JP2006514428A - 液体の形状を使用して基板の特性を求める方法及びシステム - Google Patents

Abstract

本発明は、汚染物の存在、形状、間隔を開けた基板間の空間的関係などの、基板の特性を求めるための技術を提供する。この空間的関係は、第１及び第２の間隔を開けた基板間の距離と角度の向きを含む。この技術は、第２の基板上に、ある液体のボリュームであって、そのボリュームと関連するある面積を有する液体を形成することを含む。この液体のボリュームは、第１及び第２の基板間で圧縮されその面積の性状に変化を引き起こし、変化した性状を決める。変化した性状が検知され、第１及び第２の基板の特性は、この変化した性状の関数として求められる。

Description

本発明は、一般にリソグラフィ・システムに関する。より詳細には、本発明はインプリンティング・モールドを使用してパターンが形成される基板とインプリンティング・モールドとの間の空間的関係を求めることに関する。

インプリンティング・リソグラフィは、５０ｎｍより小さなフィーチャサイズを有するパターンの製造において、有望な結果を示してきている。その結果、多くの従来技術のインプリンティング・リソグラフィ技術が提唱されてきた。Ｗｉｌｌｓｏｎ他による米国特許第６３３４９６０号明細書は、トランスファー層を有する基板を形成することを含む例示的なリソグラフィ・インプリンティング技術を開示している。このトランスファー層は重合可能な液体成分によって被覆される。モールドがこの重合可能な液体と機械的な接触を行う。このモールドはリリーフ構造（relief structure）を含み、重合可能な液体成分がこのリリーフ構造を満たす。重合可能な液体成分は次いで、それを固化し重合する状態に曝され、トランスファー層上にモールドの構造と相補的なリリーフ構造を含む凝固した高分子材料を形成する。モールドは次いで、凝固した高分子材料内にモールド内のリリーフ構造の複製品が形成されるように固体の高分子材料から分離される。このトランスファー層と凝固した高分子材料が、凝固した高分子材料に対して選択的にトランスファー層をエッチングする環境に曝され、トランスファー層内にリリーフの像を形成する。

Ｃｈｏｕによる米国特許第５７７２９０５号明細書は、少なくとも１つの突起するフィーチャを有するモールドが、基板上に設けられた薄いフィルム内に押し込まれる、基板上に被覆された薄いフィルムにパターンを作るリソグラフィ方法及び装置を開示する。モールド内の突起するフィーチャが薄いフィルム内に凹部を作る。モールドがフィルムから取り除かれる。この薄いフィルムは次いで、凹部の薄いフィルムを取り除き、下にある基板を露出するように処理される。その結果、モールド内のパターンが薄いフィルム内に置き換えられ、リソグラフィが完了する。この薄いフィルム内のパターンは、後続の処理で、基板内又は基板上に加えられた別の材料内に再生される。

さらに別のインプリント・リソグラフィ技術がＣｈｏｕ他によって、２００２年６月のＵｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、ページ８３５〜８３７に開示されており、それはレーザ補助直接インプリンティング（laser assisted direct imprinting）（ＬＡＤＩ）プロセスと呼ばれる。このプロセスでは、基板のある区域がその区域をレーザで加熱することによって流動性を有するように、例えば液化される。この区域が所望の粘性に達した後、その上にパターンを有するモールドがその区域と接触して配置される。流動性を有する区域は、パターンの形状に従い、次いで冷却され、パターンを基板内に固化させる。

このようにしてパターンを形成するときの重要な問題は、基板上に記録すべきパターンを含むモールドと基板との間の距離と向きの制御を保つことである。そうでなければ、所望しないフィルム及びパターン異常が起きる可能性がある。

したがって、モールドと、そのモールドがインプリンティング・リソグラフィ・プロセスを使用してその上にパターンを形成しようとする基板との間の空間的関係を正確に求めるニーズが存在する。

本発明は、汚染物質の存在や形状のみならず、間隔を開けた基板間の空間的関係などの基板の特性を求める方法及びシステムを提供する。空間的関係は、第１と第２の間隔を開けた基板間の距離と角度の向きを含む。この方法は、第２の基板上に液体のボリュームを形成することを含み、そのボリュームと関連するある面積を有する液体のボリュームを形成することを含む。液体のこのボリュームは、第１と第２の基板間で圧縮され、その面積の性状に変化を引き起こし、変化した性状の意味を明らかにする。変化した性状が検知され、第１及び第２の基板の特性は、この変化した性状の関数として求められる。このシステムは、この方法の機能を実施するための特徴を含む。これらの及び他の実施形態は、以下でより十分に論述する。

