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KR20100050462A - 나노 임프린트 공정에서의 기판 정렬 시스템 및 방법 - Google Patents

나노 임프린트 공정에서의 기판 정렬 시스템 및 방법 Download PDF

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KR20100050462A
KR20100050462A KR1020107001240A KR20107001240A KR20100050462A KR 20100050462 A KR20100050462 A KR 20100050462A KR 1020107001240 A KR1020107001240 A KR 1020107001240A KR 20107001240 A KR20107001240 A KR 20107001240A KR 20100050462 A KR20100050462 A KR 20100050462A
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KR
South Korea
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template mold
grating
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imprinted
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KR1020107001240A
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Inventor
파완 케이. 님마카야라
병진 최
Original Assignee
몰레큘러 임프린츠 인코퍼레이티드
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Publication date
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Abstract

투명 임프린트 템플릿 몰드는 활성 임프린트 영역을 둘러싼 격자와 함께 구성된다. 이 격자는 활성 영역과 동시에 제조되므로, 격자에 대하여 활성 영역을 정밀하게 형성한다. 기판은 템플릿 몰드 아래에 툴 좌표 내에 위치된다. 센서 시스템은 광 에너지의 빔을 생성하고, 특정 각도 윈도우로만 반사된 에너지를 수신하고, 템플릿 몰드를 위치조절하기 위해 사용된다. 센서 시스템은 툴 좌표 내의 기판 및 격자를 위치조절하기 위해 스캔된다. 이러한 방식으로 템플릿 몰드의 상대적 위치는 툴 좌표 내의 기판에 대하여 판정된다. 그 다음, 기판은 템플릿 몰드에 대하여 정밀하게 위치조절된다. 본 시스템은 기판에 대하여 임프린트된 패턴 위치를 추적하기 위해, 그리고 기판에 대한 패턴의 동심도를 판정하기 위해 사용될 수 있다.

Description

나노 임프린트 공정에서의 기판 정렬 시스템 및 방법{ALIGNMENT SYSTEM AND METHOD FOR A SUBSTRATE IN A NANO-IMPRINT PROCESS}
본 발명의 분야는 일반적으로 구조의 나노-제조에 관한 것이다.
나노-제조는, 예컨대, 수 나노미터 이하의 피처를 가진, 매우 작은 구조의 제조를 포함한다. 나노 제조가 큰 영향을 미치는 한 분야는 집적회로의 처리 분야이다. 반도체 처리 산업에서 기판 위에 형성되는 단위면적당 회로 수를 증가시키고 생산율을 더 높이기 위한 노력이 지속됨에 따라, 나노-제조가 점점 중요해지고 있다. 나노-제조는 형성된 구조의 최소 피처 크기를 더 작게 할 수 있게 함과 동시에 더 큰 공정 제어를 제공한다. 나노-제조가 사용되어 온 다른 분야는 생명공학, 광학 기술, 및 기계 시스템 등이다.
하나의 예시적인 나노-제조 기술은 일반적으로 임프린트 리소그래피라 불리는 것이다. 예시적인 임프린트 리소그래피 공정은 "최소 치수 변동가능성을 가진 피처를 복제하기 위해 기판 위에 피처를 정렬하는 몰드 및 방법"이란 제목의 미국 특허출원 제10/264,960호의 출원공개 제2004/0065976호; "계측(metrology) 표준의 제조를 용이하게 하도록 기판 위에 층을 형성하는 방법"이란 제목의 미국 특허출원 제10/264,926호의 출원공개 제2004/0065252호; 및 "임프린트 리소그래피 공정을 위한 기능성 패터닝 재료"란 제목의 미국특허 제6,936,194호와 같은, 다수의 공보에 상세하게 서술되어 있다.
앞서 언급된 미국 특허출원 공개팜플렛 및 미국 특허 각각에 개시된 임프린트 리소그래피 기술은 폴리머화 가능한 층에 릴리프 패턴의 형성, 아래 놓인 기판에 릴리프 패턴에 대응하는 패턴을 전달하는 것을 포함한다. 기판은 기판의 패터닝을 용이하게 하기 위해 원하는 위치를 차지하도록 이동 스테이션 위에 위치될 수 있다. 이 때문에, 템플릿은 템플릿과 기판 사이에 존재하는 성형가능한 액체로 기판으로부터 이격되어 사용된다. 이 액체는 액체와 접촉하는 템플릿의 표면의 모양에 따라 그안에 기록된 패턴을 가진 고화된 층을 형성하기 위해 고화된다. 그 다음, 템플릿은 템플릿과 기판이 이격되도록 고화된 층으로부터 분리된다. 그 다음, 기판 및 고화된 층은 고화된 층 내의 패턴에 대응하는 릴리프 이미지를 기판으로 전달하도록 처리된다.
