JP2017055115A - インプリント装置、物品製造方法、レシピ生成装置、レシピを変更する方法およびプログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】高いスループットと所望の精度を有するパターンの形成とを両立するために有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置は、基板の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材にモールドを接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行う。インプリント装置は、同一のモールドを使用してインプリント処理を連続的に行う期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて、基板へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを再生成するとともに、元のパターンレシピから再生成されたパターンレシピへの切り替えのタイミングを決定する制御部を備える。【選択図】図8
Description
本発明は、インプリント装置、物品製造方法、レシピ生成装置、レシピを変更する方法およびプログラムに関する。
インプリント装置は、基板の表面上に樹脂材などのインプリント材を供給し、該インプリント材にモールドを接触させた状態で該インプリント材を硬化させることによって基板の表面上にパターンを形成する。基板の表面上へのインプリント材の供給は、該表面上にインプリント材の液滴を配列するようになされうる。この液滴の配列が不適切であると、良好なパターンを基板の表面上に形成することができない。
特許文献1には、テンプレート(モールド)の凹凸パターン内に充填されるインプリント材の量に基づいて基板へのインプリント材の滴下位置を求めることが記載されている。特許文献2には、被処理基板上に転写されたパターンの欠陥検査の結果を半導体集積回路のパターンデータに反映させ、そのパターンデータに基づいてドロップレシピ(硬化性樹脂材料の塗布量分布を定義したもの)を更新することが記載されている。特許文献3には、モールドの表面形状及び/又は厚さ分布、被転写体の表面形状及び/又は厚さ分布に基づいて、被転写体に塗布するレジストの塗布量分布を制御することが記載されている。
同一のモールドを使用してインプリント処理を連続的に行う期間において、例えば、ロットの途中で基板の表面形状に違いが現れたり、基板の表面上にインプリント材を供給する供給部の特性が変化したりしうる。このようなインプリント処理の条件の変化に対応するために、基板へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピをショット領域毎又は基板毎に生成する方法があるかもしれない。しかしながら、このような方法では、パターンレシピを生成するための計算負荷が大きく、そのためにインプリント処理の実行が待たされることになりうる。ショット領域毎にパターンレシピを生成する場合にはショット領域毎に待ち時間が発生し、基板毎にパターンレシピを生成する場合には基板毎に待ち時間が発生しうる。一方で、インプリント処理の条件の変化を考慮することなく、固定のパターンレシピに従って基板の表面上にインプリント材を供給しパターンを生成し続ける方法では、パターン形成の正確さを維持することは難しい。
本発明は、本発明者による上記の課題認識を契機としてなされたものであり、パターン形成の正確さとスループットとの両立に有利な技術を提供することを例示的目的とする。
本発明の1つの側面は、基板の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材にモールドを接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置であって、同一のモールドを使用してインプリント処理を連続的に行う期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて、基板へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを再生成するとともに、元のパターンレシピから再生成されたパターンレシピへの切り替えのタイミングを決定する制御部を備える。
本発明によれば、例えば、パターン形成の正確さとスループットとの両立に有利な技術が提供される。
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態におけるインプリント装置100の構成を示す概略図である。インプリント装置100は、基板1の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材にモールド(原版、型、テンプレートとも呼ばれる)18を接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行う。インプリント装置100は、本実施形態では、インプリント材としてレジストを使用し、レジストの硬化法として、紫外線(UV光)の照射によってレジストを硬化させる光硬化法を採用する。従って、インプリント装置100は、基板1の表面上にレジストを供給し、レジストとモールド18(のパターン面)とを接触させた状態でレジストを硬化させることによって基板1の表面上にパターンを形成する。但し、インプリント装置100は、その他の波長域の光の照射によってレジストを硬化させてもよいし、その他のエネルギー、例えば、熱によってレジストを硬化させる熱硬化法を採用してもよい。また、以下では、基板上のレジストに対して照射する紫外線の光軸に平行な方向をZ軸とし、Z軸に垂直な平面内で互いに直交する方向をX軸及びY軸とする。
インプリント装置100は、インプリント環境を一定の温度、湿度に維持し、異物の侵入を排除するためのチャンバー200を有する。また、インプリント装置100は、計測器4、計測器6、基板ステージ7、ブリッジ構造体8、計測器9、硬化用光源11、アライメント計測部12、ハーフミラー13、排気ダクト14、連結部材15およびモールドヘッド16を有する。更に、インプリント装置100は、空気ばね19、ベース定盤20、ガス供給部21、ホルダ22、レジスト供給部(ディスペンサ)23、オフアクシススコープ24、圧力センサ25、検出部26、制御部400およびユーザーインターフェース34を有する。制御部400は、ネットワーク301を介して、統括コンピュータ300と接続されている。モールドヘッド16は、パターン面Pを有するモールド18を保持するモールドチャック17を含む。モールド18のパターン面Pには、基板1に形成すべきパターンに対応する凹凸パターンが形成されている。
検出部26は、基板1上のレジストに対するモールド18の接触状態、基板1上のレジストのモールド18への充填状態、基板1上のレジストからのモールド18の離型状態を画像情報として観察することが可能である。また、検出部26は、基板ステージ7が移動することで、基板1における周辺部と基板ステージ7に設けられた基板チャックとの位置関係を観察することも可能である。
モールドチャック17は、例えば、真空吸着によってモールド18を保持する。モールドチャック17は、モールドチャック17からのモールド18の脱落を防止する構造を有していてもよい。本実施形態では、モールドチャック17は、モールドヘッド16と強固に結合している。モールドヘッド16は、ブリッジ構造体8を基準として、少なくとも、Z、ωX及びωYの3軸方向に移動(駆動)することが可能な機構を有する。モールドヘッド16は、連結部材15を介して、ブリッジ構造体8に連結され、ブリッジ構造体8によって支持されている。また、アライメント計測部12もブリッジ構造体8によって支持されている。
アライメント計測部12は、モールド18と基板1との位置合わせ(アライメント)のためのアライメント計測を行う。アライメント計測部12は、本実施形態では、モールド18に設けられたマーク及び基板ステージ7や基板1に設けられたマークを検出してアライメント信号を生成するアライメント検出系を含む。また、アライメント計測部12は、カメラを含んでいてもよく、検出部26と同様に、紫外線の照射による基板1上のレジストの硬化状態(インプリント状態)を観察する機能を有していてもよい。この場合、アライメント計測部12は、基板上のレジストの硬化状態だけではなく、基板上のレジストに対するモールド18の接触状態、基板上のレジストのモールド18への充填状態、基板上のレジストからのモールド18の離型状態も観察することが可能である。連結部材15の上方には、ハーフミラー13が配置されている。硬化用光源11からの光は、ハーフミラー13で反射され、モールド18を透過して基板1の上のレジストに照射される。基板1の上のレジストは、硬化用光源11からの光の照射によって硬化する。
ブリッジ構造体8は、床からの振動を絶縁するための空気ばね19を介して、ベース定盤20に支持されている。空気ばね19は、アクティブ防振機能として露光装置で一般的に採用されている構造を有する。例えば、空気ばね19は、ブリッジ構造体8及びベース定盤20に設けられたXYZ相対位置測定センサ、XYZ駆動用リニアモータ、空気ばねの内部のエア容量を制御するサーボバルブなどを含む。ブリッジ構造体8には、ホルダ22を介して、基板1にレジストを供給(塗布)するためのノズルを含むレジスト供給部23(ディスペンサ)が取り付けられている。レジスト供給部23は、例えば、レジストの液滴を線状に基板1に供給する。レジスト供給部23からレジストを基板1に供給しながら基板ステージ7(即ち、基板1)を移動させることによって、基板1上の矩形形状等の任意形状の領域にレジストを塗布することができる。
