KR20220091383A - 접촉 라인 운동에 기초하여 성형 파라미터를 결정하는 시스템 및 방법 - Google Patents

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KR20220091383A
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Abstract

막을 성형하고 그리고/또는 막을 성형하기 위한 성형 조건을 결정하는 시스템 및 방법은 성형 조건의 제1 세트로 테스트 막을 성형하는 단계; 테스트 막 확산 특성의 세트를 추정하기 위해 테스트 막을 성형하는 동안 획득되는 확산 카메라 화상의 시계열을 분석하는 단계; 및 테스트 막 확산 특성에 기초하여 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

접촉 라인 운동에 기초하여 성형 파라미터를 결정하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF DETERMINING SHAPING PARAMETERS BASED ON CONTACT LINE MOTION}
본 개시내용은 성형 파라미터를 결정하기 위한 시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 접촉 라인 운동에 기초하여 성형 파라미터를 결정하기 위한 것이다.
나노 제조(nano-fabrication)는 100 나노미터 이하 정도의 피처(feature)를 갖는 매우 작은 구조체의 제조를 포함한다. 나노 제조가 큰 영향을 미치는 하나의 용례는 집적 회로의 제조에 있다. 반도체 가공 산업은 기판에 형성되는 단위 면적 당 회로를 증가시키면서 더 큰 생산 수율을 얻기 위해서 계속 노력하고 있다. 나노 제조에서의 개선은 형성된 구조체의 최소 피처 치수의 지속적인 감소를 허용하면서도 더 큰 공정 제어 및/또는 개선된 처리량을 제공하는 것을 포함한다.
오늘날 사용되는 하나의 나노 제조 기술은 일반적으로 나노임프린트 리소그래피(nanoimprint lithography)라 한다. 나노임프린트 리소그래피는 예를 들어 기판 상의 막을 성형함으로써 집적 디바이스의 하나 이상의 층을 제조하는 것을 포함하는 다양한 용례에서 유용하다. 집적 디바이스의 예는 CMOS 로직, 마이크로프로세서, NAND 플래시 메모리, NOR 플래시 메모리, DRAM 메모리, MRAM, 3D 크로스-포인트 메모리, Re-RAM, Fe-RAM, STT-RAM, MEMS 등을 포함하지만 이들로 제한되지 않는다. 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템 및 공정은 미국 특허 제8,349,241호, 미국 특허 제8,066,930호, 및 미국 특허 제6,936,194호 등의 수많은 공보에 상세히 설명되어 있으며, 이들 모두는 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.
전술한 특허의 각각에 개시된 나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료(중합가능) 층에 요철 패턴을 형성하는 것에 의해 기판 상의 막을 성형하는 것을 설명한다. 그 후 이러한 막의 형상은 요철 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판 내로 및/또는 하부 기판 상으로 전사하는 데 사용될 수 있다.
성형 공정은 기판으로부터 이격된 템플릿을 이용한다. 성형가능 액체는 기판 상에 도포된다. 템플릿은 적하물 패턴(drop pattern)으로서 퇴적될 수 있는 성형가능 액체와 접촉하여 성형가능 액체를 확산시키고 템플릿과 기판 사이의 공간을 충전시킨다. 성형가능 액체는 템플릿의 성형 표면에 일치하는 형상(패턴)을 갖는 막을 형성하도록 응고된다. 응고 후에, 템플릿은 템플릿 및 기판이 이격되도록 응고된 층으로부터 분리된다.
이어서, 기판 및 응고된 층은, 예를 들어 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 및 패키징 등을 포함하는 디바이스(물품) 제조를 위한 공지된 단계 및 공정을 거칠 수 있다. 예를 들어, 응고된 층 상의 패턴에는 기판 내로 패턴을 전사하는 에칭 공정이 행해질 수 있다.
제1 실시예는 막을 성형하는 방법일 수 있다. 방법은 템플릿으로 막을 성형하는 단계; 막을 성형하는 동안 막을 촬상함으로써 획득되는 화상의 시계열을 분석하여 막 확산 특성을 추정하는 단계; 및 막 확산 특성에 기초하여 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예는 막 확산 특성 및 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 디스플레이 디바이스 상에 나타내는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는 미충전 결함의 가능한 감소의 추정에 기초하여 성형 조건을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는 성형 방법을 사용하여 물품을 제조하는 방법일 수 있다. 물품을 제조하는 방법은 결정된 성형 조건으로 디바이스 산출 기판 상에 디바이스 산출 막을 성형하는 단계; 디바이스 산출 기판을 가공하는 단계; 및 가공된 디바이스 산출 기판으로부터 물품을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 테스트 막을 성형하는 단계는 성형가능 재료의 적하물의 적하물 패턴을 테스트 기판 상으로 분배하는 단계; 및 초기 접촉 시간 전에 초기 배압으로 템플릿을 휘게 하는 단계를 포함할 수 있다. 초기 접촉 시간에, 휘어진 템플릿은 초기 접촉 위치에 위치결정될 수 있다. 초기 접촉 시간에, 휘어진 템플릿의 일부는 성형가능 재료의 적하물의 일부와 접촉할 수 있다. 제1 접촉 기간 동안, 초기 접촉 시간에서 시작하여, 템플릿에 인가되는 배압이 배압 궤적을 따라서 감소될 수 있다. 제1 접촉 기간 동안, 템플릿에 인가되는 힘이 힘 궤적을 따라서 감소될 수 있다. 충전 기간 동안, 접촉 기간 후에, 템플릿에 인가되는 배압 및 힘은 실질적으로 일정하게 유지될 수 있다. 충전 기간 후, 경화 기간 동안, 성형가능 재료는 화학 방사선에 노출될 수 있다.
제1 실시예는 한 쌍의 예비 테스트 막을 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한 쌍의 예비 테스트 막은 짧은 충전 시간 예비 테스트 막 및 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 포함할 수 있다. 짧은 충전 시간 예비 테스트 막은 성형 조건의 제1 서브세트 및 짧은 충전 시간에 의해 성형될 수 있다. 긴 충전 시간 예비 테스트 막은 성형 조건의 제1 서브세트 및 긴 충전 시간에 의해 성형될 수 있다. 제1 실시예는 한 쌍의 예비 테스트 막의 미충전 결함 밀도의 한 쌍의 예비 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 한 쌍의 예비 맵은 짧은 충전 시간 맵 및 긴 충전 시간 맵을 포함할 수 있다. 제1 실시예는 짧은 충전 시간 맵에서 임계치를 초과하는 결함 밀도 및 긴 충전 시간 맵에서 임계치 미만인 결함 밀도를 갖는 한 쌍의 예비 맵의 쌍 내의 위치로서 미충전 민감 위치의 세트를 식별하는 단계; 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 성형하면서 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 촬상함으로써 획득되는 예비적인 일련의 화상을 분석하여 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 추정하는 단계; 미충전 민감 위치의 세트 및 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 포함하는 상관 세트를 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하기 위해 사용되는 막을 성형하는 동안 성형 조건의 세트가 사용되고; 성형 조건의 세트는 성형 조건의 제1 서브세트의 제1 변화 및 짧은 충전 시간을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하는 단계는 미충전 민감 위치의 세트에서 테스트 막 확산 특성의 세트와 예비 테스트 막 확산 특성의 세트 사이의 확산 특성 차이의 세트를 계산하는 단계를 포함한다.
