KR20210038337A - 정보 처리 장치, 판정 방법, 임프린트 장치, 리소그래피 시스템, 물품 제조 방법 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 - Google Patents

정보 처리 장치, 판정 방법, 임프린트 장치, 리소그래피 시스템, 물품 제조 방법 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체 Download PDF

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신이치로 고가
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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

본 발명은, 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치로서, 상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득된 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛, 및 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되고 상기 패턴을 포함하는 상기 화상을, 상기 생성 유닛에 의해 생성된 복수의 학습 모델에 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛을 포함하는, 정보 처리 장치를 제공한다.

Description

정보 처리 장치, 판정 방법, 임프린트 장치, 리소그래피 시스템, 물품 제조 방법 및 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체{INFORMATION PROCESSING APPARATUS, DETERMINATION METHOD, IMPRINT APPARATUS, LITHOGRAPHY SYSTEM, ARTICLE MANUFACTURING METHOD, AND NON-TRANSITORY COMPUTER-READABLE STORAGE MEDIUM}
본 발명은 정보 처리 장치, 판정 방법, 임프린트 장치, 리소그래피 시스템, 물품 제조 방법 및 저장 매체에 관한 것이다.
기판 상에 미세한 패턴을 형성하는 기술로서, 원판의 패턴을 투영 광학계를 통해서 기판에 전사하는 노광 장치를 사용하는 리소그래피 기술이 알려져 있다. 근년에는, 기판 상의 임프린트재를 몰드를 사용하여 성형함으로써, 몰드에 형성된 미세한 패턴을 기판 상에 전사하는 임프린트 기술도 주목받고 있다. 이와 같은 임프린트 기술은 일본 특허 공개 공보 제2019-80047호에 개시되어 있다.
임프린트 기술은 임프린트재 경화법으로서 광경화법을 포함한다. 이러한 광경화법에서는, 기판 상의 샷 영역에 공급된 임프린트재를 몰드에 접촉시킨 상태에서 광을 조사하여 임프린트재를 경화시키고, 경화된 임프린트재로부터 몰드를 분리함으로써 임프린트재의 패턴을 기판 상에 형성한다.
그러나, 임프린트 기술을 사용해서 기판 상에 패턴을 형성할 때에 기판 상에 공급되는 임프린트재의 양이 많으면, 임프린트재가 샷 영역 외부로 돌출하는 경우가 있다(이하, "돌출"이라 칭한다). 한편, 기판 상에 공급되는 임프린트재의 양이 적으면, 샷 영역 상에 부분적으로 패턴이 형성되지 않는 부분이 형성된다(이하, "미충전"이라 칭한다). 돌출이 발생하면, 임프린트재가 돌출한 부분은 불량이 된다. 또한, 임프린트재가 돌출한 부분 넘어로 샷 영역에 패턴을 형성할 때에, 돌출된 임프린트재는 몰드와 접촉하고 몰드의 패턴을 파손시킬 수 있다. 또한, 미충전이 발생하면, 샷 영역 위에 부분적으로 패턴이 형성되지 않기 때문에, 생산물은 반도체 디바이스로서 불량이 될 수 있다.
따라서, 임프린트 처리 후에 돌출 및 미충전의 존재/비존재를 관찰(확인)하고, 기판 상에 공급될 임프린트재의 양 및 위치를 조정함으로써, 돌출 및 미충전의 발생을 억제할 필요가 있다. 단, 돌출 및 미충전이 발생하는 부분은 매우 작은 영역이기 때문에, 관찰 범위가 좁고, 따라서 고배율 현미경에 의해 얻어진 방대한 수의 관찰 화상을 확인할 필요가 있지만, 방대한 수의 관찰 화상을 인력에 의해 확인하는 것은 비현실적이다. 따라서, 인력을 통하지 않고, 관찰 화상으로부터 돌출 및 미충전을 검사하고, 돌출 및 미충전에 기인하는 패턴 형성 불량(이하, "형성 불량"이라고 칭한다)을 판정하는 기술이 요구되고 있다.
또한, 현미경에 의해 취득되는 관찰 화상은, 기판 표면의 반사율 또는 기판 상에 형성된 층(임프린트재 막)에서의 박막 간섭에 따라, 그 밝기가 변동한다. 따라서, 기판 상에 형성된 층의 두께(막 두께)의 변동에 의해, 관찰 화상이 보이는 방식이 변화한다. 또한, 돌출 및 미충전이 발생한 부분의 막 두께도 항상 일정하지는 않기 때문에, 돌출 및 미충전이 발생한 부분이 항상 주위의 밝기와 상이한 밝기를 갖는 것은 아니다(충분한 콘트라스트가 항상 얻어지는 것은 아니다).
본 발명은 기판 상에 형성된 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 데 유리한 정보 처리 장치를 제공한다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치로서, 상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛; 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되고 상기 패턴을 포함하는 상기 화상을, 상기 생성 유닛에 의해 생성된 복수의 학습 모델에 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛; 및 상기 취득 유닛에 의해 취득된 복수의 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 판정 유닛을 포함하는 정보 처리 장치가 제공된다.
본 발명의 추가적인 특징은 (첨부된 도면을 참고한) 예시적인 실시형태에 대한 이하의 설명으로부터 명확해질 것이다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 양태로서의 임프린트 장치의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 2는 광각 얼라인먼트 계측 유닛의 구성의 일례를 도시하는 개략도이다.
도 3은 리소그래피 시스템의 구성을 도시하는 개략도이다.
도 4는 도 1에 도시되는 임프린트 장치 및 도 3에 도시되는 리소그래피 시스템의 동작을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 5a 및 도 5b는 기판 상의 임프린트재가 몰드와 접촉하고 있는 상태를 도시하는 측면도이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4의 단계 S108에서 취득되는 화상의 일례를 도시하는 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 오토 인코더의 개요를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 실시형태에 따른 검사 처리를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 9는 본 실시형태에 따른 학습 모델을 형성할 때의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 10은 본 실시형태에 따른 형성 불량의 존재/비존재를 실제로 검사할 때의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다.
도 11은 본 실시형태에 따른 검사 처리를 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 12a 내지 도 12f는 물품 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 실시형태를 상세하게 설명한다. 이하의 실시형태는 청구된 발명의 범위를 한정하려는 것이 아니라는 것에 유의한다. 실시형태에는 다수의 특징이 기재되어 있지만, 이러한 모든 특징이 필요한 발명으로 한정되지 않으며, 다수의 이러한 특징은 적절하게 조합될 수 있다. 또한, 첨부 도면에서는, 동일하거나 또는 유사한 구성에는 동일한 참조 부호가 부여되며, 그에 대한 중복하는 설명은 생략한다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 양태로서의 임프린트 장치(100)의 구성을 도시하는 개략도이다. 임프린트 장치(100)는, 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 리소그래피 장치이다. 임프린트 장치(100)는, 기판 상에 공급된 미경화 임프린트재를 몰드에 접촉시키고, 임프린트재에 경화 에너지를 부여함으로써, 몰드의 패턴이 전사된 경화물의 패턴을 형성한다.
