JP2020004918A - 情報処理装置、プログラム、加工装置、加工システム、および物品の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 工具と被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する手段を提供することができる情報処理装置を提供する。【解決手段】 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置において前記工具と前記被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する情報処理装置であって、前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報、前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報、および前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる指令情報を取得する取得手段と、前記第1情報、および前記第3情報を用いて、前記取得手段により取得された前記指令情報の信頼性を判定する判定手段と、を有する。【選択図】 図7
Description
本発明は、情報処理装置、プログラム、加工装置、加工システム、および物品の製造方法に関する。
半導体デバイスやMEMSなどの微細化の要求が進み、従来のフォトリソグラフィー技術に加え、基板(被加工物)上のインプリント材を型(原版、工具)で成形し、インプリント材のパターンを基板上に形成する微細加工技術が注目を集めている。この技術は、インプリント技術とも呼ばれ、基板上に数ナノメートルオーダーの微細な構造体を形成しうる。例えば、インプリント技術の1つとして、光硬化法がある。この光硬化法を採用したインプリント装置では、まず、基板上のインプリント領域であるショット領域に光硬化性のインプリント材を塗布する。次に、型のパターン部とショット領域の位置合せを行いながら、型のパターン部とインプリント材とを接触(押印)させ、インプリント材をパターン部に充填させる。そして、光を照射して前記インプリント材を硬化させたうえで型のパターン部とインプリント材とを引き離すことにより、インプリント材のパターンが基板上のショット領域に形成される。
インプリント装置では、高精度にパターンを基板上のショット領域に形成するために、型のパターン部とショット領域の位置合せ(アライメント)の誤差を低減することが重要である。
特許文献1では、製品が生産される前に、生産装置自身が現有するプロセスパラメータと、製品の過去数ロットの品質測定データとを基に次ロットの製品品質を予測する生産工程の品質予測システムが開示されている。
特許文献1においては、生産装置が一定時間運転された後に、品質予測システムにより予測された予測品質値と実際に製品を測定することにより得られた測定品質値を比較することにより、予測精度が所定精度よりも低くなったか否かの判定を行う。そして、予測精度が所定精度よりも低くなった場合には、予測精度が所定精度を満たすように品質予測モデルを調整して再構築を行う。しかし、特許文献1の品質予測システムでは、製品を生産した後に製品の品質を測定するまでは予測精度が所定精度よりも低くなったか否かの判定をすることはできない。
そこで本発明は、工具と被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する手段を提供することができる情報処理装置、プログラム、加工装置、加工システム、および物品の製造方法を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の一側面としての情報処理装置は、工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置において前記工具と前記被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する情報処理装置であって、前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報、前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報、および前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる指令情報を取得する取得手段と、前記第1情報、および前記第3情報を用いて、前記取得手段により取得された前記指令情報の信頼性を判定する判定手段と、を有する。
本発明によれば、工具と被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する手段を提供することができる情報処理装置、プログラム、加工装置、加工システム、および物品の製造方法を提供することができる。
以下に、本発明の好ましい実施形態について図面を参照して詳細に説明する。各図において、同一の部材については、同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
本実施例では、加工装置としてインプリント装置(リソグラフィ装置)を用いた例について説明する。図1はインプリント装置を示した図である。ここで、加工装置とは工具を用いて被加工物を加工する装置である。工具にはパターンが形成された型(原版、マスク)やドリルやエンドミル等の切削用工具を含んでいる。また、被加工物には、パターンが形成される基板や切削されるワーク等の被加工対象ワークを含んでいる。
まず、図1(a)を用いて、インプリント装置の代表的な構成について説明する。インプリント装置IMPは、基板S(被加工物)上に供給されたインプリント材IMと型M(工具)とを接触させ、インプリント材IMに硬化用のエネルギーを与えることにより、型Mの凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成(加工)する装置である。
ここで、インプリント材IMには、硬化用のエネルギーが与えられることにより硬化する硬化性組成物(未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある)が用いられる。硬化用のエネルギーとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、その波長が150nm以上1mm以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などの光である。
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。
インプリント材IMは、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材IMの粘度(25℃における粘度)は、例えば、1mPa・s以上100mPa・s以下である。
基板Sは、ガラス、セラミックス、金属、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板Sとは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英を材料に含むガラスウエハなどである。
型Mは、矩形の外周形状を有し、基板に対向する面(パターン面)に3次元状に形成されたパターン(回路パターンなどの基板Sに転写すべき凹凸パターン)を備えたパターン部MPを有する。型Mは、光を透過させることが可能な材料、例えば、石英で構成される。また、型Mは、パターン部MPとは反対側に凹部を有する。
本実施例では、インプリント装置IMPは、光の照射によりインプリント材IMを硬化させる光硬化法を採用するものとして説明する。また、以下では、基板上のインプリント材IMに対して照射する光の光軸に平行な方向をZ軸方向とし、Z軸方向に垂直な平面内で互いに直交する2方向をX軸方向およびY軸方向とする。また、X軸周りの回転、Y軸周りの回転、Z軸周りの回転をそれぞれθX、θY、θZとする。X軸、Y軸、Z軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な方向、Y軸に平行な方向、Z軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θX軸、θY軸、θZ軸に関する制御または駆動は、それぞれX軸に平行な軸の周りの回転、Y軸に平行な軸の周りの回転、Z軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、X軸、Y軸、Z軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θX軸、θY軸、θZ軸の値で特定されうる情報である。
