JP6849885B2 - 誤作動する液滴供給ノズルを検出し補償するためのシステムおよび方法 - Google Patents
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Description
図1は、実施形態が実施されうるナノインプリントリソグラフィシステム100の図である。ナノインプリントリソグラフィシステム100は、基板102上にレリーフパターンを形成するために用いられる。基板102は、基板チャック104に結合されうる。基板チャック104は、限定されるものではないが、真空チャック、ピン型、溝型、静電、電磁気などであってもよい。
例示的な流体ディスペンサ122は、液滴のアレイを生成するように基板102上のインプリント領域を横切って走査される複数のノズル240を含む。一実施形態では、インプリント領域を横切って流体ディスペンサ122を走査することは、流体ディスペンサ122の下で基板102を前後に移動させる基板ステージ106を使用することを含みうる。例示的な実施形態では、流体ディスペンサ122aは、図2Aに示すように単一行のノズルを含む。代わりの実施形態では、流体ディスペンサ122bは、図2Bに示すように複数列のノズルを含む。代わりの実施形態では、流体ディスペンサは、1以上の列が1以上の他の列からオフセットされた複数行を含む。一実施形態では、流体ディスペンサ122は、供給高さ(zd)で基板102の上方に位置決めされる。代わりの実施形態では、流体ディスペンサ122は、インプリント領域を横切って流体ディスペンサ122の走査する又は走査を調整するための基板ステージ106および/またはテンプレート位置決めシステムと組み合わせて使用されうる、独立した流体ディスペンサ位置決めシステムを有する。
ナノインプリントリソグラフィシステム100は、液滴検査システム138を含みうる。液滴検査システム138は、図3Aに示すようにラインカメラ342aを含みうる。液滴検査システム138の1以上の構成要素は、ブリッジ120に固定されうる。一実施形態では、ブリッジ120は、流体ディスペンサ122によって供給された液滴を液滴検査システム138が見る1以上の検査ポートを含みうる。一実施形態では、検査レンズは、ラインカメラ342aがブリッジの上方にある間に液滴に近接してブリッジ120の下に固定される。検査レンズは、供給高さ(zd)より大きい焦点高さに固定されうる。ラインカメラ342aは、流体ディスペンサ122とテンプレートチャック118との間に位置決めされうる。代わりの実施形態では、液滴検査システム122は、ラインカメラ342aが流体ディスペンサ122とテンプレートチャック118との間以外の位置から基板102上の液滴を検査することを可能にする1以上の光学部品を含みうる。一実施形態では、ラインカメラ342aは、図3Aに示すように一方向に配列された複数のピクセル344を含む。代わりの実施形態では、液滴検査システムは、図3Bに示すような複数のラインカメラ342a、または、単一次元に沿って限られた数の列(1〜4)を有する単一のラインカメラを含む。比較例では、液滴検査システム138は、図3Cに示すように2Dフォトダイオードアレイ342cを含みうる。2Dフォトダイオードアレイ342cなどのエリアセンサにおいては、光学部品は、X×Yピクセルを有するセンサ上に画像を投影するために使用される。
図4Aは、一実施形態で実施されうる液滴検査方法400aの図である。ステップS402において、プロセッサ132は、プロセッサ132が流体ディスペンサ122に送信する吐出信号の組を含みうる又は決定するために使用されうる初期供給マップを受信しうる。供給マップは、基板102およびテンプレート108のトポグラフィ用に調整されており、流体ディスペンサ122が各インプリント領域に供給するであろう液滴の所望のマップである。
図4Bは、液滴検査方法400aと実質的に同様の代わりの液滴検査方法400bの図である。インプリントステップS418が、ステップS412、S414およびS416と並行して行われることを除いて。この代わりの処理は、より複雑な解析が実行された場合に実行されてもよく、これは、不良の供給処理によるテンプレートの損傷を防止するのではなく、誤作動ノズルが1つのインプリント領域にしか影響を与えないようにすることができる。
図4Cは、液滴検査方法400aと実質的に同様の代わりの液滴検査方法400Cの図である。液滴供給処理の間に液滴検査が行われることを除いて。この代わりの処理は、ステップS410およびS412における解析がステップS408cより早く行われる場合に実行されてもよい。初期供給マップが受信された後、処理は、分割ステップS426において初期供給マップをN個の供給領域に分割しうる。各供給領域jは、1以上の液滴のラインを含みうる。初期化ステップS406cは、インプリント領域インデックスiと供給領域インデックスjとの両方を初期化することを含みうる。代わりの液滴検査方法400cは、流体ディスペンサ122がインプリント領域iの供給領域j上に液滴を供給するように、基板102と流体ディスペンサ122と互いに対して移動させることを含む代わりの供給ステップ408cを含みうる。