임프린트재로서는, 경화 에너지가 부여되는 것에 의해 경화되는 재료(경화성 조성물)가 사용된다. 경화 에너지로서는, 전자기파 또는 열이 사용될 수 있다. 전자기파는, 예를 들어 10 nm(포함) 내지 1 mm(포함)의 파장 범위로부터 선택되는 광, 더 구체적으로는 적외광, 가시광선, 또는 자외광을 포함한다. 경화성 조성물은 광 조사 또는 가열에 의해 경화되는 조성물이다. 광 조사에 의해 경화되는 광경화성 조성물은, 적어도 중합성 화합물과 광중합 개시제를 함유하고, 필요에 따라 비중합성 화합물 또는 용제를 더 함유할 수 있다. 비중합성 화합물은, 증감제, 수소 공여체, 내첨형 이형제, 계면활성제, 산화방지제, 및 폴리머 성분을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 재료이다. 경화성 조성물의 점도(25℃에서의 점도)는, 예를 들어 1 mPa·s(포함) 내지 100 mPa·s(포함)이다.
기판의 재료로서는, 예를 들어 유리, 세라믹, 금속, 반도체, 수지 등이 사용된다. 필요에 따라, 기판의 표면에, 기판과는 다른 재료로 이루어지는 부재가 제공될 수 있다. 기판은, 예를 들어 실리콘 웨이퍼, 화합물 반도체 웨이퍼, 또는 실리카 유리를 포함한다.
본 명세서 및 첨부 도면에서는, 기판(S)의 표면에 평행한 방향을 X-Y 평면으로 하는 XYZ 좌표계로 방향을 나타낸다. XYZ 좌표계의 X축, Y축 및 Z축에 평행한 방향은 각각 X 방향, Y 방향 및 Z 방향이다. X축 둘레의 회전, Y축 둘레의 회전 및 Z축 둘레의 회전은 각각 θX, θY 및 θZ이다. X축, Y축, 및 Z축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 방향, Y축에 평행한 방향, 및 Z축에 평행한 방향에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, θX축, θY축, 및 θZ축에 관한 제어 또는 구동은, 각각 X축에 평행한 축 둘레의 회전, Y축에 평행한 축 둘레의 회전, 및 Z축에 평행한 축 둘레의 회전에 관한 제어 또는 구동을 의미한다. 또한, 위치는 X축, Y축 및 Z축의 좌표에 기초해서 특정되는 정보이며, 자세는 θX축, θY축 및 θZ축의 값에 의해 특정되는 정보이다. 위치결정은 위치 및/또는 자세를 제어하는 것을 의미한다. 얼라인먼트는 기판 및 몰드 중 적어도 하나의 위치 및 자세의 제어를 포함한다.
임프린트 장치(100)는, 기판(S)을 보유지지하는 기판 보유지지 유닛(102), 기판 보유지지 유닛(102)을 구동함으로써 기판(S)을 이동시키는 기판 구동 기구(105), 기판 보유지지 유닛(102)을 지지하는 베이스(104), 및 기판 보유지지 유닛(102)의 위치를 계측하는 위치 계측 유닛(103)을 포함한다. 기판 구동 기구(105)는 리니어 모터 등의 모터를 포함한다.
또한, 임프린트 장치(100)는, 몰드(M)를 보유지지하는 몰드 보유지지 유닛(121), 몰드 보유지지 유닛(121)을 구동함으로써 몰드(M)를 이동시키는 몰드 구동 기구(122), 및 몰드 구동 기구(122)를 지지하는 지지 구조물(130)을 포함한다. 몰드 구동 기구(122)는 보이스 코일 모터 등의 모터를 포함한다.
기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122)는, 기판(S)과 몰드(M) 사이의 위치를 조정하도록 기판(S) 및 몰드(M) 중 적어도 하나를 이동시키는 상대 이동 기구를 형성한다. 이동 기구에 의한 기판(S)과 몰드(M) 사이의 상대 위치의 조정은, 기판(S) 상의 임프린트재를 몰드(M)에 접촉시키기 위한 구동 및 기판(S) 상의 임프린트재로부터 몰드(M)를 분리하기 위한 구동을 포함한다. 또한, 상대 이동 기구에 의한 기판(S)과 몰드(M) 사이의 상대 위치의 조정은, 기판(S)과 몰드(M) 사이의 위치결정을 포함한다. 기판 구동 기구(105)는, 기판(S)을 복수의 축(예를 들어, X축, Y축 및 θZ축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축, 및 θZ축을 포함하는 6축)에 관해서 구동하도록 구성된다. 몰드 구동 기구(122)는, 몰드(M)를 복수의 축(예를 들어, Z축, θX축 및 θY축을 포함하는 3축, 바람직하게는 X축, Y축, Z축, θX축, θY축 및 θZ축을 포함하는 6축)에 관해서 구동하도록 구성된다.
임프린트 장치(100)는, 몰드(M)를 반송(반입 및 반출)하는 몰드 반송 기구(140) 및 몰드 클리너(150)를 포함한다.
몰드 반송 기구(140)는, 예를 들어 몰드(M)를 몰드 보유지지 유닛(121)에 반송하거나, 몰드(M)를 몰드 보유지지 유닛(121)으로부터 스토커(도시되지 않음) 또는 몰드 클리너(150)에 반송하도록 구성된다. 몰드 클리너(150)는, 자외선 또는 약액을 사용해서 몰드(M)를 클리닝(세정)한다.
몰드 보유지지 유닛(121)은, 몰드(M)의 이면(기판(S)에 전사해야 할 패턴이 형성된 패턴 영역(MP)과 반대측의 면)의 측에 압력 제어 공간(CS)을 형성하기 위한 창 부재(125)를 포함한다. 임프린트 장치(100)는, 도 1b에 나타내는 바와 같이, 압력 제어 공간(CS)의 압력(캐비티 압력)을 제어함으로써 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형시키는 변형 기구(123)를 포함한다.
또한, 임프린트 장치(100)는, 경화 유닛(107), 촬상 유닛(112), 광학 부재(111), 얼라인먼트 계측 유닛(106), 및 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)을 포함한다.
경화 유닛(107)은, 기판(S)과 몰드(M) 사이의 공간에 충전된 임프린트재(IM)를 경화시키기 위한 에너지(예를 들어, 자외선 등의 광)를, 광학 부재(111)를 통해서 임프린트재(IM)에 조사함으로써, 임프린트재(IM)를 경화시킨다.
촬상 유닛(112)은, 광학 부재(111) 및 창 부재(125)를 통해서 기판(S), 몰드(M) 및 임프린트재(IM)를 촬상한다.
얼라인먼트 계측 유닛(106)은, 기판(S)에 형성된 얼라인먼트 마크와 몰드(M)에 형성된 얼라인먼트 마크를 조명하고, 이들 마크를 촬상(이들 마크를 검출)함으로써, 마크들의 상대 위치를 계측한다. 얼라인먼트 계측 유닛(106)은, 촬상 대상의 얼라인먼트 마크의 위치에 따라, 구동 기구(도시되지 않음)에 의해 위치결정된다.
광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 얼라인먼트 계측 유닛(106)의 시야보다 넓은 시야를 갖는다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 기판(S)에 형성된 얼라인먼트 마크를 조명하고, 마크를 촬상(마크를 검출)함으로써, 기판(S)의 위치를 계측한다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)에 의해 기판(S)의 위치를 계측함으로써, 얼라인먼트 계측 유닛(106)의 시야 내로 기판(S)에 형성된 얼라인먼트 마크를 이동시킬 수 있다.