기판에 투명 임프린트 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템은 광 에너지의 빔을 발생시키는 스캐닝 센서 시스템을 포함하고, 기판의 표면에 대하여 일정 각도 윈도우 내에 발생하는, 검출면으로부터 반사된 광 에너지 부분만을 수신하도록 구성된다. 임프린트 템플릿에 대응하는 활성 영역 둘레에 격자가 배치된다. 이 격자는 위치가 판정될 수 있도록 소정의 치수 증분에 대응하는 피치를 가진 검출면을 가진다. 본 시스템은 툴 좌표에 의해 판정된 투명 템플릿 몰드 아래에 기판을 위치조절하는 툴 위치조절 시스템을 더 포함한다. 본 시스템은 기판의 표면에 대하여 임프린트 템플릿 몰드의 활성 영역을 위치조절하도록 구성되어 있고, 센서 시스템과 기판 사이에 배치된 위치조절 스테이지를 포함한다.
본 시스템은 기판 및 센서 시스템을 위치조절하도록 동작하는 제어 신호를 발생시키는 컨트롤러를 포함한다. 이 센서 신호는 템플렛 또는 기판으로부터 반사되거나 산란되는 수신된 광 에너지의 변화에 응답한다.
먼저, 스테이지 좌표 프레임 내에서 템플릿을 위치시키고 방향조절하는 방법이 개시된다. 템플릿은 임프린트가능한 피처를 가진 활성 영역을 포함한다. 템플릿 상의 격자는 임프린트 피처와 동시에 생성되므로, 임프린팅 피처에 대하여 정밀하게 위치된다. 격자는 연속적인 라인 또는 다중 분할된 라인으로 이루어질 수 있다. 센서 시스템은 광 에너지의 빔을 발생시키고, 측정면의 표면에 대하여 작은 각도 윈도우 내의 광 에너지 부분만을 수신하도록 구성된다. 센서 신호는 툴 좌표 내에 템플릿을 위치시키기 위해 컨트롤러 내에서 처리된다.
다른 실시예에서, 측정하는 광 빔이, 반사한 빔을 센서의 수신기에 도달하도록 지향시키기 위해 경사진 반사면을 통해, 반사된 때 동일한 광 센서는 기판의 에지를 위치결정시킬 수 있다. 기판의 에지가 돌아오는 빔을 차단한 때, 수신기에서의 광 에너지가 변하고, 이는 기판의 에지의 위치를 나타낸다. 기판의 중심 위치 및 기판의 직경(ID)은 모두 판정될 수 있다.
다른 실시예에서, 스테이지 좌표 프레임 내에서 임프린트된 기판을 위치시키고/방향조절하는 유사한 시스템/방법이 개시된다. 기판은 매칭 격자를 가진 템플릿으로 임프린팅된 후 격자를 포함한다. 기판 상의 격자는 템플릿의 격자에 대응하는 동일한 피치를 가진다. 기판 격자로부터 광 에너지를 수집함으로써 기판을 위치시키고/방향조절하기 위해, 템플릿에 대하여 동일한 센서가 사용될 수 있다. 기판 상의 임플린트된 격자의 위치 및 방향을 측정함으로써, 기판에 대한 격자의 오차는 후속 임프린트 동안 센터링 및 방향 오차에 대하여 보상하기 위해 사용될 수 있다. 센터링 에러에 대한 보상은 기판 상의 임프린트된 피처가 소정의 방향으로 바이어싱될 수 있도록 조절될 수 있다.
도 1은 기판으로부터 이격된 몰드를 가진 리소그래피 시스템의 개략적인 측면도이고,
도 2는 그 위에 패턴 층을 가진 도 1에 도시된 기판의 측면도이고,
도 3a는 활성 영역을 둘러싼 추가적인 격자를 가진 템플릿을 도시하고,
도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 도 3a의 템플릿 상의 격자의 뒷면에 부딪치는 센서 시스템으로부터의 광 빔을 도시하고,
도 3c는 도 3b의 센서의 예시적인 파형을 도시하고,
도 4a는 센서 시스템의 광 빔이 기판 에지를 가로지르고, 본 발명의 실시예에 따른 처크의 경사진 표면에 부딪치는 도 3b의 센서 시스템을 도시하고,
도 4b는 센서 시스템이 기판 에지를 가로질러 스캐닝할 때의, 도 4a의 센서의 예시적인 파형을 도시하고,
도 5는 기판 에지의 경사면을 가로질러 스캔하는 센서 시스템을 도시하고,
도 6a는 기판 상에 임프린트된 격자를 가로지르고 그리고 기판 에지를 가로지르는 센서 시스템 스캐닝, 및 처크 경사 현장 정렬 측정 스킴을 도시하고,
도 6b는 기판 상에 임프린트된 패턴의 상대적 위치를 결정하기 위해 적합한 측정을 도시하고,
도 7a는 본 발명의 하나의 실시예에서 사용된 방법 단계의 플로우차트이고, 그리고
도 7b는 본 발명의 다른 실시예에서 사용된 추가적인 방법 단계의 플로우차트이다.