基板1は、本実施形態では、円形状を有する。従って、基板1上に矩形形状のショット領域を規定する場合、周辺領域では、ショット領域が基板1(の外周)からはみ出し、矩形形状のショット領域を確保することができない。このようなショット領域は、一般に、欠けショット領域と呼ばれる。現状では、33mm×26mmの1つのショット領域に複数のチップを形成することが可能である。従って、基板1に効率よくチップを形成するためには、欠けショット領域にもパターンを形成する必要がある。
また、インプリント装置100を使用するプロセスでは、基板1の表面上に形成される凹凸パターンの凹部に膜が残る。この膜は残膜と呼ばれる。残膜は、エッチングによって除去される必要がある。残膜の厚さは、RLT(Residual Layer Thickness)と呼ばれる。必要なRLTに相当する厚さの膜がショット領域に形成されていない場合には、エッチングによって基板1がえぐれてしまう。これを防止するためには、基板1の周辺領域、即ち、欠けショット領域へのレジストの塗布が有効である。但し、この際、レジスト供給部23が矩形形状にレジストを塗布すると、基板1からレジストがはみ出してしまう。この状態において、硬化用光源11から光を照射すると、基板1を保持する保持面(例えば、基板ステージ7に設けられた基板チャック)上でレジストが硬化して付着する。これにより、基板1が保持面に接着されてしまうことに加えて、次にインプリント処理を行う基板1が付着物(硬化したレジスト)を挟んで保持され、基板1の表面の面精度が低下して正常にパターンを形成することができなくなってしまう。そこで、本実施形態では、レジスト供給部23によるレジストの吐出と基板ステージ7の移動との組み合わせによって、基板1の適切な領域にレジストを塗布するようにする。
基板ステージ7は、基板チャックを有し、該基板チャックによって基板1を保持する。基板ステージ7は、X、Y、Z、ωX、ωY及びωZの6軸方向に移動することが可能な機構を有する。本実施形態では、基板ステージ7は、X方向の移動機構を含むXスライダー3、及び、Y方向の移動機構を含むYスライダー5を介して、ブリッジ構造体8によって支持されている。Xスライダー3には、Xスライダー3とYスライダー5との相対位置を計測する計測器4が設けられている。また、Yスライダー5には、Yスライダー5とブリッジ構造体8との相対位置を計測する計測器6が設けられている。従って、計測器4及び6は、ブリッジ構造体8を基準として、基板ステージ7の位置を計測する。計測器4及び6のそれぞれは、本実施形態では、エンコーダ(リニアエンコーダ)で構成されている。
基板ステージ7とブリッジ構造体8とのZ方向における距離は、ブリッジ構造体8、Xスライダー3及びYスライダー5によって決まる。Xスライダー3及びYスライダー5のZ方向、チルト方向の剛性を十nm/N程度に高く維持することによって、基板ステージ7とブリッジ構造体8とのZ方向におけるインプリント動作の変動を数十nm程度の変動に抑えることができる。
計測器9は、ブリッジ構造体8に設けられ、本実施形態では、干渉計で構成されている。計測器9は、基板ステージ7に向けて計測光10を照射し、基板ステージ7の端面に設けられた干渉計用ミラーで反射された計測光10を検出することで、基板ステージ7の位置を計測する。計測器9は、基板ステージ7の基板1の保持面に対して計測器4及び6よりも近い位置において、基板ステージ7の位置を計測する。なお、図1では、計測器9から基板ステージ7に照射される計測光10を1つしか図示していないが、計測器9は、少なくとも基板ステージ7のXY位置、回転量及びチルト量が計測できるように構成されている。
ガス供給部21は、モールド18のパターンへのレジストの充填性を向上させるために、モールド18の近傍、具体的には、モールド18と基板1との間の空間に充填用ガスを供給する。充填用ガスは、モールド18とレジストとの間に挟み込まれた充填用ガス(気泡)を迅速に低減させ、モールド18のパターンへのレジストの充填を促進させるために、透過性ガス及び凝縮性ガスの少なくとも1つを含む。ここで、透過性ガスとは、モールド18に対して高い透過性を有し、基板1上のレジストにモールド18を接触させた際にモールド18を透過するガスである。また、凝縮性ガスとは、基板1上のレジストにモールド18を接触させた際に液化(即ち凝縮)するガスである。
オフアクシススコープ24は、モールド18を介さずに、基板ステージ7に配置された基準プレートに設けられた基準マークやアライメントマークを検出する。また、オフアクシススコープ24は、基板1(の各ショット領域)に設けられたアライメントマークを検出することも可能である。圧力センサ25は、本実施形態では、基板ステージ7に設けられ、モールド18を基板1上のレジストに接触させることで基板ステージ7に作用する圧力を検出する。圧力センサ25は、基板ステージ7に作用する圧力を検出することによって、モールド18と基板1上のレジストとの接触状態を検出するセンサとして機能する。また、圧力センサ25は、モールドヘッド16に設けてもよく、モールドヘッド16及び基板ステージ7のうち少なくとも一方に設けられていればよい。
制御部400は、CPUやメモリなどを含み、インプリント装置100の動作を制御する。制御部400は、本実施形態では、インプリント処理及びそれに関連する処理の制御と、パターンレシピの生成を行う。制御部400の詳細については後述する。
ガス供給部21から供給される充填用ガスの屈折率は、空気の屈折率とは大きく異なるため、計測器4及び6が充填用ガスに曝されると(即ち、計測器4及び6の計測光路に充填用ガスが漏れると)、計測器4及び6の計測値(計測結果)が変動してしまう。このような問題は、特に、計測光路長が長い干渉計に対して顕著であり、基板ステージ7の位置を制御する際にハイゲインとなるため、サーボエラーを起こしてしまう。また、計測光路長が短いエンコーダであっても、ナノメートルオーダーの計測精度が要求されるインプリント装置では、その影響を無視することができない。但し、エンコーダの計測光路長は干渉計の計測光路長よりも短いため、干渉計よりも影響は軽微である。また、図1に示すように、本実施形態では、ガス供給部21(の充填用ガスの供給口)から計測器4及び6までの距離を十分にとることができ、且つ、計測器4及び6をエンコーダで構成している。従って、計測器4及び6は、充填用ガスによる計測値の変動の影響を受けにくい構成となっているため、サーボエラーが起こりにくくなっている。
ガス供給部21は、上述したように、インプリント処理を行っている間において、モールド18と基板1との間の空間に充填用ガスを供給する。モールド18と基板1との間に供給された充填用ガスは、モールドヘッド16の上部から排気ダクト14を介して吸引されて、インプリント装置100の外部に排出される。また、モールド18と基板1との間に供給された充填用ガスをインプリント装置100の外部に排出するのではなく、ガス回収機構(不図示)で回収してもよい。
インプリント装置100は、動作モードとして第1モードおよび第2モードを有する。まず、図2を参照しながら第1モードにおけるインプリント装置100の動作を説明する。この動作は、制御部400によって制御される。S101では、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板ステージ7との位置合わせが行われる。この際、モールド18は、モールド搬送系(不図示)によってインプリント装置100に搬入され、モールドチャック17に渡され、モールドチャック17によって保持される。アライメント計測部12(アライメント検出系)によって検出されるマーク(アライメントマーク)は、専用の基準マークとして基板ステージ7に設けておいてもよいし、専用のアライメント基板に設けておいてもよい。
S102では、基板1がインプリント装置100に搬入され、基板1が基板ステージ7(基板チャック)によって保持される。S103では、プリアライメントが行われる。基板1がインプリント装置100に搬入された後に初めて行われるプリアライメント(S103)では、基板1がオフアクシススコープ24の下に移動され、オフアクシススコープ24によって基板1の位置が計測される。この際のプリアライメントは、モールド18と基板1とのアライメント(S106)において、基板1の各ショット領域に設けられたアライメントマークがアライメント計測部12の計測レンジに収まるような精度(1μm〜2μm程度)で行われる。
ショット領域毎に行われるプリアライメント(S103)は、アライメント(S106)の際の補正駆動量を少なくする目的で行われる。このプリアライメント(S103)では、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板1のインプリント対象のショット領域との位置合わせが行われる。
S104では、基板1のインプリント対象のショット領域がレジスト供給部23の下に位置するように基板ステージ7が移動される。また、ガス供給部21によって、モールド18と基板1との間の空間に充填用ガスが供給される。