광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 얼라인먼트 마크를 조명하는 광(조명광)의 파장을 전환하는 기능을 가질 수도 있다. 예를 들어, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 파장 필터, 및 이러한 파장 필터를 전환하는 기구를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 복수의 파장을 갖는 화상을 동시에 취득(촬상)할 수 있도록 구성될 수도 있다. 더 구체적으로는, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 광원(LS), 광로를 분기하는 복수의 하프 미러(162), 상이한 파장을 갖는 광을 투과하는 복수의 파장 필터(163), 및 복수의 촬상 소자(164)를 포함하고, 상이한 파장을 갖는 화상을 동시에 취득한다.
또한, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 조명광의 광량을 전환하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, ND(Neutral Density) 필터 및 이러한 ND 필터를 전환하는 기구를 포함할 수 있다.
또한, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 명시야 광학계 및 암시야 광학계를 포함하는 복수의 광학계, 및 얼라인먼트 마크로부터의 광이 통과하는 광학계를 전환하는 기구를 더 포함할 수 있다.
또한, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 조명광 또는 얼라인먼트 마크로부터의 광의 편광을 전환하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)은, 복수의 편광 필터 및 복수의 편광 필터를 전환하는 기구를 포함할 수 있다.
임프린트 장치(100)는, 기판(S) 상에 임프린트재(IM)를 배치, 공급 또는 분배하기 위한 디스펜서(108)를 포함한다. 디스펜서(108)는, 예를 들어 기판 상에서의 임프린트재(IM)의 배치를 나타내는 드롭 레시피에 따라, 배치를 재현하도록, 기판(S)에 임프린트재(IM)를 토출(공급)한다.
임프린트 장치(100)는, 임프린트 장치(100)의 각 유닛을 제어하는 제어 유닛(110)을 포함한다. 제어 유닛(110)은 범용 또는 전용 정보 처리 장치(컴퓨터)이다. 제어 유닛(110)은, FPGA(Field Programmable Gate Array) 등의 PLD(Programmable Logic Device)일 수도 있다는 것에 유의한다. 제어 유닛(110)은 또한 ASIC(Application Specific Integrated Circuit)일 수 있다.
도 3은, 반도체 디바이스 등의 물품을 제조하기 위한 리소그래피 시스템(1001)의 구성을 도시하는 개략도이다. 리소그래피 시스템(1001)은, 1개 또는 복수의 임프린트 장치(100), 1개 또는 복수의 검사 장치(1005), 1개 또는 복수의 처리 장치(1006), 1개 또는 복수의 형성 불량 검사 장치(1007), 및 제어 장치(1003)를 포함한다. 리소그래피 시스템(1001)은 1개 또는 복수의 노광 장치를 더 포함할 수 있다는 것에 유의한다.
검사 장치(1005)는, 예를 들어 중첩 검사 장치, CD(Critical Dimension) 검사 장치, 및 전기 특성 검사 장치를 포함한다. 처리 장치(1006)는, 예를 들어 에칭 장치 및 퇴적 장치를 포함한다. 임프린트 장치(100), 검사 장치(1005), 처리 장치(1006), 형성 불량 검사 장치(1007), 및 제어 장치(1003)는 네트워크(1002)를 통해서 서로 연결된다. 리소그래피 시스템(1001)에서, 임프린트 장치(100)와는 다른 외부 장치인 제어 장치(1003)가 임프린트 장치(100), 검사 장치(1005), 처리 장치(1006) 및 형성 불량 검사 장치(1007)를 제어한다.
형성 불량 검사 장치(1007)는, 범용 또는 전용 정보 처리 장치(컴퓨터)에, 형성 불량 검사에 관한 프로그램을 설치함으로써 얻어진다. 형성 불량 검사 장치(1007)는, FPGA 등의 PLD 또는 ASIC에 의해 형성될 수도 있다. 또한, 형성 불량 검사 장치(1007)는, 임프린트 장치(100)의 제어 유닛(110) 및 제어 장치(1003) 중 하나 또는 둘 모두를 사용해서 실현될 수 있다.
형성 불량 검사 장치(1007)는, 임프린트 처리가 행해진 기판(S)에 대해서 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 기능을 갖고, 이러한 기능을 실현하기 위한 모듈로서 형성 유닛(1017), 취득 유닛(1027), 및 판정 유닛(1037)을 포함한다. 형성 유닛(1017)은, 복수의 조명 조건하에서 복수의 기판을 촬상함으로써 취득된 패턴을 포함하는 화상을 사용해서 복수의 상이한 조명 조건 각각에 대한 학습 모델을 형성하는 기능을 실현한다. 취득 유닛(1027)은, 기판(S)을 촬상함으로써 취득된 패턴을 포함하는 화상을, 복수의 학습 모델의 각각에 입력하고, 복수의 학습 모델 각각으로부터 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 검사 결과를 취득하는 기능을 실현한다. 판정 유닛(1037)은, 취득 유닛(1027)에 의해 취득된 복수의 검사 결과에 기초하여, 기판(S)에서의 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 최종적으로 판정하는 기능을 실현한다. 형성 불량 검사 장치(1007)는, 형성 유닛(1017), 취득 유닛(1027) 및 판정 유닛(1037)에 의해 실현되는 기능을 통합함으로써, 기판(S)에서의 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 검사하는 검사 처리를 실행한다. 이러한 검사 처리에 대해서는 나중에 상세하게 설명한다.
도 4를 참조하여, 임프린트 장치(100) 및 임프린트 장치(100)를 포함하는 리소그래피 시스템(1001)의 동작에 대해서 설명한다. 제어 유닛(110) 및 제어 장치(1003) 중 적어도 하나가 이들 동작을 제어한다. 본 실시형태에서는, 임프린트 처리를 행한 후에, 임프린트 처리를 행한 샷 영역(잠재적인 패턴 형성 영역)의 주변부의 화상을 취득하고, 이러한 화상을 사용해서 돌출 및 미충전(에 기인하는 패턴 형성 불량)을 검사(검출)한다. 또한, 본 실시형태는 돌출 및 미충전을 검사할 때에 기계 학습을 사용하고, 이러한 기계 학습은 복수의 조건에 대응하는 학습 모델을 사용함으로써 화상이 보이는 방식의 변화에 유연하게 대응할 수 있는 검사를 실현할 수 있다.
단계 S101에서는, 임프린트 장치(100)에 기판(S)을 반입한다. 더 구체적으로는, 기판(S)은, 기판 반송 기구(도시되지 않음)를 사용하여 반송원(전처리 장치에 대한 중계 유닛)으로부터 기판 보유지지 유닛(102)에 반송되고, 기판 보유지지 유닛(102)에 의해 보유지지된다. 기판 보유지지 유닛(102)에 의해 보유지지된 기판(S)의 위치는 기판(S)에 형성된 얼라인먼트 마크를 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)에 의해 검출함으로써 계측되며, 기판(S)은 계측 결과에 기초하여 위치결정된다.
참조 번호 S102 내지 S106은, 기판 상의 복수의 샷 영역 중 임프린트 대상 샷 영역에 대한 임프린트 처리(패턴 형성)의 단계를 나타낸다.
