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KR-102960799-B1 - IMPRINT APPARATUS, METHOD OF IMPRINTING, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE

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Abstract

원판을 사용해서 기판 상의 임프린트재를 임프린트해서 패턴을 형성하는 임프린트 장치는, 원판 지지 유닛; 기판 지지 유닛; 원판 지지 유닛과 기판 지지 유닛을 상대적으로 구동하는 구동 유닛; 원판의 제1 얼라인먼트 마크와 기판의 제2 얼라인먼트 마크를 검출하는 검출 유닛; 원판과 검출 유닛 사이의 상대 위치를 조정하는 위치 조정 유닛; 및 임프린트 중에 검출 유닛에 의해 검출된 제1 얼라인먼트 마크의 검출 유닛의 시야 내에서의 위치에 기초하여 원판과 검출 유닛 사이의 상대 위치를 조정하도록 위치 조정 유닛을 제어하고, 검출 유닛에 의해 검출된 제1 및 제2 얼라인먼트 마크에 기초하여 구동 유닛에 의해 기판과 원판 사이의 얼라인먼트를 행하는 제어 유닛을 포함한다.

Inventors

  • 하야시 노조무

Assignees

  • 캐논 가부시끼가이샤

Dates

Publication Date
20260506
Application Date
20220901
Priority Date
20210910

Claims (15)

  1. 원판을 사용해서 기판 상의 임프린트재를 임프린트해서 패턴을 형성하는 임프린트 장치이며, 상기 원판을 지지하도록 구성되는 원판 지지 유닛; 상기 기판을 지지하도록 구성되는 기판 지지 유닛; 상기 원판 지지 유닛과 상기 기판 지지 유닛을 상대적으로 구동하도록 구성되는 구동 유닛; 상기 원판의 제1 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 제2 얼라인먼트 마크를 검출하도록 구성되는 검출 유닛; 상기 원판과 상기 검출 유닛 사이의 제1 상대 위치를 조정하도록 구성되는 위치 조정 유닛; 및 상기 원판과 상기 임프린트재가 서로 접촉한 상태에서, 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 제1 얼라인먼트 마크와 상기 제2 얼라인먼트 마크 사이의 제2 상대 위치에 기초하여, 상기 기판과 상기 원판 사이의 얼라인먼트를 행하도록 상기 구동 유닛을 제어하고, 상기 얼라인먼트의 개시 후에 상기 검출 유닛의 시야 내에서 상기 제1 얼라인먼트 마크의 위치를 조정하도록 상기 위치 조정 유닛을 제어하도록 구성되는 제어 유닛을 포함하는, 임프린트 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 검출 유닛의 시야 내에서 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 제1 얼라인먼트 마크의 위치가 제1 허용 범위 밖일 경우에는, 상기 제1 얼라인먼트 마크가 상기 제1 허용 범위 내에 들어오도록 상기 위치 조정 유닛을 구동해서 조정을 행하고, 상기 제어 유닛은, 상기 조정을 실시한 후에, 상기 제2 상대 위치가 제2 허용 범위 내에 들어오도록 상기 기판과 상기 원판 사이의 얼라인먼트를 행하도록 상기 구동 유닛을 제어하는, 임프린트 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 미리결정된 공정 시간이 경과하면 상기 얼라인먼트를 종료하는, 임프린트 장치.
  4. 제2항에 있어서, 상기 제어 유닛은, 상기 구동 유닛에 의해 상기 원판 지지 유닛 및 상기 기판 지지 유닛 중 적어도 하나를 구동해도, 상기 제2 상대 위치가 상기 제2 허용 범위 내에 들어오지 않는 경우, 미리결정된 공정 시간을 연장해서 상기 얼라인먼트를 행하는, 임프린트 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 원판의 형상을 변형시키도록 구성되는 형상 보정 유닛을 포함하고, 상기 제어 유닛은, 상기 얼라인먼트를 실시할 때, 상기 제2 상대 위치를 조정하고 상기 형상 보정 유닛에 의해 상기 원판의 형상을 변경하는, 임프린트 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 위치 조정 유닛은 상기 검출 유닛을 이동시켜서 상기 제1 상대 위치를 조정하는, 임프린트 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 위치 조정 유닛은, 상기 원판 지지 유닛을 이동시켜서 상기 제1 상대 위치를 조정하는, 임프린트 장치.
  8. 원판의 패턴을 기판 상의 임프린트재에 임프린트하는 임프린트 방법이며, 상기 패턴이 형성된 상기 원판을 사용해서 상기 임프린트재가 도포된 상기 기판에 임프린트를 행하는 단계; 상기 기판과 상기 원판을 얼라인먼트하는 단계로서, 상기 얼라인먼트의 개시 후에, 검출 유닛에 의해 검출된 상기 원판의 제1 얼라인먼트 마크와 상기 기판의 제2 얼라인먼트 마크 사이의 제2 상대 위치에 기초하여, 상기 검출 유닛의 시야 내에서 상기 검출 유닛에 의해 검출된 상기 제1 얼라인먼트 마크를 조정함으로써, 상기 기판과 상기 원판을 얼라인먼트하는 단계; 및 상기 임프린트재를 경화시키고 상기 원판을 상기 기판으로부터 분리하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 얼라인먼트하는 단계는, 검출된 상기 제1 얼라인먼트 마크의 위치가 제1 허용 범위 밖일 경우, 상기 제1 얼라인먼트 마크가 상기 시야 내에서 상기 제1 허용 범위 내에 들어오도록 상기 원판과 상기 검출 유닛 사이의 상대 위치를 조정하는 단계, 및 상기 조정하는 단계 후에 상기 제1 얼라인먼트 마크와 상기 제2 얼라인먼트 마크의 상대 위치에 기초하여 상기 기판과 상기 원판을 얼라인먼트하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 얼라인먼트하는 단계는 미리결정된 공정 시간이 경과했을 때 종료되는, 임프린트 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 얼라인먼트하는 단계는, 상기 제2 상대 위치가 제2 허용 범위 내에 들어오도록 상기 기판과 상기 원판을 얼라인먼트하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  12. 제10항에 있어서, 상기 얼라인먼트하는 단계는, 상기 제2 상대 위치가 제2 허용 범위 내에 들어오도록 상기 기판과 상기 원판을 얼라인먼트하는 단계, 및 미리결정된 공정 시간이 경과한 후에도 상기 공정이 완료되지 않은 경우, 상기 미리결정된 공정 시간을 연장하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  13. 제8항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 임프린트를 행하는 단계 전에, 상기 원판의 상기 제1 얼라인먼트 마크가 상기 검출 유닛의 시야에 들어가도록 상기 검출 유닛과 상기 원판 사이의 제1 상대 위치를 조정하는 단계를 포함하는, 임프린트 방법.
  14. 물품의 제조 방법이며, 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 상기 임프린트 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 형성하는 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 가공하는 단계를 포함하는, 물품의 제조 방법.
  15. 삭제