図１は、本発明の一実施形態による検出システムを含む、リソグラフィ・システム１０を示す。システム１０は、インプリント・ヘッド１２及びインプリント・ヘッド１２に対向して配置される試料台１４を含む。放射源１６が、移動試料台１４上に化学作用のある放射線を入射させるために、システム１０に連結される。そのために、インプリント・ヘッド１２がスルーウェイ１８を有し、放射源１６からの化学作用のある放射線を試料台１４の区域２２上に入射させるように、ミラー２０がスルーウェイ１８内に放射線を結合させる。区域２２に対向して、ＣＣＤセンサ２３と波形整形光学素子(wave shaping optics)２４を含む検出システムが配置される。ＣＣＤセンサ２３は、区域２２からの画像を検知するように位置決めされる。検出システムは、ＣＣＤセンサ２３とミラー２０の間に配置される波形整形光学素子２４を伴って構成される。プロセッサ２５が、ＣＣＤセンサ２３、インプリント・ヘッド１２、試料台１４、放射源１６とデータ通信している。

図１及び２の両方を参照すると、モールド２８を有する第１の基板２６が、インプリント・ヘッド１２に結合されている。第１の基板２６は、任意の既知の技術を使用してインプリント・ヘッド１２に保持させることができる。この例では、インプリント・ヘッド１２に結合され、第１の基板２６に真空を加える真空チャック（図示せず）を使用して、第１の基板２６がインプリント・ヘッド１２によって保持される。これらに含めることができる例示的なチャッキング・システムが、「Ａ Ｃｈｕｃｋｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍｏｄｕｌａｔｉｎｇ Ｓｈａｐｅｓ ｏｆ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅｓ」という名称の、米国特許仮出願第１０／２９３２２４号明細書に開示されており、これは参考として本明細書で援用する。モールド２８は、平面又はその上にフィーチャを含む。この例では、モールド２８は、複数の間隔を開けた凹部２８ａと突起部２８ｂによって定められる複数のフィーチャを含む。この複数のフィーチャは、試料台１４に連結されたウェハ３０などの第２の基板内に転写されるべき、原型パターンを決める。インプリント・ヘッド１２がＺ軸に沿って移動することによって、モールド２８とウェハ３０の間の距離「ｄ」を変更する。試料台１４は、Ｙ軸は図１が示されている用紙の中への方向であるとの理解のもと、ウェハ３０をＸ、Ｙ軸に沿って移動させるようになっている。この構成によって、モールド２８上のフィーチャを、ウェハ３０の流動性を有する区域内でインプリントすることができるが、これについては以下でより十分に論議する。放射源１６は、モールド２８が放射源１６とウェハ３０の間に配置されるように配置される。モールド２８は、放射源１６が発生する放射線に対して実質的に透明である溶融シリカ又は石英ガラスなどの材料から製造される。

図２、３の両方を参照すると、インプリンティング層３４などの流動性を有する区域は、実質的に平坦な外形を示す表面３２の一部に配設される。流動性を有する区域は、その全体が本明細書で参考として援用する米国特許第５７７２９０５号明細書に開示されたｈｏｔ ｅｍｂｏｓｓｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ、又はＣｈｏｕ他による２００２年６月のＵｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ、Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、ページ８３５〜８３７に開示された形式のレーザ補助直接インプリンティング（ＬＡＤＩ）プロセスなどの任意の既知の技術を使用して形成することができる。しかしながら、本実施形態では、流動性を有する区域は、ウェハ３０上の材料３６ａの複数の間隔を開けた不連続なビード３６として堆積させたインプリンティング層３４から構成される。これについてはより十分に以下で論議する。インプリンティング層３４は、記録されたパターンを決める、原型パターンを記録するため、選択的に重合し、架橋することができる材料３６ａから形成される。材料３６ａは図４に３６ｂの点で架橋されたものとして示される、架橋された高分子材料３６ｃを形成する。

図２、３、５を参照すると、インプリンティング層３４内に記録されるパターンは、１部はモールド２８との機械的接触によって生成される。そのために、インプリント・ヘッド１２は、インプリンティング層３４がモールド２８と機械的接触の状態になるように距離「ｄ」を減少させ、表面３２上に材料３６ａが連続的に形成されたインプリンティング層３４を形成するようにビード３６を広げる。モールド２８に平坦な表面が設けられている場合は、実質的に平坦な表面を有するインプリンティング層を形成するために距離「ｄ」を減少させることができるであろう。この例では、距離「ｄ」は、インプリンティング層３４の小部分３４ａが凹部２８ａ内に入り込み、凹部２８ａを充填することができるように減少させることができる。

凹部２８ａの充填を促進するために、材料３６ａは、表面３２を材料３６ａの連続した形成によって覆いながら凹部２８ａを完全に充填するような必須の特性を有するように形成される。この例では、突起部２８ｂと重ね合わされたインプリンティング層３４の小部分３４ｂは、所望の通常最小距離「ｄ」に到達した後で、厚さｔ_１を有する小部分３４ａと厚さｔ_２を有する小部分３４ｂを残したままである。厚さ「ｔ_１」、「ｔ_２」は、用途に応じて任意の厚さである。通常は、図５により明瞭に示すように、ｔ_１は小部分３４ａの幅ｕの２倍を超えないように、すなわちｔ_１＜２ｕであるように選択される。