図4Dは、液滴検査方法400cと実質的に同様の代わりの液滴検査方法400dの図である。液滴供給処理と並行して液滴検査処理が行われることを除いて。一実施形態では、方法400dにおいて、供給ステップS408cが第1領域に対して行われた後、液滴検査処理がステップS410で開始し、各供給領域jに対して行われる。ステップS408cが実行された後も、ノズル誤作動フラグがチェックされる。ノズル誤作動フラグは、供給ステップS408cの間にもチェックされうる。代わりの実施形態では、ノズル誤作動チェック処理は、1以上の処理を停止または一時停止させる割り込み処理である。ノズル誤作動フラグがセットされていない場合には、処理はステップS428に進む。ノズル誤作動フラグがセットされた場合には、処理はステップS434で一時停止する。ステップS434の間、供給処理の状態が保存され、供給処理は、ステップ416d中の回復処理が開始されている間において一時停止される。
図5Aは、ラインカメラ342aがどのように流体ディスペンサ122とテンプレートチャック118との間に位置決めされ、基板102の上方に位置決めされうるのかの図である。第1ラインの液滴がラインカメラで撮像される前に、複数ラインの液滴が供給されうる。流体ディスペンサ122は、基板102上に液滴を形成する成形可能材料124を供給する。液滴のラインの上方に位置決めされたときのラインカメラは、基板102上に堆積された液滴のライン画像を取得するために使用されうる。基板位置決めステージ106は、流体ディスペンサ122、ラインカメラ342aおよびテンプレートチャック118に対して基板102を移動させることができる。図5Bは、2つのラインカメラ342a−bが使用され、第2ラインカメラ342bは、パターン化された基板の基準ライン画像を取得するために使用されうる一実施形態を示す。図5Cは、第2ラインの液滴が流体ディスペンサ122により供給されるときに先立ってライン液滴のライン画像が取得されうるように、ラインカメラ342aが位置決めされた一実施形態を示す。
液滴検査システム138は、図7Aに示すように、1以上の追加の光学部品756を含みうる。一実施形態では、液滴検査システム138は、流体ディスペンサ122とテンプレートチャック108との間に位置決めされた前側焦点レンズ756fを含む。前側焦点レンズ756fの前面は、基板102の上方の作動距離(zw)に位置決めされる。一実施形態では、作動距離(zw)は、吐出高さ(zd)の10mmに等しいか又はその範囲内である(zw=zd±10mm)。本出願人は、シリンドリカルレンズおよびラインカメラが一緒に使用される場合、インプリント領域内の液滴のラインを撮像する追加の基準を満たし、且つ、スループットを向上させて液滴収縮の影響を最小限にするようにインプリントテンプレートとディスペンサとの間の距離を狭く維持しながら、作動距離が20mm未満に低減されうることを見出した。これは、ディスペンサとテンプレートとの間の距離が適切なスループットを保証して液滴収縮を低減させるのに十分狭く維持されうる場合、作動距離が200mmを超える必要がありうる円形の前面焦点レンズを使用する実施形態とは対照的である。液滴検査システム138は、液滴撮像光源758を含み、または、液滴撮像光源758からの光を受けうる。液滴検査システム138は、液滴撮像光源758からの光を、例えばラインカメラ742の撮像経路と組み合わせるビームスプリッタを含みうる。液滴撮像光源758は、テンプレート108を実質的に加熱しないように位置決めされうる。液滴撮像光源758は、500nm以上の光を生成してもよく、成形可能材料124を重合する化学線を生成しなくてもよい。一実施形態では、液滴撮像光源758は、屈折、吸収、蛍光のいずれかによって、基板と液滴との間にコントラストを提供する波長を有する。一実施形態では、液滴は基板より暗く見え、代わりの実施形態では、液滴は基板より明るく見える。追加の光学部品は、ミラー、絞り(アパーチャ)、またはレンズでありうる。光学部品756は、図7Bに示すように、球面レンズを含んでもよい。球面レンズは、平凸レンズまたは他の種類のレンズでありうる。光学部品は、図7Aに示すように、光中継ラインとして配置されうる。
Claims (20)
- テンプレートを用いて基板上にパターン層を形成するインプリント装置であって、
プロセッサと、
前記テンプレートを保持するテンプレートチャックと、
前記基板を保持する基板チャックと
複数のノズルを有する流体ディスペンサであって、各ノズルは、前記プロセッサから受信した吐出信号に応じて前記基板上に成形可能材料の液滴を吐出するように構成され、第1の組の吐出信号に応じて前記基板上の第1位置上に第1ラインの成形可能材料の吐出液滴を供給する、流体ディスペンサと、