도 1은 기판(12) 위에 릴리프(relief) 패턴을 형성하도록 구성된 시스템(10)을 도시한다. 기판(12)은 기판 처크(14)에 연결될 수 있다. 도시된 바와 같이, 기판 처크(14)는 진공 처크이지만, 기판 처크(14)는 "임프린트 리소그래피 공정을 위한 고정밀 방향조절 정렬 및 간극 제어 스테이지"란 제목의 미국특허 제6,873,087호에 서술된 바와 같이, 진공, 핀-타입, 그루브-타입, 또는 전자기 처크를 포함한 임의의 처크일 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 기판(12) 및 기판 처크(14)는 스테이지(16) 상에서 지지될 수 있다. 또한, 스테이지(16), 기판(12), 및 기판 처크(14)는 베이스(도시 생략) 위에 놓여질 수 있다. 스테이지(16)는 X 및 Y축에 대한 이동을 제공한다.
패터닝 디바이스(17)는 기판(12)으로부터 이격되어 있다. 패터닝 디바이스(17)는 패터닝 표면(22)을 가지고 기판(12)을 향해 뻗어 있는 메사(20)를 갖춘 템플릿(18)을 포함한다. 또한, 메사(20)는 몰드(20)라고도 불린다. 메사(20)는 또한 나노-임프린트 몰드(2)라고도 불린다. 다른 실시예에서, 템플릿(18)은 실질적으로 몰드(20)를 가지지 않을 수도 있다. 템플릿(18) 및/또는 몰드(20)는 퓨징된 실리카(fused-silica), 석영, 실리콘, 유기 폴리머, 실록산 폴리머, 붕규산 유리, 플루오로카본 폴리머, 금속, 및 강화 사파이어 등을 포함하는 재료로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지는 않는다. 도시된 바와 같이, 패터닝 표면(22)은 복수의 오목부(24) 및 돌출부(26)로 이루어진 피처(features)를 포함한다. 그러나, 다른 실시예에서, 패터닝 표면(22)은 실질적으로 매끄럽고, 그리고/또는 평평할 수도 있다. 패터닝 표면(22)은 기판(12)에 형성될 패턴의 모양을 형성하는 오리지널 패턴을 한정할 수 있다. 템플릿(18)은 한 세트의 처크로부터 선택된 템플릿 처크(28)에 연결될 수 있고, 이 한 세트의 처크는 "임프린트 리소그래피 공정을 위한 고정밀 방향조절 정렬 및 간극 제어 스테이지"란 제목의 미국특허 제6,873,087호에 서술된 바와 같이, 진공, 핀-타입, 그루브-타입, 또는 전자기 처크를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 또한, 템플릿 처크(28)는 템플릿(18) 및 몰드(20)의 이동을 용이하게 하기 위해, 임프린트 헤드(30)에 연결될 수 있다. 아래의 상세한 설명에서, 템플릿(18), 및 몰드 또는 메사(20)는 설명의 간략함을 위해 템플릿 몰드라 할 것이다.