図２、３、４を参照すると、所望の距離「ｄ」に到達した後、図１に示す放射源１６が、材料３６ａを重合し架橋させる化学作用のある放射線を発生させ、架橋した高分子材料３６ｃを形成する。その結果、インプリンティング層３４の成分は、材料３６ａから固体である材料３６ｃに変換する。具体的には、材料３６ｃは、図５により明瞭に示すように、モールド２８の表面２８ｃの形状に合致する形状を有するインプリンティング層３４の側面３４ｃをもたらすように固化される。インプリンティング層３４が図４に示すように材料３６ｃから構成されるように変換された後、図２に示すインプリント・ヘッド１２は距離「ｄ」を増加させるように移動させられ、その結果、モールド２８とインプリンティング層３４の間隔が開けられる。

図５を参照すると、ウェハ３０のパターン付けを完了させるために追加の処理を利用することができる。例えば、図６に示すようにパターン付けされた表面３２ａを形成するように、ウェハ３０とインプリンティング層３４をエッチングして、インプリンティング層３４のパターンをウェハ３０内に転写させることができる。エッチングを容易にするために、インプリンティング層３４が形成される材料は、ウェハに対する相対的なエッチング速度を所望どおりにするように変更することができる。ウェハ３０に対するインプリンティング層３４の相対的エッチング速度は、約１．５：１から１００：１の範囲である。

代替として、又は加えるに、インプリンティング層３４は、その上に選択的に配設されるフォトレジスト材料（図示せず）に対してエッチング差を設けることができる。フォトレジスト材料（図示せず）は、既知の技術を使用して、インプリンティング層３４にさらなるパターン付けを実現することができる。所望のエッチング速度、ウェハ３０を形成する下にある構成成分、さらにはインプリンティング層３４に応じて、任意のエッチング方法を使用することができる。例示的なエッチング方法には、プラズマ・エッチング、反応性イオンエッチング、化学的湿式エッチングなどが含まれる。

図１、２の両方を参照すると、例示的な放射源１６は紫外線放射線を生成する。熱的、電磁気的などの他の放射源も使用することができる。インプリンティング層３４内の材料の重合を開始させるために使用する放射線の選択は、当業者に知られており、通常所望の具体的な用途に依存する。さらに、モールド２８上の複数のフィーチャが、狭間胸壁(battlement)の形状を有するモールド２８の断面となっている、突起部２８ｂに平行な方向に沿って延びる凹部２８ａとして示されている。しかしながら、凹部２８ａと突起部２８ｂは、集積回路を作り出すために必要な事実上任意のフィーチャに対応することができ、１０分の１ナノメータの数倍位に小さくすることができる。その結果、システム１０の構成部品を、例えば、ほぼ室温（例えば、２５℃）で１０ｐｐｍ／℃より低い熱膨張係数を有する熱的に安定な材料から製造することが望ましい。いくつかの実施形態では、構造物の材料は、約１０ｐｐｍ／℃より低い、又は１ｐｐｍ／℃より低い熱膨張係数を有する。

図１、２、７を参照すると、インプリント・リソグラフィ技術を成功裡に実施するための重要な問題は、正確に距離「ｄ」を求めることである。そのために、本発明の検出システムは、距離「ｄ」が減少するにしたがって、ビード３６の形状が変化することをうまく利用するように構成されている。ビード３６がボリューム「ｖ」を有する非圧縮性液体として振舞うと仮定すると、距離「ｄ」は以下のように定義される。
（１） ｄ＝Ｖ／Ａ
ここで、ＡはＣＣＤセンサ２３で測定される液体で満たされた面積である。そのために、ＣＣＤセンサ２３と波形整形光学素子２４の組合せは、検出システムに区域２２内の１つ又は複数のビード３６を検知させる。第１の基板２６をウェハ３０から間隔を開けることによって、１つ又は複数のビード３６のボリュームは、各ビード３６にそれに関連する面積４０を与える。距離「ｄ」が減少し、基板２６がビード３６と機械的に接触すると圧縮が起きる。この圧縮はビード３６の面積４０の特性に、変化した特性と呼ばれる変化を引き起こす。これらの変化は、面積の形状、サイズ又は対称性などの１つ又は複数のビード３６の幾何学的形状に関する。この例では、変化した特性は４２として示されており、その面積のサイズと関係する。具体的には、圧縮は結果的にビード３６の面積の拡大となる。