S105では、レジスト供給部23によって基板1のインプリント対象のショット領域にレジストが供給される。具体的には、レジスト供給部23は、レジスト供給部23の下に移動した基板1のインプリント対象のショット領域に対して、予め定められた塗布パターンに従ってレジストを供給する。また、基板1のインプリント対象のショット領域にレジストが供給されたら、該ショット領域がモールド18(のパターン面P)の下に位置するように基板ステージ7が移動される。
S106では、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストとが接触した状態において、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板1(のインプリント対象のショット領域)とのアライメントが行われる。このアライメントは、ダイバイダイアライメントと呼ばれる。
S107では、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストとが接触した状態において、モールド18を介して、硬化用光源11からの光が基板1のインプリント対象のショット領域上のレジストに照射される。
S108では、モールドヘッド16を上昇させて、基板1のインプリント対象のショット領域上の硬化したレジストからモールド18が引き離される。これにより、基板1のインプリント対象のショット領域には、モールド18のパターン面Pに対応したレジストパターンが残る。即ち、モールド18のパターン面Pに対応したパターンが基板1のインプリント対象のショット領域に形成される。モールド18を硬化したレジストから引き離す際には、レジストパターンが破断しないように、モールド18のパターン面Pにかかるせん断力がレジストパターンの破断応力以下になるように、モールドヘッド16を上昇させる。
S109では、制御部400は、基板1の指定された全てのショット領域にパターンが形成されたかどうかを判断する。全てのショット領域にパターンが形成されていない場合には、次のショット領域にパターンを形成するために、S103に移行する。全てのショット領域にパターンが形成されている場合には、S110に移行する。
S110では、基板1がインプリント装置100から搬出される。S111では、制御部400は、インプリント処理で得られた処理データを、ネットワーク301を介して、統括コンピュータ300に送る。
S112では、制御部400は、全ての基板1にインプリント処理を行ったかどうかを判断する。全ての基板1にインプリント処理を行っていない場合には、次の基板1にインプリント処理を行うために、S102に移行する。全ての基板1にインプリント処理を行っている場合には、処理を終了する。
図3には、インプリント処理が模式的に示されている。図3(a)は、レジスト供給部23によってレジスト27aが供給された基板1のショット領域にモールド18のパターン面Pが接触を開始する前の状態を示している。図3(b)は、モールド18のパターン面Pと基板1のショット領域上のレジストとが接触した状態を示している。この状態で、硬化用光源11からの光が基板1のショット領域上のレジストに照射される。これによって、レジスト27bが硬化する。図3(c)は、モールドヘッド16を上昇させて、基板1のショット領域上の硬化したレジストからモールド18が引き離される様子を示している。これにより、基板1のショット領域には、モールド18のパターン面Pのパターンに対応したレジストパターン27cが残る。図3(d)は、モールド18のパターン面Pのパターンと、硬化後のレジストを示している。モールド18のパターンは、基板に形成すべき凸パターンに対応する凸形成パターン28と、基板に形成すべき凹パターンに対する凹形成パターン36とを有する。Pdは、パターン深さを表し、RLTは残膜厚(Residual Layer Thickness: RLT)を表す。
図4は、図1に示す制御部400の構成例を示している。インプリント処理制御部(主制御部)401は、基板1の搬送、レジストの供給、基板ステージ7の駆動、アライメント、硬化用光源11、モールド18の駆動等のインプリント装置100の動作の全般を制御する。外部情報入力部402は、ユーザーインターフェース34またはネットワーク301を介し、統括コンピュータ300から、モールド情報、基板下地情報、吐出特性情報を受け取る。
モールド情報には、モールド18のパターンの深さPd、および、比率情報が含まれうる。比率情報は、モールド18のパターン面の凸形成パターン28と凹形成パターン36の比率を示す情報であり、一例において、モールド18のパターン全体を分割した少領域ごとに凸形成パターン28と凹形成パターン36との比率を示す情報を含みうる。基板下地情報には、基板1の下地の各ショット領域の凹凸情報を含む。ここで、基板1の下地とは、インプリント処理によって形成されるパターンの下地であり、基板1の表面のことを意味する。吐出特性情報は、レジスト供給部23の吐出ヘッド32の取付け位置誤差、吐出ヘッド32の吐出口33から吐出されるレジスト液滴の位置ずれ量およびレジスト液滴量、それぞれの経時変化に関係する情報を含みうる。吐出特性情報は、例えば、レジスト供給部23から吐出されたレジスト液滴をそれにモールド18を接触させることなく硬化させた結果を計測器によって計測し、その計測結果を処理することによって得られる。
パターンレシピ生成部(レシピ生成部)403は、外部情報入力部402に供給されたモールド情報、基板下地情報、ディスペンサ情報、および、装置データベース406に保管された情報に基づいてパターンレシピを生成する。装置データベース406に保管されパターンレシピの生成において参照される情報は、処理レシピ情報(例えば、ショットサイズ情報、基板レイアウト情報、RLT情報)、レジスト供給部23のノズルの配置情報、吐出レジスト容量情報、補正情報等を含みうる。パターンレシピ生成部403は、現在のパターンレシピを新たなパターンレシピを変更するレシピ変更部としても理解することができる。
同期制御部404は、パターンレシピ生成部403における処理の影響により、インプリント処理制御部401における処理の遅延が発生しないように、双方の処理を制御する機能を有する。インプリント処理制御部401は、インプリント対象のショット領域のパターンレシピを再生成する必要があるかどか、どのロット、どの基板、どのショット領域をターゲットとするかを判断する。装置データベース406には、上記の情報の他、インプリント装置100の調整情報、ロット処理レシピ情報、エラー時の警告表示文書情報等が保管される。
図5は、モールド18のパターンの一部を構成する複数の小領域を例示している。この例では、モールド18のパターンの一部が等間隔L3で10列C1〜C10に分割されるとともに等間隔L4で11行R1〜R11に分割されることによって10×11の小領域が定義されている。29〜31は、それぞれ、小領域である。黒色が凸形成パターン28、白色が凹形成パターン36である。凸形成パターン28と凹形成パターン36との比率は、小領域ごとに異なりうる。
図6は、図5の各小領域における凸形成パターン28と凹形成パターン36との比率を百分率で示した例である。比率は、例えば、(凸形成パターン28の面積)/{(凸形成パターン28の面積)+(凹形成パターン36の面積)}で定義されうる。比率が大きい小領域は、配置するべきレジストの量が多く、比率が小さい小領域は、配置するべきレジストの量が少ない。図5の小領域29、小領域30、小領域31は、それぞれ図6のC7−R1、C1−R1、C1−R11に対応する。
パターンレシピは、レジスト液滴の配置を示す情報である。パターンレシピは、例えば、以下のレシピ生成パラメータに基づいて、レジスト液滴の総量を計算し、比率に応じて該総量を複数の小領域に分配することによって決定される。
<レシピ生成パラメータの例>
・モールドの各小領域の凸形成パターンと凹形成パターンとの比率
・小領域サイズL3、L4
・パターン深さPd
・残膜厚RLT
・レジスト供給部の吐出口の配置情報L1、L2
・吐出レジスト量
・ショット領域の縦横サイズ
・ショット領域のレイアウト情報(欠けショット領域判断のため)
・補正データ(詳細は後述)
・モールドの各小領域の凸形成パターンと凹形成パターンとの比率
・小領域サイズL3、L4
・パターン深さPd
・残膜厚RLT
・レジスト供給部の吐出口の配置情報L1、L2
・吐出レジスト量
・ショット領域の縦横サイズ
・ショット領域のレイアウト情報(欠けショット領域判断のため)
・補正データ(詳細は後述)
図7は、レジスト供給部23の吐出ヘッド32と吐出口33の構成例を示している。吐出口33の配置間隔を狭くすると、モールド18の凸形成パターン内へのレジストの充填に要する時間が短くなるが、該配置間隔が狭すぎると、吐出ヘッド32の製造が困難になるし、隣接する吐出口33から吐出されたレジスト液滴が干渉しうる。複数のレジスト液滴が干渉すると、それらが相互に結合することによって位置がずれる。図7の例では、2つの列を構成するように吐出口33が配列され、列方向における吐出口33の中心間距離L1、2つの列の中心線の間隔L2が吐出口33の配置情報として使用される。