前記テンプレートチャックと前記流体ディスペンサとの間に配置されたラインカメラであって、前記流体ディスペンサにより前記基板上に供給された前記第1ラインの吐出液滴を前記テンプレートチャックと前記流体ディスペンサとの間で撮像することにより第1の組のカメラ信号を生成する、ラインカメラと、
を含み、
前記プロセッサは、前記第1の組のカメラ信号を受信するように構成され、
前記プロセッサは、前記第1の組のカメラ信号を解析することにより、前記複数のノズルの中から1以上の誤作動ノズルを特定するとともに、前記1以上の誤作動ノズルから吐出される液滴の体積偏差または欠損が補償されるように成形可能材料の液滴を前記基板上に供給するための第2の組の吐出信号を生成し、
前記流体ディスペンサは、前記第2の組の吐出信号に応じて、前記基板上の第2位置上に第2ラインの成形可能材料の吐出液滴を供給する、
ことを特徴とするインプリント装置。 - 前記1以上の誤作動ノズルは、前記第1の組のカメラ信号のうち1以上の信号によって決定された液滴を生成しない非機能ノズルである、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1以上の誤作動ノズルは、前記第1の組のカメラ信号のうち1以上の信号によって決定されたのとは誤ったサイズまたは位置である液滴を生成する低性能ノズルである、ことを特徴とする請求項1に記載のインプリント装置。
- 前記基板における複数のインプリント領域のうちの1つである第1インプリント領域上に前記流体ディスペンサにより供給された第1の複数の液滴に前記テンプレートを接触させて、前記テンプレートと前記基板の前記第1インプリント領域との間に第1膜を形成するように、前記テンプレートと前記基板とを位置決めする位置決めシステムと、
前記テンプレートが前記第1膜に接触している間に、前記第1膜を化学線で露光する硬化システムと、
を更に含み、
前記第1の複数の液滴は、前記第1ラインの吐出液滴を含み、
前記位置決めシステムは、前記第1膜が化学線で露光された後、前記化学線によって硬化された前記第1膜から前記テンプレートを持ち上げるように、前記テンプレートチャックに対して前記基板チャックを位置決めする、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。 - 前記位置決めシステムは、前記基板における前記複数のインプリント領域のうち前記第1インプリント領域と異なる第2インプリント領域上に前記流体ディスペンサにより供給された第2の複数の液滴に前記テンプレートを接触させて、前記テンプレートと前記基板の前記第2インプリント領域との間に第2膜を形成するように、前記テンプレートと前記基板とを位置決めし、
前記第2の複数の液滴は、前記第2ラインの吐出液滴を含み、
前記硬化システムは、前記テンプレートが前記第2膜に接触している間に前記第2膜を化学線で露光し、
前記位置決めシステムは、前記第2膜が化学線で露光された後、前記化学線によって硬化された前記第2膜から前記テンプレートを持ち上げるように、前記テンプレートチャックに対して前記基板チャックを位置決めする、ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。 - 硬化された後の前記第2膜は、前記化学線によって硬化された後の前記第1膜より少ない欠陥を含む、ことを特徴とする請求項5に記載のインプリント装置。
- 前記第1の複数の液滴は、前記第1ラインの吐出液滴が前記ラインカメラで撮像される前に前記流体ディスペンサにより前記第1インプリント領域上に供給される前記第2ラインの吐出液滴を含む、ことを特徴とする請求項4に記載のインプリント装置。
- 前記第1の複数の液滴は、1以上の追加ラインの成形可能材料の吐出液滴を、前記第1ラインの吐出液滴と前記第2ラインの吐出液滴との間に含む、ことを特徴とする請求項7に記載のインプリント装置。
- 前記ラインカメラに対して位置決めされたシリンドリカルレンズを更に含み、
前記シリンドリカルレンズは、前記流体ディスペンサと前記テンプレートチャックとの間に配置されている、ことを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記シリンドリカルレンズは、前記第1ラインの吐出液滴を前記ラインカメラ上に合焦させるように位置決めされている、ことを特徴とする請求項9に記載のインプリント装置。
- 前記流体ディスペンサは、前記第1ラインの吐出液滴を含むM本のラインの吐出液滴を前記基板の第1インプリント領域に供給し、
前記ラインカメラは、前記第1の組のカメラ信号を含むN組のカメラ信号を得るように構成され、前記N組のカメラ信号のうちの各組のカメラ信号は、前記M本のラインの吐出液滴の1つに関連付けられ、
NはMより小さい、ことを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記流体ディスペンサは、前記第1の組の吐出信号に応じて、前記複数のノズルのうち第1の組のノズルを用いて前記基板上に成形可能材料の液滴を供給し、