面積４０の変化はＣＣＤセンサ２３によって検知され、その変化に対応するデータを生成する。プロセッサ２５は、面積４０の変化に対応するデータを受信し、等式１を使用して距離「ｄ」を計算する。ＣＣＤセンサ２３がＮ×Ｍの配列のピルセルから構成されると仮定すると、距離「ｄ」は以下の等式によってプロセッサ２５によって決められる。
（２） ｄ＝Ｖ／ｔ_ｐ（Ｐ_ａ）
ここで、ｔ_ｐはＮ×Ｍ配列中のピクセルの総数であり、Ｐ_ａは各ピクセルの面積である。

ビード３６のボリュームが固定されていると、面積Ａを正確に測定するのが望まれるＣＣＤセンサ２３の解像度は以下のように定義できる。
（３） ΔＡ＝（Ａ／ｄ）Δｄ
ＣＣＤセンサ２３によって検知される１つのビード３６の全ボリュームｖが２００ｎｌ、すなわち０．１ｍｍ^３かつｄ＝２００ｎｍであると仮定すると、液体が満たされた面積は１０００ｍｍ^２になる。等式（３）から、ＣＣＤセンサ２３の所望の解像度は５ｍｍ^２であると求めることができる。

プロセッサ２５は、フィードバック・ループ動作で使用することができることに注目されたい。この方法では、距離「ｄ」は、所望の距離「ｄ」に到達したことが求められるまで、複数回計算する。そのような計算は、インプリント・ヘッド１２のＺ軸に沿った増分移動が起きるにつれて距離「ｄ」を求めて、動的にリアル・タイムで、又は順次行うことができる。別法として、又はそれに加えて、プロセッサ２５は、ルックアップテーブル２９の形式のコンピュータ読み出し可能情報を含むメモリ２７とデータ通信をすることができる。ルックアップテーブル２９内の情報は、ｄ_ａ、ｄ_ｂ、ｄ_ｃとして示される異なる距離に関連する３１ａ、３１ｂ、３１ｃとして示される幾何学的形状を含む。このようにすると、１つ又は複数のビード３６の幾何学的形状に関する情報をＣＣＤセンサ２３によって得ることができ、かつ、プロセッサ２５によって受信される。次いで、この情報は、ＣＣＤセンサ２３によって検知された１つ又は複数のビード３６の幾何学的形状と最も近似して合致するルックアップテーブル２９内の幾何学的形状と同じものに関連するように処理される。合致が行われた後は、プロセッサは合致する幾何学的形状に関連する、ルックアップテーブル２９内に存在する距離ｄの大きさを求める。

第１の基板とウェハ３０の間の距離ｄ以外であり得る、第１の基板とウェハ３０の特性に関する追加の情報は、１つ又は複数のビード３６の液体の幾何学的形状を分析することによって得ることができる。例えば、ビード３６の対称性を分析することによって、第１の基板２６とウェハ３０の間の角度の向きを求めることができる。第１の基板２６が第１の平面Ｐ_１にあり、ウェハ３０が第２の平面Ｐ_２にあると仮定する。面積４０が半径方向に対称であると仮定すると、面積４０内の半径方向対称性の任意の欠損を、第１の平面Ｐ１と第２の平面Ｐ_２とが互いに平行に延びていないことを求めるために使用することができる。さらに、面積４０の形状に関するデータ、この場合は半径方向対称性の欠如は、図８に示す第１と第２の平面Ｐ_１、Ｐ_２の間、したがって、第１の基板２６とウェハ３０の間に形成された角度Θを求めるために使用することができる。その結果、インプリンティング層３４内の望ましくない厚さを求めることができ、したがって、避けることができる。微粒子物質による第１の基板２６又はウェハ３０又はその両方の汚染などの他の情報も得ることができる。

具体的には、基板上の微粒子物質の存在は、多くの異なる形状として現れるであろう。この議論の目的のためにいえば、その面積と関連する非対称面積を有する１つ又は複数のビード３６が、第１の基板２６又はウェハ３０のいずれかの上に微粒子汚染物の存在を示すことがある。さらに、汚染物の先験的な(priori)知識によると、１つ又は複数のビードの具体的な形状が微粒子汚染物などの特定の欠陥や、例えば、第１の基板２６、ウェハ３０及び／又は試料台上の欠陥の存在と関連する場合がある。この情報は、プロセッサが欠陥を分類して、それにしたがって、第１の基板２６及び／又はウェハ３０を特徴付けるように、上記で論じたルックアップテーブル内に含めることができる。

図１、２、９を参照すると、区域２２内に３６ｄと３６ｅとして示す２個又はそれ以上のビードからの情報を分析することによって、第１の基板２６とウェハ３０の間の距離「ｄ」の大きさを異なる場所で具体的に求めることができる。ビード３６ｄ、３６ｅ各々の距離情報は、上記で論じたように求めることができる。ビード３６ｄ、３６ｅが実質的に同一の面積を有すると仮定すると、第１の基板２６とウェハ３０が実質的に平行ならば、それと機械的に接触する第１の基板２６に起因する面積の変化は実質的に同一であり、距離「ｄ」は、区域２２にわたり均一であろう。第１の基板３６との機械的な接触の後で、ビード３６ｄと３６ｅの面積の間にどのような相違があっても、それは第１の基板２６とウェハ３０が平行でないことに帰すことができ、区域２２にわたり第１の基板２６とウェハの間の距離が均一でない結果となる。さらに、第１の基板２６とウェハ３０の間に形成された角度θも、上記で論じたようにこの情報から求めることができる。ビード３６ｄ、３６ｅの面積が最初に異なっていることを仮定すると、第１の基板２６との機械的接触のその結果生じるビード３６ｄ、３６ｅの面積の相対的な変化を比較することによって同様な情報を得ることができる。