Description

임프린트 장치, 임프린트 방법, 및 물품의 제조 방법{IMPRINT APPARATUS, METHOD OF IMPRINTING, AND METHOD OF MANUFACTURING ARTICLE} 본 발명은 임프린트 장치, 임프린트 방법 및 물품의 제조 방법에 관한 것이다. 임프린트 장치는, 자기 저장 매체 및 반도체 디바이스의 양산을 위한 리소그래피 기술 중 하나로서 실용화되고 있다. 임프린트 기술은, 미세한 회로 패턴이 형성된 원판과 실리콘 웨이퍼 또는 유리 플레이트 같은 기판 상에 도포된 수지를 접촉시켜서 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 방법이다. 예를 들어, 반도체 디바이스의 회로 패턴의 형성에서는, 이미 기판 상에 형성되어 있는 회로 패턴과 이제 형성할 회로 패턴 사이의 중첩(얼라인먼트) 정밀도가 매우 중요하다. 임프린트 기술을 사용한 임프린트 장치에서는, 기판과 원판 사이의 얼라인먼트 방법으로서, 다이-바이-다이 얼라인먼트 방법(die-by-die alignment method)이 채용된다. 다이-바이-다이 얼라인먼트 방법이란, 기판 상의 임프린트 처리가 행해지는 각각의 임프린트 영역마다 기판측 얼라인먼트 마크와 원판측 얼라인먼트 마크를 광학적으로 검출해서 기판과 원판 사이의 위치 관계의 어긋남을 보정하는 방법이다. 일본 특허 공개 공보 제2015-170815호는, 기판과 원판 사이의 얼라인먼트에서, 얼라인먼트 마크를 검출하는 얼라인먼트 스코프의 구동량을 기판의 구동량에 반영하여 기판 스테이지를 구동하는 방법을 개시하고 있다. 그러나, 종래의 임프린트 장치에서의 다이-바이-다이 얼라인먼트 방법에서는, 임프린트 중에 원판의 어긋남 또는 드리프트가 발생하면, 얼라인먼트 스코프가 원판을 추종할 수 없다. 따라서, 얼라인먼트 스코프의 시야 내의 얼라인먼트 마크의 위치의 변화로 인해 계측 오차가 발생하고, 중첩(얼라인먼트) 정밀도가 악화되는 문제가 있다. 도 1은 제1 실시형태에 따른 임프린트 장치를 도시하는 도면이다. 도 2는 얼라인먼트 마크의 예를 나타내는 도면이다. 도 3은 제1 실시형태에 따른 임프린트 방법의 흐름도이다. 도 4는 기판과 샷의 배열 예를 나타내는 도면이다. 도 5는 얼라인먼트 검출 시스템의 시야 내의 얼라인먼트 마크의 도면이다. 이하에, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 도면에서, 동일한 부재 또는 요소는 동일한 참조 번호로 나타내고, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 이하에 설명되는 도면은, 본 실시형태의 이해를 용이하게 하기 위해서 실제의 축척과는 상이한 축적으로 그려질 수 있다는 것에 유의해야 한다. <제1 실시형태> 도 1을 참조하여 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치에 대해서 설명한다. 여기에서는, 일례로서, UV 광(자외광)의 조사에 의해 수지를 경화시키는 UV 광경화형 임프린트 장치에 본 발명을 적용하는 예를 설명한다. 그러나, 본 발명은, 다른 파장 범위의 광의 조사에 의해 수지를 경화시키는 임프린트 장치 또는 다른 에너지(예를 들어, 열)에 의해 수지를 경화시키는 임프린트 장치에도 적용될 수 있다. 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 임프린트 장치(100)는 임프린트 사이클을 반복함으로써 기판 상의 복수의 샷 영역(S)에 패턴을 형성하도록 구성된다. 