시스템(10)은 또한 유체 분사 시스템(32)을 포함한다. 유체 분사 시스템(32)은 기판(12) 위에 폴리머 재료(34)를 증착시키도록 구성된다. 시스템(10)은 임의의 개수의 유체 분사기를 포함할 수 있고, 유체 분사 시스템(32)은 그 자체로 복수의 분사 유닛을 포함할 수 있다. 폴리머 재료(34)는 임의의 주지된 기술, 예컨대, 방울 분사, 스핀-코팅, 딥 코팅, 화학적 증기 증착법(CVD), 물리적 증기 증착법(PVD), 박막 증착, 후막 증착 등을 사용하여 기판(12) 위에 위치될 수 있다. 전형적으로, 폴리머 재료(34)는 몰드(20)가 기판(12)의 소정의 거리만큼 가깝게 이동되기 전에 증착되고, 그로인해 몰드(20)와 기판(12) 사이에 원하는 체적을 형성한다. 그러나, 폴리머 재료(34)의 양은 몰드(20)가 기판(12)에 원하는 거리만큼 가깝게 위치된 때, 원하는 체적이 채워지도록 크기조절될 수 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 시스템(10)은 에너지(40)를 경로(42)에 따라 향하도록 연결된 에너지(40)의 소스(38)를 더 포함한다. 임프린트 헤드(30) 및 스테이지(16)는 몰드(20)와 기판(12)을 중첩시키고 몰드(20) 및 기판(12)을 경로(42) 내에 배치하도록 구성된다. 임프린트 헤드(30), 스테이지(16) 또는 이 둘 모두는 폴리머 재료(34)로 채워질 수 있는 원하는 체적을 형성하기 위해, 몰드(20)와 기판(12) 사이에 거리를 변경할 수 있다. 원하는 체적이 폴리머 재료(34)로 채워진 후, 소스(38)는 폴리머 재료(34)가 고화되고, 그리고/또는 가교(cross-link)되게 함으로써, 기판(12)의 표면(44)의 모양을 형성하고, 표면(22)을 패터닝하고, 그리고 기판(12) 상에 패턴 층(46)을 형성하게 하는 에너지(40)(예컨대, 광대역 자외선)를 발생시킨다.
패턴 층(46)은 잔여층(48), 및 돌출부(50)와 오목부(52)로 도시되어 있는 복수의 피처를 포함할 수 있다. 시스템(10)은 스테이지(16), 임프린트 헤드(30), 유체 분사 시스템(32), 및 소스(38)와 데이터 통신하는 프로세서(54)에 의해 제어될 수 있으며, 이 프로세서(54)는 메모리(56) 내에 저장된 컴퓨터 판독가능한 프로그램으로 작동한다.
상기 서술된 시스템은 또한 "임프린트 리소그래피 공정동안 불연속적인 필름의 형성"이란 제목의 미국특허 제6,932,934호, "단계적이고 반복적인 임프린트 리소그래피 공정"이란 제목의 미국특허 제7,077,992호, "포지티브 톤 이층 임프린트 리소그래피 방법"이란 제목의 미국특허 제7,179,396호, 및 "임프린트 리소그래피를 사용하여 단계적 구조를 형성하는 방법"이란 제목의 미국특허 제7,396,475호에 언급된 임프린트 리소그래피 공정 및 시스템에 채용될 수 있다. 다른 실시예에서, 상기 서술된 시스템은 임의의 주지된 기술, 예컨대, 포토리소그래피(G선, I선, 248nm, 193nm, 157nm, 및 13.2-13.4nm를 포함하는 다양한 파장), 접촉 리소그래피, e-빔 리소그래피, x선 리소그래피, 이온빔 리소그래피, 및 원자빔 리소그래피에 채용될 수도 있다.
본 발명은, 특히 패터닝된 매체 임프린트 툴에 대하여, 임프린트 툴 상에 투명 템플릿 몰드의 검출을 용이하게 한다. 전형적으로, 수 마이크로미터의 동심(concentricity) 정렬이 패터닝을 위해 바람직하다. 이것은 툴 스테이지 좌표 내에서 템플릿 활성 영역과 기판 간의, 수 마이크로미터 내의, 상대적 위치를 판정할 수 있는 시스템 및 방법을 요구한다. 이러한 시스템 요구사항을 만족시키는 것은 템플릿(18) 에지에 대하여 몰드(20)를 위치조절하는데 있어서의 나쁜 정밀도로 인해 더 복잡해진다(즉, 템플릿(18)의 에지는 템플릿(18) 활성 영역의 위치를 판정하는데 사용될 수 없다). 또한, 템플릿(18)은 활성 영역이 웨이퍼 처크(14)(아래방향)와 마주하도록 위치되는데, 이는 템플릿(18)에 연결될 때 몰드(20)를 검출할 수 있는 센서를 설치하는 것을 제한한다. 그러므로, 시스템은 비활성 측을 보면서 템플릿(18)을 검출할 수 있고, 기준으로서 템플릿(18)의 에지를 사용하지 않고 툴 스테이지 좌표 내의 그 위치를 판정할 수 있어야 함이 요구된다. 이와 유사하게, 기판(12)의 검출을 위해, 기판(12)의 에지 또는 경사만이 기준으로서 사용될 수도 있다.
다른 관련된 문제는 기판(12)에 임프린트된 패턴의 동심 정렬에서의 에러 검출이다. 이러한 임프린트-후 측정은 기판(12)의 중심 위치를 갱신하기 위한 중요 데이터를 제공한다. 인라인(in-line) 임프린트-후 측정은 공정 중 툴 내에서 수행될 필요가 있다.