図8を参照しながら第2モードにおけるインプリント装置100の動作を説明する。この動作は、制御部400によって制御される。ここで、制御部400は、前述のように、インプリント処理制御部401およびパターンレシピ生成部403等を含む。インプリント処理制御部401とパターンレシピ生成部403とは、共通のコンピュータによって構成される。
図8の左側に記載された処理は、インプリント処理制御部401によって実行されるインプリントロット処理である。図8の右側に記載された処理は、パターンレシピ生成部403によって実行されるパターンレシピ生成処理である。ここで、インプリントロット処理は、同一のモールドを使用してインプリント処理を連続的あるいは継続的に行う処理である。また、インプリント処理は、基板の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材にモールドを接触させた状態で該インプリント材を硬化させる処理である。第2モードでは、制御部400は、インプリントロット処理の期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて、基板1へのレジストの供給を制御するパターンレシピを再生成することによって新たなパターンレシピを準備する。あるいは、第2モードでは、制御部400は、インプリントロット処理の期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて、事前登録されたパターンレシピ群からパターンレシピを選択することによって新たなパターンレシピを準備してもよい。また、第2モードでは、制御部400は、インプリント処理の条件の変化に基づいて、元のパターンレシピから該新たなパターンレシピへの切り替えのタイミングを決定する。あるいは、第2モードでは、制御部400は、インプリントロット処理の期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて基板の表面上へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを変更し、かつ該変更のタイミングを決定しうる。
S201では、インプリント処理制御部401は、S201の開始直後に、同期制御部404に保存されている同期処理テーブルの排他処理実行フラグを1に書き換える。排他処理実行フラグが1であることは、インプリントロット処理において、処理遅延が発生した場合に、インプリント処理のスループットが低下する状態であることを表す。排他処理実行フラグが0であることは、インプリントロット処理のスループットに影響が発生しない状態であることを表す。排他処理実行フラグが1であるときは、パターンレシピ生成部403によるパターンレシピの生成処理(後述のS406、S408、S410)が禁止される。即ち、インプリントロット処理の期間の一部において、パターンレシピ生成部403によるパターンレシピの生成処理(後述のS406、S408、S410)が禁止される。
S201では、排他処理実行フラグを1に書き換えた後に、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板ステージ7との位置合わせが行われる。この際、モールド18は、モールド搬送系(不図示)によってインプリント装置100に搬入され、モールドチャック17に渡され、モールドチャック17によって保持される。アライメント計測部12(アライメント検出系)によって検出されるマーク(アライメントマーク)は、専用の基準マークとして基板ステージ7に設けておいてもよいし、専用のアライメント基板に設けておいてもよい。S201では、モールド18と基板ステージ7との位置合わせの完了後に、インプリント処理制御部401は、排他処理実行フラグを0に書き換える。
S202では、基板1がインプリント装置100に搬入され、基板1が基板ステージ7(基板チャック)によって保持される。S304では、インプリント処理制御部401は、外部情報入力部402に入力された基板下地情報に基づいてパターンレシピを再生成するモードが選択されているか否をチェックし、パターンレシピを再生成するモードが選択されている場合は、S305へ進む。パターンレシピを再生成するモードが設定されていない場合は、S203へ進む。
S305では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピ生成処理を起動するかどうかを判断するサブルーチン1を実行する。S203では、インプリント処理制御部401は、S203の開始直後に、同期制御部404に保存されている同期処理テーブルの排他処理実行フラグを1に書き換える。S203では、排他処理実行フラグを1に書き換えた後に、図2のS103と同様のプリアライメントが行われる。即ち、S203では、基板1がインプリント装置100に搬入された後に初めて行われるプリアライメント(S203)では、基板1がオフアクシススコープ24の下に移動され、オフアクシススコープ24によって基板1の位置が計測される。この際のプリアライメントは、モールド18と基板1とのアライメント(S206)において、基板1の各ショット領域に設けられたアライメントマークがアライメント計測部12の計測レンジに収まるような精度(1μm〜2μm程度)で行われる。ショット領域毎に行われるプリアライメント(S203)は、アライメント(S206)の際の補正駆動量を少なくする目的で行われる。このプリアライメント(S203)では、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板1のインプリント対象のショット領域との位置合わせが行われる。S203では、インプリント処理制御部401は、プリアライメントの完了後に、排他処理実行フラグを0に書き換える。
S306では、インプリント処理制御部401は、S203におけるプリアライメントの結果に基づいてパターンレシピを再生成するモードが選択されているか否をチェックし、パターンレシピを再生成するモードが選択されている場合は、S307へ進む。パターンレシピを再生成するモードが設定されていない場合は、S308へ進む。
S308では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピの再生成が開始された後、パターンレシピの準備が完了したかどうかを判断する。準備が完了している場合、インプリント処理制御部401は、S204を実行する。準備が完了していない場合は、インプリント処理制御部401は、所定時間の経過を待って再度S308を実行する。
S205では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピ生成部403で生成され、装置データベース406に保管された最新のパターンレシピを取得する。そして、インプリント処理制御部401は、そのパターンレシピに従って基板1のインプリント対象のショット領域にレジストを供給するようにレジスト供給部23を制御する。具体的には、レジスト供給部23は、レジスト供給部23の下に移動した基板1のインプリント対象のショット領域に対して、最新のレシピパターンに従ってレジストを供給する。また、基板1のインプリント対象のショット領域にレジストが供給されたら、インプリント処理制御部401は、そのショット領域がモールド18(のパターン面P)の下に位置するように基板ステージ7を移動させる。
ここで、S205では、インプリント処理制御部401は、後述のターゲット情報が設定されている場合は、インプリント対象のターゲットが、ターゲット情報によって指定されているターゲットであることを条件として、最新のパターンレシピを取得しうる。つまり、ターゲット情報は、最新のパターンレシピの使用を開始するタイミングを制御する情報である。ターゲットは、例えば、処理対象のロット、処理対象の基板、および、処理対象のショット領域の少なくとも1つでありうる。この例によれば、最新のパターンレシピの使用を開始するタイミングは、処理対象のロット、処理対象の基板、および、処理対象のショット領域のいずれかを単位として決定されうる。
S206では、インプリント処理制御部401は、S206の開始直後に、排他処理実行フラグを1に書き換える。S206では、その後、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストとが接触した状態において、アライメント計測部12によるアライメント計測の結果に基づいて、モールド18と基板1とのアライメントが行われる。S206では、インプリント処理制御部401は、アライメントの完了後に、排他処理実行フラグを0に書き換える。
S301では、インプリント処理制御部401は、検出部26からインプリント中の画像情報を取得する。S302では、インプリント処理制御部401は、インプリント中の画像情報に基づいてパターンレシピを再生成するモードが選択されているかどうかをチェックし、パターンレシピを再生成するモードが選択されている場合は、S303へ進む。パターンレシピを再生成するモードが設定されていない場合は、S207へ進む。