여기서, 1개의 임프린트 사이클은, 원판(몰드)(M)을 수지에 가압한 상태에서 해당 수지를 경화시킴으로써 기판의 1개의 샷 영역(S)에 패턴을 형성하는 사이클이다. 임프린트 장치(100)는, 예를 들어 노광 기구(120), 원판 조작 기구(130), 원판 형상 보정 기구(140), 기판 구동 유닛(160), 얼라인먼트 기구(170), 및 제어 유닛(CNT)을 포함할 수 있다. 노광 기구(120)는, 원판(M)을 통해서 수지(레지스트)(R)에 자외광을 조사해서 수지(R)를 경화시킨다. 수지(R)는 이 실시형태에서는 자외광 경화 수지이다. 노광 기구(120)는, 예를 들어 광원 유닛(110) 및 광학 시스템(112)을 포함한다. 광원 유닛(110)은, 예를 들어 자외광(예를 들어, i선 또는 g선)을 포함하는 광을 생성하는 할로겐 램프 같은 광원, 및 해당 광원에서 생성된 광을 집광하는 타원 미러 같은 광학 시스템을 포함할 수 있다. 광학 시스템(112)은, 수지(R)를 경화시키기 위한 광을 샷 영역(S) 내의 수지(R)에 조사하기 위한 렌즈를 포함하고, 하프 미러(HM), 미러(114) 등을 포함하도록 구성될 수 있다. 광학 시스템(112)은 원판(M)을 균일하게 조명하기 위해서 옵티컬 인터그레이터(optical integrator)를 포함할 수 있다. 애퍼처에 의해 범위가 규정된 광은, 결상 시스템과 원판(M)을 통해서 기판(W) 상의 수지(R)에 입사한다. 샷 전역 관찰 스코프(190)는, 샷 영역(S) 전체를 관찰하는 스코프이며, 임프린트의 상태 및 임프린트 및 충전의 진행 상태를 확인하기 위해 사용된다. 원판(M)은, 수지(R)를 경화하기 위한 자외광을 투과하기 위해서, 자외광의 파장에서 투명한 재료, 예를 들어 석영으로 형성된다. 원판(M)은 원판 반송 기구(도시되지 않음)에 의해 반송될 수 있다. 원판 반송 기구는, 예를 들어 진공 척 같은 척을 갖는 운반 로봇을 포함한다. 원판 조작 기구(130)는, 예를 들어 원판(M)을 지지하는 원판 척(원판 지지 유닛)(132), 원판 척(132)을 구동함으로써 원판(M)을 구동하는 원판 구동 기구(134), 및 원판 구동 기구(134)를 지지하는 원판 베이스(136)를 포함할 수 있다. 원판 구동 기구(134)는, 원판(M)의 위치를 6축에 관해서 제어하는 위치결정 기구 및 원판(M)을 기판(W) 또는 그 위의 수지(R)에 가압하거나 경화된 수지(R)로부터 원판(M)을 분리하는 기구를 포함한다. 여기서, 6축은, 원판 척(132)의 지지면(원판(M)을 지지하는 면)이 XY 평면이고, XY 평면에 직교하는 방향이 Z축인 XYZ 좌표계에서의 X축, Y축, 및 Z축 및 각각의 축 둘레의 회전이다. 원판 형상 보정 기구(형상 보정 유닛)(140)는 원판 척(132)에 탑재될 수 있다. 원판 형상 보정 기구(140)는, 공기나 오일 같은 유체로 작동하는 실린더를 사용해서 원판(M)에 외주로부터 압력을 가함으로써 원판(M)의 형상을 보정할 수 있다. 혹은, 원판 형상 보정 기구(140)는, 원판(M)의 온도를 제어하는 온도 제어 유닛을 포함하고, 원판(M)의 온도를 제어함으로써 원판(M)의 형상을 보정한다. 기판(W)은, 열처리 등의 프로세스를 거침으로써 변형(전형적으로는, 팽창 또는 수축)될 수 있다. 원판 형상 보정 기구(140)는, 이러한 기판(W)의 변형에 따라, 중첩(얼라인먼트) 오차가 허용 범위 내에 들어가도록 원판(M)의 형상을 보정한다. 