インプリント装置IMPは、基板Sを保持する基板保持部102、基板保持部102を駆動する基板駆動機構105(移動部)、基板保持部102を支持するベース104、基板保持部102の位置を計測する位置計測部103を備えうる。基板駆動機構105は、例えば、リニアモータ等のモータを含みうる。インプリント装置IMPは、アライメント時に基板駆動機構105が基板S(基板保持部102)を移動するために要する駆動力を検出するセンサ151を備えうる。基板Sの上のインプリント材IMと型Mのパターン部MPとが接触した状態でなされるアライメントにおける駆動力は、例えば、基板Sと型Mとの間に作用するせん断力に相当する。せん断力は、主に、X軸とY軸を含むXY平面に沿う方向に作用する力である。アライメント時における駆動力は、例えば、アライメント時における基板駆動機構105のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ151は、該電流の大きさに基づいて駆動力を検出することができる。センサ151は、パターンの形成において型Mが受けるせん断力を計測するセンサの一例である。また、駆動制御値には、後述する制御部110が基板駆動機構105に対して出す指令値を含みうる。また、基板保持部102は基板Sを保持するための不図示の吸着手段を有する。吸着手段が基板Sを吸着する方式は、真空吸着方式、静電吸着方式、またはその他の吸着方式としても良い。また、吸着手段は、基板保持部102において基板Sを保持する保持面に配置された、複数の吸着パッド(吸着部)を含み得る。インプリント処理を行うショット領域の位置に応じて、複数の吸着パッド毎に吸着力が制御される。これにより、基板保持部102の吸着手段における吸着力の分布の情報を取得することができる。
インプリント装置IMPは、型Mを保持する型保持部121、型保持部121を駆動することによって型Mを移動する型駆動機構122(移動部)、型駆動機構122を支持する支持構造体130を備えうる。型駆動機構122は、例えば、ボイスコイルモータ等のモータを含みうる。インプリント装置IMPは、離型力および押圧力のうち少なくとも一方を検出する、1又は複数のセンサ152を備えうる。離型力は、基板Sの上のインプント材IMの硬化物と型Mとを分離するために型Mに作用する力である。押圧力は、基板Sの上のインプリント材IMに型Mを接触させるために型Mに作用する力である。離型力および押圧力は、主に、Z軸方向に沿う方向に作用する力である。離型力および押圧力は、例えば、型駆動機構122のモータに供給される電流の大きさに相関を有し、センサ152は、該電流の大きさに基づいて分離力および押圧力を検出することができる。センサ152は、パターンの形成において型Mが受ける離型力および押圧力のうち少なくとも一方を計測するセンサの一例である。また、複数のセンサ152が備えられる場合、型Mにおける複数の位置において作用する離型力および押圧力を検出することができ、離型力および押印力の分布の情報を取得することができる。また、駆動制御値には、後述する制御部110が型駆動機構122に対して出す指令値を含みうる。また、型保持部121は、型Mのパターン部MPの形状と基板Sのショット領域の形状とを合わせるために、型Mを変形させる不図示の型変形手段を備えても良い。例えば、型変形手段として、型の側面から力を加えることによりパターン部MPのXY平面に沿う方向の形状を変形させる手段を用いることができる。
基板駆動機構105および型駆動機構122は、基板Sと型Mとの相対位置および相対姿勢を調整する駆動機構を構成する。該駆動機構による基板Sと型Mとの相対位置の調整は、基板Sの上のインプリント材に対する型の接触、および、硬化したインプリント材(硬化物のパターン)からの型の分離のための駆動を含む。基板駆動機構105は、基板Sを複数の軸(例えば、X軸、Y軸、θZ軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されうる。型駆動機構122は、型Mを複数の軸(例えば、Z軸、θX軸、θY軸の3軸、好ましくは、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸)について駆動するように構成されうる。よって、駆動制御値には、基板駆動機構105、および型駆動機構122を、X軸、Y軸、Z軸、θX軸、θY軸、θZ軸の6軸について駆動するための指令値を含みうる。
インプリント装置IMPは、型Mを搬送する型搬送機構140および型クリーナ150を備えうる。型搬送機構140は、例えば、型Mを型保持部121に搬送したり、型Mを型保持部121から原版ストッカ(不図示)または型クリーナ150等に搬送したりするように構成されうる。型クリーナ150は、型Mを紫外線や薬液等によってクリーニングする。
型保持部121は、型Mのパターン部MPとは反対側に形成された凹部を含む空間であるキャビティCSを形成するための窓部材125を含みうる。インプリント装置IMPは、キャビティCSの圧力(以下、キャビティ圧とする。)を制御することによって、図1(b)に模式的に示されるように、型Mのパターン部MPを基板Sに向かって、−Z軸方向に凸形状に変形させる変形機構123を備えうる。
また、インプリント装置IMPは、アライメント計測部106、照射部107、撮像部112、光学部材111を備えうる。アライメント計測部106は、基板Sのアライメントマークと型Mのアライメントマークを照明するとともにその像を撮像することによりアライメントマーク間の相対位置を計測する。アライメント計測部106は、観察すべきアライメントマークの位置に応じて不図示の駆動機構によって位置決めされうる。アライメント計測部106により計測されるアライメントマークの位置に関する情報をアライメント計測値とする。アライメント計測値には、アライメントマークの位置、およびアライメントマーク間の相対位置が含まれうる。また、アライメント計測部で撮像した画像をアライメント画像とする。
照射部107は、インプリント材IMを硬化させるための硬化光(例えば、紫外光等の光)を、光学部材111を介してインプリント材IMに照射し、インプリント材IMを硬化させる。また、照射部107は、型Mのパターン部MPと基板Sのショット領域の形状を合わせるために、ショット領域を変形させる不図示の基板変形手段を備えてもよい。例えば、基板変形手段としては、照射部107からインプリント材IMが硬化しない光(例えば、赤外線等の光)をショット領域に照射して、ショット領域が熱で膨張することによりショット領域のXY平面に沿う方向の形状を変形する手段を用いる。
撮像部112は、光学部材111および窓部材125を介して型Mのパターン部に接触したインプリント材IMを撮像する。以下、撮像部112で撮像した画像をスプレッド画像とする。
インプリント装置IMPは、基板Sの上にインプリント材IMを供給するディスペンサ108を備えうる。ディスペンサ108は、例えば、インクジェット法により基板S上にインプリント材IMを吐出するための吐出口を有する。また、ディスペンサ108は、インプリント材IMを供給する量やインプリント材IMを供給する位置などが定められたドロップレシピに従ってインプリント材IMが基板Sの上に供給されるようにインプリント材IMを供給する。ドロップレシピは事前に定められ、例えば、ドロップレシピの情報は後述の制御部110の記憶装置204に記憶される。また、ディスペンサ108がインプリント材IMを供給する間に基板保持部102に保持された基板Sが移動することで基板Sの所定の位置にインプリント材IMが供給される。
インプリント装置IMPは、基板駆動機構105、型駆動機構122等のインプリント装置IMPの各部の動作および調整などを制御する制御部110を備えうる。
制御部110は、インプリント装置IMPの各部の動作および調整などを制御することで基板S上にパターンを形成するインプリント処理を制御する。制御部110は、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれたコンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合せによって構成されうる情報処理装置である。また、制御部110は、インプリント装置IMPの他の部分と一体で(共通の筐体内に)構成しても良いし、インプリント装置IMPの他の部分とは別体で(別の筐体内に)構成しても良い。
図2は情報処理装置を示した図である。情報処理装置の各構成要素は、プログラムに従って機能する。図2の例では、CPU201は、プログラムに従って制御のための演算を行い、バス208に接続された各構成要素を制御する処理装置である。ROM202は、データ読出し専用のメモリであり、プログラムやデータが格納されている。RAM203は、データ読み書き用のメモリであり、プログラムやデータの保存用に用いられる。RAM203は、CPU201の演算の結果等のデータの一時保存用に用いられる。記憶装置204も、プログラムやデータの保存用に用いられる。記憶装置204は、情報処理装置のオペレーティングシステム(OS)のプログラム、およびデータの一時保存領域としても用いられる。記憶装置204は、RAM203に比べてデータの入出力は遅いが、大容量のデータを保存することが可能である。記憶装置204は、保存するデータを長期間にわたり参照できるように、永続的なデータとして保存できる不揮発性記憶装置であることが望ましい。記憶装置204は、主に磁気記憶装置(HDD)で構成されるが、CD、DVD、メモリカードといった外部メディアを装填してデータの読み込みや書き込みを行う装置であっても良い。入力装置205は、情報処理装置に文字やデータを入力するための装置であり、各種のキーボードやマウスなどが該当する。表示装置206は、情報処理装置の操作に必要な情報や処理結果などを表示するための装置であり、CRT又は液晶モニターなどが該当する。通信装置207は、後述のネットワーク304に接続してTCP/IP等の通信プロトコルによるデータ通信を行い、他の情報処理装置と相互に通信を行う場合に使用される。