S303では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピ生成処理を起動するかどうかを判断するサブルーチン2を実行する。S207では、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストとが接触した状態において、モールド18を介して、硬化用光源11からの光が基板1のインプリント対象のショット領域上のレジストに照射される。S208では、モールドヘッド16を上昇させて、基板1のインプリント対象のショット領域上の硬化したレジストからモールド18が引き離される。これにより、基板1のインプリント対象のショット領域には、モールド18のパターン面Pに対応したレジストパターンが残る。即ち、モールド18のパターン面Pに対応したパターンが基板1のインプリント対象のショット領域に形成される。モールド18を硬化したレジストから引き離す際には、レジストパターンが破断しないように、モールド18のパターン面Pにかかるせん断力がレジストパターンの破断応力以下になるように、モールドヘッド16を上昇させる。
S209では、インプリント処理制御部401は、基板1の指定された全てのショット領域にパターンが形成されたかどうかを判断する。全てのショット領域にパターンが形成されていない場合には、次のショット領域にパターンを形成するために、S103に移行する。全てのショット領域にパターンが形成されている場合には、S110に移行する。S210では、基板1がインプリント装置100から搬出される。
S211では、インプリント処理制御部401は、S211の開始直後に、排他処理実行フラグを1に書き換える。S211では、排他処理実行フラグを1に書き換えた後に、インプリント処理制御部401は、インプリント処理で得られた処理データを、ネットワーク301を介して、統括コンピュータ300に送る。S211では、インプリント処理制御部401は、処理データがネットワーク301を介して統括コンピュータ300に送られた後に、排他処理実行フラグを0に書き換える。
S212では、インプリント処理制御部401は、全ての基板1にインプリント処理を行ったかどうかを判断する。全ての基板1にインプリント処理を行っていない場合には、次の基板1にインプリント処理を行うために、S202に移行する。全ての基板1にインプリント処理を行っている場合には、処理を終了する。
S401では、パターンレシピ生成部403は、パターンレシピの生成に必要なレシピ生成パラメータに記載されたパターンレシピ生成情報を演算処理関数に設定する。S402では、パターンレシピ生成部403は、パターンレシピの最適化処理を実行する前に用いるパターレシピを生成するための初期アルゴリズムを選択する。初期アルゴリズムを選択するための情報は、例えば、処理レシピ情報の一部として、または、モールド情報の一部として提供されうる。あるいは、初期アルゴリズムは、インプリント装置100の操作者に選択させてもよい。
S403では、パターンレシピ生成部403は、選択されたアルゴリズムに従ってパターレシピの中間データを生成する。S404では、パターンレシピ生成部403は、最適化処理を実行するかどうかを判断する。最適化処理を実行すると判断した場合は、S405へ進む。最適化処理を実行しないと判断した場合は、S411へ進む。最適化処理を実行するかどうかを判断するための情報は、例えば、処理レシピ情報の一部として、または、モールド情報の一部として提供されうる。あるいは、この判断は、インプリント装置100の操作者にさせてもよい。
S405では、パターンレシピ生成部403は、同期制御部404に保存された同期処理テーブルに排他処理実行フラグを参照する。排他処理実行フラグが1の場合、一定の微小時間だけ待ち、再度S405を実行する。排他処理実行フラグが0の場合、S406へ進む。同様に、S407では、パターンレシピ生成部403は、同期制御部404に保存された同期処理テーブルに排他処理実行フラグを参照する。排他処理実行フラグが1の場合、一定の微小時間だけ待ち、再度S407を実行する。排他処理実行フラグが0の場合、S408へ進む。同様に、S409では、パターンレシピ生成部403は、同期制御部404に保存された同期処理テーブルに排他処理実行フラグを参照する。排他処理実行フラグが1の場合、一定の微小時間だけ待ち、再度S409を実行する。排他処理実行フラグが0の場合、S410へ進む。
S406、S408、S410では、パターンレシピ生成部403は、分割されたパターンレシピの最適化処理を実行する。この最適化処理は、配置されるレジスト液滴の位置をずらしながら、周辺のレジスト液滴の位置を再配置する処理で、数千から十数万滴のレジスト液滴の位置の補正と逐次判断を行うことから、膨大な処理負荷がかかる。この処理負荷を分散することを目的に、演算処理が分割される。つまり、S406、S408、S410の各々では、パターンレシピの最適化処理の一部ずつを実行する。図8では、最適化処理を3分割した場合の例で説明したが、インプリントロット処理に影響しないように更に分割数を増やす場合、または減らす場合があり得る。
S411では、パターンレシピの最終データを、装置データベース406へ出力する。ここでは、最終データを装置データベース406へ出力する方式で説明したが、データファイルとして、制御部400のハードディスク(不図示)に出力し、インプリント処理制御部401がハードディスクから情報を読み取ってもよい。
以上のように、排他処理実行フラグに従って、インプリントロット処理のスループットに与える影響が小さいときにパターンレシピの生成を実行することにより、パターンレシピの生成によるインプリントロット処理の遅延を抑えることができる。これにより、インプリントロット処理のスループットの低下を抑えることができる。
パターンレシピの生成処理が、既に準備されているパターンレシピの部分的な修正で良いと判断できる場合は、数千から十数万滴のレジスト液滴の位置を再配置する処理を行わず、部分修正によりパターンレシピを生成する場合もあり得る。部分修正によりパターンレシピを生成するケースとして、下地状態(下地平坦度)の異常がショット領域の局所的な一部のみであった場合を挙げることができる。部分修正によりパターンレシピを生成する他のケースとして、一部の領域を欠いた周辺ショット領域(いわゆる欠けショット領域、例えば図12における周辺ショット領域35のこと。)において液滴を配置する領域と液滴を配置しない領域との境界の変更のみで済む場合を挙げることができる。
また、インプリント処理の条件の変化に基づいて、予め推定する変化を想定してパターンレシピを生成準備し、装置データベース406に格納しておき、その格納したパターンレシピから条件に合致するパターンレシピを選択する方法を取ってもよい。
図9は、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストとの接触面積が広がる過程においてモールド18のパターン面Pからの反射光と基板1からの反射光とによって生じる干渉縞(ニュートンリング)を例示している。検出部26は、図9に例示されるような干渉縞を撮像し、撮像結果を干渉縞情報としてインプリント処理制御部401に提供する。インプリント処理制御部401は、検出部26から提供された干渉縞情報に基づいて、パターンレシピを再生成する必要があるかどうかを判断する。
図9(a)の例では、干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリング(リングは、中央の円または楕円を含む。以下同様)の中心が相互に一致し、かつ、これらの中心がショット領域の中心に一致している理想状態であり、パターンレシピを変更する必要がないと判断できる。図9(b)の例では、干渉縞の中心がショット領域の中心からY方向にL5だけずれている。図9(c)の例では、干渉縞の中心がショット領域の中心からX方向にL6だけずれている。図9(b)、(c)のように、干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリングの中心が相互に一致し、かつ、各リングが円形である場合は、基板1の下地状態、または、パターンレシピにおける液滴配置に偏りが発生していることが推定される。ここで、下地状態は、表面状態と同義であり、例えば、平坦度を含む。図9(b)、(c)のような特徴がある場合、パターンレシピの再生成により図9(a)のような結果が得られる理想状態に近づけることができる。
図9(d)の例では、干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリングの中心が相互にずれている。このような状態を生じさせる原因は、モールド18と基板1とが平行ではないことにある。この場合、例えば、中央のリング(円)の中心と、当該円の外側のリングの中心とのずれ量L7、L8に基づいて、基板ステージ7とモールドヘッド16との相対的な傾きを補正することで図9(a)のような結果が得られる理想状態に近づけることができる。
図9(e)の例では、干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリングの中心が相互に一致しているが、各リングが同一の傾向で楕円になっている。このような状態を生じさせる原因としては、基板1の下地状態(下地平坦度)、または、パターンレシピにおける液滴配置に二次関数で近似される偏りがあることが推定される。この場合、基板ステージ7とモールドヘッド16との相対的な傾きを変更することで図9(a)のような結果が得られる理想状態に近づけることはできない。図9(e)のような特徴がある場合、パターンレシピの再生成により図9(a)のような結果が得られる理想状態に近づけることができる。