제1 실시예의 양태에서, 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 생성하는 단계는 확산 특성 차이의 세트를 임계치에 비교하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예는 미충전 결함 예상 개선의 맵에 기초하여 제1 변화가 성형 조건의 제1 서브세트 및 짧은 충전 시간에 대한 개선인지를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 성형 조건의 제1 서브세트의 제1 변화는 임프린트 힘 궤적 및 임프린트 배압 궤적 중 하나 또는 양자 모두의 조정을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 예비 맵의 쌍을 생성하는 단계는 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하여 짧은 충전 시간 맵을 구성하는 미충전 결함의 위치를 식별하는 단계; 및 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하여 긴 충전 시간 맵을 구성하는 미충전 결함의 위치를 식별하는 단계를 포함할 수 있다. 제1 실시예의 양태는 짧은 충전 시간 맵에서 결함을 방위각으로 평균화함으로써 결함 밀도의 짧은 충전 시간 반경방향 히스토그램을 생성하는 단계; 및 긴 충전 시간 맵에서 결함을 방위각으로 평균화함으로써 결함 밀도의 긴 충전 시간 반경방향 히스토그램을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미충전 민감 위치의 세트는 긴 충전 시간 반경방향 히스토그램과 짧은 충전 시간 반경방향 히스토그램 사이의 차이가 결함 밀도 임계치를 초과하는 미충전 민감 반경방향 영역의 세트일 수 있다. 상관 세트를 생성하는 단계는 미충전 민감성 반경방향 영역의 세트에 대응하는 예비 테스트 막 확산 특성의 세트에 기초하여 미충전 민감 확산 시간의 세트를 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 시계열을 포함할 수 있다. 미충전 민감 확산 시간의 세트를 식별하는 단계는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경이 미충전 민감 반경방향 영역의 세트 내에 있는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 시계열의 시간 기간을 식별하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 성형 조건의 제1 세트가 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하기 위해 사용되는 막을 성형하기 위해 사용되며; 성형 조건의 제1 세트는 성형 조건의 제1 서브세트의 변화를 포함할 수 있다. 변화는 미충전 민감 확산 시간의 세트 내의 적어도 하나의 시간 기간 동안의 성형 조건의 제1 서브세트 내의 배압 궤적 및 힘 궤적 중 하나 또는 양자 모두에 대한 조정을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경방향으로 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트와 상관되는 예비 확산 시간의 세트를 포함할 수 있다. 막 확산 특성은 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트와 상관되는 테스트 확산 시간의 세트를 포함할 수 있다. 방법은 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트 내의 미충전 민감 위치의 세트에서의 테스트 확산 시간의 세트와; 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트 내의 미충전 민감 위치의 세트에서의 예비 확산 시간의 세트 사이의 확산 시간 차이를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미충전 결함의 가능한 감소의 추정은 확산 시간 차이에 기초할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트와 상관되는 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 예비 세트를 포함할 수 있다. 막 확산 특성은 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트와 상관되는 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 테스트 세트를 포함할 수 있다. 방법은 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트 내의 미충전 민감 위치의 세트에서의 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 테스트 세트와; 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트 내의 미충전 민감 위치의 세트에서의 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 예비 세트 사이의 접촉각 차이를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미충전 결함의 가능한 감소의 추정은 접촉각 차이에 기초한다.
제2 실시예는 막을 성형하기 위한 성형 조건을 결정하는 방법으로서, (a) 임계치 미만의 짧은 확산 시간 및 상기 임계치 초과의 긴 확산 시간을 포함하는 복수의 성형 조건으로 복수의 필드 내의 막을 성형하는 단계; (b) 복수의 필드를 분석하여 미충전 결함이 짧은 확산 시간 동안 나타나고 긴 확산 시간 동안 나타나지 않는 제1 세트의 위치를 식별하는 단계; (c) 상기 복수의 필드의 상기 성형 동안 상기 복수의 필드 내의 상기 막을 촬상함으로써 획득되는 화상의 시계열을 분석함으로써 상기 제1 세트의 위치 각각에 대해 그리고 상기 복수의 성형 조건의 각각에 대해 제1 세트의 확산 속도 및 제1 세트의 접촉각을 결정하는 단계; (d) 테스트 성형 조건의 세트로 테스트 필드에 막을 성형하는 단계; (e) 상기 테스트 성형 조건으로 상기 테스트 필드의 상기 성형 동안 상기 테스트 필드 내의 상기 막을 촬상함으로써 획득되는 일련의 테스트 화상을 분석함으로써 상기 제1 세트의 위치 각각에 대해 확산 속도의 테스트 세트 및 접촉각의 테스트 세트를 결정하는 단계; (f) 상기 확산 속도의 테스트 세트; 상기 접촉각의 테스트 세트; 상기 제1 세트의 확산 속도; 및 상기 제1 세트의 접촉각에 기초하여 상기 제1 세트의 위치에 하나 이상의 미충전 결함이 존재한다는 테스트 예상 개선을 결정하는 단계; 및 (g) 상이한 테스트 성형 조건으로 단계 (d) 내지 (f)를 반복하여 상기 성형 조건으로서 가장 낮은 테스트 예상 개선을 갖는 테스트 성형 조건을 식별하는 단계를 포함하는 방법일 수 있다.
제2 실시예는 메모리; 및 프로세서를 포함하는 성형 시스템 제어 장치일 수 있다. 프로세서는 성형 조건을 성형 시스템에 전송하도록 구성될 수 있고; 성형 시스템은 성형 조건으로 막을 성형하고; 막을 성형하는 동안 막을 촬상함으로써 획득된 화상의 시계열을 성형 시스템으로부터 수신하고 화상의 시계열을 메모리에 저장하고; 화상의 시계열을 분석하여 막 확산 특성을 추정하고; 막 확산 특성에 기초하여 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성한다.
본 개시내용의 이들 목적, 특징 및 장점과 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면 및 제공되는 청구항과 함께 취해질 때 본 개시내용의 예시적인 실시예의 이하의 상세한 설명을 판독시 명백하게 될 것이다.
본 발명의 특징 및 장점이 상세하게 이해될 수 있도록, 첨부 도면에 도시되는 실시예를 참조하여 본 발명의 실시예에 대한 더 상세한 설명이 이루어질 수 있다. 그러나, 첨부 도면은 본 발명의 전형적인 실시예를 예시하기 위한 것일 뿐이며, 따라서 본 발명은 다른 균등한 효과의 실시예를 허용할 수 있으므로 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다는 것에 유의해야 한다.
도 1은 실시예에서 사용된 바와 같은 기판으로부터 이격된 메사를 갖는 템플릿을 갖는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템의 도시이다.
도 2는 일 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 템플릿의 도시이다.
도 3은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 예시적인 임프린트 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4는 예시적인 실시예에서 식별될 수 있는 미충전 결함의 현미경사진이다.
도 5a 내지 도 5b는 예시적인 실시예에서 발생될 수 있는 미충전 결함 위치의 분포의 맵이다.
도 5c는 하나의 실시예에서 발생될 수 있는 결함 카운트의 히스토그램을 도시한다.
도 5d는 일 실시예에서 히스토그램을 생성하기 위해 사용될 수 있는 반경방향 빈(radial bin)으로 분할된 성형 필드를 도시한다.
도 5e는 실시예에서 사용될 수 있는 도 5c의 정보를 정규화하기 위해 사용될 수 있는 도 5d의 빈의 면적 변화를 도시하는 차트이다.
도 6a 및 도 6b는 일 실시예에서 구현될 수 있는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 일련의 확산 카메라 화상이다.
도 8은 일 실시예에서 사용될 수 있는 템플릿의 형상에 대한 확산 카메라 화상 내의 무늬(fringe) 사이의 관계를 도시한 도면이다.
도 9a 내지 도 9d는 예시적인 실시예에서 접촉 기간 동안 템플릿이 취할 수 있는 형상을 도시하는 도면이다.
도 10a 및 도 10b는 예시적인 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 힘 궤적을 도시하는 차트이다.
도 11a 내지 도 11d는 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 확산 특성의 차트이다.