図3は物品を製造するシステムを示した図である。図3には、半導体デバイス等の物品を製造するための物品製造システム300の構成が例示されている。物品製造システム300は、例えば、1又は複数のインプリント装置IMPと、1又は複数の重ね合せ検査装置301と、1または複数の処理装置302とを含みうる。また、処理装置302は、例えば、塗布装置、現像装置、エッチング装置、成膜装置などを含みうる。さらに、物品製造システム300は、後述する補正情報を取得する、1または複数の取得装置303も含みうる。これらの装置は、ネットワーク304を介してインプリント装置IMPとは異なる外部装置である制御装置305と接続され、制御装置305によって制御されうる。取得装置303、及び制御装置305は、インプリント装置の制御部110と同様に、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Arrayの略。)などのPLD(Programmable Logic Deviceの略。)、又は、ASIC(Application Specific Integrated Circuitの略。)、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合せによって構成されうる情報処理装置である。また、重ね合せ検査装置301、処理装置302は、インプリント装置IMPの制御部110と同様の制御部を備えうる。
また、取得装置303として、インプリント装置IMPの制御部110、または制御装置305を用いてもよいし、制御部110と制御装置305を併用してもよい。また、本実施例においては、加工装置の一例としてインプリント装置IMPを用いる例を説明するが、加工装置の一例として、基板を露光することでパターン形成を行う露光装置(リソグラフィ装置)であってもよい。また、加工装置の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線(電子線やイオンビームなど)で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置(リソグラフィ装置)などの装置であってもよい。また、加工装置の一例として、凹凸パターンがない平面部を有するモールド(平面テンプレート)を用いて基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化装置であってもよい。また、加工装置の一例として、ドリル、エンドミル等の切削用の工具を用いて、被加工対象物(被加工対象ワーク)を加工する加工装置をも含みうる。また、物品製造システム300において、インプリント装置IMP、露光装置、および描画装置のうち少なくとも2つの装置が構成されても良い。また、本実施例において、インプリント装置IMP等の加工装置と取得装置303を含むシステムを加工システムとする。
以下に、本実施例における補正情報(指令情報)に関する信頼性の判定方法について説明する。本実施例は、基板にパターンを形成するインプリント処理を行い、インプリント装置の状態を表す装置情報を取得して、1または複数のアライメント補正値を取得する。ここで、アライメント補正値とは、型(原版、マスク)と基板のアライメント(位置合せ)を行うための制御に用いる指令値である。また、アライメント補正値は、例えば、原版と基板のショット領域の位置合わせの制御を行うときの、アライメントマーク間の相対的な目標位置を含みうる。また、アライメント補正値は、原版のパターンやショット領域の形状を変形させるための情報も含みうる。
また、装置情報(第1情報、第3情報)とは、パターンの形成に関連する、インプリント装置の状態を表す情報であり、パターンを形成する際のインプリント装置の各部を制御するための制御情報、各種のセンサ等により計測された計測情報などが含まれうる。
本実施例では、インプリント処理中に取得される装置情報からパターンの位置ずれを補正するための補正情報が取得される。また、インプリント処理中に取得される装置情報から取得した装置情報に関する信頼性が判定される。
まず、インプリント処理を行い取得された装置情報と、インプリント処理を行った基板を重ね合せ検査装置301において検査した結果からパターンの位置ずれに関連する情報(第2情報)を取得する。ここで、位置ずれに関連する情報とは、既にパターンが形成された下地のショット領域に対するパターンの位置ずれ量を含みうる。そして、装置情報と位置ずれに関連する情報とを対応付けた情報を学習データとして、その学習データを用いて装置情報から補正情報を取得する取得モデルを機械学習により算出する。算出した取得モデルを用いて、インプリント処理中に取得される装置情報からショット領域の補正情報を取得する。これにより、重ね合せ検査装置301で基板Sを検査することなく、短時間での補正情報の取得が可能となり、高精度な型と基板の位置合せを行いうる。
図4は、インプリント処理を示したフローチャートである。まず、S401において、制御部110は、不図示の基板搬送機構に基板Sを基板保持部102に搬入させるように制御する。次に、S402〜S406において、基板Sの複数のショット領域のうち、対象となるショット領域に対してインプリント処理(パターンの形成)が実行される。また、S402〜S406において、制御部110は、機械学習のための学習データとして用いる装置情報を記憶装置204に保存する。なお、以下では装置情報を記憶装置204に保存するものとして説明するが、装置情報は記憶装置204およびRAM203のうち少なくとも1つに保存しうる。
例えば、装置情報には、インプリント処理が実行される、基板S上におけるショット領域の位置、制御部110が基板駆動機構105などを制御するための指令値、撮像部112、センサ151などにより計測された計測情報などが含まれうる。
S402において、制御部110は、事前に設定されたドロップレシピに基づき、ディスペンサ108に基板S上のショット領域にインプリント材IMを供給させるように制御する。また、制御部110は、基板S上のショット領域において所定の位置にインプリント材IMを供給するために基板保持部102をXY平面に沿う方向に駆動するように基板駆動機構105を制御する。また、制御部110は、インプリント処理を実行するショット領域の位置の情報、ドロップレシピの情報を装置情報として記憶装置204に保存する。
ここで、図5を参照して、ショット領域の位置について説明する。図5は、基板S上のショット領域の一例を示した図である。基板S上に矩形のショット領域S1〜S20が配置されている。ショット領域の位置とは、基板S上におけるショット領域の位置を示す座標値である。ショット領域の位置は、例えば、ショット領域の中心、ショット領域に対応するアライメントマークの位置、ショット領域の四隅の点、またはショット領域の外周上の点などの、少なくとも1点以上の座標値を含みうる。なお、ショット領域の位置は、あらかじめ記憶装置204に保存されているショット領域のレイアウト情報を用いてもよい。
ここで、図4の説明に戻る。S403において、制御部110は、型駆動機構122をZ軸方向に移動させて、型Mと基板S上のインプリント材IMとを接触させるように型駆動機構122を制御する。また、制御部110は、基板駆動機構105をZ軸方向に移動させるように制御してもよいし、型駆動機構122、および基板駆動機構105をZ軸方向に移動させるように制御してもよい。また、制御部110は、ステージ制御情報を装置情報として記憶装置204に保存する。ステージ制御情報は、例えば、制御部110が基板駆動機構105や型駆動機構122を制御するための指令値を含みうる。また、制御部110は、インプリント材IMに型Mのパターン部MPを接触させている時の押圧力の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。押圧力の情報は、例えば、インプリント材IMに型Mのパターン部MPを接触させている時のセンサ152の出力値を含みうる。また、複数のセンサ152が備えられる場合、押圧力の情報は、複数のセンサ152の出力値に基づき取得される押圧力の分布の情報を含むものとしても良い。
また、S403において、制御部110は、変形機構123に型Mのパターン部MPが基板Sに向かって、−Z軸方向に凸形状に変形させるためにキャビティ圧を調整させるように制御する。また、制御部110は、キャビティ圧の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。ここで、キャビティ圧の情報は、変形機構123の指令値に基づき算出した圧力値や、不図示の圧力計により計測された圧力値を含みうる。
また、S403において、制御部110は、撮像部112に、型Mに接触したインプリント材IMの画像(スプレッド画像)を撮像させるように制御する。そして、制御部110は、撮像部112により撮像されたスプレッド画像の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。スプレッド画像の情報は、例えば、スプレッド画像に含まれる全画素の画素値や、画像から抽出した特徴量を含みうる。
また、S403において、制御部110は、インプリント処理を行うショット領域の位置に応じて、基板保持部102に備えられた複数の吸着パッド毎に吸着力を発生させるように制御する。そして、制御部110は、複数の吸着パッド毎に制御された吸着力の分布の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。