図9(f)の例では、干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリングが同一の傾向で楕円になっており、かつ同一の傾向で回転している。この傾向は二次関数で近似される偏りと、回転成分θが加わったものである。図9(f)のような特徴がある場合、パターンレシピの再生成により図9(a)のような結果が得られる理想状態に近づけることができる。
図9(g)の例では、1つの干渉縞(ニュートンリング)を構成する複数のリングの中心が相互に一致し、かつ、これらの中心がショット領域の中心に一致しているが、他の1つの干渉縞90がショット領域の中心から離れた特異点を中心として形成されている。こうした特異点で干渉縞が発生する原因は、パターンレシピの再生成による補正が不可能な異物の付着であると判断できる。
図9(b)〜図9(g)の例は、干渉縞が理想状態からずれる異常の原因が複合しないものであるが、実際のインプリント処理においては、複数の原因が複合して発生する場合が多い。こうした場合、インプリント処理制御部401がそれぞれの原因に応じた補正データを生成してパターンレシピ生成部403に提供し、パターンレシピ生成部403にパターンレシピを生成させる。図9を参照して干渉縞の形状的な特徴に基づいて異常を判断する方法を説明したが、例えば、干渉縞の画像のコントラストの傾きなどに基づいて異常を判断してもよいし、他の特徴に基づいて異常を判断してもよい。
図10は、図8のS305およびS307のサブルーチン1の詳細の流れを示すフローチャートである。サブルーチン1は、パターンレシピ生成部403にパターンレシピを再生成させるかどうかを判断し、再生成をさせる場合に、パターンレシピ生成部403を起動するサブルーチンである。
S601では、インプリント処理制御部401は、処理対象の基板1の表面状態(インプリント処理の条件の1つ)に基づいて、パターンレシピの再生成の必要性を検出する。そして、インプリント処理制御部401は、パターンレシピの再生成の必要性を検出した場合(必要があると判断した場合)はS602へ進み、そうでない場合はS604に進む。インプリント処理制御部401は、例えば、現在のパターンレシピを生成した時に参照した基板1の表面状態と、処理対象の基板1の表面状態との差異(インプリント条件の変化)が閾値を越えている場合には、再生成が必要であると判断する。
S602では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピを再生成することで規格を満たすインプリント結果が得られるかどうかを判断する。パターンレシピを再生成することで再生成することで規格を満たすインプリント結果が得られると判断された場合はS603へ進み、そうでないと判断できる場合はS611へ進む。基板1の表面状態を示す情報は、ユーザーインターフェース34を介して操作者から与えられてもよいし、ネットワーク301を介して統括コンピュータ300から与えられてもよい。あるいは、当該情報は、オフアクシススコープ24あるいはアライメント計測部12あるいは検出部26を用いて取得されてよい。
S603では、インプリント処理制御部401は、基板1の表面状態を示す情報(補正データ)と、再生成されたパターンレシピを適用するターゲットを示すターゲット情報を設定する。ターゲット情報は、再生成されたパターンレシピをどのロットの、どの基板の、どのショット領域に適用するかを示す情報を含む。ターゲット情報は、特定のショット領域、基板、ロットのみをターゲットするものでもよいし、特定のショット領域、基板、ロット以降の全ての処理に適用する情報であってもよい。また、ターゲット情報は、直後にインプリント処理を行うべきショット領域、基板、ロットを示すこともあるし、それ以降のショット領域、基板、ロットを示すこともある。また、ターゲット情報は、ロット、基板およびショット領域の少なくとも1つを示す情報でありうる。
S604では、インプリント処理制御部401は、設計上の座標と、プリアライメントで計測した結果から算出される基板1の周辺ショット領域の座標と、のずれ量(インプリント処理の条件の1つ)に基づいて、パターンレシピの再生成の必要性を検出する。ここで、設計上の座標とプリアライメントで計測した結果から算出される座標とのずれ量(インプリント条件の変化)が許容ずれ量より大きい場合、インプリント処理制御部401は、パターンレシピの再生成の必要性を検出する。パターンレシピの再生成の必要性を検出した場合(必要があると判断した場合)はS605へ進み、そうでない場合はS607へ進む。
インプリント装置100では、基板1のエッジに基づいて得られる基板1の中心が基板ステージ7の中心に一致するように、基板搬送ロボットによって、基板1が基板ステージ7に搬送されるが、実際には搬送位置誤差が生じうる。プリアライメントによって得られたショット領域の座標と設計上のショット領域の座標とのずれ量は、基板1のエッジに基づいて決定される基板1の中心と、ショット領域の配列に基づいて決定される基板1の中心とのずれ量に一致しうる。
他の例において、搬送位置誤差とプリアライメントによって得られたショット領域の座標とに基づいて、ショット領域のずれ量が許容ずれ量より大きいか否かが判断されうる。ここで、基板1が基板ステージ7に搬送される際の搬送位置誤差による基板1の中心と基板ステージ7の中心とのずれ量は、例えば、検出部26によって基板1のエッジを2点以上検出することによって求めることができる。これによって基板ステージ7上における基板1が存在する領域を特定することができる。一方、プリアライメントによって得られたショット領域の座標に基づいて、基板1のエッジと周辺ショット領域との位置関係を特定することができる。
図12には、基板1とショットレイアウト(ショット領域のレイアウト)とが例示されている。図12における周辺ショット領域35(インプリント順番番号37)が図13に拡大して示されている。図12において、実線は、基板1のエッジ、破線が設計上のショットレイアウトにおける有効領域のエッジ(レジストを塗布する領域のエッジ)を示している。また、図12において、一点鎖線は、プリアライメントの結果から算出される実際のショットレイアウトにおける有効領域のエッジ(レジストを塗布する領域のエッジ)を示している。
図13に示された例では、設計上のショットレイアウトにおける有効領域のエッジから基板のエッジまでの距離Aに比べ、実際のショットレイアウトにおける有効領域のエッジから基板のエッジまでの距離Bが短くなる。この場合、事前に準備したパターンレシピをそのまま使用すると、基板における周辺部分に配置されたレジスト液滴が基板の周辺部分の傾斜(べべリング)の影響を受け、ショット領域外にはみ出しうる。このようなレジスト液滴が硬化されると異物となり、不良ショット領域を発生させうる。そこで、周辺ショット領域のためのパターンレシピを再生成することで、こうした問題を回避する。つまり、インプリント処理制御部401は、インプリント処理を行うべき基板のショット領域の位置に基づいて、パターンレシピを再生成する必要性を検出する。あるいは、インプリント処理制御部401は、基板の周辺ショット領域における有効領域のエッジと該基板のエッジとの相対位置を示す情報に基づいて、該周辺ショット領域に対するインプリント材の供給を制御するためのパターンレシピを生成する。
図15には、図13で示した設計上のショットレイアウトにおける基板とレジストとモールドとを水平方向(x方向)から見た様子が模式的に示されている。図16には、基板1の外形によって特定される中心とショットレイアウトの中心との間にずれがある場合の基板1とレジストとモールドとを水平方向から見た様子が模式的に示されている。27dは、ショット領域外にはみ出したインプリント材(レジスト材)が硬化した結果として生成されたもの(異物またはコンタミナント)である。27eは、レジストのはみ出しによって欠乏したレジストにより発生するレジストの欠陥領域である。
S605では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピを再生成することで、レジスト液滴のはみ出しによる不良発生のないインプリント結果が得られるかどうかを判断する。そして、再生成することで所望のインプリント結果が得られると判断された場合はS606へ進み、得られないと判断された場合はS611へ進む。この例では、基板搬送ロボットによって基板1の中心が基板ステージ7の中心に一致するように基板1が基板ステージ7に搬送されることが前提とされている。この前提の下で、プリアライメント結果から得られる基板1のショットレイアウトにおける有効領域のエッジに基づいてパターンレシピの再生成の必要性が判断される。しかしながら、基板搬送ロボットによる搬送の精度の再現性が低いケースにおいては、基板1のエッジをオフアクシススコープ24あるいはアライメント計測部12によって計測し、その結果を用いてもよい。
S606では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピを再生成する必要があると判断されるショット領域のずれ量情報(補正データ)と、再生成されたパターンレシピを適用するターゲットを示すターゲット情報を設定する。ターゲット情報は、生成されたパターンレシピをどのロットの、どの基板の、どのショット領域に適用するかを示す情報を含む。ここで、周辺ショット領域であっても、図13に示された基板外周のショット領域35(インプリント順番番号37)と基板中心を隔てた反対側のショット領域(インプリント順番番号25)では、実際のレイアウトのエッジから基板のエッジまでの距離が長い。そこで、異物の発生の危険が無いことから、インプリント順番番号25のショット領域については、処理時間のかかるパターンレシピの再生成のターゲットショットから外す判断が好ましい。