具体的には、ビード３６ｄ、３６ｅの面積の間の相対的な変化を分析することによって、ビード３６ｄ、３６ｅに近接して配置された位置の第１の基板２６とウェハ３０が等しい距離「ｄ」で間隔が空いているかどうかを求めるため、距離「ｄ」が均一であるかどうかを求めることができる。この場合均一であるならば、その場合は、第１の基板２６とウェハ３０は互いに平行に延びると結論付けることができる。そうではなく、第１の基板２６とウェハ３０が互いに平行に延びていないことが見出された場合は、その間に形成される角度Θの大きさを求めることができる。

図１、２、１０を参照すると、ビード３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊなどの、ある区域内の複数のビードを検査する別の利点は、第１の基板２６又はウェハ３０のいずれかの形状を求めることができることである。これは、ビードの変化を検査することによって示される。例えば、第１の基板２６によってビード３６ｆ、３６ｇ、３６ｈ、３６ｉ、３６ｊが圧縮された後、各々に圧縮パターン１３７をそれぞれ決める１３６ｆ、１３６ｇ、１３６ｈ、１３６ｉ、１３６ｊの面積が形成される。示すように、ビード１３６ｆと１３６ｊは最も大きな面積を有し、ビード１３６ｇ、１３６ｉは２番目に大きな面積を有し、ビード１３６ｈは最も小さな面積を有する。これは、第１の基板２６が凹面の表面、すなわち、反っていること、又はウェハ３０が反っていることを示す。実験分析から、システム１０の異なる形状又は欠陥を分類し特徴付けるために、圧縮パターンの異なる種類に関するいくつかの異なる情報を得ることができる。これらもルックアップテーブル２９内で使用することができ、その結果、プロセッサ２５は、ＣＣＶセンサ２３によって検知された圧縮パターンをルックアップテーブル２９内の圧縮パターンに合致させ、システム１０によって実行される処理の性質、すなわち、システムが適切に機能しているか、又は許容できるインプリントが作り出されているかを自動的に確認することができる。

ＣＣＤセンサ２３は、インプリンティング層３４のウェハ３０上の広がりの終点検出のためにも使用することもできる。そのために、ＣＣＤセンサの１つ又は複数のピクセルを、ウェハ３０の１部分を検知するために配置することができる。図８に８７ａ、８７ｂ、８８ａ、８８ｂとして示されたこの部分は、区域２２内に配置され、「ｄ」が所望の大きさに達した後のインプリンティング層３４の周辺に近接している。このようにすると、ＣＣＤセンサのピクセルは、結果として所望の厚さのインプリンティング層３４を形成するようにビード３６を広げる、所望の距離「ｄ」が達成されたときを示す終点検出システムとして使用することができる。これによって、インプリンティング層３４のインプリントをうまく進めるためにインプリント・ヘッド１２が行わなければならない動作の大きさを求めるのが容易になる。そのために、ＣＣＤセンサが８７ａ、８７ｂ、８８ａ、８８ｂの部分に近接してインプリンティング層３４の存在を検出すると、それに関するデータがプロセッサ２５に伝達される。それに応じて、プロセッサ２５は、インプリント・ヘッド１２の動作を停止させるよう動作し、第１の基板２６とウェハ３０の間の「ｄ」を固定する。

本発明の別の実施形態による図２、７、１１を参照すると、検出システムは、終点検出を容易にするために含めることができる、１つ又は複数のフォトダイオードを含む。そのうちの４つが９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄとして示されている。フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、波形整形光学素子９１を含み、８８ａなどの第１の基板２６の所定の部分を検出するように配置されている。しかしながら、部分８８ｂ、８７ａ、８７ｂを検知するフォトダイオードも同様に有するのが有利である。しかしながら、論議を容易にするため、この論議は区域８７ａ、８７ｂ、８８ｂを検知するのに別のフォトダイオードを使用することにも等しく当てはまるという理解のもとで、区域８８ａに対してフォトダイオードを論議する。