도면에 걸쳐, 동일한 참조 번호 및 문자는 다르게 언급되지 않는 한 도시되는 실시예의 유사한 특징, 요소, 성분 또는 부분을 지시하기 위해 사용된다. 또한, 본 개시내용은 도면을 참조하여 상세히 설명되지만, 이는 예시된 예시적인 실시예와 관련하여 이루어진다. 첨부된 청구범위에 의해 정의된 본 개시내용의 진정한 범위 및 사상을 벗어나지 않고 설명된 예시적인 실시예에 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료로부터 기판 상에 막을 성형하는 데 사용될 수 있다. 성형 공정은 경화 기간 전의 접촉 기간 동안 행해진다. 접촉 기간 전에, 템플릿(또는 상판(superstrate)의 성형 표면(패터닝 표면 또는 평탄화 표면)은 휘어진다. 접촉 기간 동안, 휘어진 성형 표면은 기판 상의 성형가능 재료와 접촉하게 된다. 이어서, 성형 표면이 평탄화된다. 접촉 기간 후에, 성형가능 재료는 성형가능 재료가 경화되게 하는 화학 방사선에 노출된다. 접촉 기간 동안, 성형 표면과 기판 사이의 가스가 빠져나온다. 경화 기간이 시작될 때 여전히 성형 표면과 기판 사이에 있는 가스는 미충전 결함을 야기할 수 있다.
처리량을 증가시키면서 미충전 결함의 수를 최소화하는 것은 나노임프린트 리소그래피 기술의 성능을 향상시킨다. 미충전 결함의 수를 최소화하는 것은 미충전 결함의 수를 최소화하는 성형 파라미터를 결정하는 것을 포함한다. 접촉 기간 동안 성형 표면이 제어되는 방법에 영향을 주는 수많은 성형 파라미터가 존재한다. 이들 성형 파라미터를 결정하는 종래의 방법은 상이한 성형 파라미터로 실험을 행하는 것 및 이러한 실험에 의해서 생성된 성형된 막을 검사하여 미충전 결함을 식별하는 것을 포함한다. 이러한 성형 파라미터를 결정하는 것은 시간 및 자원 집약적인 공정이다. 출원인은 이러한 성형 파라미터를 결정하는 데 필요한 시간 및 자원을 감소시키는 시스템 및 방법을 발견하였다.
성형 시스템
도 1은 일 실시예가 구현될 수 있는 성형 시스템(100)(예를 들어, 나노임프린트 리소그래피 시스템 또는 잉크젯 적응성 평탄화 시스템)의 예시이다. 성형 시스템(100)은 기판(102) 상에 임프린트된(성형된) 막을 생성하기 위해 사용된다. 기판(102)은 기판 척(104)에 결합될 수 있다. 기판 척(104)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 기타 등등일 수 있지만 이것으로 한정되지 않는다.
기판(102) 및 기판 척(104)은 기판 위치결정 스테이지(106)에 의해 더 지지될 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106)는 위치 축(x, y 및 z) 및 회전 축(θ, ψ, 및 φ) 중 하나 이상을 따라 병진 및/또는 회전 운동을 제공할 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 베이스(도시되지 않음) 상에 위치결정될 수 있다. 기판 위치결정 스테이지는 위치결정 시스템의 일부일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판 척(104)은 베이스에 부착될 수 있다.
템플릿(108)(상판이라고도 지칭됨)이 기판(102)으로부터 이격되어 있다. 템플릿(108)은 템플릿(108)의 전방측에서 기판(102)을 향해 연장되는 메사(몰드라고도 지칭됨)(110)를 갖는 본체를 포함할 수 있다. 메사(110)는 또한 템플릿(108)의 전방측에서 그 위에 성형 표면(112)을 가질 수 있다. 패터닝 표면으로도 알려진 성형 표면(112)은 성형가능 재료(124)를 성형하는 템플릿의 표면이다. 일 실시예에서, 성형 표면(112)은 평면이고 성형가능 재료를 평탄화하기 위해 사용된다. 대안적으로, 템플릿(108)은 메사(110) 없이 형성될 수 있고, 이 경우 기판(102)에 대면하는 템플릿의 표면은 메사(110)와 동등하고 성형 표면(112)은 기판(102)에 대면하는 템플릿(108)의 표면이다.
템플릿(108)은 용융 실리카, 석영, 실리콘, 유기 폴리머, 실록산 폴리머, 붕규산 유리, 플루오로카본 폴리머, 금속, 경화 사파이어, 기타 등등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 재료로 형성될 수 있다. 성형 표면(112)은 복수의 이격된 템플릿 오목부(114) 및/또는 템플릿 돌출부(116)에 의해 형성되는 피처를 가질 수 있다. 성형 표면(112)은 기판(102) 상에 형성될 패턴의 기초를 형성하는 패턴을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 성형 표면(112)은 피처가 없으며, 이 경우 기판 상에 평면 표면이 형성된다. 대안적인 실시예에서, 성형 표면(112)은 피처가 없고 기판과 동일한 크기이며 평면 표면이 전체 기판에 걸쳐 형성된다.
템플릿(108)은 템플릿 척(118)에 결합될 수 있다. 템플릿 척(118)은 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척, 및/또는 다른 유사 척 타입일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)에 걸쳐 달라지는 응력, 압력 및/또는 변형을 템플릿(108)에 인가하도록 구성될 수 있다. 템플릿 척(118)은 템플릿 배율 제어 시스템(121)을 포함할 수 있다. 템플릿 배율 제어 시스템(121)은 템플릿(108)의 상이한 부분을 압착 및/또는 신장시킬 수 있는 압전식 액추에이터(또는 다른 액추에이터)를 포함할 수 있다. 템플릿 척(118)은 템플릿의 배면에 압력차를 인가하여 템플릿이 굴곡 및 변형되게 할 수 있는 구역 기반 진공 척, 액추에이터 어레이, 압력 블래더 등과 같은 시스템을 포함할 수 있다.
템플릿 척(118)은 위치결정 시스템의 일부인 성형 헤드(120)에 결합될 수 있다. 성형 헤드(120)는 브리지에 이동가능하게 결합될 수 있다. 성형 헤드(120)는 적어도 z축 방향 및 잠재적으로는 다른 방향(예를 들어, 위치 축(x 및 y) 및 회전 축(θ, ψ, 및 φ))으로 기판에 대해 템플릿 척(118)을 이동시키도록 구성되는 보이스 코일 모터, 압전식 모터, 리니어 모터, 너트 및 스크류 모터 등과 같은 하나 이상의 액추에이터를 포함할 수 있다.
성형 시스템(100)은 유체 분배기(122)를 더 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 또한 브리지에 이동가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 성형 헤드(120)는 위치결정 부품 중 하나 이상 또는 그 모두를 공유한다. 대안적인 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 성형 헤드(120)는 서로 독립적으로 이동한다. 유체 분배기(122)는 액체 성형가능 재료(124)(예컨대, 중합가능 재료)를 기판(102) 상에 적하물 패턴으로 퇴적시키기 위해 사용될 수 있다. 추가적인 성형가능 재료(124)가 또한 성형가능 재료(124)가 기판(102) 상에 퇴적되기 전에 적하물 분배, 스핀-코팅, 딥 코팅, 화학 기상 증착(CVD), 물리 기상 증착(PVD), 박막 퇴적, 후막 퇴적, 기타 등등과 같은 기술을 사용하여 기판(102)에 추가될 수 있다. 성형가능 재료(124)는 설계 고려사항에 따라 원하는 체적이 성형 표면(112)과 기판(102) 사이에 형성되기 전에 및/또는 후에 기판(102) 상으로 분배될 수 있다. 성형가능 재료(124)는 모두 본원에서 참조로 통합되는 미국 특허 제7,157,036호 및 미국 특허 제8,076,386호에서 설명된 바와 같은 단량체를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
상이한 유체 분배기(122)는 성형가능 재료(124)를 분배하기 위해 상이한 기술을 사용할 수 있다. 성형가능 재료(124)가 분사가능할 때, 잉크 분사 타입 분배기가 성형가능 재료를 분배할 수 있다. 예를 들어, 열 잉크 분사(thermal ink jetting), 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 기반 잉크 분사, 밸브 분사 및 압전식 잉크 분사가 분사가능 액체를 분배하기 위한 일반적인 기술이다.