단계 S102에서는, 기판 상의 임프린트 대상 샷 영역에 임프린트재(IM)가 배치(공급)된다. 더 구체적으로는, 기판 구동 기구(105)에 의해 기판(S)을 이동시키면서 디스펜서(108)가 임프린트재(IM)를 토출함으로써, 임프린트 대상 샷 영역에 임프린트재(IM)를 배치한다.
단계 S103에서는, 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)(의 패턴 영역(MP))를 서로 접촉시킨다. 더 구체적으로는, 기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122) 중 적어도 하나를 사용하여 기판(S) 및 몰드(M)를 상대적으로 이동시킴으로써, 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)를 서로 접촉시킨다. 예를 들어, 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)에 몰드(M)가 접촉하도록, 몰드 구동 기구(122)가 몰드(M)를 이동시킨다. 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)를 서로 접촉시킬 때, 변형 기구(123)에 의해 몰드(M)의 패턴 영역(MP)은 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형되는 것이 바람직하다.
단계 S104에서는, 기판(S)과 몰드(M)의 얼라인먼트, 즉 임프린트 대상 샷 영역과 몰드(M)의 패턴 영역(MP)의 얼라인먼트를 행한다. 더 구체적으로는, 얼라인먼트 계측 유닛(106)이 임프린트 대상 샷 영역의 얼라인먼트 마크와 몰드(M)의 얼라인먼트 마크와의 상대 위치를 계측하면서, 이러한 상대 위치가 목표 상대 위치의 허용 범위 내에 들어가도록 얼라인먼트를 행한다. 예를 들어, 기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122)의 적어도 하나에 의해 기판(S) 및 몰드(M)를 서로에 대해 상대적으로 이동시킴으로써, 상대 위치를 목표 상대 위치의 허용 범위 내에 들어가게 한다. 목표 상대 위치는, 예를 들어 중첩 검사 장치에 의해 얻어진 과거의 결과로부터 결정된 보정값에 따라서 설정된다.
단계 S105에서는, 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)를 서로 접촉시킨 상태에서, 임프린트재(IM)를 경화시킨다. 더 구체적으로는, 임프린트재(IM)를 경화시키기 위한 에너지는, 경화 유닛(107)으로부터 기판(S)과 몰드(M)의 패턴 영역(MP) 사이의 임프린트재(IM)에 조사된다. 결과적으로, 임프린트재(IM)가 경화되고, 임프린트 대상 샷 영역에 임프린트재(IM)의 경화물(패턴)이 형성된다.
단계 S106에서는, 임프린트 대상 샷 영역 상의 경화된 임프린트재(IM)로부터 몰드(M)를 분리한다(이형한다). 더 구체적으로는, 임프린트재(IM)의 경화물과 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 분리하도록, 기판 구동 기구(105) 및 몰드 구동 기구(122) 중 적어도 하나에 의해 기판(S)과 몰드(M)를 서로에 대해 상대적으로 이동시킨다. 예를 들어, 임프린트 대상 샷 영역 상의 임프린트재(IM)의 경화물로부터 몰드(M)를 분리하도록, 몰드 구동 기구(122)가 몰드(M)를 이동시킨다. 임프린트 대상 샷 영역 상의 경화된 임프린트재(IM)로부터 몰드(M)를 분리하는 때에는, 변형 기구(123)에 의해 몰드(M)의 패턴 영역(MP)을 기판(S)을 향해서 볼록 형상으로 변형시키는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 또한, 촬상 유닛(112)은, 기판(S), 몰드(M) 및 임프린트재(IM)를 촬상하고, 이러한 화상에 기초하여 임프린트재와 몰드(M) 사이의 분리 상태를 관찰한다.
단계 S107에서는, 기판 상의 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리(단계 S102 내지 S106)가 행해졌는지의 여부를 판정한다. 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리가 행해지지 않은 경우에는, 다음 임프린트 대상 샷 영역에 임프린트 처리를 행하기 위해서 처리는 단계 S102로 복귀한다. 한편, 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리가 행해진 경우에는, 처리는 단계 S108로 이행된다.
단계 S108에서는, 임프린트 처리가 행해진 기판(S)의 샷 영역(및 그 주변부)을 촬상함으로써, 이러한 샷 영역에 형성된 패턴을 포함하는 화상을 취득한다. 기판 상의 각 샷 영역의 촬상은, 예를 들어 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)을 사용하여 행해진다. 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)의 시야가 샷 영역에 비하여 좁을 경우에는, 기판 구동 기구(105)에 의해 기판(S)의 위치를 변경하면서 복수회의 촬상을 행함으로써 원하는 영역(샷 영역)의 화상을 취득할 수 있다.
단계 S108에서 취득된 화상은, 후술하는 바와 같이, 기판(S)에서의 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 검사(판정)하는 처리에 관해서, 학습용의 화상으로서 사용되거나, 검사용의 화상으로서 사용된다. 본 실시형태는, 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)을 사용해서 화상을 취득하는 경우를 예로서 설명하지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 얼라인먼트 계측 유닛(106) 또는 촬상 유닛(112)을 사용해서 마찬가지의 화상을 취득할 수도 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 기판 상의 모든 샷 영역에 대하여 임프린트 처리를 행한 후에 각 샷 영역을 촬상해서 화상을 취득한다. 그러나, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, 기판 상의 1개의 샷 영역에 대하여 임프린트 처리를 행한 후(즉, 단계 S106의 후)에, 샷 영역을 촬상할 수 있다. 혹은, 임프린트 장치(100)로부터 기판(S)을 반출한 후에, 외부 장치를 사용하여 기판 상의 각 샷 영역을 촬상할 수 있다.
단계 S109에서는, 임프린트 장치(100)로부터 기판(S)을 반출한다. 더 구체적으로는, 기판 반송 기구(도시되지 않음)를 사용하여, 기판(S)을 기판 보유지지 유닛(102)으로부터 반송처(예를 들어, 후처리 장치에 대한 중계 유닛)에 반송한다.
복수의 기판을 포함하는 로트를 처리하는 경우에는, 복수의 기판 각각에 대하여 도 4에 도시되는 각 단계가 행해진다.
이어서, 본 실시형태에서, 임프린트 처리 후에 행해지고, 기판(S)에서의 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 검사하는 검사 처리(패턴 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 판정 방법)에 대해서 설명한다. 패턴 형성 불량은, 상술한 바와 같이, 돌출 및 미충전에 기인해서 발생한다.
도 5a 및 도 5b는, 기판 상의 임프린트재(IM)와 몰드(M)가 서로 접촉하고 있는 상태(예를 들어, 단계 S105)를 도시하는 측면도이다. 돌출은, 도 5a에 나타내는 바와 같이, 기판 상의 샷 영역(몰드(M))으로부터 임프린트재(IM)가 돌출하는 것(잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 임프린트재(IM)의 돌출)을 의미한다. 미충전은, 도 5b에 나타내는 바와 같이, 몰드(M)와 기판(S) 사이에 임프린트재(IM)가 충전되어 있지 않은 부분이 형성되는 것을 의미한다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c를 참조하여, 도 5a에 나타내는 돌출 또는 도 5b에 나타내는 미충전이 발생하는 경우에 단계 S108에서 취득되는 화상에 대해서 설명한다. 통상적인 상태에서는, 즉 돌출 및 미충전이 발생하지 않는 경우에는, 도 6a에 나타내는 바와 같이, 샷 영역의 경계(161)까지 임프린트재(IM)를 충전시킴으로써 패턴이 형성된다. 도 6a 내지 도 6c는 화상의 상부의 샷 영역에 패턴이 형성되는 각각의 예를 나타낸다는 것에 유의한다. 한편, 미충전이 발생한 경우에는, 도 6b에 나타내는 바와 같이, 임프린트재(IM)가 샷 영역의 경계(161)까지 충전되어 있지 않은 부분이 백색(또는 흑색) 부분으로서 촬상된다. 또한, 돌출이 발생하는 경우에는, 도 6c에 나타내는 바와 같이, 샷 영역의 경계(161)로부터 돌출하는 임프린트재(IM)가 흑색(또는 백색) 부분으로서 촬상된다.