도 3a는 활성 영역(303)을 갖춘 임프린트 몰드(예컨대, 몰드(20))를 가진 템플릿(301) 표면의 도면이다. 본 실시예에서, 원형의 격자(302)가 활성 영역(303) 둘레에 형성된다. 이 격자(302)는 임프린트 몰드(예컨대, 몰드(20))의 제조동안 활성 영역과 동일한 사이드 상에 형성된다. 도 3b는 간략함을 위해 본 명세서에서 센서 시스템(315)이라 불리는 이미터(307) 및 센서(304)의 측면도이다. 이미터(307) 및 센서(304)는 표면(308)과 평행한 표면에 수직인 각도로 위치된다. 이미터(307)로부터의 광은 투명 템플릿 몰드에 부딪치고, 격자(302)의 뒷면에 부딪친다. 격자로부터 반사된 광은 부딪친 광이 격자의 오목부(309)에서 피크(310)로 이동할 때 변한다. 격자의 에지는 부딪친 광이 오목부(309) 내에 있을 때 반사된 광을 간섭하고, 그것이 피크(310)에 부딪칠 때 간섭하지 않는다. 격자(302)는 전기 신호가 거리 파라미터에 비례하는 시간에 전압 트랜지션(transition)을 가지도록 정밀한 피치로 형성된다. 그러므로, 센서(304) 및 이미터(307)는 특정 각도 윈도우에서 반사된 광만이 센서(304)에 도달하도록 위치조절된다. 도 3C는 격자의 "톱니(teeth)"를 이미터(307)의 광 빔(305)이 통과할 때 반사된 광(306)을 수신하여 센서(304)에 의해 발생되는 전형적인 파형인, 피크(322) 및 계곡(321)을 가진 전압 파형(320)을 도시한다. 도시된 펄스의 폭은 격자 "톱니"의 물리적 폭 또는 피치에 비례한다.
도 4a는 기판(401) 및 처크(402)에 대한 이미터(307) 및 센서(304)의 측면도를 도시한다. 본 실시예에서, 입사 광(305), 및 반사된 광(306)은 기판(401)의 에지 및 처크(402)와 상호작용한다. 처크(402)는 기판(401)의 에지가 지나갈 때, 센서(304)가 반사된 광(306)을 수신하지 않음을 보장하는 반사 인크라인(incline) 또는 경사(403)를 가지도록 구성된다. 이러한 방식으로, 기판(401)의 에지는 센서(304)에 도달한 반사된 광의 급격한 강하에 의해 검출될 수 있다.
도 4b는 센서 시스템(315)이 기판(401)의 에지 위에서 스캐닝되고 처크(402)에 부딪칠 때, 센서(304)에 의해 발생되는 예시적인 파형(410)을 도시한다. 레벨(412)은 광(305)이 기판(401)으로부터 반사될 때의 센서 신호를 나타내고, 레벨(411)은 광(305)이 처크(402)의 표면(403)에 부딪칠 때 센서 신호를 나타낸다.
도 5는 기판(401)의 에지가 경사(501)를 가지도록 구성된 실시예를 도시한다. 본 실시예에서, 센서 시스템(315)이 기판(401)의 에지 위로 스캐닝될 때, 신호 변화가 존재할 것이다. 경사(501)의 각도는 입사광(305)이 변경된 경로(306)를 가지게 할 것이고, 그 결과 센서(304)에 부딪치는 반사된 광을 감소시킨다.
도 6a는 격자(302)가 임프린트된 격자(601)로서 활성 영역과 함께 임프린팅된 실시예를 도시한다. 기판(401)의 에지가 위치된 후, 센서 시스템(315)은 템플릿(301)의 제1 "톱니"가 위치될 때까지 스캐닝될 수 있다. 이러한 방식으로, 기판(401)의 에지에 대한 템플릿(301)의 위치가 판정될 수 있다. 이러한 경우에, 임프린트된 피처의 위치는 센서 시스템(315)을 사용하여 기판의 에지에 상대적으로 위치될 수 있다.
도 6b는 안쪽 에지(603)는 물론, 바깥쪽 에지(도시 생략)를 가진 성형된 기판(602)을 도시한다. 센서 시스템(315)은 기판의 안쪽 에지로부터 격자(601)를 가로질러 스캔될 수 있다. 이와 유사하게, 기판의 바깥쪽 에지로부터 격자를 가로질러 스캔될 수 있다. 본 예에서, 각 직교축당 2번, 총 4번의 측정(d1-d4)이 이루어진다. 이러한 방식으로, 기판(602)에 대한 임프린트된 패턴 동심도가 판정될 수 있다.