도포 기구(180)는, 수지(R)를 임프린트가 행해지는 기판(W)의 영역에 순차적으로 도포하거나, 또는 수지(R)를 기판(W)의 전체면에 일괄적으로 도포한다. 임프린트 장치(100) 내에 구성된 도포 기구(180)를 사용할 수 있지만, 외부 장치에서 일괄 도포를 행할 수 있다. 도포 기구(180)는, 예를 들어 수지(R)를 수용하는 탱크, 해당 탱크로부터 공급로를 통해서 공급되는 수지(R)를 기판(W)에 토출하는 노즐, 해당 공급로에 제공된 밸브, 및 공급량 제어 유닛을 포함할 수 있다. 이어서, 해당 수지(R)에 원판(M)이 가압되고, 이 상태에서 자외광이 조사됨으로써 해당 수지(R)가 경화된다. 이어서, 다음 샷 영역(S)에 대하여 동일한 처리가 실행된다. 기판 구동 유닛(160)은, 예를 들어 기판(W)을 지지하는 적재면을 갖는 기판 척(기판 지지 유닛)(162), 기판 척(162)을 구동함으로써 기판(W)을 구동하는 기판 스테이지(164), 및 스테이지 구동 기구(도시되지 않음)를 포함할 수 있다. 스테이지 구동 기구는, 기판 스테이지(164)의 위치를 전술한 6축에 관해서 제어함으로써 기판(W)의 위치를 제어하는 위치결정 기구를 포함할 수 있다. 얼라인먼트 기구(170)는, 예를 들어 얼라인먼트 스코프(검출 유닛)(172) 및 얼라인먼트 스테이지 기구(174)를 포함할 수 있다. 얼라인먼트 스코프(172)는, 원판(M)과 기판(W)의 샷 영역(S)을 얼라인먼트하는 자동 조절 스코프(automatic adjustment scope)(AAS)를 포함할 수 있다. 얼라인먼트 스코프(172)는, 원판(M)에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크(AMM) 및 기판(W)에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크(제2 얼라인먼트 마크)(AMW)를 원판(M)을 통해서 검출한다. 도 1에는 하나의 얼라인먼트 기구(170)만이 도시되어 있지만, 복수의 얼라인먼트 기구가 탑재된다. 임프린트 장치(100)는 정반 및 진동 절연체(댐퍼)(도시되지 않음)를 더 포함한다. 정반은, 임프린트 장치(100) 전체를 지지하며, 기판 스테이지(164)가 이동할 때의 기준 평면을 형성한다. 진동 절연체는 바닥으로부터의 진동을 제거하고 정반을 지지한다. 이하, 도 3을 참조하면서 임프린트 장치(100)의 동작을 설명한다. 이 동작은 이 실시형태에서는 제어 유닛(CNT)에 의해 제어된다. 먼저, 원판(M)이 원판 척(132)에 반송되고, 위치결정되며, 원판 척(132)에 의해 보유지지된다(단계 1002). 이어서, 단계 1004에서는, 기판(W)은 운반 기구(도시되지 않음)에 의해 기판 척(162)에 로드(load)되고 기판 척(162)에 의해 보유지지된다. 여기에서는, 기판(W)에는 이미 적어도 1층의 패턴이 얼라인먼트 마크(AMW)와 함께 형성되어 있는 것으로 한다. 도 2는 원판(M) 및 기판(W)에 형성되어 있는 얼라인먼트 마크(AMM, AMW)를 도시한다. 원판(M) 상의 얼라인먼트 마크(제1 얼라인먼트 마크)(AMM)와 기판(W) 상의 얼라인먼트 마크(AMW)는 서로 완전히는 중첩되지 않은 형상으로 구성되고, 원판(M)을 투과해서 기판(W)의 얼라인먼트 마크(AMW)와의 상대 위치를 계측하는 것이 가능하다. 또한, 얼라인먼트 스코프(172)의 시야 내의 얼라인먼트 마크(AMM 및 AMW)(얼라인먼트 마크(AM)라고도 칭함)의 위치를 계측함으로