終点検出を容易にするために、フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、「ｄ」が所望の大きさに達した後のインプリンティング層３４の周辺に近接して位置する第１の基板２６の一部分に配置される。その結果、フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、図１に示すＣＣＤセンサ２３に関して上記で論議した終点検出システムとして使用することができる。再度図２、１１を参照すると、フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、部分８８から反射される光の強度などの、部分８８に関連する情報を伝送するために、プロセッサ２５とデータ通信している。具体的には、部分８８は反射性であること、すなわち周辺をフォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ上に反射させるミラーである。インプリンティング層３４によって被覆されると、部分８８から反射する光のエネルギは、完全に減衰しないとしてもかなり減少し、それにより、フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ上に入射する光エネルギの力は減少する。フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄは、それに応答する信号を生成し、プロセッサ２５によって解釈される。それに応じて、プロセッサ２５は、インプリント・ヘッド１２の動作を停止させるよう動作し、第１の基板２６とウェハ３０の間の距離「ｄ」を固定する。フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに関して論じた検出システムは、図１に関して論じたＣＣＤセンサ２３や波形整形光学素子２４と関連して使用することができることは理解されたい。フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄを使用することの利点は、データの取得がＣＣＤセンサ２３のピクセルによるものより速いことである。

図２、１１、１２を参照すると、ビード３６と関連するボリュームを知ることなしに第１の基板２６とウェハ３０の特性を求めるのを容易にする、本発明の別の実施形態を示す。そのために、システム１１０の本実施形態は、ＣＣＤセンサ２３、フォトダイオード９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄ、又は両者の組合せと共に使用することができる干渉計９８を含む。上記で論議したように、システム１１０は、波形整形光学素子２４、放射源１６、ミラー２０、インプリント・ヘッド１２を含む。インプリント・ヘッド１２は、試料台１４によって支持されたウェハ３０とともにその反対側に配設された第１の基板２６を保持する。プロセッサ２５は、インプリント・ヘッド１２、試料台１４、放射源１６、ＣＣＤセンサ２３、干渉計９８とデータ通信している。干渉計９８の光学通路内に、干渉計が発生するビームを区域上に反射させ、その一方ＣＣＤセンサ２３が区域２２を検知することができる、５０−５０ミラー２５も配置されている。

干渉法を使用すると、ビード３６の初期のボリュームに関する正確な情報を有することなしに、距離「ｄ」を求めることが容易になる。距離「ｄ」を測定するために使用される例示的な干渉法システムは、「Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という名称の、米国特許出願第１０／２１０８９４号明細書に開示されており、それを本明細書で参考として援用する。

干渉計９８を使用すると、初期の距離「ｄ」と距離の変化Δｄを同時に求めることが容易になる。この情報から、１つ又は複数のビード３６に関連するボリュームを得ることができる。例えば、干渉計９８は、第１の基板の変位測定値Ｌ_Ｔを求めるために、２つの異なる時間ｔ_１、ｔ_２における第１の基板２６の２つの測定値を求めるために使用することができる。同じ時間の間に、同様な方法により、ウェハ３０の変位測定値Ｌ_Ｓを求めることができる。第１の基板２６とウェハ３０の間の距離の変化、Δｄは、以下のように求められる。
（４） Δｄ＝｜Ｌ_Ｔ−Ｌ_Ｓ｜
時間ｔ_１、ｔ_２の間に、１つ又は複数のビード３６の面積の変化を、１つ又は複数のビード３６が検知されるピクセルの総数の関数として求めるために、ＣＣＤセンサ２３による測定が行われる。時間ｔ_１において、１つ又は複数のビード３６が検知されたピクセルの総数はｎ_ｐ１である。時間ｔ_２において、１つ又は複数のビード３６が検知されたピクセルの総数はｎ_ｐ２である。これらの２つの値から、ピクセルの変化Δｎ_ｐは以下で定義される。
（５） Δｎ_ｐ＝｜ｎ_ｐ２−ｎ_ｐ１｜
等式４及び５から、距離ｄの値は以下の等式のいずれかから求められる。
（６） ｄ_１＝（Δｄ／Δｎ_ｐ）ｎ_ｐ１
（７） ｄ_２＝（Δｄ／Δｎ_ｐ）ｎ_ｐ２
ここで、ｄ＝ｄ_１＝ｄ_２である。ｄ_１とｄ_２を知れば、置き換えによって、我々はＣＣＤセンサ２３によって検知された１つ又は複数のビードのボリュームを以下の等式のいずれかによって求めることができる。
（８） Ｖ_１＝ｄ_１（ｎ_ｐ１×ピクセルサイズ）
（９） Ｖ_２＝ｄ_２（ｎ_ｐ２×ピクセルサイズ）
ここで、Ｖ＝Ｖ_１＝Ｖ_２、及び（ｎ_ｐ１×ピクセルサイズ）＝（ｎ_ｐ２×ピクセルサイズ）＝Ａである。第１の基板２６とウェハ３０を平行に保持することができるときは、干渉計９８は、図１に示すように区域２２の外側で測定することができる。そうでない場合は、干渉計測定は区域２２の中央又は延びているビードに近接して行うべきである。このようにして、図１に示すシステム１０を使用して得られる基板特性情報は、図１２に示すシステム１１０を使用して得ることができる。