본 실시형태에 따른 검사 처리에서는, 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상하고, 복수의 취득된 화상을 사용하여 복수의 조명 조건에 대한 학습 모델을 생성한다. 본 실시형태에서는, 하나의 기계 학습 방법으로서 오토 인코더(auto encoder)를 사용하여 복수의 조명 조건에 대한 학습 모델을 생성하고, 복수의 조명 조건에 대한 이들 학습 모델을 사용하여 검사를 행한다.
도 7a 및 도 7b는 오토 인코더의 개요를 설명하기 위한 도면이다. 오토 인코더는, 도 7a에 나타내는 바와 같이, 정상적인 입력 데이터(예를 들어, 화상)를 그대로 지도 데이터로서 사용하여 학습 모델을 생성한다. 도 7b에 도시된 바와 같이, 충분한 양의 데이터를 사용하여 학습한 학습 모델에 이상 데이터(정상적인 데이터와는 상이한 부분을 포함하는 데이터)를 입력하면, 이상 부분이 제거된 데이터가 출력(추정)된다.
본 실시형태에서는, 형성 불량이 없는 정상적인 데이터(화상)를 입력 데이터 및 지도 데이터로서 사용하여, 학습 모델을 사전에 생성한다. 그리고, 검사 처리에서, 형성 불량 검사(판정) 대상으로서의 화상을 학습 모델에 입력하고, 출력 데이터를 취득한다. 상술한 바와 같이, 정상적인 데이터(형성 불량이 없는 화상)를 입력한 경우에는, 입력 데이터와 동일한 데이터가 출력 데이터로서 출력된다. 한편, 이상 데이터(형성 불량(돌출 및 미충전)이 있는 화상)를 입력한 경우에는, 입력 데이터로부터 추정되는 정상적인 데이터(형성 불량이 없는 화상)가 출력 데이터로서 출력된다. 따라서, 도 7b에 나타내는 바와 같이, 입력 데이터(입력 화상)와 출력 데이터(출력 화상) 사이의 차분은 형성 불량 부분을 나타내고, 이러한 차분의 존재/비존재에 기초하여 형성 불량(돌출 및 미충전)의 존재/비존재를 검사(판정)한다.
형성 불량의 존재/비존재의 검사에 사용되는 화상에 대해서 아래에서 상세하게 설명한다. 형성 불량의 존재/비존재의 검사에 사용되는 화상의 콘트라스트(각 화소의 밝기)는, 예를 들어 기판의 대응하는 부분의 반사율 및 박막(임프린트재의 경화된 막)의 박막 간섭의 상태에 의존한다. 박막 간섭은 박막 상면에 의해 반사된 광과 기판 관찰 표면(박막 하면)에 의해 반사된 광 사이의 간섭이며, 박막의 두께 및 조명광의 파장에 따라 광 강도가 변화한다.
기판 상에 형성되는 패턴(박막)은, 반도체 디바이스의 제조 관점에서는 충분히 안정된 막 두께로 제조되지만, 박막 간섭의 관점에서는 영향을 주는 정도의 변동이 있다. 따라서, 학습 모델을 생성할 때에 사용한 화상과 형성 불량의 존재/비존재의 검사에 사용되는 화상이 기판 상에 형성된 패턴의 막 두께에 있어서 상이하면, 화상의 콘트라스트가 상이한 경우가 있다. 따라서, 예를 들어 형성 불량이 없는 화상도 형성 불량이 있다고 판정될 가능성이 있다.
따라서, 본 실시형태에서는, 복수의 조명 조건하에서 촬상에 의해 취득된 복수의 화상을 사용하며, 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 복수의 학습 모델을 생성한다. 그리고, 복수의 학습 모델 각각으로부터 취득되며 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정적인 판정 결과(복수의 잠정 판정 결과)에 기초하여, 형성 불량의 존재/비존재를 최종적으로 판정한다. 조명 조건은, 예를 들어 조명광(기판을 조명하는 광)의 파장 및 광량을 포함한다.
도 8은 본 실시형태에서의 검사 처리를 개략적으로 도시하는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 검사 처리는, 학습 모델을 생성할 때(학습 시)의 처리와 형성 불량의 존재/비존재를 실제로 검사할 때(검사 시)의 처리로 크게 나뉜다. 도 9는 본 실시형태에서 학습 모델을 생성할 때의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 도 10은, 본 실시형태에서의 형성 불량의 존재/비존재를 실제로 검사할 때의 처리를 설명하기 위한 흐름도이다. 조명 조건으로서 조명광의 파장을 채용한 경우, 즉 복수의 상이한 파장을 갖는 조명광 성분을 사용하는 경우를 예로 들어 설명한다. 본 실시형태의 검사 처리는, 상술한 바와 같이, 형성 불량 검사 장치(1007), 임프린트 장치(100)의 제어 유닛(110), 또는 제어 장치(1003)에 의해 행해질 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하여, 학습 모델을 생성할 때의 처리에 대해서 설명한다. 도 9에 나타내는 단계 S201, S202 및 S203을 반복함으로써, 상이한 파장에 대응하는 학습 모델이 생성되고 보존된다.
단계 S201에서는, 학습용 화상을 취득한다. 더 구체적으로는, 검사용의 화상을 취득할 때에 사용되는 조명광의 파장을 갖는 조명광 및 그러한 파장의 전과 후의 파장을 갖는 조명광 각각에 의해 패턴이 형성된 기판을 조명하면서, 이러한 기판을 촬상해서 패턴을 포함하는 화상(학습용 화상)을 취득한다. 학습용의 각각의 화상은 복수의 기판 각각에 대하여 그리고 기판의 각 샷 영역에 대하여 취득된다. 학습용 화상의 수는 가능한 많은 것이 바람직하다. 단계 S201은 도 8에 나타내는 단계 170에 상당한다.
단계 S202에서는, 단계 S201에서 취득된 복수의 화상에 기초하여, 상이한 파장들에 대응하는 학습 모델들이 생성된다. 더 구체적으로는, 사전에 생성된 신경망이 신경망의 입력 데이터 및 출력 데이터(지도 데이터)로서의 화상(181)을 사용하여 최적화됨으로써, 개별 파장에 대응하는 학습 모델(182)(신경망)을 생성한다. 단계 S202는 도 8에 나타내는 단계 171에 상당한다.
단계 S203에서는, 단계 S202에서 생성된 학습 모델이 보존된다. 단계 S203은 도 8에 나타내는 단계 172에 상당한다.