본 발명은 템플릿(301) 및 기판(401)의 스테이지 내에서의 위치 좌표를 판정하기 위한 수단을 제공함으로써 문제를 해결한다. 템플릿 위치 검출을 위해 사용된 한 세트의 격자(302)는 템플릿 제조 공정 동안 소정의 위치에서 템플릿(301)에 에칭된다. 이러한 격자(302)의 세트는 활성 영역과 함께 제조되기 때문에, 템플릿(301) 활성 영역의 위치를 판정하기 위한 기준으로서 사용될 수도 있다. 이러한 격자(302)들은 초기 세타(각) 정렬 요구사항에 따라 사각형이거나 원형일 수 있다. 격자(302)는 입사 레이저 빔(이미터(307))의 파장 및 레이저 빔의 입사각을 기초로 설계된 특정한 피치를 가질 수 있다. 격자(302)의 크기는 레이저 빔(307)의 스폿(spot) 크기 및 시스템으로부터 요구되는 위치 민감도를 기초로 설정된다. 시스템은 템플릿(301) 및 기판(401)의 경로 위에 레이저 이미터(307) 및 광-전 검출기(304)를 놓는 것을 포함한다. 광-전 검출기(304)는 특정 각도로 반사된 광(306)만을 수신하도록 위치된다. 템플릿(301)은 로딩 메카니즘 위에 설치되고, 검출 센서 아래에서 X-Y 스테이지에 의해 이동된다. 광-전 검출기(304)는 레이저 빔(306)이 격자(302) 상에 존재하지 않을 때 널(null) 신호를 제공하고, 레이저(307)가 격자(302)에 입사한 때, 제1 오더 회절된 광(306)은 광-전 검출기(304)로 입사될 것이고, 그로 인해 전기적 신호를 제공하도록 구성된다. 이러한 신호는 XY 스테이지(예컨대, 도 1의 16) 또는 툴 좌표 내의 템플릿(301)의 위치를 판정하기 위해 사용된다. 회절 모드에서, 무강도의 돌아오는 광(306)은 광 빔(306)이 기판(401)의 에지에서 멀어질 때 감지될 것이나, 광 빔(306)이 기판(401)의 에지 상에 있을 때 에지는 돌아오는 광(306)을 센서(304)로 지향시킬 것이다.
다른 실시예에서, 웨이퍼 처크(402) 상의 광-전 검출기(304)와 레이저 이미터(307) 사이에 약간 경사진 면(403)이 제공된다. 이 반사면(403)은 광 소스 와 검출기 사이 각의 절반과 동일한 크기로 경사를 이룬다. 기판(401)이 처크(402) 위에 놓여진 때, 안쪽 에지는 경사 면(403)과 오버래핑할 것이다. 본 실시예에서, 이미터(307)로부터의 광 빔(305)은, 광 빔(305)이 웨이퍼 처크(402) 위에 있을 때, 모두 검출기(304)로 반사된다. 스캐닝 빔(305)이 기판(401)의 에지에 부딪힌 때, 빔(305)은 광이 광-전 검출기에 도달하지 못하도록 차단되거나 다른 각도(빔(306))로 지향된다. 신호(410)의 이러한 급격한 감소(경사(412))는 기판(401)의 에지를 검출하기 위해 사용된다.
템플릿(301) 및 기판(401)에 대한 센서는 동일한 유닛일 수 있고, 이는 차례로, 2개의 상이한 세트의 센서가 템플릿(301) 및 기판(401)에 대하여 사용될 때 요구되는 캘리브레이션 공정을 제거하는 역할을 한다.
템플릿 격자(302)가 기판(401) 상에 임프린트될 때, 복제된 격자(601)는 기판(401)에 대한 템플릿(301)의 센터링 정보를 제공할 수 있다. 동일한 센서 시스템(315)은 두 기준(임프린트된 격자(601) 및 기판(401)의 에지)을 모두 검출할 수 있다.