성형 시스템(100)은 액체 성형가능 재료를 고체 재료로 상 변화시키는 경화 시스템을 더 포함할 수 있으며, 고체 재료의 상부 표면은 성형 표면(112)의 형상에 의해 결정된다. 경화 시스템은 노출 경로(128)를 따라 화학 에너지를 지향시키는 적어도 방사선 소스(126)를 포함할 수 있다. 성형 헤드 및 기판 위치결정 스테이지(106)는 템플릿(108) 및 기판(102)을 노출 경로(128)와 중첩되게 위치결정하도록 구성될 수 있다. 방사선 소스(126)는 템플릿(108)이 성형가능 재료(128)와 접촉한 후에 노출 경로(128)를 따라 화학 에너지를 전송한다. 도 1은 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉하지 않을 때의 노출 경로(128)를 도시하며, 이는 개별 부품의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 도시하기 위한 것이다. 통상의 기술자는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉할 때 노출 경로(128)가 실질적으로 변하지 않을 것임을 이해할 것이다. 일 실시예에서, 화학 에너지는 템플릿 척(118)과 템플릿(108) 양자 모두를 통해 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료(124)로 지향될 수 있다. 일 실시예에서, 방사선 소스(126)에 의해 생성된 화학 에너지는 성형가능 재료(124) 내의 단량체의 중합을 유도하는 UV 광이다.
성형 시스템(100)은 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉한 후에 성형가능 재료(124)의 확산을 관찰하도록 위치결정되는 필드 카메라(136)를 더 포함할 수 있다. 도 1은 필드 카메라의 촬상 필드의 광축을 점선으로 도시한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 성형 시스템(100)은 필드 카메라에 의해 검출될 광과 화학 방사선을 결합하는 하나 이상의 광학 부품(다이크로익 미러, 빔 결합기, 프리즘, 렌즈, 미러 등)을 포함할 수 있다. 필드 카메라(136)는 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료의 확산을 검출하도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시되는 바와 같은 필드 카메라(136)의 광축은 직선형이지만 하나 이상의 광학 부품에 의해 굴곡될 수 있다. 필드 카메라(136)는, 성형가능 재료와 접촉하는 템플릿(108) 아래의 영역과 성형가능 재료(124)와 접촉하지 않는 템플릿(108) 아래의 영역 사이의 콘트라스트(contrast)를 나타내는 파장을 갖는 광을 모으도록 구성되는 CCD, 센서 어레이, 라인 카메라 및 광검출기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 필드 카메라(136)는 가시광의 단색 화상을 모으도록 구성될 수 있다. 필드 카메라(136)는 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료(124)의 확산, 경화된 성형가능 재료로부터의 템플릿(108)의 분리의 화상을 제공하도록 구성될 수 있으며; 임프린트(성형) 공정의 추적을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 필드 카메라(136)는 또한 성형가능 재료(124)가 성형 표면(112)과 기판 표면(130) 사이의 간극 사이에서 확산될 때 변화되는 간섭 무늬를 측정하도록 구성될 수 있다.
성형 시스템(100)은 필드 카메라(136)로부터 분리되는 액적 검사 시스템(droplet inspection system)(138)을 더 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 CCD, 카메라, 라인 카메라, 및 광검출기 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 렌즈, 미러, 개구, 필터, 프리즘, 편광기, 윈도우, 적응성 광학장치, 및/또는 광원과 같은 하나 이상의 광학 부품을 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 성형 표면(112)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 접촉하기 전에 액적을 검사하도록 위치결정될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 필드 카메라(136)는 액적 검사 시스템(138)으로서 구성될 수 있고 성형 표면(112)이 성형가능 재료(124)와 접촉하기 전에 사용될 수 있다.
성형 시스템(100)은 템플릿(108) 및 기판(102) 중 하나 또는 양자 모두에 열 방사의 공간 분포를 제공하도록 구성될 수 있는 열 방사 소스(134)를 더 포함할 수 있다. 열 방사 소스(134)는 기판(102) 및 템플릿(108) 중 하나 또는 양자 모두를 가열하며 성형가능 재료(124)를 응고시키지 않는 열 전자기 방사의 하나 이상의 소스를 포함할 수 있다. 열 방사 소스(134)는 열 방사의 공간-시간 분포를 변조하기 위해서 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD), 실리콘 상 액정(Liquid Crystal on Silicon(LCoS)), 액정 디바이스(LCD) 등과 같은 SLM을 포함할 수 있다. 성형 시스템(100)은, 템플릿(108)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 접촉할 때, 화학 방사선, 열 방사, 및 필드 카메라(136)에 의해 모인 방사선을 임프린트 필드와 교차하는 단일 광로 상으로 결합하기 위해 사용되는 하나 이상의 광학 부품을 더 포함할 수 있다. 열 방사 소스(134)는 템플릿(108)이 성형가능 재료(128)와 접촉한 후에 열 방사 경로(도 1에서 2개의 두꺼운 암선으로 도시됨)를 따라 열 방사를 전송할 수 있다. 도 1은 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉하지 않을 때의 열 방사 경로를 도시하며, 이는 개별 부품의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 도시하기 위한 것이다. 통상의 기술자는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉할 때 열 방사 경로가 실질적으로 변하지 않을 것임을 이해할 것이다. 도 1에서, 열 방사 경로는 템플릿(108)에서 종료되는 것으로 도시되어 있지만, 기판(102)에서 종료될 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 열 방사 소스(134)는 기판(102) 아래에 있고, 열 방사 경로는 화학 방사선 및 가시광과 조합되지 않는다.
성형가능 재료(124)가 기판 상으로 분배되기 전에, 기판 코팅(132)이 기판(102)에 도포될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 코팅(132)은 접착층일 수 있다. 일 실시예에서, 기판 코팅(132)은 기판이 기판 척(104) 상에 로딩되기 전에 기판(102)에 도포될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판(102)이 기판 척(104) 상에 있는 동안 기판 코팅(132)이 기판(102)에 도포될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 코팅(132)은 스핀 코팅, 딥 코팅, 적하물 분배, 슬롯 분배 등에 의해 도포될 수 있다. 일 실시예에서, 기판(102)은 반도체 웨이퍼일 수 있다. 다른 실시예에서, 기판(102)은 임프린트된 후 자손 템플릿을 생성하기 위해 사용될 수 있는 블랭크 템플릿(레플리카 블랭크)일 수 있다.
성형 시스템(100)은 가스 및/또는 진공 시스템 같은 임프린트 필드 분위기 제어 시스템을 포함할 수 있으며, 그 예는 본 명세서에 참조로 통합되는 미국 특허 공개 제2010/0096764호 및 제2019/0101823호에 설명되어 있다. 가스 및/또는 진공 시스템은 하나 이상의 상이한 가스가 상이한 시간 및 상이한 영역에서 유동하게 하도록 구성되는 펌프, 밸브, 솔레노이드, 가스 소스, 가스 배관 등 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 가스 및/또는 진공 시스템은 기판(102)의 에지로 및 에지로부터 가스를 운반하며 기판(102)의 에지에서의 가스의 유동을 제어함으로써 임프린트 필드 분위기를 제어하는 제1 가스 운반 시스템에 연결될 수 있다. 가스 및/또는 진공 시스템은 템플릿(108)의 에지로 및 에지로부터 가스를 운반하며 템플릿(108)의 에지에서의 가스의 유동을 제어함으로써 임프린트 필드 분위기를 제어하는 제2 가스 운반 시스템에 연결될 수 있다. 가스 및/또는 진공 시스템은 템플릿(108)의 상부로 및 상부로부터 가스를 운반하며 템플릿(108)을 통한 가스의 유동을 제어함으로써 임프린트 필드 분위기를 제어하는 제3 가스 운반 시스템에 연결될 수 있다. 제1, 제2, 및 제3 가스 운반 시스템 중 하나 이상이 임프린트 필드 내에서 및 그 주위에서의 가스의 유동을 제어하기 위해 조합되어 또는 개별적으로 사용될 수 있다.