S404において、制御部110は、アライメント計測部106に基板Sのアライメントマークと型Mのアライメントマーク間の相対位置を計測させるように制御する。そして、制御部110は、インプリント材IMが供給された、基板S上のショット領域と、型Mのパターン部MPとの位置合せ(アライメント)を行う。具体的には、制御部110は、アライメント計測部106により計測した計測値に基づき、基板駆動機構105をXY平面に沿う方向に移動させて位置合せを行うように制御する。制御部110は、アライメントマーク間の相対位置が目標相対位置の許容範囲に収まるまで、基板駆動機構105を移動させて位置合せを行うように制御する。また、制御部110は、型駆動機構122をXY平面に沿う方向に移動させて位置合せを行うように制御してもよいし、型駆動機構122、および基板駆動機構105をXY平面に沿う方向に移動させて位置合せを行うように制御してもよい。さらに、制御部110は、前述した型変形手段および基板変形手段を用いて、型Mのパターン部MPおよび基板Sのショット領域のうち少なくとも1つを変形させて、型Mのパターン部MPとショット領域の形状も合わせてもよい。
S405において、制御部110は、基板S上のインプリント材IMを硬化させるために照射部107に光を照射させるように制御する。これにより、インプリント材IMが硬化して、インプリント材IMのパターンが形成される。
S406において、制御部110は、型駆動機構122をZ軸方向に移動させて、インプリント材IMと型Mのパターン部MPとが分離(離型)されるように制御する。また、制御部110は、基板駆動機構105をZ軸方向に移動させるように制御してもよいし、型駆動機構122、および基板駆動機構105をZ軸方向に移動させるように制御してもよい。また、制御部110は、インプリント材IMと型Mのパターン部MPとを分離させている時の離型力の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。離型力の情報は、例えば、インプリント材IMに型Mのパターン部MPを接触させている時のセンサ152の出力値を含み得る。また、複数のセンサ152が備えられる場合、離型力の情報は、複数のセンサ152の出力値に基づき取得される離型力の分布の情報を含むものとしても良い。
また、S406において、制御部110は、変形機構123に型Mのパターン部MPが基板Sに向かって、−Z軸方向に凸形状に変形させるためにキャビティ圧を調整させるように制御する。また、制御部110は、S406におけるキャビティ圧の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。ここで、キャビティ圧の情報は、変形機構123の指令値に基づき算出した圧力値や、不図示の圧力計により計測された圧力値を含み得る。
また、S406において、制御部110は、撮像部112に、型Mに接触したインプリント材IMの画像(スプレッド画像)を撮像させるように制御する。そして、制御部110は、撮像部112により撮像されたスプレッド画像の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。スプレッド画像の情報は、例えば、スプレッド画像に含まれる全画素の画素値や、画像から抽出した特徴量を含み得る。
また、ステージ制御情報等の装置情報は、ある時点での情報としてもよいし、ある期間における時系列の情報としてもよい。
S407において、制御部110は、基板S上の全ショット領域に対してインプリント処理が終了したか否かを判定する。制御部110が基板S上の全ショット領域に対してインプリント処理が終了していないと判定した場合は、制御部110はS402に戻り、次のショット領域に対してインプリント処理を行うように制御する。また、制御部110が基板S上の全ショット領域に対してインプリント処理が終了したと判定した場合は、制御部110はS408に進む。
S408において、制御部110は、不図示の基板搬送機構に基板Sを基板保持部102から搬出させるように制御する。
この後、インプリント処理を行いパターンが形成された基板Sを重ね合せ検査装置301に搬送して、重ね合せ検査装置301は基板Sに形成されたパターンについて重ね合せ検査を行う。重ね合せ検査装置301は、ショット領域毎に重ね合せ検査結果を重ね合せ検査装置301の記憶装置に保存する。重ね合せ検査結果は、基板Sのショット領域ごとに、少なくとも1点におけるパターンの位置ずれを計測した計測結果(位置ずれに関連する情報)を含みうる。
また、図4では1枚の基板Sに対して行うインプリント処理を示しているが、複数の基板Sで構成されるロットに対してインプリント処理を行ってもよい。その場合には、制御部110はS408の後にロット内の全ての基板Sに対してインプリント処理を行ったかを判定する。制御部110がロット内の全ての基板Sに対してインプリント処理を行っていないと判定した場合は、制御部110はS401に戻り、不図示の基板搬送機構に次の基板Sを基板保持部102の上に搬送させるように制御する。また、制御部110がロット内の全ての基板Sに対してインプリント処理を行ったと判定した場合は、制御部110は処理を終了する。
次に、装置情報から補正情報を取得する取得モデルと、取得された補正情報の信頼性を判定する判定モデルとを機械学習により算出する方法について説明する。図6は、取得モデルと判定モデルとを算出する方法を示したフローチャートである。
S601において、取得装置303は、重ね合せ検査装置301で検査した基板Sのショット領域の重ね合せ検査結果を、ネットワーク304を介して重ね合せ検査装置301から取得する。
S602において、取得装置303は、基板Sのショット領域にインプリト処理の実行中にインプリント装置IMPで取得された装置情報を、ネットワーク304を介してインプリント装置IMPから取得する。取得する装置情報は、図4において、インプリント処理の実行中にインプリント装置で基板Sのショット領域ごとに取得され、制御部110の記憶装置204に保存された情報である。
S603において、取得装置303は、基板Sの全てのショット領域に対してS601〜S602の処理を実行したかどうかを判断する。そして、制御部110は、全てのショット領域に対してS601〜S602の処理を実行した場合にはS604に進み、未処理のショット領域が存在する場合にはS601に戻る。また、複数の基板Sについて、取得すべき重ね合せ検査結果と装置情報がある場合には、複数の基板Sの全てのショット領域に対してS601〜S603の処理を繰り返す。また、複数の条件でインプリント処理された、複数の基板Sについての装置情報と重ね合せ検査結果を用意するとよい。
S604において、取得装置303は、S601において取得した検査結果から求められた位置ずれに関する情報とS602において取得した装置情報との関係を学習データとして学習して、装置情報から補正情報を取得するための取得モデルを算出する。ここで、算出された取得モデルは、例えば、多層のパーセプトロンで構成されたニューラルネットワークにおいて、誤差逆伝搬法等のアルゴリズムを用いて内部の確率変数が最適化されたモデルである。新たな基板のインプリント処理中に取得される装置情報を算出された取得モデルに入力することにより、新たな基板に形成されるパターンの位置ずれを補正するための補正情報を取得しうる。また、インプリント装置により取得される装置情報がアライメント画像やスプレッド画像等の画像情報を含む場合、畳み込みニューラルネットワークを用いることが望ましい。また、インプリント装置により取得される装置情報が時系列の情報を含む場合、再帰型ニューラルネットワークを用いることが望ましい。また、学習データの数が少ない場合には、サポートベクターマシンを用いることが望ましい。
ここで、S604において算出した取得モデルに、学習データに使用した装置情報と類似した装置情報を入力した場合には、精度の良い補正情報を取得することができる。しかし、学習データに使用した装置情報と類似しない装置情報を入力した場合には、精度の良い補正情報を取得することができない。例えば、n個(nは2以上の自然数とする。)のデータからなる装置情報をn次元空間上の点として表した場合、学習データに使用した、複数の装置情報を表す複数の点が包含される領域がn次元空間上で規定される。その領域に包含される点で表される装置情報を取得モデルに入力した場合、位置ずれを精度よく推定することができる。一方、その領域に包含されない点で表される装置情報を取得モデルに入力した場合、位置ずれを精度よく推定することができない。そこで、取得モデルに入力される装置情報から取得される補正情報の信頼性を判定する判定モデルを算出し、判定モデルを用いて装置情報から取得される補正情報の信頼性を判定する。
S605において、取得装置303は、S602において取得した装置情報を学習データとした学習を行い、判定モデルを算出する。判定モデルは、取得モデルに入力して精度の良い補正情報が取得できる装置情報であるか否かを判定する。ここで、判定モデルは、例えば、多層のパーセプトロンで構成されたニューラルネットワークにおいて、誤差逆伝搬法等のアルゴリズムを用いて内部の確率変数が最適化されたモデルである。学習データとして入力と出力とに同じ装置情報を設定した学習データを用いて学習を行い、判定モデルを生成する。生成された判定モデルに、ある装置情報が入力された場合、出力される装置情報が入力された装置情報と類似する場合は精度の良い補正情報が取得される装置情報であると判定する。一方、出力される装置情報が入力された装置情報と類似しない場合は精度の良い補正情報が取得される装置情報ではないと判定する。また、マハラノビス距離、ローカルアウトリアファクタ(LOF)、1クラスサポートベクターマシンなどを用いて、学習で使用された装置情報と入力された装置情報の類似度(または相違度)を求めても良い。求めた類似度により、精度の良い補正情報が取得される装置情報であるか否かを判定することができる。つまり、判定モデルは、取得モデルにより取得される補正情報の信頼性の情報を取得することができる。ここで、補正情報の信頼性の情報とは、学習で使用された装置情報と入力された装置情報の類似度等に基づき、精度の良い補正情報が取得できるか否かを示す情報である。ここで、補正情報に関する信頼性の情報は、例えば、信頼性あり、または信頼性なしという2つの値を示すデータを含む情報としても良い。また、補正情報に関する信頼性の情報は、信頼性を段階的に評価する数値(例えば、1から10までの自然数)を示すデータを含む情報としても良い。そして、例えば、補正情報に関する信頼性の情報が、信頼性あり、または信頼性なしという2つの値を示すデータを含む情報である場合、信頼性ありを示すデータが含まれていれば補正情報の信頼性があると判定される。また、補正情報に関する信頼性の情報が信頼性を段階的に評価する値を示すデータを含む情報である場合、信頼性を段階的に評価する数値と予め定めた閾値との大小関係を比較して、補正情報に関する信頼性があるか否かが判定される。例えば、信頼性を段階的に評価する数値が閾値より大きければ信頼性があると判定され、信頼性を段階的に評価する数値が閾値より小さければ信頼性がないと判定される。