단계 S204에서는, 사전에 설정된 모든 파장에 대해 학습 모델이 생성되었는지의 여부(모든 파장의 조명광에 대하여 단계 S201 내지 S203가 행해졌는지의 여부)를 판정한다. 모든 파장에 대해 학습 모델이 생성되지 않은 경우에는, 다음 파장에 대한 학습 모델을 생성하기 위해서 처리는 단계 S201로 복귀한다. 한편, 모든 파장에 대해 학습 모델이 생성된 경우에는, 처리는 종료된다.
상술한 바와 같이, 조명광의 파장을 복수의 상이한 파장으로 변경함으로써, 기판 상에 형성되는 패턴의 막 두께의 변동을 인위적으로 재현할 수 있다. 따라서, 조명광의 파장을 변경함으로써 얻어진 복수의 화상 각각은 기판 상에 형성된 패턴의 막 두께에 관한 정보를 포함한다.
도 8 및 도 10을 참조하여, 형성 불량의 존재/비존재를 실제로 검사할 때의 처리에 대해서 설명한다.
단계 S301에서는, 검사용의 화상이 취득된다. 더 구체적으로는, 단계 S108에서 취득된 화상(사전에 설정된 파장을 갖는 조명광을 사용해서 얻어진 화상)을 검사용의 화상으로서 취득한다. 단계 S301은 도 8에 나타내는 단계 173에 상당한다.
단계 S302에서는, 단계 S203에서 보존된 학습 모델(182)을 읽어들인다. 단계 S302는 도 8에 나타내는 단계 172의 일부에 상당한다.
단계 S303에서는, 단계 S301에서 취득한 화상(183)을 단계 S302에서 읽어들인 학습 모델(182)에 입력함으로써 출력 화상(184)(출력 데이터)을 취득한다. 단계 S303은 도 8에 나타내는 단계 174에 상당한다.
단계 S304에서는, 단계 S301에서 취득된 화상(183)과 단계 S303에서 취득된 출력 화상(184) 사이의 차이를 취득하고, 이러한 차이에 기초하여, 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 검사 결과(185)(잠정 판정 결과)를 취득한다. 예를 들어, 화상(183)과 출력 화상(184) 사이의 차이가 사전에 설정된 임계치보다 큰 경우에는, 형성 불량(돌출 및 미충전)의 존재를 나타내는 검사 결과(185)가 취득된다. 한편, 화상(183)과 출력 화상(184) 사이의 차이가 사전에 설정한 임계치 이하인 경우에는, 형성 불량의 비존재를 나타내는 검사 결과(185)가 취득된다. 단계 S304는 도 8에 나타내는 단계 175에 상당한다.
단계 S305에서는, 모든 학습 모델(182)로부터 검사 결과가 취득되었는지의 여부(즉, 단계 S202에서 생성된 모든 학습 모델(182)에 대하여 단계 S302 내지 S304가 행해졌는지의 여부)를 판정한다. 모든 학습 모델(182)로부터 검사 결과가 취득되지 않은 경우에는, 다음 학습 모델(182)로부터 검사 결과를 취득하기 위해서 처리는 단계 S302로 이행된다. 한편, 모든 학습 모델(182)로부터 검사 결과가 취득된 경우에는, 처리는 단계 S306으로 이행된다.
상술한 바와 같이, 단계 S202에서 생성된 복수의 학습 모델(182)에 대하여 단계 S302 내지 S304를 행함으로써, 복수의 학습 모델(182)에 일대일로 대응하는 복수의 검사 결과(185)를 취득한다.
단계 S306에서는, 단계 S304에서 취득된 각 학습 모델(182)에 대응하는 각 검사 결과(185)(복수의 검사 결과)에 기초하여, 임프린트 처리가 행해진 기판(S)에서의 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 최종적으로 판정함으로써, 최종 검사 결과(186)를 취득한다. 더 구체적으로는, 복수의 검사 결과(185) 중 적어도 1개가 형성 불량의 비존재를 나타내는 경우에는, 기판(S)에 패턴 형성 불량이 없는 것으로 최종적으로 판정한다. 한편, 모든 검사 결과(185)가 형성 불량의 존재를 나타내는 경우에는, 기판(S)에 패턴 형성 불량이 있는 것으로 최종적으로 판정한다. 이것은, 형성 불량이 없을 경우에는, 대개는 복수의 학습 모델(182) 중 주어진 학습 모델(즉, 패턴의 막 두께와 조명광의 파장 사이의 관계가 기판(S)에 가까운 학습 모델)에 의해 형성 불량의 비존재가 판정되기 때문이다. 단, 복수의 검사 결과(185) 중에서, 형성 불량의 비존재를 나타내는 검사 결과(185)의 수가 형성 불량의 존재를 나타내는 검사 결과(185)의 수보다 많은 경우에, 기판(S)에 패턴 형성 불량이 없는 것으로 최종적으로 판정할 수 있다. 이와 같이, 검사 결과(185)의 다수결에 의해 최종 검사 결과(186)를 취득할 수 있다. 단계 S306은 도 8에 나타내는 단계 176에 상당한다.
본 실시형태에서는, 조명광의 파장을 전환해서 복수의 화상을 취득하는 경우를 예로 들어 설명했다. 그러나, 예를 들어 도 2에 도시되는 구성을 갖는 광각 얼라인먼트 계측 유닛(151)을 사용함으로써 복수의 파장의 화상을 취득할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는 조명 조건으로서 조명광의 파장을 채용하는 경우를 예로 들어 설명했지만, 본 발명은 이것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 조명 조건으로서 조명광의 광량을 채용하고, 학습을 실행할 때에, 조명광의 파장을 변경하는 대신, 조명광의 광량을 변경함으로써 복수의 화상을 취득할 수도 있다.
또한, 조명 조건 대신에, 크게 상이한 화상이 취득되는 조건을 사용해서 취득한 화상을 사용하여 학습 모델을 취득할 수도 있다. 구체적으로는, 상이한 검출 방법(예를 들어, 명시야 및 암시야)에 의해 취득된 화상, 또는 복수의 편광 필터(제1 편광 필터 및 제2 편광 필터)를 사용해서 취득된 화상을 사용하여, 학습 모델을 취득할 수 있다. 도 11은, 암시야와 명시야를 전환함으로써 복수의 화상을 취득하는 경우의 검사 처리를 개략적으로 도시하는 도면이다. 이 경우, 패턴이 형성된 복수의 기판의 화상을 명시야 및 암시야에서 촬상함으로써 취득된 화상을 사용하여, 명시야에 대응하는 학습 모델(제1 학습 모델) 및 암시야에 대응하는 학습 모델(제2 학습 모델)을 생성한다. 이어서, 임프린트 처리가 행해진 기판(S)을 명시야에서 촬상함으로써 취득된 화상을, 명시야용의 학습 모델에 입력해서 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 검사 결과(제1 잠정 판정 결과)를 취득한다. 마찬가지로, 임프린트 처리가 행해진 기판(S)을 암시야에서 촬상함으로써 취득된 화상을 암시야용의 학습 모델에 입력해서 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 검사 결과(제2 잠정 판정 결과)를 취득한다. 이어서, 명시야용의 학습 모델 및 암시야용의 학습 모델로부터 취득된 검사 결과에 기초하여 임프린트 처리가 행해진 기판(S)에서의 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 최종적으로 판정함으로써, 최종 검사 결과를 취득한다. 크게 상이한 화상이 취득되는 조건을 채용하는 경우에는, 개별 학습 모델로부터 취득된 검사 결과의 다수결에 의해 최종 검사 결과를 취득하는 것이 바람직하다는 것에 유의한다. 또한, 개별 학습 모델로부터의 출력 화상에서의 형성 불량 부분의 면적의 평균값을 최종적인 형성 불량 면적으로서 사용하고, 이 최종적인 형성 불량 면적을 사전에 설정된 임계치와 비교함으로써 최종 검사 결과를 취득할 수도 있다. 이 경우, 더 많은 정보로부터 최종 검사 결과를 취득할 수 있기 때문에, 검사 정밀도를 향상시킬 수 있다. 마찬가지로, 복수의 편광 필터를 전환해서 복수의 화상을 취득하는 경우에도, 복수의 편광 필터에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하고, 이들 학습 모델로부터 취득된 결과에 기초하여 패턴 형성 불량의 존재/비존재를 판정한다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태에서는, 기판 상에 형성된 패턴의 막 두께 변동에 의해, 검사용의 화상의 보이는 방식이 변화하는 경우에도, 상술한 바와 같이, 복수의 학습 모델을 사용함으로써 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 고정밀도로 검출할 수 있다. 따라서, 본 실시형태는, 기판 상에 형성된 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 데 유리한 기술, 즉 더 높은 정밀도로 패턴 형성 불량을 검사할 수 있는 기술을 제공할 수 있다.