성형 시스템(100)은, 기판 척(104), 기판 위치결정 스테이지(106), 템플릿 척(118), 성형 헤드(120), 유체 분배기(122), 방사선 소스(126), 열 방사 소스(134), 필드 카메라(136), 임프린트 필드 분위기 제어 시스템 및/또는 액적 검사 시스템(138) 같은 하나 이상의 부품 및/또는 서브시스템과 통신하는 하나 이상의 프로세서(140)(제어기)에 의해 조절, 제어 및/또는 지시될 수 있다. 프로세서(140)는 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리(142)에 저장된 컴퓨터 판독가능 프로그램 내의 명령어에 기초하여 동작될 수 있다. 프로세서(140)는 CPU, MPU, GPU, ASIC, FPGA, DSP, 및 범용 컴퓨터 중 하나 이상이거나 이를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 전용 제어기일 수 있거나 또는 제어기가 되도록 개조된 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리의 예는 RAM, ROM, CD, DVD, Blu-Ray, 하드 드라이브, 네트워크 결합 스토리지(networked attached storage:NAS), 인트라넷 접속 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스, 및 인터넷 접속 비일시적 컴퓨터 판독가능 저장 디바이스를 포함하지만, 이들에 한정되는 것은 아니다. 제어기(140)는 성형 시스템(100a)에 모두 포함되고 성형 시스템(100a)과 통신하는 복수의 프로세서를 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 분석이 수행되고 적하물 패턴과 같은 제어 파일이 생성되는 네트워킹된 컴퓨터(140a)와 통신할 수 있다. 일 실시예에서, 운영자 및/또는 사용자에게 제공되는 프로세서(140)와 통신하는 디스플레이 및 네트워킹된 컴퓨터(140a) 중 하나 또는 양자 모두에 하나 이상의 그래픽 사용자 인터페이스(GUI)(141)가 존재한다.
성형 헤드(120), 기판 위치결정 스테이지(106) 또는 양자 모두는 성형가능 재료(124)로 충전되는 원하는 공간(3차원에서의 한정된 물리적 범위)을 형성하기 위해 몰드(110)와 기판(102) 사이의 거리를 변화시킨다. 예를 들어, 성형 헤드(120)는 몰드(110)가 성형가능 재료(124)와 접촉되도록 템플릿(108)에 힘을 인가할 수 있다. 원하는 체적이 성형가능 재료(124)로 충전된 후에, 방사선 소스(126)는 성형가능 재료(124)가 경화, 응고, 및/또는 교차-결합되게 하고; 기판 표면(130) 및 성형 표면(112)의 형상에 일치되게 하며, 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성하게 하는 화학 방사선(예컨대, UV, 248 nm, 280 nm, 350 nm, 365 nm, 395 nm, 400 nm, 405 nm, 435 nm 등)을 생성한다. 성형가능 재료(124)는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉하는 동안 경화되어, 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성한다. 이와 같이, 성형 시스템(100)은 성형 표면(112)의 패턴의 역(inverse)인 오목부 및 돌출부를 갖는 패터닝된 층을 형성하기 위해서 성형 공정을 사용한다. 대안적인 실시예에서, 성형 시스템(100)은 피처가 없는 성형 표면(112)으로 평면 층을 형성하기 위해 성형 공정을 사용한다.
성형 공정은 기판 표면(130)을 가로질러 퍼져 있는 복수의 임프린트 필드(단지 필드 또는 샷으로도 알려짐)에서 반복적으로 행해질 수 있다. 각각의 임프린트 필드는 메사(110) 또는 단지 메사(110)의 패턴 영역과 동일한 크기일 수 있다. 메사(110)의 패턴 영역은 디바이스의 피처이거나 또는 후속 공정에서 디바이스의 피처를 형성하기 위해 사용되는 패턴을 기판(102) 상에 임프린트하기 위해 사용되는 성형 표면(112)의 영역이다. 메사(110)의 패턴 영역은 임프린트 필드 에지에 압출물이 형성되는 것을 방지하기 위해 사용되는 질량 속도 변화 피처(유체 제어 피처)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판(102)은 기판(102)과 동일한 크기인 단지 하나의 임프린트 필드 또는 메사(110)에 의해 패터닝될 기판(102)의 영역을 갖는다. 대안적인 실시예에서, 임프린트 필드는 중첩된다. 임프린트 필드의 일부는 기판(102)의 경계와 교차하는 부분 임프린트 필드일 수 있다.
패터닝된 층은 각각의 임프린트 필드에서 기판 표면(130)과 성형 표면(112) 사이의 성형가능 재료(124)의 최소 두께인 잔류 층 두께(RLT)를 갖는 잔류 층을 갖도록 형성될 수 있다. 패터닝된 층은 또한 두께를 갖는 잔류층 위로 연장되는 돌출부 같은 하나 이상의 피처를 포함할 수 있다. 이들 돌출부는 메사(110) 내의 오목부(114)에 일치한다.
템플릿
도 2는 일 실시예에서 사용될 수 있는 템플릿(108)(축척대로 되어 있지 않음)의 도시이다. 성형 표면(112)은 메사(110)(도 2에서 파선 박스로 식별됨) 상에 있을 수 있다. 메사(110)는 템플릿의 전방측 상의 리세스된 표면(244)에 의해 둘러싸인다. 메사 측벽(246)은 리세스된 표면(244)을 메사(110)의 성형 표면(112)에 연결한다. 메사 측벽(246)은 메사(110)를 둘러싼다. 메사가 둥글거나 둥근 코너를 갖는 실시예에서, 메사 측벽(246)은 코너가 없는 연속적인 벽인 단일 메사 측벽을 지칭한다. 일 실시예에서, 메사 측벽(246)은 수직 프로파일; 각진 프로파일; 만곡된 프로파일; 계단형 프로파일; S자형 프로파일; 볼록한 프로파일; 또는 이들 프로파일의 조합인 프로파일 중 하나 이상을 가질 수 있다.
성형 공정
도 3은 성형 시스템(100)에 의해 행해지는 성형 공정(300)을 포함하는 물품(디바이스)를 제조하는 방법의 흐름도이다. 성형 공정(300)은 하나 이상의 임프린트 필드(패턴 영역 또는 샷 영역으로도 지칭됨) 상의 성형가능 재료(124)에 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 성형 공정(300)은 성형 시스템(100)에 의해 복수의 기판(102)에 대해 반복적으로 행해질 수 있다. 프로세서(140)는 성형 공정(300)을 제어하는 데 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 성형 공정(300)은 기판(102)을 평탄화하는 데 사용된다. 이 경우, 성형 표면(112)은 피처가 없으며 또한 기판(102)과 동일하거나 또는 그보다 큰 크기일 수 있다.