S606において、取得装置303は、S604において算出された取得モデルの情報を取得装置303の記憶装置に保存する。ここで、取得モデルの情報には、パーセプトロンの層数、ニューロン数などニューラルネットワークの構造を表す情報や最適化された確率変数の情報が含まれうる。
S607において、取得装置303は、S605において算出された判定モデルの情報を取得装置303の記憶装置に保存する。ここで、判定モデルの情報には、パーセプトロンの層数、ニューロン数などニューラルネットワークの構造を表す情報や最適化された確率変数の情報が含まれうる。
なお、S604において算出された取得モデルは、S601において取得した重ね合せ検査結果から求められた位置ずれの情報とS602において取得した装置情報との関係を学習データとして学習して、位置ずれの情報を取得する取得モデルとしてもよい。その場合、取得モデルから取得された位置ずれの情報から補正情報を求めることができる。
次に、図7を用いて、取得装置303において算出された取得モデル、及び判定モデルを用いて補正情報と補正情報の信頼性を取得する方法について説明する。図7は、取得モデル、及び判定モデルを用いて補正情報と補正情報の信頼性とを取得する方法を示したフローチャートである。
S701において、取得装置303は、S606で保存した取得モデルの情報を取得する。ここで、取得モデルの情報には、パーセプトロンの層数、ニューロン数などニューラルネットワークの構造を表す情報や最適化された確率変数の情報が含まれうる。
S702において、取得装置303は、S607で保存した判定モデルの情報を取得する。ここで、判定モデルの情報には、パーセプトロンの層数、ニューロン数などニューラルネットワークの構造を表す情報や最適化された確率変数の情報が含まれうる。
S703において、取得装置303は、インプリント装置IMPにおいて取得された装置情報をネットワーク304経由で取得する。取得する装置情報は、学習データに使用した装置情報と同様の装置情報であり、インプリント装置IMPにおいて新たに取得された装置情報(第3情報)である。ここで、インプリント装置IMPは、取得した装置情報を取得装置303からの要求を受けて取得装置303に出力してもよいし、インプリント処理中に装置情報を取得した時に取得装置303に出力してもよい。また、装置情報をショット領域毎に出力してもよいし、装置情報を基板毎、または複数の基板毎にまとめて出力してもよい。
S704において、取得装置303は、S701で取得した取得モデルの情報と、S703において取得した装置情報を用いて、補正情報を取得する。取得する補正情報には、例えば、基板Sのショット領域ごとの、少なくとも1点におけるパターンの位置ずれを補正するための補正情報に関連する情報が含まれうる。さらに、基板Sのショット領域に対してインプリント処理を行う場合に、位置ずれが低減するように取得した補正情報を用いて、基板S上のショット領域と、型Mのパターン部MPとの位置合せを行う。
S705において、取得装置303は、S702で取得した判定モデルの情報と、S703において取得した装置情報を用いて、S704において取得した補正情報について信頼性を判定して、補正情報に関する信頼性の情報を取得する。
S706において、取得装置303は、補正情報をネットワーク304経由でインプリント装置IMPに出力する。
S707において、取得装置303は、補正情報に関する信頼性の情報をネットワーク304経由でインプリント装置IMPに出力する。
なお、S701で取得したモデルの情報が位置ずれの情報を取得する取得モデルの情報である場合、S703において取得した装置情報を用いて、位置ずれを取得する。そして、S706では取得モデルにより取得された位置ずれの情報がインプリント装置IMPに出力される。また、S707では取得モデルにより取得された位置ずれの情報に関する信頼性の情報がインプリント装置IMPに出力される。インプリント装置IMPは、位置ずれの情報から補正情報を求めて、基板S上のショット領域と、型Mのパターン部MPとの位置合せを行う。
次に、補正情報を用いて位置合せを行う方法について説明する。図8は、補正情報を用いて位置合せを行うインプリント処理を示したフローチャートである。図4と異なるステップはS801〜S804であるため、その他のステップについては説明を省略する。S801において、制御部110は、S403で保存した装置情報をネットワーク304経由で取得装置303に出力する。
ここで、取得装置303は、インプリント装置IMP(制御部110)から出力された装置情報をS703において取得する。また、S704において補正情報を取得して、S706において補正情報をインプリント装置IMP(制御部110)に出力する。また、S705において補正情報の信頼性に関する情報を取得して、S707において補正情報の信頼性に関する情報をインプリント装置IMP(制御部110)に出力する。
S802において、制御部110は、取得装置303から出力された補正情報の信頼性に関する情報を取得する。
S803において、制御部110は、補正情報の信頼性に関する情報に基づき、取得装置303から送信された補正情報の信頼性を判定する。
S803において補正情報に関して信頼性ありと判定された場合、S804に進み、制御部110は、取得装置303から出力された補正情報を取得する。そして、S404において、制御部110は、補正情報を用いてアライメントマーク間の相対位置に対する目標相対位置を補正する。そして、アライメントマーク間の相対位置が、補正された目標相対位置の許容範囲に収まるまで、基板駆動機構105を移動させて位置合せを行うように制御する。さらに、制御部110は、前述した型変形手段および基板変形手段を用いて、型Mのパターン部MPおよび基板Sのショット領域のうち少なくとも1つを変形させて、型Mのパターン部MPとショット領域の形状も合わせてもよい。
一方、S803において補正情報に関して信頼性なしと判定された場合、取得装置303から出力された補正情報を取得せずにS404に進む。そして、位置合せの目標位置を補正せずにアライメントを行う。
本実施例では、取得装置303において、取得モデル、及び判定モデルを算出して、補正情報を取得する方法について説明したが、取得装置303で実行される場合に限られない。例えば、制御装置305において、それらのモデルを算出して、補正情報、補正情報の信頼性の情報を取得してもよい。また、インプリント装置IMPの制御部110において、それらのモデルを算出して、補正情報、補正情報の信頼性の情報を取得してもよい。また、取得装置303、制御装置305、インプリント装置IMPの制御部110のいずれかを組合せて、それらモデルを算出して、補正情報、補正情報の信頼性の情報を取得してもよい。例えば、取得装置303においてそれらモデルを算出し、それらのモデルの情報をインプリント装置IMPの制御部110に出力して、制御部110がそれらのモデルを用いて補正情報、補正情報の信頼性の情報を取得してもよい。この場合、S801、S802、S804において、装置情報、補正情報、補正情報の信頼性の情報をネットワーク経由で出力する必要がないため処理時間が短縮しうる。
また、S801において出力する装置情報を取得したショット領域の次にインプリント処理を行うショット領域について、S802、S803、S804を実行してもよい。また、次の基板のショット領域であって、S801において出力する装置情報を取得したショット領域の位置と同一の位置にあるショット領域について、S802、S803、S804を実行してもよい。このような方法は、装置情報の取得から補正情報の取得までの時間が長い場合に、インプリント装置のスループット(生産性)に影響を与えないという点で有利である。
また、装置情報を取得したショット領域以外のショット領域に対して補正情報を用いて位置合せを行う場合、図4のS404以降に取得する装置情報を用いて、取得モデルおよび判定モデルの算出や補正情報の取得を行いうる。例えば、S404において取得される、せん断力の情報、アライメント計測値、アライメント画像、ステージ制御情報、スプレッド画像の情報が装置情報に含まれうる。また、S405において取得される、インプリント材IMを硬化させるための硬化光の光量や硬化光の照射時間が装置情報に含まれうる。また、S406において取得されるキャビティ圧の情報、スプレッド画像の情報、離型力の情報が装置情報に含まれうる。また、これらの装置情報についても、ある時点での情報でもよいし、ある期間における時系列の情報でもよい。
また、装置情報を取得したショット領域以外のショット領域に対して補正情報を用いて位置合せを行う場合、S801、S802、S803、S804のステップは、位置合せを行うタイミングまでであれば、任意のタイミングで行うことができる。