임프린트 장치(100) 및 리소그래피 시스템(1001)을 사용해서 형성한 경화물의 패턴은, 각종 물품의 적어도 일부에 영구적으로 또는 각종 물품을 제조할 때에 일시적으로 사용된다. 물품은 전기 회로 소자, 광학 소자, MEMS, 기록 소자, 센서, 몰드 등이다. 전기 회로 소자의 예는, DRAM, SRAM, 플래시 메모리, 및 MRAM 등의 휘발성 또는 비휘발성 반도체 메모리와 LSI, CCD, 이미지 센서, 및 FPGA 등의 반도체 소자이다. 몰드의 예는 임프린트용 몰드이다.
경화물의 패턴은, 상술한 물품의 적어도 일부의 구성 부재로서 그대로 사용되거나 또는 레지스트 마스크로서 일시적으로 사용된다. 기판 가공 단계에서 에칭 또는 이온 주입이 행해진 후, 레지스트 마스크는 제거된다.
이어서, 물품을 제조하는 구체적인 방법에 대해서 설명한다. 도 12a에 나타내는 바와 같이, 절연체 등의 피가공재가 표면에 형성된 실리콘 웨이퍼 등의 기판(1)을 준비한다. 계속해서, 잉크젯법 등에 의해 피가공재의 표면에 임프린트재를 부여한다. 여기에서는, 복수의 액적으로서 임프린트재가 기판 상에 부여된 상태를 나타내고 있다.
도 12b에 나타내는 바와 같이, 임프린트용 몰드를, 그 요철 패턴이 형성된 측을 기판 상의 임프린트재를 향해 대향시킨다. 도 12c에 나타내는 바와 같이, 임프린트재가 부여된 기판을 몰드에 접촉시키고, 압력을 가한다. 임프린트재가 몰드와 피가공재 사이의 간극에 충전된다. 이 상태에서, 경화 에너지로서 광을 몰드를 통해서 임프린트재에 조사하면, 임프린트재는 경화된다.
도 12d에 나타내는 바와 같이, 임프린트재가 경화된 후, 몰드는 기판으로부터 분리된다. 따라서, 기판 상에 임프린트재의 경화물의 패턴이 형성된다. 경화물의 패턴에서, 몰드의 오목부가 경화물의 볼록부에 대응하며, 몰드의 볼록부가 경화물의 오목부에 대응한다. 즉, 임프린트재에 몰드의 요철 패턴이 전사된다.
도 12e에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 내 에칭 마스크로서 사용하여 에칭을 행하면, 피가공재의 표면 중 경화물이 없거나 얇게 잔존하는 부분이 제거되어 홈을 형성한다. 도 12f에 나타내는 바와 같이, 경화물의 패턴을 제거하면, 피가공재의 표면에 홈이 형성된 물품을 얻을 수 있다. 여기에서는, 경화물의 패턴을 제거했다. 그러나, 경화물의 패턴을 가공 또는 제거하는 대신에, 이를 예를 들어 반도체 소자 등에 포함되는 층간 절연용의 막, 즉 물품의 구성 부재로서 사용할 수 있다.
본 발명의 실시형태(들)는, 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체(보다 완전하게는 '비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체'라 칭할수도 있음)에 기록된 컴퓨터 실행가능 명령어(예를 들어, 하나 이상의 프로그램)를 판독 및 실행하고 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하는 하나 이상의 회로(예를 들어, 주문형 집적 회로(ASIC))를 포함하는 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해, 그리고 예를 들어 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 저장 매체로부터 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행함으로써 그리고/또는 전술한 실시형태(들) 중 하나 이상의 기능을 실행하기 위해 하나 이상의 회로를 제어함으로써 상기 시스템 또는 장치의 컴퓨터에 의해 실행되는 방법에 의해 실현될 수도 있다. 컴퓨터는 하나 이상의 프로세서(예를 들어, 중앙 처리 유닛(CPU), 마이크로 처리 유닛(MPU))를 포함할 수 있고 컴퓨터 실행가능 명령어를 판독 및 실행하기 위한 별도의 컴퓨터 또는 별도의 프로세서의 네트워크를 포함할 수 있다. 컴퓨터 실행가능 명령어는 예를 들어 네트워크 또는 저장 매체로부터 컴퓨터에 제공될 수 있다. 저장 매체는, 예를 들어 하드 디스크, 랜덤 액세스 메모리(RAM), 리드 온리 메모리(ROM), 분산형 컴퓨팅 시스템의 스토리지, 광디스크(예를 들어, 콤팩트 디스크(CD), 디지털 다기능 디스크(DVD) 또는 블루레이 디스크(BD)TM), 플래시 메모리 디바이스, 메모리 카드 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
(기타의 실시예)
본 발명은, 상기의 실시형태의 1개 이상의 기능을 실현하는 프로그램을, 네트워크 또는 기억 매체를 개입하여 시스템 혹은 장치에 공급하고, 그 시스템 혹은 장치의 컴퓨터에 있어서 1개 이상의 프로세서가 프로그램을 읽어 실행하는 처리에서도 실현가능하다.
또한, 1개 이상의 기능을 실현하는 회로(예를 들어, ASIC)에 의해서도 실행가능하다.
본 발명을 예시적인 실시형태를 참고하여 설명하였지만, 본 발명은 개시된 예시적인 실시형태로 한정되지 않음을 이해해야 한다. 이하의 청구항의 범위는 이러한 모든 변형과 동등한 구조 및 기능을 포함하도록 최광의로 해석되어야 한다.

