공급 유닛(16)을 실행시키는 디스펜서에 포함되는 노즐의 중심, 오프-축 검출계(17)의 검출 시야의 중심 및 몰드(9)의 중심이 동일 직선 상에 정렬되도록 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치된다. 그러나, 몰드(9), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며, 이들이 항상 동일 직선 상에 정렬될 필요는 없다.
또한, 본 실시 형태에서는, 검출 위치 DP, 공급 위치 SP, 임프린트 처리 위치 PP가 그 순서로 직선 상에 정렬되도록, 몰드 척(10), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치된다. 그러나, 공급 위치 SP, 검출 위치 DP, 임프린트 처리 위치 PP가 그 순서로 직선 상에 정렬되도록, 몰드 척(10), 공급 유닛(16) 및 오프-축 검출계(17)가 배치될 수 있다.
또한, 임프린트 처리 중에 그에 작용하는 힘으로 인한 몰드의 위치 어긋남 및 변형이 얼라인먼트에 악영향(오버레이;overlay)을 줄 경우에는, 몰드의 위치 어긋남이나 변형을 계측하고, 그 계측 결과를 얼라인먼트 처리에 반영시켜도 된다. 이러한 계측은, 몰드의 마크를 검출하는 검출부를 몰드 스테이지(11)에 제공하거나, 몰드의 마크와 기준 마크 RM 사이의 상대 위치를 TTM 얼라인먼트 검출계(15)를 이용하여 검출함으로써 행해질 수 있다.
<물품의 제조 방법의 실시 형태>
물품으로서의 디바이스(예를 들어, 반도체 집적 회로 소자 또는 액정 표시 소자)의 제조 방법은, 상술한 임프린트 장치를 이용하여 기판(웨이퍼, 글래스 플레이트 또는 필름 형상 기판)에 패턴을 형성하는 공정을 포함한다. 또한, 이러한 제조 방법은, 패턴이 형성된 기판을 에칭하는 공정을 포함할 수 있다. 또한, 패턴된 매체(기록 매체)나 광학 소자 등의 기타의 물품을 제조할 경우에는, 이러한 제조 방법은, 에칭 대신 패턴이 형성된 기판을 가공하는 다른 공정을 포함할 수 있다. 본 실시 형태에 따른 물품의 제조 방법은, 종래 방법에 비해 물품의 성능/품질/생산성/생산 비용 중 적어도 하나에 장점이 있다.
본 발명은 예시적 실시 형태를 참조하여 설명되었지만, 본 발명은 개시된 예시적 실시 형태에 제한되지 않는다는 점을 이해해야 한다. 다음의 청구범위의 범위는 모든 변형 및 등가의 구조 및 기능을 포함하도록 최대한 넓게 해석되어야 한다.

Claims (8)

  1. 몰드를 이용하여 기판 상에 임프린트 재료를 성형하여 상기 기판 상에 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치로서, 상기 장치는,
    상기 기판 상의 샷 영역에 대해 형성된 마크를 검출하도록 구성된 오프-축 검출계를 포함하고, 상기 마크의 위치를 계측하도록 구성된 계측 장치와,
    상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된 제어기를 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 계측 장치에 의한 상기 마크의 위치 계측과, 상기 계측을 기반으로 한 상기 몰드와 상기 기판의 상대 위치의 조정이 상기 기판 상의 복수의 샷 영역 각각에 대해 행해지도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 샷 영역 상에 상기 임프린트 재료를 공급하도록 구성된 공급 장치를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 복수의 샷 영역 중 제1 샷 영역에 대해 상기 임프린트 처리가 행해진 후와, 상기 제1 샷 영역 다음으로 상기 임프린트 처리가 행해지는 제2 샷 영역에 대해 상기 공급 장치에 의한 상기 임프린트 재료의 공급이 행해지기 전에, 상기 오프-축 검출계에 의한 상기 마크의 검출이 행해지도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된, 임프린트 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 샷 영역 상에 상기 임프린트 재료를 공급하도록 구성된 공급 장치와,
    상기 기판을 보유·지지하고 이동시키도록 구성된 스테이지를 더 포함하고,
    상기 제어기는, 상기 오프-축 검출계에 의해 상기 샷 영역에 대해 형성된 마크의 검출이 행해지고, 이어서 상기 샷 영역에 대한 상기 공급 장치에 의한 상기 임프린트 재료의 공급이 행해진 후와, 상기 임프린트 처리가 행해지는 임프린트 처리 위치에 상기 샷 영역이 위치되기 전에, 상기 스테이지의 이동이 계속되도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된, 임프린트 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제어기는, 상기 샷 영역이 상기 오프-축 검출계에 의한 상기 마크의 검출이 행해지는 검출 위치로부터 상기 공급 장치에 의한 상기 임프린트 재료의 공급이 행해지는 공급 위치까지 이동되는 동안 상기 스테이지가 가속되고, 상기 샷 영역이 상기 공급 위치로 이동되는 동안 상기 스테이지가 등속으로 이동되고, 이어서 상기 샷 영역이 상기 임프린트 처리 위치에 도달할 때까지 상기 스테이지가 감속되도록, 상기 임프린트 처리를 제어하도록 구성된, 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몰드를 보유·지지하도록 구성된 보유·지지부(holder)와,
    상기 기판을 보유·지지하고 이동시키도록 구성된 스테이지와,
    상기 샷 영역 상에 상기 임프린트 재료를 공급하도록 구성된 공급 장치를 더 포함하고,
    상기 오프-축 검출계에 의한 상기 샷 영역에 대한 마크의 검출이 행해지는 상기 스테이지의 제1 위치, 상기 공급 장치에 의해 상기 샷 영역에 대한 상기 임프린트 재료의 공급이 행해지는 상기 스테이지의 제2 위치, 및 상기 샷 영역에 대한 상기 임프린트 처리가 행해지는 상기 스테이지의 제3 위치가 상기 제1 위치, 상기 제2 위치 및 상기 제3 위치의 순서로 직선 상에 정렬되도록, 상기 보유·지지부, 상기 공급 장치 및 상기 오프-축 검출계가 배치되는, 임프린트 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 샷 영역의 레이아웃, 상기 샷 영역에 대한 상기 마크의 배치, 상기 공급 장치에 의한 상기 임프린트 재료의 공급 속도 및 상기 스테이지의 가속에 기초하여, 상기 오프-축 검출계의 위치를 결정하도록 구성된 구동 장치를 더 포함하는, 임프린트 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 구동 장치는, 상기 공급 장치에 의해 상기 샷 영역에 대한 상기 임프린트 재료의 공급이 행해지는 상기 스테이지의 속도까지 상기 스테이지의 가속이 개시되는 상기 스테이지의 위치에서 상기 샷 영역에 대한 상기 마크가 검출될 수 있도록, 상기 오프-축 검출계의 위치를 결정하도록 구성된, 임프린트 장치.
  8. 물품 제조 방법으로서,
    제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 임프린트 장치를 이용하여 기판 상에 패턴을 형성하는 단계와,
    상기 패턴이 형성된 기판을 처리하여 상기 물품을 제조하는 단계를 포함하는, 물품 제조 방법.
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