また、複数の点における位置ずれに関連する情報を取得し、ショット領域の回転誤差や形状誤差(例えば、倍率誤差など)を補正するための補正情報を取得して、ショット領域の回転誤差や形状誤差を補正してもよい。
以上、本実施例によれば、インプリント処理中に取得された装置情報と重ね合せ検査結果とを用いて学習を行った取得モデルから位置ずれに関連する情報を推定して、装置情報を用いて学習を行った判定モデルから補正情報の信頼性を判定する。よって、原版と基板との位置合せを行うための補正情報の信頼性を判定することができる。
(物品の製造方法)
本実施例における物品の製造方法について説明する。図9は、本実施例における物品の製造方法を説明するための図である。インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
本実施例における物品の製造方法について説明する。図9は、本実施例における物品の製造方法を説明するための図である。インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、MEMS、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、DRAM、SRAM、フラッシュメモリ、MRAMのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、LSI、CCD、イメージセンサ、FPGAのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
次に、物品の具体的な製造方法について説明する。図9(a)に示すように、絶縁体等の被加工材2zが表面に形成されたシリコン基板等の基板1zを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材2zの表面にインプリント材3zを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材3zが基板上に付与された様子を示している。
図9(b)に示すように、インプリント用の型4zを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材3zに向け、対向させる。図9(c)に示すように、インプリント材3zが付与された基板1zと型4zとを接触させ、圧力を加える。インプリント材3zは型4zと被加工材2zとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型4zを透して照射すると、インプリント材3zは硬化する。
図9(d)に示すように、インプリント材3zを硬化させた後、型4zと基板1zを引き離すと、基板1z上にインプリント材3zの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材3zに型4zの凹凸パターンが転写されたことになる。
図9(e)に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材2zの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝5zとなる。図9(f)に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材2zの表面に溝5zが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
なお、型4zとして、凹凸パターンを設けた回路パターン転写用の型を用いた例について述べたが、凹凸パターンがない平面部を有する型(平面テンプレート)であってもよい。
本実施例では、加工装置として露光装置(リソグラフィ装置)を用いた例について説明する。なお、ここで言及しない事項は、実施例1に従い得る。図10は、露光装置を示した図である。露光装置EXPは、パターン部が形成された原版に光を照射して、原版(工具)からの光で基板S(被加工物)上のショット領域にパターンを投影(加工)する装置である。露光装置EXPは、光源ユニット1001、照明光学系1002、マスクステージ1003(移動部)、投影光学系1004、基板ステージ1007(移動部)、基板チャック1008(基板保持部)を備えうる。
光源ユニット1001を出た光は照明光学系1002を介してマスクステージ1003に保持されたマスクMS(原版)を照明する。光源ユニット1001の光源としては、例えば高圧水銀ランプやエキシマレーザなどがある。なお、光源がエキシマレーザの場合は、光源ユニット1001は露光装置EXPのチャンバ内部にあるとは限らず、外付けになっている構成もあり得る。マスクMSには転写されるべきパターンが形成されている。マスクMSを照明した光は投影光学系1004を通過して基板Sに達する。基板Sは、例えば、シリコンウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板等である。
マスクMS上のパターンが、投影光学系1004を介して、基板S上に塗布された感光媒体(例えば、レジスト)に転写される。基板Sは基板チャック1008に真空吸着などの手段により平らに矯正された状態で保持されている。基板チャック1008は、基板Sを保持するための不図示の吸着手段を有する。吸着手段が基板Sを吸着する方式は、真空吸着方式、静電吸着方式、またはその他の吸着方式としても良い。また、吸着手段は、基板チャック1008において基板Sを保持する保持面に配置された、複数の吸着パッド(吸着部)を含み得る。また、基板チャック1008は基板ステージ1007に保持されている。基板ステージ1007は移動可能に構成されている。そして、基板ステージ1007を投影光学系1004の光軸に対して垂直な面に沿って2次元的にステップ移動しながら、基板Sに複数のショット領域を繰り返し露光する。これはステップアンドリピート方式と呼ばれる露光方式である。なお、マスクステージ1003と基板ステージ1007を同期しながらスキャンして露光を行う、ステップアンドスキャン方式と呼ばれる露光方式もあり、本実施例はそのような方式を採用する露光装置にも同様に適用できる。
また、投影光学系1004は、ショット領域に対するパターンの相対的な形状を変形するパターン変形手段を備えうる。また、ステップアンドスキャン方式の露光装置では、スキャン中のステージ軌道を制御する(例えば、スキャン方向と直交する方向にずらしながらスキャンする)ことにより、ショット領域に対するパターンの相対的な形状を変形する軌道変更手段を備えうる。
また、露光装置EXPは、制御部1009、アライメント計測部1005、フォーカス計測部1006を備えうる。制御部1009は、露光装置EXPの各部の動作および調整などを制御することで基板S上にパターンを形成する露光処理を制御する。制御部1009の構成については、実施例1の制御部110と同様であり、例えば、図2に示した情報処理装置から構成されうる。
アライメント計測部1005は、基板S上のアライメントマーク(不図示)の位置を計測する。制御部1009は、アライメント計測部1005からの信号を処理して、マスクMSと基板Sとの位置合せをするためのマスクステージ1003、および基板ステージ1007の少なくとも一方の駆動量を算出する。そして、制御部1009は、マスクステージ1003、および基板ステージ1007の少なくとも一方を駆動して、マスクMSと基板Sとを位置合せして、露光を行うように制御する。さらに、前述したパターン変形手段や軌道変更手段により、ショット領域に対するパターンの相対的な形状を合わせることにより、位置合せを行うように制御してもよい。アライメント計測部1005により計測されるアライメントマークの位置に関する情報をアライメント計測値とする。アライメント計測値には、アライメントマークの位置、およびアライメントマーク間の相対位置が含まれうる。また、アライメント計測部1005で撮像した画像をアライメント画像とする。
フォーカス計測部1006は、投影光学系1004からの光の照射領域内における複数の計測点で基板Sの高さを計測する。フォーカス計測部1006は、投影光学系1004からの光の照射領域内における複数の計測点の配置が固定されており、複数の計測点の各々において基板Sの高さを計測するように構成されている。そして、フォーカス計測部1006は、基板Sに光を斜入射させて反射された光を受光する斜入射型の光センサを複数含み、それら複数の光センサによって複数の計測点で基板Sの高さを計測する。これにより、制御部1009は、複数の計測点での基板Sの高さの計測結果に基づいて、基板Sの高さ、および傾きの少なくとも一方を位置合せするための基板ステージ1007の駆動量を算出する。そして、制御部1009は、基板ステージ1007を駆動して、基板Sの高さ、および傾きの少なくとも一方を位置合せして、露光を行うように制御する。また、フォーカス計測部1006は、基板Sに光を斜入射させる光センサを含むように構成されているが、それに限られるものではなく、静電容量センサや圧力センサなどのセンサを含むように構成されてもよい。
本実施例では、露光装置において露光処理中に取得される装置情報から基板と原版との位置合わせを制御するための補正情報(指令情報)が取得される。また、露光処理中に取得される装置情報から取得した装置情報に関する信頼性が判定される。図11は、露光処理を示したフローチャートである。まず、S1101において、制御部1009は、不図示の基板搬送機構に基板Sを基板チャック1008に搬入させるように制御する。そして、制御部1009は、基板チャック1008における複数の吸着パッド毎に制御された吸着力の分布の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。