S607では、インプリント処理制御部401は、レジスト供給部23の吐出特性情報(インプリント処理の条件の1つ)に基づいて、パターンレシピの再生成の必要性を検出する。パターンレシピの再生成の必要性を検出した場合(必要があると判断した場合)はS608へ進み、そうでない場合は処理を終了する。吐出特性は、例えば、レジスト供給部23の吐出ヘッド32の取付け位置誤差、吐出口33から吐出されるレジスト液滴の位置のずれ量および吐出液滴量、それぞれの経時変化に関係する吐出特性情報に基づいて評価することができる。例えば、吐出ヘッド32の取付け位置誤差、吐出口33から吐出されるレジスト液滴の位置のずれ量および吐出液滴量のずれ量ののうち少なくとも一つが許容値より大きい場合は、パターンレシピを再生成する必要があると判断することができる。吐出特性情報は、例えば、レジスト供給部23から吐出されたレジスト液滴をそれにモールド18を接触させることなく硬化させた結果を計測器によって計測し、その計測結果を処理することによって得られる。計測は、オフアクシススコープ24あるいはアライメント計測部12を使ってなされてもよいし、インプリント装置100の外でなされてもよい。あるいは、吐出性能情報は、吐出ヘッド32から吐出されるレジスト液を観察する計測器を設けて、それによる計測によって取得されてもよい。
S608では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピを再生成することで規格を満たすインプリント結果が得られるかどうかを判断する。パターンレシピを再生成することで再生成することで規格を満たすインプリント結果が得られると判断された場合はS609へ進み、そうでないと判断できる場合はS611へ進む。S609では、インプリント処理制御部401は、吐出性能情報(補正データ)と、再生成されたパターンレシピを適用するターゲットを示すターゲット情報を設定する。ターゲット情報は、生成されたパターンレシピをどのロットの、どの基板の、どのショット領域に適用するかを示す情報を含む。このターゲット情報は、特定のショット領域、基板、ロットのみをターゲットするものでもよいし、特定のショット領域、基板、ロット以降全ての処理に適用する情報であってもよい。S611では、インプリント処理制御部401は、異常発生エラーをユーザーインターフェース34のモニター画面に出力し、処理を終了する。S610では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピ生成部403を起動し、パターンレシピ生成処理を実行させる。
パターンレシピを変更するべきかどうかを判断するためのインプリント処理の条件としては、種々の条件が考慮されうる。例えば、インプリント処理を行うべき基板上におけるショット領域の位置、インプリント処理を行うべき基板の平坦度、インプリント材を吐出する吐出口からのインプリント材の吐出量の少なくとも1つが考慮されうる。なお、インプリント処理制御部(主制御部)401は、基板の外形(の中心または基準点)とショット領域のレイアウト(の中心または基準点)との間の位置ずれまたは相対位置に基づいて、当該基板上におけるショット領域の位置を得るようにしうる。
図11は、図8のS303のサブルーチン2の詳細の流れを説明したフローチャートである。サブルーチン2は、パターンレシピ生成部403にパターンレシピを再生成させるかどうかを判断し、再生成をさせる場合に、パターンレシピ生成部403を起動するサブルーチンである。
S501では、インプリント処理制御部401は、検出部26から取得した画像に異常が発生しているかどうかを判断し、発生している場合はS502へ進み、発生していない場合は処理を終了する。S502では、インプリント処理制御部401は、画像の異常が図9(g)に例示されたような特異点によるものかどうかを判断し、画像の異常が特異点によるものであればS503へ進み、そうではない場合はS504へ進む。S503では、インプリント処理制御部401は、異常発生エラーをユーザーインターフェース34のモニター画面に出力し、処理を終了する。
S504では、インプリント処理制御部401は、過去にパターンレシピの再生成を行ったにもかかわらず同一傾向の画像の異常が連続で発生したかどうかを判断し、連続して発生していない場合はS505へ進み、連続して発生した場合はS503へ進む。この判断は、例えば、後述のS508を実行した事実と実行の時刻を記録しておき、それを参照することによってなされうる。
S505では、インプリント処理制御部401は、検出部26から取得した画像から干渉縞の情報を抽出し、それに基づいて、例えばX方向、Y方向のシフト成分、回転成分をX成分およびY成分に分離した値、倍率のX成分およびY成分を補正情報として求める。倍率成分の絶対量は、モールド18のパターン面Pと基板1上のレジストを接触させるための接近制御を開始してから同じ計測タイミングで得られた、干渉縞の径の違いに基づいて求めることができる。補正情報は、パターンレシピを補正によって再生成するために用いられる。補正情報は、理想状態の干渉縞からのずれ量を数値化する方法である。このような方法に代えて、理想状態からの干渉縞の歪量から近似平面を算出する方法や、ショット領域を細分化し、各位置のZ位置の変位量を求め、これを補正情報としてもよい。このような補正情報により基板の下地平面(表面)の凹凸を推定することができる。
S506では、インプリント処理制御部401は、S505で求めた補正情報に基づいて補正が補正可能範囲であるかどうかを判断し、補整可能範囲であればS508へ進み、補整可能範囲を超えていればS507へ進む。
S507では、インプリント処理制御部401は、パターンレシピの再生成ができないことを示す異常発生エラーをユーザーインターフェース34のモニター画面に出力し、処理を終了する。
S508では、インプリント処理制御部401は、補正情報(補正データ)と、再生成されたパターンレシピを適用するターゲットを示すターゲット情報を設定する。ターゲット情報は、再生成されたパターンレシピをどのロットの、どの基板の、どのショット領域に適用するかを示す情報を含む。また、ターゲット情報は、複数の基板の同一ショット領域について補正情報を蓄積し、補正情報の変化の傾向に基づいて決定してもよいし、基板内における補正情報の変化の傾向に基づいて決定してもよい。S509では、パターンレシピ生成部403を起動し、パターンレシピ生成処理を実行させる。起動されたパターンレシピ生成部403は、パターンレシピを再生成することによって新たなパターンレシピを準備する。あるいは、起動されたパターンレシピ生成部403は、事前登録されたパターンレシピ群からパターンレシピを選択することによって新たなパターンレシピを準備してもよい。この場合には、パターンレシピ生成処理に要する時間が不要である。
図14(a)は、図7に例示されるレジスト供給部23の吐出口33からの吐出量の設計値と実際の値との比率を複数の基板についてプロットした図である。図13(a)において、横軸は基板の番号、縦軸は比率である。比率が1より大きい場合は、設計値より多めにレジストが吐出されている場合であり、1より小さい場合は設計値より少なめにレジストが吐出されている場合である。吐出量の変化の傾向から、パターンレシピを補または再生成すべきターゲットとなるロット、基板、ショット領域を推定することが可能となる。
一例において、吐出量の変化が1%以内であれば、インプリント性能に影響を与えることがなく、補正が不要であると判断することができる。また、吐出量の変化が±1%より大きく±2%以内である場合は、パターンレシピの補正が必要であると判断し、±2%より大きい場合は、パターンレシピの補正によりインプリント性能を所望の範囲に収めることが不可能と判断することができる。ここで、図14(a)に記載された例において、比率が−1%より大きくなる(0.99を下回る)基板番号を44番と推定し、基板番号44をパターンレシピの再生成を行うターゲットとすることができる。パターンレシピを補正する方法としては、例えば、吐出量が減少する場合、その量に応じて、レジスト液滴の配置の間隔を狭くする方法を挙げることができる。パターンレシピの情報として、吐出するレジスト液滴毎の吐出量を持たせる場合は、該当する吐出口の位置の吐出量を補正する方法も有効である。
図14(b)は、基板全域における下地凹凸の分布3σの値を基板毎にプロットした図である。3σの値が一定値以下の場合は、パターンレシピを再生成することなく、規格を満たすインプリント性能が得られることが分かっている。この3σの値の変化を複数の基板について蓄積し、変化の傾向から、パターンレシピを再生成すべきターゲットとなるロット、基板、ショット領域を推定することが可能となる。一例において、3σの値が3[nm]より大きく4[nm]以内である場合はパターンレシピの補正が必要となると判断し、4[nm]より大きい場合はパターンレシピの補正によりインプリント性能を所望の範囲に収めることが不可能と判断することができる。ここで、図14(b)に記載された例において、3σが3[nm]より大きくなる基板番号を39番と推定し、基板番号39がパターンレシピを補正するターゲットとされる。