성형 공정(300)의 시작은 템플릿 반송 기구가 템플릿(108)을 템플릿 척(118) 상에 장착하게 하는 템플릿 장착 단계를 포함할 수 있다. 성형 공정(300)은 또한 기판 장착 단계를 포함할 수 있고, 프로세서(140)는 기판 반송 기구가 기판(102)을 기판 척(104) 상에 장착하게 할 수 있다. 기판은 하나 이상의 코팅 및/또는 구조체를 가질 수 있다. 템플릿(108) 및 기판(102)이 성형 시스템(100)에 장착되는 순서는 특별히 제한되지 않고, 템플릿(108) 및 기판(102)은 순차적으로 또는 동시에 장착될 수 있다.
위치결정 단계에서, 프로세서(140)는 기판 위치결정 스테이지(106) 및/또는 분배기 위치결정 스테이지 중 하나 또는 양자 모두가 기판(102)의 임프린트 필드(i)(인덱스 i는 최초에 1로 설정될 수 있음)를 유체 분배기(122) 아래의 유체 분배 위치로 이동시키게 할 수 있다. 기판(102)은 N개의 임프린트 필드로 분할될 수 있고, 각각의 임프린트 필드는 성형 필드 인덱스(i)에 의해 식별된다. 여기서, N은 성형 필드의 수이고, 1, 10, 62, 75, 84, 100 등과 같은 실수 양의 정수이다{N∈
Figure pat00001
+}. 분배 단계(S302)에서, 프로세서(140)는 유체 분배기(122)가 성형가능 재료를 적하물 패턴에 기초하여 임프린트 필드 상으로 분배하게 할 수 있다. 일 실시예에서, 유체 분배기(122)는 성형가능 재료(124)를 복수의 액적으로서 분배한다. 유체 분배기(122)는 하나의 노즐 또는 다수의 노즐을 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 하나 이상의 노즐로부터 동시에 성형가능 재료(124)를 토출할 수 있다. 임프린트 필드는 유체 분배기가 성형가능 재료(124)를 토출하는 동안 유체 분배기(122)에 대해 이동될 수 있다. 따라서, 액적의 일부가 기판 상에 탄착되는 시간은 임프린트 필드(i)에 걸쳐 달라질 수 있다. 분배 단계(S302)는 각각의 임프린트 필드(i)에 대해 분배 기간(Td) 동안 행해질 수 있다.
일 실시예에서, 분배 단계(S302) 동안, 성형가능 재료(124)는 적하물 패턴에 따라 기판(102) 상에 분배될 수 있다. 적하물 패턴은 성형가능 재료의 적하물을 퇴적시키기 위한 위치, 성형가능 재료의 적하물의 체적, 성형가능 재료의 타입, 성형가능 재료의 적하물의 형상 파라미터 등 중 하나 이상과 같은 정보를 포함할 수도 있다. 일 실시예에서, 적하물 패턴은 단지 분배될 적하물의 체적 및 액적을 적층할 곳의 위치만을 포함할 수 있다.
액적이 분배된 후에, 접촉 단계(S304)가 개시될 수 있고, 프로세서(140)는 기판 위치결정 스테이지(106) 및 템플릿 위치결정 스테이지 중 하나 또는 양자 모두가 템플릿(108)의 성형 표면(112)을 특정 임프린트 필드 내의 성형가능 재료(124)에 접촉시키게 할 수 있다. 접촉 단계(S304)는, 분배 기간(Td) 후에 시작되고 성형가능 재료(124)와 성형 표면(112)의 초기 접촉으로 개시되는 접촉 기간(T접촉) 동안 행해질 수 있다. 일 실시예에서, 접촉 기간(T접촉)의 개시 시에, 템플릿 척(118)은 성형 표면(112)의 일부분만이 성형가능 재료의 일부분과 접촉하도록 템플릿(108)을 휘게 하도록 구성된다. 일 실시예에서, 접촉 기간(T접촉)은 템플릿(108)이 템플릿 척(118)에 의해 더 이상 휘어지지 않을 때 종료된다. 성형 표면(112)이 기판 표면(130)에 대해서 휘어지는 정도는 확산 카메라(136)에 의해 추정될 수 있다. 확산 카메라(136)는, 적어도 성형 표면(112) 및 기판 표면(130)으로부터의 반사로 인한 간섭 무늬를 기록하도록 구성될 수 있다. 이웃하는 간섭 무늬들 사이의 거리가 좁을수록, 성형 표면(112)이 휘어지는 정도가 커진다.
충전 단계(S306) 동안, 성형가능 재료(124)는 임프린트 필드의 에지 및 메사 측벽(246)을 향해 확산된다. 임프린트 필드의 에지는 메사 측벽(246)에 의해 형성될 수 있다. 성형가능 재료(124)가 확산되어 메사를 충전하는 방식이 필드 카메라(136)를 통해 관찰될 수 있고, 성형가능 재료의 유체 전방의 진행을 추적하는 데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 충전 단계(S306)는 충전 기간(Tf) 동안 발생한다. 충전 기간(Tf)은 접촉 단계(S304)가 종료될 때 개시된다. 충전 기간(Tf)은 경화 기간(Tc)의 시작으로 종료된다. 일 실시예에서, 충전 기간(Tf) 동안, 템플릿에 인가된 배압 및 힘이 실질적으로 일정하게 유지된다. 본 문맥에서 실질적으로 일정하다는 것은 배압 변화 및 힘 변화가 설정점 값의 0.1% 미만일 수 있는 성형 시스템(100)의 제어 공차 내에 있다는 것을 의미한다.
경화 단계(S308)에서, 프로세서(140)는 경화 기간(Tc) 동안 템플릿(108), 메사(110) 및 성형 표면(112)을 통해 화학 방사선의 경화 조명 패턴을 전송하도록 방사선 소스(126)에 명령어를 전송할 수 있다. 경화 조명 패턴은 성형 표면(112) 아래에서 성형가능 재료(124)를 경화(중합)시키기에 충분한 에너지를 제공한다. 경화 기간(Tc)은 템플릿 아래의 성형가능 재료가 성형가능 재료를 응고(경화)시키기에 충분히 높은 강도를 갖는 화학 방사선을 수취하는 기간이다. 대안적인 실시예에서, 성형가능 재료(124)는 경화 기간(Tc) 전에 화학 방사선의 겔화 조명 패턴에 노출되는데, 이는 성형가능 재료를 경화시키지 않지만 성형가능 재료의 점도를 증가시킨다.
분리 단계(S310)에서, 프로세서(140)는 분리 기간(Ts) 동안 기판(102) 상의 경화된 성형가능 재료로부터 템플릿(108)의 성형 표면(112)을 분리하기 위해 기판 척(104), 기판 위치결정 스테이지(106), 템플릿 척(118) 및 성형 헤드(120) 중 하나 이상을 사용한다. 임프린트될 추가적인 임프린트 필드가 있는 경우, 공정은 단계 S302로 되돌아간다. 대안적인 실시예에서, 단계 S302 동안, 2개 이상의 임프린트 필드가 성형가능 재료(124)를 수취하고, 공정은 단계 S302 또는 S304로 되돌아간다.
일 실시예에서, 성형 공정(300)이 종료된 후에, 제조 물품(예컨대, 반도체 디바이스)을 생성하기 위해 처리 단계 S312에서 기판(102)에 대해 추가적인 반도체 제조 처리가 행해진다. 일 실시예에서, 각각의 임프린트 필드는 복수의 디바이스를 포함한다.
처리 단계(S312)에서의 추가 반도체 제조 처리는 패터닝된 층의 패턴 또는 그 패턴의 역에 대응하는 요철 화상을 기판에 전사하기 위한 에칭 처리를 포함할 수 있다. 처리 단계(S312)에서의 추가 처리는 또한 예를 들어 검사, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 패키징, 장착, 회로 보드 조립, 등등을 포함하는 물품 제조를 위한 공지된 단계 및 공정을 포함할 수 있다. 기판(102)은 복수의 물품(디바이스)을 생성하도록 처리될 수 있다.