S1102において、制御部1009は、アライメント計測部1005によりアライメントマークを計測させるように制御する。そして、制御部1009は、基板S上のショット領域と投影光学系1004からの光の照射領域との相対位置が目標相対位置の許容範囲に収まるまで基板ステージ1007を移動させて位置合せを行うように制御する。なお、制御部1009は、マスクステージ1003を移動させて位置合せを行うように制御してもよいし、マスクステージ1003、および基板ステージ1007を移動させて位置合せを行うように制御してもよい。さらに、前述したパターン変形手段や軌道変更手段により、ショット領域に対するパターンの相対的な形状を合わせることにより、位置合せを行うように制御してもよい。そして、制御部1009は、アライメント制御値、アライメント画像の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。また、制御部1009は、露光処理を実行するショット領域の位置を装置情報として記憶装置204に保存する。また、制御部1009は、基板ステージ1007を移動することにより生じる振動を不図示のステージ計測部により計測されるよう制御する。そして、制御部1009は、計測されたステージ計測情報を装置情報として記憶装置204に保存する。ステージ計測情報には、基板ステージ1007に生じる振動に関する統計値や時系列の情報が含まれうる。
S1103において、制御部1009は、ショット領域が投影光学系1004のフォーカス位置に移動するために、フォーカス計測部1006により基板Sの高さを計測させ、基板ステージ1007を移動させるように制御する。また、制御部1009は、フォーカス計測部1006により計測したフォーカス計測値を装置情報として記憶装置204に保存する。
S1104において、制御部1009は、光源ユニット1001、照明光学系1002、投影光学系1004等を制御して、基板S上のショット領域に光を照射させて露光を行う。また、制御部1009は、不図示の露光量計測部により露光量を計測させ、計測した露光量の情報を装置情報として記憶装置204に保存する。また、露光量の情報は、露光開始から積算された露光量である積算露光量の情報としてもよい。また、制御部1009は、ショット領域に光を照査して露光した時間である露光時間を装置情報として記憶装置204に保存する。
また、吸着力の分布の情報等の装置情報は、ある時点の情報としてもよいし、ある期間における時系列の情報としてもよい。
S1105において、制御部1009は、基板S上の全ショット領域に対し露光処理が終了したか否かを判定する。制御部1009が基板S上の全ショット領域に対して露光処理が終了していないと判定した場合は、制御部1009はS1102に戻り、次のショット領域に対して露光処理を行うように制御する。また、制御部1009が基板S上の全ショット領域に対して露光処理が終了したと判定した場合は、制御部1009はS1106に進む。
S1106において、制御部1009は、不図示の基板搬送機構に基板Sを基板チャック1008から搬出させるように制御する。
この後、露光処理を行いパターンが形成された基板Sを重ね合せ検査装置301に搬送して、重ね合せ検査装置301は基板Sに形成されたパターンについて重ね合せ検査を行う。重ね合せ検査装置301は、ショット領域毎に重ね合せ検査結果を重ね合せ検査装置301の記憶装置に保存する。重ね合せ検査結果は、基板Sのショット領域ごとに、少なくとも1点におけるパターンの位置ずれを計測した計測結果(位置ずれに関連する情報)を含みうる。
次に、補正情報を用いて位置合せを行う方法について説明する。なお、取得モデルおよび判定モデルの算出、補正情報および補正情報の信頼性の取得については、実施例1と同様のため説明を省略する。図12は、補正情報を用いて位置合せを行う露光処理を示したフローチャートである。図11と異なるステップはS1201〜S1205であるため、その他のステップについては説明を省略する。S1201において、制御部1009は、露光処理中に保存した装置情報をネットワーク304経由で取得装置303に出力する。
S1202において、制御部1009は、取得装置303から出力された補正情報の信頼性に関する情報を取得する。S1203において、制御部1009は、補正情報の信頼性に関する情報に基づき、取得装置303から送信された補正情報の信頼性を判定する。S1203において補正情報に関して信頼性ありと判定された場合、S1204に進み、制御部1009は、補正情報を取得する。そして、S1205において、制御部1009は、補正情報を用いて位置合せの目標位置を補正する。さらに、投影光学系1004のパターン変形手段によりショット領域に対するパターンの相対的な形状を変形させたり、スキャン中のステージ軌道を制御する軌道変更手段によりショット領域に対するパターンの相対的な形状を変形させたりしてもよい。
一方、S1203において補正情報に関して信頼性なしと判定された場合、補正情報を取得せずにS1204に進む。そして、位置合せの目標位置を補正せずにアライメント補正を行う。
S1103において、制御部1009は、基板ステージ1007を駆動して、露光処理を行うショット領域が投影光学系1004からの光の照射領域に位置するように基板Sを移動する。
図12の例では、S1204のアライメントの前に装置情報を出力し、補正情報を取得しているため、同一のショット領域についてアライメントやフォーカス合せをした時に取得した装置情報を用いて補正情報を取得できない。そこで、フォーカス合せの後に装置情報を出力し、補正情報を取得して、再度、補正情報を反映したアライメントを行ってもよい。
以上、本実施例によれば、露光処理中に取得された装置情報と重ね合せ検査結果とを用いて学習を行った取得モデルから補正情報を取得して、装置情報を用いて学習を行った判定モデルから補正情報の信頼性を判定する。よって、原版と基板との位置合せの制御を行うための指令情報の信頼性を判定することができる。
(物品の製造方法)
本実施例における物品の製造方法は、例えば、デバイス(半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置EXPを用いて、感光剤が塗布された基板を露光する(パターンを基板に形成する)工程と、露光された基板を現像する(基板を処理する)工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど)を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性および生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
本実施例における物品の製造方法は、例えば、デバイス(半導体素子、磁気記憶媒体、液晶表示素子など)などの物品を製造するのに好適である。かかる製造方法は、露光装置EXPを用いて、感光剤が塗布された基板を露光する(パターンを基板に形成する)工程と、露光された基板を現像する(基板を処理する)工程を含む。また、かかる製造方法は、他の周知の工程(酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージングなど)を含みうる。本実施形態における物品の製造方法は、従来に比べて、物品の性能、品質、生産性および生産コストの少なくとも1つにおいて有利である。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。加工装置の一例として、インプリント装置、露光装置について説明したが、これらに限定されるものではない。
加工装置の一例として、荷電粒子光学系を介して荷電粒子線(電子線やイオンビームなど)で基板に描画を行って、基板にパターン形成を行う描画装置(リソグラフィ装置)などの装置であっても良い。また、感光媒体を基板の表面上に塗布する塗布装置、パターンが転写された基板を現像する現像装置など、デバイス等の物品の製造において、前述のようなインプリント装置等の装置が実施する工程以外の工程を実施する製造装置も含みうる。
加工装置の一例として、凹凸パターンがない平面部を有するモールド(平面テンプレート)を用いて基板上の組成物を平坦化するように成形する平坦化装置であってもよい。
加工装置の一例として、ドリル、エンドミル等の切削用の工具を用いて、被加工対象物(被加工対象ワーク)を加工する加工装置をも含みうる。
また、実施例1乃至実施例2は、単独で実施するだけでなく、実施例1乃至実施例2の組合せで実施することができる。
Claims (22)
- 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置において前記工具と前記被加工物との位置合せの制御に用いられる指令情報の信頼性を判定する情報処理装置であって、
前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報、前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報、および前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる第2指令情報を取得する取得手段と、
前記第1情報、および前記第3情報を用いて、前記取得手段により取得された前記第2指令情報の信頼性を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 - 前記第1情報および前記第3情報には、前記加工装置において前記工具および前記被加工物の少なくとも一方を移動する移動部を制御するための指令値に関する情報が含まれることを特徴とする、請求項1に記載の情報処理装置。