Claims (22)

  1. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치이며,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛;
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되고 상기 패턴을 포함하는 상기 화상을, 상기 생성 유닛에 의해 생성된 복수의 학습 모델에 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛; 및
    상기 취득 유닛에 의해 취득된 복수의 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 판정 유닛을 포함하는 정보 처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조명 조건은 상기 복수의 기판을 조명하는 광의 파장을 포함하는 정보 처리 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 조명 조건하에서의 촬상에 의해 취득되며 상기 패턴을 포함하는 상기 화상은 상기 패턴의 막 두께에 관한 정보를 포함하는 정보 처리 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 조명 조건은 적어도 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상하는 조명 조건을 포함하는 정보 처리 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 생성 유닛은 오토 인코더를 사용하여 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하며,
    상기 취득 유닛은 상기 복수의 조명 조건 각각에 대응하는 상기 학습 모델로부터 상기 잠정 판정 결과를 취득하는 정보 처리 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 판정 유닛은, 상기 복수의 잠정 판정 결과 중 적어도 하나가 상기 패턴의 형성 불량의 상기 비존재를 나타내는 경우에, 상기 패턴의 형성 불량은 없는 것으로 판정하는 정보 처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 판정 유닛은, 상기 복수의 잠정 판정 결과 중, 상기 패턴의 형성 불량의 상기 비존재를 나타내는 잠정 판정 결과의 수가 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재를 나타내는 잠정 판정 결과의 수보다 많은 경우에, 상기 패턴의 형성 불량은 없는 것으로 판정하는 정보 처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 조명 조건은 상기 복수의 기판을 조명하는 광의 광량을 포함하는 정보 처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 패턴의 형성 불량은, 상기 기판 상의 잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 상기 임프린트재의 돌출 및 상기 기판 상의 상기 잠재적인 패턴 형성 영역에서의 상기 임프린트재의 미충전 중 적어도 하나를 포함하는 정보 처리 장치.
  10. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치이며,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판 각각을 명시야 및 암시야에서 촬상함으로써 취득된 화상을 사용하여, 상기 명시야에 대응하는 제1 학습 모델 및 상기 암시야에 대응하는 제2 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛;
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 상기 명시야에서 촬상함으로써 취득된 상기 화상을 상기 제1 학습 모델에 입력함으로써 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 제1 잠정 판정 결과를 취득하고, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 상기 암시야에서 촬상함으로써 취득되는 상기 화상을 상기 제2 학습 모델에 입력함으로써 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 제2 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛; 및
    상기 제1 잠정 판정 결과 및 상기 제2 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 판정 유닛을 포함하는 정보 처리 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 패턴의 형성 불량은, 상기 기판 상의 잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 상기 임프린트재의 돌출 및 상기 기판 상의 상기 잠재적인 패턴 형성 영역에서의 상기 임프린트재의 미충전 중 적어도 하나를 포함하는 정보 처리 장치.
  12. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치이며,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판 각각을 제1 편광 필터 및 제2 편광 필터를 사용해서 촬상함으로써 취득된 화상을 사용하여, 상기 제1 편광 필터에 대응하는 제1 학습 모델 및 상기 제2 편광 필터에 대응하는 제2 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛;
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 상기 제1 편광 필터를 사용해서 촬상함으로써 취득된 상기 화상을 상기 제1 학습 모델에 입력해서 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 제1 잠정 판정 결과를 취득하고, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 상기 제2 편광 필터를 사용해서 촬상함으로써 취득된 상기 화상을 상기 제2 학습 모델에 입력해서 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 제2 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛; 및
    상기 제1 잠정 판정 결과 및 상기 제2 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 판정 유닛을 포함하는 정보 처리 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 패턴의 형성 불량은, 상기 기판 상의 잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 상기 임프린트재의 돌출 및 상기 기판 상의 상기 잠재적인 패턴 형성 영역에서의 상기 임프린트재의 미충전 중 적어도 하나를 포함하는 정보 처리 장치.
  14. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 정보 처리 장치이며,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득되고 상기 패턴을 포함하는 화상을 사용해서 생성되며, 상기 복수의 조명 조건에 대응하는 복수의 학습 모델에, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되고 상기 패턴을 포함하는 화상을 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하도록 구성되는 취득 유닛; 및
    상기 취득 유닛에 의해 취득된 복수의 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 판정 유닛을 포함하는 정보 처리 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 패턴의 형성 불량은, 상기 기판 상의 잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 상기 임프린트재의 돌출 및 상기 기판 상의 상기 잠재적인 패턴 형성 영역에서의 상기 임프린트재의 미충전 중 적어도 하나를 포함하는 정보 처리 장치.
  16. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하기 위한 학습 모델을 생성하는 정보 처리 장치이며, 상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득된 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하도록 구성되는 생성 유닛을 포함하는 정보 처리 장치.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 패턴의 형성 불량은, 상기 기판 상의 잠재적인 패턴 형성 영역 외부로의 상기 임프린트재의 돌출 및 상기 기판 상의 상기 잠재적인 패턴 형성 영역에서의 상기 임프린트재의 미충전 중 적어도 하나를 포함하는 정보 처리 장치.
  18. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 판정 방법이며,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하는 생성 단계;
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 상기 화상을, 상기 생성 단계에서 생성된 복수의 학습 모델에 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하는 입력 및 취득 단계; 및
    상기 입력 및 취득 단계에서 취득된 복수의 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 제3 단계를 포함하는 판정 방법.
  19. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하는 임프린트 장치이며, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하도록 구성되는 정보 처리 장치를 포함하고,
    상기 정보 처리 장치는 제1항에서 인용된 상기 정보 처리 장치를 포함하는 임프린트 장치.
  20. 리소그래피 시스템이며,
    몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리를 행하도록 구성되는 임프린트 장치; 및
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 결정하도록 구성되는 정보 처리 장치를 포함하며,
    상기 정보 처리 장치는 제1항에서 인용된 상기 정보 처리 장치를 포함하는 리소그래피 시스템.
  21. 물품 제조 방법이며,
    제19항에서 인용된 상기 임프린트 장치를 사용해서 기판 상에 패턴을 형성하는 형성 단계;
    상기 형성 단계에서 상기 패턴이 형성된 상기 기판을 처리하는 처리 단계; 및
    처리된 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 제조 단계를 포함하는 물품 제조 방법.
  22. 몰드를 사용해서 기판 상에 임프린트재의 패턴을 형성하는 임프린트 처리가 행해진 기판에 대해서, 상기 패턴의 형성 불량의 존재/비존재를 판정하는 판정 방법을 컴퓨터가 실행하게 하는 프로그램을 저장하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체이며,
    상기 판정 방법은,
    상기 패턴이 형성된 복수의 기판을 복수의 상이한 조명 조건하에서 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 화상을 사용하여, 상기 복수의 조명 조건에 일대일로 대응하는 학습 모델을 생성하는 생성 단계;
    상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판을 촬상함으로써 취득되며 상기 패턴을 포함하는 상기 화상을, 상기 생성 단계에서 생성된 복수의 학습 모델에 입력하고, 상기 복수의 학습 모델 각각으로부터 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 잠정적으로 나타내는 잠정 판정 결과를 취득하는 입력 및 취득 단계; 및
    상기 입력 및 취득 단계에서 취득된 복수의 잠정 판정 결과에 기초하여, 상기 임프린트 처리가 행해진 상기 기판에서의 상기 패턴의 형성 불량의 상기 존재/비존재를 판정하는 판정 단계를 포함하는 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 매체.
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