미충전 결함
도 4는 미충전 결함(424b)을 갖는 기판(102) 상의 경화된 성형가능 재료(424a)의 현미경사진이다. 미충전 결함은 성형 공정(300) 동안 발생할 수 있는 유형의 결함이다. 이들 미충전 결함은 현미경, 조면계, 자동화 검사 도구(예를 들어, 캘리포니아주 밀피타스 소재의 KLA-Tencor Corporation에 의해 기존에 판매되는 WI-2200 Wafer Inspector), 원자력 현미경, 또는 기판 상의 작은 피처를 검사하는 것이 가능한 다른 디바이스로 경화된 성형가능 재료를 검사함으로써 발견될 수 있다. 성형가능 재료(124)가 성형 표면(112) 아래의 특정 영역을 충전할 시간이 없을 때, 미충전 결함이 발생할 수 있다. 즉, 성형 표면(112) 아래에 포획된 가스가 경화 단계(S308) 전에 새어 나올 시간이 없다.
성형 공정(300)의 2개의 목표는 경화된 성형가능 재료(424a) 내의 미충전 결함의 수를 최소화하고 성형 공정(300)을 수행하는 데 사용되는 총 성형 시간(T총)을 최소화하는 것이다. 이들은 상충하는 목표이다. 성형 공정(300)을 최적화하는 것은 미충전 결함의 수가 미충전 결함 임계치 미만이 되도록 그리고 총 성형 시간(T총)이 목표 총 성형 시간 미만이 되도록 성형 조건을 수정하는 것을 포함한다. 종래 기술에서, 이는 복수의 성형 조건으로 복수의 기판을 성형한 후, 각각의 기판 상의 경화된 성형가능 재료를 검사하여 미충전 결함을 식별함으로써 달성된다.
본 출원인은 충전 기간(Tf)이 짧을 때 기판의 소정 영역이 기판의 다른 영역보다 미충전 결함에 더 민감하다는 것을 발견하였다. 충전 기간(Tf)이 길면, 이들 위치의 미충전 결함은 발생하기 어렵다. 도 5a는 충전 기간(Tf)이 짧을 때의 미충전 결함 위치의 분포의 실험 데이터이다. 도 5b는 충전 기간(Tf)이 길 때의 미충전 결함 위치의 분포의 실험 데이터이다. 본 맥락에서, 긴 충전 기간은 짧은 충전 기간의 적어도 2배만큼 길다.
본 출원인은 미충전 데이터에 반경방향 사인(radial signature)이 종종 존재한다는 것을 알아냈다. 미충전 데이터의 이러한 반경방향 사인은 도 5c의 로그 스케일(y축) 히스토그램에 도시되는 긴 충전 기간 반경방향 히스토그램 및 짧은 충전 기간 반경방향 히스토그램에 의해 도시되는 바와 같은 반경방향 히스토그램에 의해 특징지어질 수 있다.
기판(120)은 복수의 성형 필드들(548)로 분할될 수 있다. 성형 필드(548)는 임의의 형상, 예를 들어 직사각형; 다각형; 또는 하나 이상의 선형 에지 및 하나 이상의 곡선형 에지를 갖는 형상을 취할 수 있다. 성형 필드(584)는 도 5d에서 교번하는 회색 및 백색 빈에 의해 도시되는 바와 같이 복수의 반경방향 빈으로 분할될 수 있다. 이들 반경방향 빈은 도 5d에 도시되는 바와 같이 성형 필드 내에 내접할 수 있다. 결함 카운트는 성형 필드(584)와 교차하는 반경방향 링 빈의 단위 면적(도 5e에 도시되는 바와 같음)에 기초하여 표준화될 수 있다. 반경방향 히스토그램은 성형 필드(584)와 교차하는 반경방향 링의 영역에 걸쳐 각각의 긴 충전 시간 맵에서 결함을 방위각으로 평균화함으로써 형성될 수 있다.
접촉 단계(S304) 동안, 성형 표면(112)은 성형 필드(584)의 중심으로부터 성형가능 재료와 접촉하기 시작한 후, 반경 방향으로 에지로 확산된다. 결함의 반경방향 분포는 접촉 단계(S304) 동안 발생하는 성형가능 재료의 동적 확산 동안 생성될 수 있다. 충전 단계(S306)가 짧을 경우, 이들 결함은 남아있을 것이다. 즉, 충전 단계(S306)가 충분히 길면 결함의 반경방향 분포가 감소될 것이다.
동적 확산은 접촉 단계(S306) 동안 힘 궤적 및 템플릿 배압 궤적을 제어함으로써 제어될 수 있다. 출원인은 힘 궤적 및 템플릿 배압 궤적의 변화가 미충전 결함의 반경방향 분포에 영향을 미친다는 것을 실험적으로 확인하였다. 지금까지는, 성형 조건(예를 들어, 힘 궤적, 배압 궤적)의 양호한 세트를 찾는 것은 성형 조건의 테스트 세트로 테스트 막을 성형하는 것; 서브 미크론 미충전 결함을 검출하기 위해 경화된 테스트 막을 검사하는 것; 및 그 후 미충전 결함이 임계치 미만이 될 때까지 성형 조건의 테스트 세트의 새로운 세트로 공정을 반복하는 것의 반복 공정을 포함한다. 이러한 반복 공정은 시간 및 자원 집약적 공정이다. 출원인은 적은 시간, 적은 자원을 필요로 하고, 성형 조건의 양호한 세트를 결정하는 더 신속한 공정을 가능하게 하는 개선된 공정을 발견하였다.
최적화 공정
도 6a는 상관 세트 생성 공정(600a)의 예시이다. 도 6b는 상관 세트를 이용하는 성형 조건 최적화 공정(600b)의 예시이다. 상관 세트 생성 공정(600a)은 성형 공정(300)을 사용하여 한 쌍의 예비 테스트 막을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 성형 공정(300)은 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 형성하기 위해 성형 조건의 서브세트 및 긴 충전 기간을 사용하여 행해진다. 성형 공정(300)은 또한 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 형성하기 위해 성형 조건의 서브세트 및 짧은 충전 기간을 사용하여 행해진다. 성형 공정(300) 동안, 예비적인 일련의 화상(확산 카메라 화상)이 접촉 기간 동안 생성된다. 예비적인 일련의 화상이 확산 카메라에 의해 획득될 수 있고 적어도 성형 표면(112) 및 기판 표면(130)으로부터의 반사로 인한 간섭 무늬를 포함할 수 있다. 도 7은 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 형성할 때 성형 공정(300)의 접촉 기간(T접촉) 동안 생성되는 예비적인 일련의 화상의 예이다.
상관 세트 생성 공정(600a)은 결함 맵을 형성하기 위해 막이 검사되는 검사 단계(S614)를 포함할 수 있다. 검사 단계(S614)는 미충전 결함 밀도의 한 쌍의 예비 맵을 형성하도록 2번 행해진다. 검사 단계(S614)는 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하는 것에 기초하여 짧은 충전 시간 맵(도 5a 참조)을 생성할 수 있다. 검사 단계(S614)는 또한 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하는 것에 기초하여 긴 충전 시간 맵(도 5b 참조)을 생성할 수 있다. 검사 단계(S614)는 현미경, 조면계, 자동 검사 도구(예를 들어, 캘리포니아주 밀피타스 소재의 KLA-Tencor Corporation에 의해 기존에 판매되는 WI-2200 Wafer Inspector), 원자력 현미경, 또는 기판 상의 성형가능 재료의 경화된 막의 작은 피처를 검사할 수 있는 다른 디바이스를 사용하여 행해질 수 있다.