上記で説明した本発明の実施形態は例示である。本発明の範囲内に留まりながら、多くの変更及び改変を上記で述べた開示に対して行うことができる。したがって、本発明の範囲は、上記の説明に則して決めるべきではなく、その代わりに、添付の特許請求の範囲及びそれと一緒にその均等物の全範囲に則して決めるべきである。

本発明の一実施形態による、検出システムを組み込んだリソグラフィ・システムの簡略化した平面図である。 図１に示すリソグラフィ・システムの部分的に簡略化した立面図である。 図２に示すインプリンティング層が構成される、重合され架橋される前の材料を簡略化して示す図である。 図３に示す材料が放射線に曝された後変換された、架橋した高分子材料の簡略化した図である。 図１に示すインプリンティング層にパターン付けを行った後、インプリンティング層から間隔を開けたモールドの簡略化した立面図である。 第１のインプリンティング層内のパターンがその中に転写された後の、図５に示す基板の上に配置された追加のインプリンティング層の簡略化した立面図である。 本発明の一実施形態による、図１に示す検出システムによって検知された、図１に示すウェハの一区域の下向き図である。 互いに平行な向きにないモールド及びウェハによって形成された、図１に示すインプリンティング層の、その結果得られた形状の断面図である。 本発明の代替実施形態による、図１に示す検出システムによって検知された、図１に示すウェハの一区域の下向き図である。 本発明の別の代替実施形態による、図１に示す検出システムによって検知された、図１に示すウェハの一区域の下向き図である。 本発明の第２の実施形態による、検出システムを組み込んだリソグラフィ・システムの簡略化した平面図である。 本発明の第３の実施形態による、検出システムを組み込んだリソグラフィ・システムの簡略化した平面図である。

Claims (24)