도 7a 및 7b는 본 발명의 실시예에 통합된 방법 단계이다. 단계(701)에서, 센서 시스템은 투명 몰드 및 기판 위에 놓여진다. 센서 시스템은 하나의 빔의 광 에너지를 생성하고, 검출면으로부터 일정 각도 윈도우 내로 반사된 광 에너지 부분만을 수신하도록 구성된다. 센서 시스템은 또한 투명 템플릿 몰드 및 기판의 검출면으로부터 반사되는 수신된 광 에너지의 변화에 응답하여 센서 신호를 발생시킨다. 단계(702)에서, 투명 템플릿 몰드는 툴 좌표 내에 투명 템플릿 몰드를 위치조절하기 위한 제어 신호에 응답하여 위치조절된다. 투명 템플릿 몰드는 소정의 치수 증분에 대응하는 피치로 검출면을 가진 격자에 의해 둘러싸인 임프린트 가능한 피처를 가진 활성 영역을 포함한다. 단계(703)에서, 기판은 툴 좌표 내에 기판을 위치조절하는 제어 신호에 응답하여 위치조절된다. 기판은 검출면으로서 구성된 에지를 가진다. 단계(704)에서, 센서 신호는 툴 좌표 내에서 기판에 대하여 투명 템플릿 몰드를 위치조절시키기 위해 컨트롤러 내에서 처리된다. 단계(705)에서, 제어 신호는 그로 인해 툴 좌표 내에서 투명 템플릿 몰드에 대하여 기판을 정밀하게 위치조절시키기 위해 생성된다.
다른 실시예에서, 추가적인 단계가 통합된다. 단계(706)에서, 격자 및 활성 영역의 패턴이 기판 위에 임프린트된다. 단계(707)에서, 기판 위의 격자 및 활성 영역의 임프린트된 패턴은 센서 시스템에 의해 스캐닝되고, 그로 인해 기판 에지에 대응하는 검출면, 및 임프린트된 격자 상의 검출면으로부터의 센서 신호를 발생시킨다. 단계(708)에서, 센서 신호는 공정 제어를 용이하게 하기 위해 기판에 대한 활성 영역의 동심도를 판정하도록, 기판의 에지에 관한 툴 좌표 내의 임프린트된 패턴을 위치시키기 위해 컨트롤러 내에서 처리된다.
도 7a-7b에 요구된 단계들은 본 발명의 실시예에 따른 시스템(10) 상에서 동작하기 위해 프로세서(54)를 통해 제어될 수 있다. 공정 단계는 메모리(56) 내에 저장된 컴퓨터 시스템 내의 프로그램 단계로 저장될 수 있다.
앞서 서술된 본 발명의 실시예들은 예시일 뿐이다. 앞서 서술된 내용에 다수의 변형 및 수정이 이루어질 수 있으며, 그 또한 본 발명의 범위에 속한다. 그러므로, 본 발명의 범위는 앞선 설명에 의해 제한되지 않아야 하며, 그대신 그 완전한 범위의 동등물과 함께 첨부된 청구항을 기준으로 판단되어야 한다.

Claims (20)

  1. 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템으로서,
    광 에너지의 빔을 발생시키고, 기판의 검출면과 템플릿 몰드로부터 일정한 각도 윈도우 내로 반사되는 광 에너지 부분만 수신하도록 구성되어 있는, 상기 템플릿 몰드 및 상기 기판 위에 배치된 센서 시스템; 및
    상기 템플릿 몰드의 활성 영역 둘레에 배치된 격자;를 포함하고,
    상기 격자는 소정의 치수 증가에 대응하는 피치로 검출면을 가진 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서, 기판 제어 신호에 응답하여 툴 좌표 내에서 상기 템플릿 몰드에 대하여 상기 기판의 위치를 조절하는 툴 위치 조절 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 센서 시스템과 상기 기판 사이에 배치된 위치조절 스테이지를 더 포함하고, 상기 위치조절 스테이지는 템플릿 제어 신호에 응답하여 상기 툴 좌표 내에서 상기 기판의 표면에 대하여 상기 템플릿 몰드의 활성 영역을 위치조절하도록 구성된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 기판 및 템플릿 제어 신호를 생성하고, 상기 격자의 검출면 및 상기 기판으로부터 반사되는 수신된 광 에너지의 변화에 응답하는 상기 센서 시스템에 의해 생성된 신호에 응답하여 상기 센서 시스템에 대하여 상기 기판 및 템플릿 몰드를 위치조절하는 컨트롤러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 격자는 상기 템플릿 몰드의 활성 영역의 임프린트 피처가 성형되는 시간과 동일한 시간에, 상기 템플릿 몰드 상에 임프린트 피처로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 센서 시스템은 상기 광 에너지의 빔을 발생시키는 레이저 광 이미터, 및 검출면으로부터 일정한 각도 윈도우 내로 반사된 상기 광 에너지의 부분을 수신하는 상기 레이저 광의 주파수에 감응하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 레이저 광 이미터 및 광 검출기는 검출면으로부터 소정의 각도 윈도우 내로 반사된 레이저 광만 상기 광 검출기에 부딪치도록 상대적으로 위치된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 격자는 소정의 거리 파라미터에 대응하는 피치를 가진 일련의 평행한 등간격의 사각 요철(peaks and valleys)로 구성된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 격자는 상기 활성 영역의 피처가 상기 기판에 임프린트되는 시간과 동일한 시간에 상기 기판에 임프린트되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 기판의 에지를 위치조절하는 것을 용이하게 하기 위해, 상기 기판을 홀딩하는 처크가 검출면과 함께 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 기판 상에 임프린트된 활성 영역은 상기 기판을 상기 임플린트된 격자로 스캐닝함으로써 상기 기판의 에지에 대하여 위치조절되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  12. 제 11 항에 있어서, 상기 임프린트된 격자를 가진 기판은 상기 기판의 에지에 대한 상기 임프린트된 활성 영역의 동심도(concentricity)를 판정하기 위해 기판의 중심을 통한 직교축을 따라 상기 센서 시스템에 의해 양방향으로 스캐닝되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 시스템.