パターンレシピの再生成は、ターゲットとなるロット、基板、ショット領域の下地の凹凸情報、基板面内における凹凸の深さのばらつきを示す凹凸分布情報を用いて行うことができる。吐出量を多くする場合、その量に応じて近接する吐出位置を狭くし、吐出量を少なくする場合、その量に応じて近接する吐出位置を広げる方法が有効である。インプリント処理の対象のショット領域の凹凸状態を示す情報は、ユーザーインターフェース34を介して洗えられてもよいし、ネットワーク301を介して統括コンピュータ300から与えられてもよい。あるいは、該情報は、オフアクシススコープ24あるいはアライメント計測部12を用いて取得されてもよい。
物品としてのデバイス(半導体集積回路素子、液晶表示素子等)の製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板(ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板)にパターンを形成する工程を含む。さらに、該製造方法は、パターンが形成された基板を処理(例えば、エッチング)する工程を含みうる。なお、パターンドメディア(記録媒体)や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも一つにおいて有利である。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
100:インプリント装置、1:基板、7:基板ステージ、18:モールド、23:レジスト供給部
Claims (24)
- 基板の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材にモールドを接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置であって、
同一のモールドを使用してインプリント処理を連続的に行う期間において、インプリント処理の条件の変化に基づいて、基板へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを再生成し又は事前登録されたパターンレシピ群からパターンレシピを選択することによって新たなパターンレシピを準備するとともに、元のパターンレシピから該新たなパターンレシピへの切り替えのタイミングを決定する制御部を備える、
ことを特徴とするインプリント装置。 - 前記制御部は、インプリント処理の条件の変化に基づいて前記タイミングを決定する、
ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。 - 前記制御部は、前記タイミングを特定する情報として、処理対象のロット、処理対象の基板、および、処理対象のショット領域の少なくとも1つを決定する、
ことを特徴とする請求項2に記載のインプリント装置。 - 前記制御部は、主制御部と、パターンレシピを生成するレシピ生成部を含み、
前記主制御部は、パターンレシピを再生成する必要性の検出に応じて前記レシピ生成部を起動し、前記レシピ生成部によってパターンレシピが再生成されるまで基板へのインプリント材の供給を待つ、
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、インプリント処理を行うべき基板の表面状態を示す情報に基づいて、パターンレシピを再生成する必要性を検出する、
ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、基板の表面上のインプリント材と前記モールドとの接触状態を示す情報に基づいて、パターンレシピを再生成する必要性を検出する、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、インプリント処理を行うべき基板のショット領域の位置に基づいて、パターンレシピを再生成する必要性を検出する、
ことを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、基板の表面上にインプリント材を供給する供給部の特性を示す情報に基づいて、パターンレシピを再生成する必要性を検出する、
ことを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部および前記レシピ生成部は、同一のコンピュータで構成され、前記主制御部は、前記期間の一部において、前記レシピ生成部がレシピを再生成する処理を実行することを禁止する、
ことを特徴とする請求項4乃至8のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。 - 基板へのインプリント材の供給を制御するためのパターンレシピを生成するレシピ生成装置であって、
基板の周辺ショット領域における有効領域のエッジと該基板のエッジとの相対位置を示す情報に基づいて、前記周辺ショット領域に対するインプリント材の供給を制御するためのパターンレシピを生成する、
ことを特徴とするレシピ生成装置。 - 基板の表面上にインプリント材を供給し、該インプリント材に型を接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理を行うインプリント装置であって、
同一の型を使用して前記インプリント処理を継続的に行う期間において、前記インプリント処理の条件の変化に基づいて、基板の表面上へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを変更し、かつ該変更のタイミングを決定する制御部を備える、
ことを特徴とするインプリント装置。 - 前記制御部は、前記タイミングを、処理対象のロット、処理対象の基板、および処理対象のショット領域のうちいずれかを単位として決定する、
ことを特徴とする請求項12に記載のインプリント装置。 - 前記制御部は、主制御部と、前記パターンレシピを変更するレシピ変更部を含み、
前記主制御部は、前記パターンレシピを変更する必要性の検出に応じて前記レシピ変更部を起動し、前記レシピ変更部によって前記パターンレシピが変更されるまで基板へのインプリント材の供給を待たせる、
ことを特徴とする請求項12又は13に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、前記インプリント処理を行うべき基板の表面状態を示す情報に基づいて、前記検出を行う、
ことを特徴とする請求項14に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、基板の表面上のインプリント材と前記型との接触状態を示す情報に基づいて、前記検出を行う、
ことを特徴とする請求項14又は15に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、前記インプリント処理を行うべき基板のショット領域の位置に基づいて、前記検出を行う、
ことを特徴とする請求項14乃至16のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部は、基板の表面上にインプリント材を供給する供給部の特性を示す情報に基づいて、前記検出を行う、
ことを特徴とする請求項14乃至17のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記主制御部および前記レシピ変更部は、同一のコンピュータで構成され、前記主制御部は、前記期間の一部において、前記レシピ変更部がレシピを変更する処理を実行することを禁止する、
ことを特徴とする請求項14乃至18のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記条件は、前記インプリント処理を行うべき基板上におけるショット領域の位置、前記インプリント処理を行うべき基板の平坦度、および前記インプリント材を吐出する吐出口からの前記インプリント材の吐出量のうち少なくとも一つに関することを特徴とする請求項12乃至19のいずれか1項に記載のインプリント装置。
- 前記主制御部は、前記基板の外形と前記ショット領域のレイアウトとの間の相対位置に基づいて、前記ショット領域の位置を得ることを特徴とする請求項20に記載のインプリント装置。
- 請求項12乃至21のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて基板にパターンを形成する工程と、
前記工程において前記パターンを形成された前記基板を処理する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。 - 基板の表面上に供給されたインプリント材に型を接触させた状態で該インプリント材を硬化させるインプリント処理において前記基板の表面上へのインプリント材の供給を制御するパターンレシピを変更する方法であって、
同一の型を使用して前記インプリント処理を継続的に行う期間において、前記インプリント処理の条件の変化に基づいて、前記パターンレシピを変更し、かつ該変更のタイミングを決定する、
ことを特徴とする方法。 - 請求項23に記載のパターンレシピを変更する方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。
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