1. 液体のボリュームであって、前記ボリュームと関連する面積を有する液体の前記ボリュームを第２の基板上に形成する段階と、
   液体の前記ボリュームを前記第１と第２の基板間で圧縮し、前記面積の性状に変化を引き起こさせ、変化した性状の意味を明らかにする段階と、
   前記変化した性状を検知する段階と、
   前記変化した性状の関数として前記第１と第２の基板の特性を求め、測定された特性の意味を明らかにする段階とを含む、第１と第２の基板の特性を求める方法。
2. 前記性状が、サイズ、形状、対称性を含む１組の幾何学的形状から選択された幾何学的形状である請求項１に記載の方法。
3. 前記性状が前記第２の基板の所定の位置への前記液体の拡張を含む請求項１に記載の方法。
4. 液体の前記ボリュームを形成する段階が、前記第２の基板上に前記液体の第１と第２の間隔を開けて液滴を堆積させる段階をさらに含み、前記ボリュームを圧縮する段階が、前記第１と第２の液滴の１つの幾何学的形状に変化を起こさせるように前記第１と第２の液滴を圧縮する段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
5. 前記第１の液滴がそれと関連する第１の幾何学的形状を有し、かつ前記第２の液滴がそれと関連する第２の幾何学的形状を有し、液体の前記ボリュームを形成する段階が、前記第２の基板上に前記液体の第１と第２の間隔を開けて液滴を堆積させる段階を含み、前記ボリュームを圧縮する段階が、前記第１の幾何学的形状に変化を起こさせるように前記第１と第２の液滴を圧縮し、変化した幾何学的形状の意味を明らかにする段階をさらに含み、かつ、前記変化した幾何学的形状を前記第２の幾何学的形状とその間の変化を求めるために比較し、変化の意味を明らにする段階をさらに含み、前記特性を求める段階が前記変化の関数として前記特性を求める段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
6. 特性を求める段階が、前記第１と第２の基板間の距離を求める段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
7. 特性を求める段階が、前記第１と第２の基板が互いに平行に延びているかどうかを求める段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の基板が第１の平面内にあり、前記第２の基板が前記第１の平面とある角度をなす第２の平面内にあり、前記特性を求める段階が前記角度を求める段階をさらに含む請求項１に記載の方法。
9. 前記変化した性状を検知する段階が、液体の前記ボリュームを圧縮する前に前記ボリュームが配置された前記第２の基板の区域の第１の画像を取得し、かつ液体の前記ボリュームを圧縮した後で前記区域の第２の画像を取得し、液体の前記ボリュームと関連する前記第１と第２の画像内の情報を比較する段階とをさらに含む請求項１に記載の方法。
10. 前記特性が、汚染物の存在、空間的関係、形状からなる１組の特性から選択される請求項１に記載の方法。
11. 所望の空間的関係を得るため、前記測定された空間的関係に応答して前記第１と第２の基板間の前記空間的関係を調整する段階をさらに含む請求項１０に記載の方法。
12. 液体のボリュームであって、前記ボリュームと関連する面積を有する液体の前記ボリュームを第２の基板上に形成する段階と、
    液体の前記ボリュームを前記第１と第２の基板間で圧縮し、前記面積の性状に変化を引き起こさせ、変化した性状の意味を明らかにする段階であって、前記性状はサイズ、形状、対称性を含む１組の性状から選択される段階と、
    前記変化した性状を検知する段階と、
    前記変化した性状の関数として前記第１と第２の基板の特性を求め、測定された特性の意味を明らかにする段階であって、空間的関係が前記第１と第２の平面間の距離と前記第１と第２の平面間に形成された角度を含む１組の関係から選択される段階とを含む、第１の平面内にある第１の基板と第２の平面内にある第２の基板間の空間的関係を求める方法。
13. 液体の前記ボリュームを形成する段階が、前記第２の基板上に前記液体の第１と第２の間隔を開けて液滴を堆積させる段階をさらに含み、前記ボリュームを圧縮する段階が、前記第１の液滴の面積に変化を起こさせるように前記第１と第２の液滴を圧縮し、変化した第１の面積の意味を明らかにする段階をさらに含み、かつ、前記変化した第１の面積を前記第２の液滴の面積とその間の変化を求めるために比較し、変化の意味を明らにする段階をさらに含み、前記空間的関係を求める段階が、前記変化の関数として前記第１と第２の基板間の前記空間的関係を求める段階をさらに含む請求項１２に記載の方法。
14. 前記変化した性状を検知する段階が、液体の前記ボリュームを圧縮する前に前記ボリュームが配置された前記第２の基板の区域の第１の画像を取得し、かつ液体の前記ボリュームを圧縮した後で前記区域の第２の画像を取得し、液体の前記ボリュームと関連する前記第１と第２の画像内の情報を比較する段階とをさらに含む請求項１２に記載の方法。
15. 所望の空間的関係を得るため、前記測定された空間的関係に応答して前記第１と第２の基板間の前記空間的関係を調整する段階を含む請求項１３に記載の方法。
16. 第１の平面内にある第１の基板の特性と、第２の平面内にある、その上に置かれた液体のボリュームを有する第２の基板の特性を求めるためのシステムにおいて、
    前記第１と第２の基板間の距離を変化させる変位機構であって、前記距離はギャップであり、液体の前記ボリュームはそのボリュームと関連する面積を有し、前記変位機構は前記面積の性状に変化を起こさせるように前記第１と第２の基板間の液体の前記ボリュームを圧縮し、変化した特性の意味を明らかにするようになされた変位機構と、
    前記変化した性状を検知し、それに応答するデータを発生する検出システムと、
    前記データを受信し、前記第１と第２の基板間の空間的関係に対応する情報を前記変化した性状の関数として発生させ、測定された空間的関係の意味を明らかにするプロセッシング・システムとを備える、システム。
17. 前記特性が、汚染物の存在、空間的関係、形状からなる１組の特性から選択される請求項１６に記載のシステム。
18. 前記性状が、サイズ、形状、対称性を含む１組の幾何学的形状から選択された幾何学的形状である請求項１６に記載のシステム。
19. 前記性状が前記第２の基板の所定の位置への前記液体の拡張を含む請求項１６に記載のシステム。
20. 前記変位機構が前記情報を受けるように接続され、所望の空間的関係を得るため前記情報に応答して前記第１と第２の基板間の前記空間的関係を調整する請求項１６に記載のシステム。
21. 前記検出システムが、前記第１と第２の基板のうちの１つの所定の位置に液体の前記ボリュームが存在することを検知する終点検出システムをさらに含む請求項１７に記載のシステム。
22. 液体の前記ボリュームが前記第２の基板上に配置された前記液体の第１と第２の間隔を開けた液滴をさらに含み、前記変位機構が前記第１と第２の液滴の１つの幾何学的形状に変化を起こさせるように前記第１と第２の液滴の１つを圧縮するようになされ、前記検出システムがＣＣＤセンサを含む請求項１７に記載のシステム。
23. 液体の前記ボリュームが、それと関連する第１の幾何学的形状を有する第１の液滴、とそれと関連する第２の幾何学的形状を有する第２の液滴をさらに含み、前記第１と第２の液滴が前記第２の基板上に間隔を開け配置され、前記変位機構が前記第１と第２の幾何学的形状に変化を起こさせるように前記第１と第２の液滴を圧縮し、変化した第１の幾何学的形状と変化した第２の幾何学的形状の意味を明らかにするようになされており、前記プロセッサは、その間の相違を求めるために前記変化した第１と第２の幾何学的形状を比較するように接続され、差異の意味を明らかにし、前記特性を前記差異の関数として求める請求項１６に記載の方法。
24. 前記検出システムが、前記第１と第２の基板間の距離を求めるための干渉計をさらに含む請求項１７に記載のシステム。

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