前記第1の組のノズルに前記1以上の誤作動ノズルが特定された場合、前記流体ディスペンサは、前記第2の組の吐出信号に応じて、前記複数のノズルのうち前記1以上の誤作動ノズルを含まない第2の組のノズルを用いて前記基板上に成形可能材料の液滴を供給する、ことを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記プロセッサが1以上の誤作動ノズルを特定しない第1の場合では、前記流体ディスペンサは、前記第1ラインの吐出液滴を含む複数ラインの吐出液滴を前記基板上のインプリント領域に単一パスで供給し、
前記プロセッサが1以上の誤作動ノズルを特定した第2の場合では、前記流体ディスペンサは、前記1以上の誤作動ノズルが使用されないように、前記第2ラインの吐出液滴を含む前記複数ラインの吐出液滴を前記インプリント領域に2以上のパスで供給する、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記プロセッサが1以上の誤作動ノズルを特定しない第1の場合では、前記流体ディスペンサは、前記第1ラインの吐出液滴を含む複数ラインの吐出液滴を前記基板上のインプリント領域に2以上のパスで供給し、
前記プロセッサが1以上の誤作動ノズルを特定した第2の場合では、前記流体ディスペンサは、前記1以上の誤作動ノズルが使用されないように、前記第2ラインの吐出液滴を含む前記複数ラインの吐出液滴を前記インプリント領域に2以上のパスで供給する、ことを特徴とする請求項1乃至12のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記ラインカメラは、一方向に配列された複数のピクセルを含み、
前記複数のピクセルのうちの各ピクセルは、光電変換素子であり、
前記ラインカメラの各ピクセルによって検出された電磁線の強度は、前記カメラ信号の組の要素によって表され、
前記第1ラインの吐出液滴のうちの各液滴は、前記第1の組のカメラ信号の1以上の要素に関連付けられ、
前記プロセッサは、特定のノズルに関連づけられた前記第1の組のカメラ信号の1以上の要素を1以上の閾値と比較することにより、当該特定のノズルが誤作動ノズルであるかどうかを決定する、ことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記流体ディスペンサは、前記流体ディスペンサに対して前記基板が移動している第1状態で、前記第1ラインの吐出液滴を含む複数の液滴を前記基板上に供給し、
前記ラインカメラは、前記流体ディスペンサにより前記複数の液滴が前記基板上に供給されている前記第1状態において、前記流体ディスペンサにより前記基板上に供給された前記第1ラインの成形可能材料の液滴を撮像する、ことを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載のインプリント装置。 - 前記第1状態は、前記流体ディスペンサの下方から前記テンプレートの下方に向かう方向に前記基板が移動している状態である、ことを特徴とする請求項16に記載のインプリント装置。
- 前記ラインカメラは、前記流体ディスペンサにより前記基板上に供給された前記第1ラインの吐出液滴をシリンドリカルレンズを介して撮像することにより前記第1の組のカメラ信号を生成する、ことを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載のインプリント装置。
- テンプレートを用いて基板上にパターン層を形成するインプリント装置であって、
プロセッサと、
テンプレートを保持するテンプレートチャックと、
前記基板を保持して移動させる基板位置決めステージと、
複数のノズルを有する流体ディスペンサであって、各ノズルは、前記基板位置決めステージ上の前記基板上に成形可能材料の液滴を吐出するように構成されている、流体ディスペンサと、
前記テンプレートチャックと前記流体ディスペンサとの間に配置されたラインカメラであって、前記テンプレートチャックと前記流体ディスペンサとを繋ぐ直線に交差する方向に配置された複数のピクセルを含むラインカメラと、
を含み、
前記ラインカメラは、前記基板位置決めステージと共に移動する前記基板からの光を前記テンプレートチャックと前記流体ディスペンサとの間で検出し、当該光に応じて、前記複数のノズルから吐出された液滴のラインを表すカメラ信号の組を生成するように位置決めされ、
前記プロセッサは、前記カメラ信号の組を解析することにより、前記複数のノズルの中から1以上の誤作動ノズルを特定する、ことを特徴とするインプリント装置。 - 物品の製造方法であって、
請求項1乃至19のいずれか1項に記載のインプリント装置を用いて、基板上にパターン層を形成する工程と、
前記物品を製造するように、前記パターン層が形成された前記基板上にデバイス製造のための追加のプロセスを実行する工程と、を含む、ことを特徴とする物品の製造方法。
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