  13. 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법으로서,
    상기 템플릿 몰드 및 상기 기판 위에 센서 시스템을 놓는 단계;
    툴 좌표 내에 상기 템플릿 몰드를 위치시키기 위해 제어 신호에 응답하여 상기 템플릿 몰드를 위치 조절하는 단계;
    툴 좌표 내에 상기 기판을 위치시키기 위해 제어 신호에 응답하여 상기 기판을 위치 조절하는 단계;
    툴 좌표 내에서 상기 기판에 대하여 상기 템플릿 몰드를 위치조절하기 위해 컨트롤러 내에서 상기 센서 신호를 처리하는 단계; 및
    상기 툴 좌표 내에서 상기 템플릿 몰드에 대하여 정밀하게 상기 기판을 위치조절하기 위한 상기 제어 신호를 생성하는 단계;를 포함하고,
    상기 센서 시스템은 광 에너지의 빔을 발생시키고, 검출면으로부터 일정 각도 윈도우로 반사된 광 에너지 부분만을 수신하도록 구성되어 있고, 상기 센서 시스템은 상기 템플릿 몰드의 검출면 및 상기 기판으로부터 반사되는 수신된 광 에너지의 변화에 응답하여 센서 신호를 발생시키고,
    상기 템플릿 몰드는 소정의 치수 증가에 대응하는 피치로 검출면을 가진 격자에 의해 둘러싸인 임프린트가능한 피처를 가진 활성 영역를 포함하고,
    상기 기판의 에지는 검출면으로서 구성된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 기판에 하나의 패턴의 격자 및 상기 활성 영역을 임프린트하는 단계;
    상기 기판 상의 상기 하나의 패턴의 격자 및 상기 활성 영역을 상기 센서 시스템으로 스캐닝하여 상기 임프린트된 격자 상의 검출면 및 상기 기판 에지에 대응하는 검출면으로부터 센서 신호를 생성하는 단계; 및
    공정 제어를 용이하게 하기 위해 상기 기판에 대하여 상기 활성 영역의 동심도를 결정하도록 상기 기판의 에지에 대하여 툴 좌표 내에서 상기 임프린트된 패턴을 위치조절하도록 상기 컨트롤러 내에서 상기 센서 신호를 처리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 격자는 상기 템플릿 몰드의 활성 영역의 임프린트 피처가 형성되는 시간과 동일한 시간에 상기 템플릿 몰드 상에 임프린트 피처로서 형성되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  16. 제 13 항에 있어서, 상기 센서 시스템은 광 에너지의 빔을 발생시키는 레이저 광 이미터, 및 검출면으로부터 일정한 각도 윈도우 내로 반사된 광 에너지 부분을 수신하고, 상기 레이저 광의 주파수에 감응하는 광 검출기를 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 레이저 광 이미터 및 광 검출기는 검출면으로부터 소정의 각도 윈도우 내로 반사된 레이저 광만 상기 광 검출기에 부딪치도록 상대적으로 위치조절된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  18. 제 13 항에 있어서, 상기 격자는 소정의 거리 파라미터에 대응하는 피치를 가진 일련의 평행한 등간격의 사각 요철로 구성된 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  19. 제 13 항에 있어서, 상기 격자는 상기 활성 영역의 피처가 임프린트되는 시간과 동일한 시간에 상기 기판에 임프린트되는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    임프린트된 패턴 및 임프린트된 그리드와 상기 기판의 직교축을 따라 상기 센서 시스템을 스캐닝하고, 안쪽 에지에서 상기 격자 에지까지의 거리를 기록하는 단계; 및
    상기 기판에 대한 상기 임프린트된 패턴의 동심도의 측정값을 생성하기 위해 각각의 직교 경로를 따라 거리를 빼는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 기판에 대하여 템플릿 몰드를 정렬하는 방법.
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