- 前記第1情報および前記第3情報には、前記加工装置において前記被加工物を保持する保持部に備えられた複数の吸着部における吸着力の分布に関する情報が含まれることを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の情報処理装置。
- 前記第1情報および前記第3情報には、前記加工装置において前記工具および前記被加工物の少なくとも一方に形成されたアライメントマークを計測して得られるアライメント計測値、およびアライメント画像に関する情報のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記加工装置は前記工具としての原版のパターン部と前記被加工物としての基板上のインプリント材とを接触させてパターンを形成するインプリント装置であって、
前記第1情報および前記第3情報には、前記インプリント材を供給する量および前記インプリント材を供給する位置を定めるドロップレシピの情報、前記インプリント材と前記原版のパターンとが接触するときに前記原版に作用する押圧力の情報、前記原版の凹部と前記原版を保持する型保持部との間の空間の圧力の情報、前記原版のパターンと接触した前記インプリント材が撮像された画像の情報、前記インプリント材と前記原版のパターンとが接触するときに前記原版と前記基板との間に作用するせん断力の情報、および前記インプリント材と前記原版のパターンとを分離するために要する離型力の情報のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記押圧力の情報には、前記原版の複数の位置において作用する押圧力の分布の情報を含むことを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
- 前記離型力の情報には、前記原版の複数の位置において作用する離型力の分布の情報を含むことを特徴とする請求項5に記載の情報処理装置。
- 前記加工装置は前記被加工物としての基板を露光してパターンを形成する露光装置であって、
前記第1情報および前記第3情報には、前記基板の高さを計測して得られるフォーカス計測値、前記基板を保持する基板ステージの振動を計測して得られる計測情報、前記基板を露光する光の光量を計測して得られる露光量、前記基板を露光する時間を表す露光時間に関する情報のうち少なくとも1つが含まれることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記取得手段において、前記第1情報および前記第2情報を学習データとした機械学習により取得された取得モデルを用いて前記第2指令情報を取得することを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記判定手段において、前記第1情報を学習データとした機械学習により取得された判定モデルを用いて前記信頼性を判定することを特徴とする請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の情報処理装置。
- 前記取得手段において、前記被加工物としての第1基板の第1ショット領域に行われた前記第1加工を行うときに取得された第1情報、前記第2情報、および前記被加工物としての第2基板の第2ショット領域に前記第2加工を行うときに取得された前記第3情報から前記第2ショット領域に行われる第2加工における前記制御に用いられる前記第2指令情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記取得手段において、前記被加工物としての第1基板の第1ショット領域に行われた前記第1加工を行うときに取得された第1情報、前記第2情報、および前記被加工物としての第2基板上の第2ショット領域に前記第2加工を行うときに取得された前記第3情報から、前記第2ショット領域とは異なる第3ショット領域に形成される第2加工における前記制御に用いられる前記第2指令情報を取得する、
ことを特徴とする請求項1ないし請求項10のいずれか1項に記載の情報処理装置。 - 前記第3ショット領域は、前記第2ショット領域と同一の基板上にあることを特徴とする請求項12に記載の情報処理装置。
- 前記第3ショット領域は、前記第2ショット領域とは異なる基板上にあることを特徴とする請求項12に記載の情報処理装置。
- 前記第3ショット領域の基板上における位置は、前記第2ショット領域の基板上における位置と同一であることを特徴とする請求項14に記載の情報処理装置。
- 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置により被加工物に行われた加工における制御に用いられる指令情報を取得する取得モデル及び前記指令情報の信頼性を判定する判定モデルを生成する情報処理装置であって、
前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報および前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報を学習データとした機械学習により、前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる第2指令情報を取得するための取得モデルを生成する第1生成手段と、
前記第1情報を学習データとした機械学習により、前記取得モデルにより取得される第2指令情報の信頼性を判定するための判定モデルを生成する第2生成手段と、
を有することを特徴とする情報処理装置。 - 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置において工具と被加工物の位置合せに用いられる補正情報の信頼性をコンピュータに判定させるプログラムであって、
前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報、前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報、および前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる第2指令情報を取得する取得工程と、
前記第1情報、および前記第3情報を用いて、前記取得工程により取得された前記第2指令情報の信頼性を判定する判定工程と、
を有する判定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。 - 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置により被加工物に行われた加工における制御に用いられる指令情報を取得する取得モデル及び前記指令情報の信頼性を判定する判定モデルをコンピュータに生成させるプログラムであって、
前記被加工物に行われた第1加工における前記加工装置の状態を表す第1情報および前記第1加工が行われた前記被加工物を検査して取得された検査結果に関する情報を含む第2情報を学習データとした機械学習により、前記被加工物に行われる第2加工における前記加工装置の状態を表す第3情報から前記第2加工における前記制御に用いられる第2指令情報を取得するための取得モデルを生成する第1生成工程と、
前記第1情報を学習データとした機械学習により、前記取得モデルにより取得される第2指令情報の信頼性を判定するための判定モデルを生成する第2生成工程と、
を有する生成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。 - 工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置であって、請求項1乃至15のいずれか1項に記載の情報処理装置を有し、
前記判定手段により前記第2指令情報の信頼性があると判定された場合は、前記第2指令情報を用いて前記工具と前記被加工物との位置合せを行い、前記判定手段により前記第2指令情報の信頼性がないと判定された場合は、前記第2指令情報を用いずに前記工具と前記被加工物との位置合せを行い、前記被加工物に加工を行うことを特徴とする加工装置。 - 請求項19に記載の加工装置を用いて、被加工物に加工を行う工程と、
前記工程で前記加工が行われた前記被加工物を処理する工程と、を有し、
前記処理された被加工物から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。 - 請求項1乃至15のいずれか1項に記載の情報処理装置と、
工具を用いて被加工物に加工を行う加工装置と、を有し
前記情報処理装置において前記判定手段により前記第2指令情報の信頼性があると判定された場合は、前記第2指令情報を用いて前記工具と前記被加工物との位置合せを行い、前記情報処理装置において前記判定手段により前記第2指令情報の信頼性がないと判定された場合は、前記第2指令情報を用いずに前記工具と前記被加工物との位置合せを行い、前記被加工物に加工を行うことを特徴とする加工システム。 - 請求項21に記載の加工システムを用いて、被加工物に加工を行う工程と、
前記工程で前記加工が行われた前記被加工物を処理する工程と、を有し、
前記処理された被加工物から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
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