상관 세트 생성 공정(600a)은 미충전 민감 위치의 세트를 식별하기 위해 식별 단계(S616)를 포함할 수 있다. 식별 단계(S616)는 긴 충전 시간 맵에서 결함으로서 식별되지 않는 짧은 충전 시간 맵 내의 미충전 결함 위치를 식별하는 것을 포함한다. 이들 식별된 위치는 아마도 미충전 민감 위치이다. 일 실시예에서, 이러한 식별 단계(S616)는 결함이 특정 반경에 걸쳐 방위각으로 합산되고 비닝(binning)되어 도 5c에 도시되는 바와 같은 히스토그램을 형성하는 통계적 방식으로 행해진다. 예를 들어, 미충전 민감 위치는 도 5c에서 9 내지 20 mm이다. 도 5c에 도시되는 바와 같이, 이들 위치에서, 짧은 충전 시간에서의 결함은 긴 충전 시간에서의 결함보다 크다. 이들 위치는 불충분한 충전 시간이 존재할 때 성형가능 재료가 이상적으로 확산하지 않는 경향을 갖는다. 따라서, 이들 결함은 미충전 결함이라 칭한다. 일 실시예에서, 이러한 식별 단계(S616)는 결함이 특정 반경에 걸쳐 방위각으로 평균화되고 비닝되어 히스토그램을 형성하는 통계적 방식으로 행해진다. 일 실시예에서, 이 식별 단계(S616)는 결함이 방위각으로 평균화되고, 특정 반경에 걸쳐 비닝되며, 평균화 영역에 걸쳐 표준화되어 히스토그램을 형성하는 통계적 방식으로 행해진다. 일 실시예에서, 이 식별 단계(S616)는 결함이 방위각으로 평균화되고, 특정 반경에 걸쳐 비닝되고, 평균화 영역에 걸쳐 표준화되어 히스토그램을 형성하며, 차이가 임계치와 비교되는 통계적 방식으로 행해진다.
상관 세트 생성 공정(600a)은 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 추정하기 위해 화상 분석 단계(S618)를 포함할 수 있다. 화상 분석 단계(S618)는 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 형성할 때 접촉 기간(T접촉) 동안 취득된 예비적인 일련의 화상을 분석하는 것을 포함할 수 있다. 도 7에 도시되는 바와 같이, 예비적인 일련의 화상은 간섭 무늬를 포함한다. 이러한 간섭 무늬의 분석을 이용하여 성형 표면(112) 아래의 성형가능 재료의 확산을 특징지을 수 있다. 간섭 무늬에 대한 주요 영향은 성형 표면(112) 및 기판 표면(130)으로부터의 반사로부터의 간섭이다.
접촉 기간(T접촉) 동안, 접촉각(θ)은 접촉 반경(b)이 증가함에 따라 감소한다. 최내측 무늬(r)의 위치는 도 8에 도시되는 바와 같이 RLT가 측정 파장(λ)보다 작을 때 접촉 반경(b)의 합리적인 추정치이다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 최내측 무늬 반경(r(t))의 시계열에 의해 추정되는 접촉 반경(b(t))의 시계열을 포함할 수 있다. 최내측 무늬 반경(r(t))의 시계열이 반전되어 반경의 함수로서 일련의 확산 시간(t확산(r))을 제공할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경의 함수로서 일련의 확산 시간(t확산(r))을 포함할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 최내측 무늬 반경의 시계열의 시간 도함수(v(t)=dr/dt)에 의해 추정되는 바와 같이 접촉 반경의 확산 속도(v(t))의 시계열을 포함할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 최내측 무늬 반경의 함수로서의 반경방향의 일련의 확산 속도(v(r))를 포함할 수 있다.
제2 최내측 무늬와 제1 최내측 무늬 사이의 무늬 차이(Δr)는 이하의 식 (1) 및 도 8에 의해 설명되는 바와 같이 접촉각(θ) 및 측정 파장(λ)에 관련된다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 무늬 차이(Δr(t))의 시계열을 포함할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 접촉각(θ(t))의 시계열을 포함할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 접촉각의 시간 도함수(ω(t)=dθ/dt)의 시계열을 포함할 수 있다. 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 접촉각의 반경방향의 일련의 시간 도함수(ω(r)=dθ/dt)를 포함할 수 있다.
Figure pat00002
(1)
상관 세트 생성 공정(600a)은 상관 세트 생성 단계(S620)를 포함할 수 있다. 상관 세트 생성 단계(S620)는 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 미충전 민감 위치와 상관시키는 것을 포함할 수 있다. 상관 세트 생성 단계(S620)는 확산 특성의 하나 이상의 값을 특정 미충전 민감 위치와 연관시키는 것을 포함할 수 있다. 상관 세트 생성 단계(S620)는 미충전 민감 위치의 세트에 기초하여 미충전 민감 반경의 세트를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 상관 세트 생성 단계(S620)는 미충전 민감 반경을 예비 테스트 막의 세트와 연관시키는 것을 포함할 수 있다.
도 6b에 도시되는 성형 조건 최적화 공정(600b)은 테스트 성형 조건을 생성하기 위한 테스트 성형 조건 생성 단계(S620a)를 포함할 수 있다. 테스트 성형 조건 생성 단계(S620a)는 상관 세트, 짧은 충전 시간, 및 성형 조건의 서브세트에 기초하여 생성된다. 테스트 성형 조건 생성 단계(S620a)는 성형 조건의 서브세트 중 하나 이상을 조정하는 것을 포함한다. 조정될 수 있는 성형 조건은 접촉 기간(T접촉)의 힘 궤적; 및 접촉 기간(T접촉) 동안의 배압 궤적 중 하나 이상을 포함한다. 힘 궤적 또는 배압 궤적은 상관 세트에 기초하여 결정되는 기간 동안 조정될 수 있다.
성형 조건 최적화 공정(600b)은 테스트 성형 조건을 사용하여 성형 공정(300)으로 테스트 막을 성형하는 것을 포함할 수 있다. 화상의 테스트 시계열이 성형 공정(300) 동안 생성될 수 있다. 성형 조건 최적화 공정(600b)은 테스트 막 확산 특성을 생성하기 위해 화상의 테스트 시계열을 제외하고는 상술된 바와 같이 화상 분석 단계(S618)를 포함할 수 있다. 화상의 테스트 시계열은 확산 카메라에 의해 획득될 수 있고 적어도 성형 표면(112) 및 기판 표면(130)으로부터의 반사로 인한 간섭 무늬를 포함할 수 있다.
성형 조건 최적화 공정(600b)은 미충전 결함이 감소되는 예상 개선(E)이 추정되는 감소 추정 단계(S622)를 포함할 수 있다. 감소 추정 단계(S622)는 도 11a 내지 도 11d에 도시되는 바와 같이 미충전 위치의 세트에서 테스트 막 확산 특성의 세트를 예비 테스트 막 확산 특성의 세트와 비교함으로써 행해지며, 이는 성형 시스템(100)에 연결된 디스플레이 또는 성형 시스템(100)으로부터 정보를 수신하는 컴퓨터 상의 GUI(141)에 표시될 수 있다.
성형 조건 최적화 공정(600b)은 예상 개선(E)이 예상 개선 임계치(ET)와 비교되는 비교 단계(S624)를 포함할 수 있다. 예상 개선(E) 및 예상 개선 임계치(ET)가 성형 필드에 걸쳐서 달라질 수 있다. 예상 개선(E) 및 예상 개선 임계치(ET)가 성형 필드에 걸쳐 반경방향 변화를 가질 수 있다. 예상 개선(E)이 임계치보다 크지 않으면, 새로운 테스트 성형 조건 생성 단계(S620b)가 행해진다. 새로운 테스트 성형 조건 생성 단계(S620b)는 힘 궤적 및/또는 압력 궤적이 조정되는 기존에 사용된 테스트 성형 조건의 세트에 대한 변화를 생성할 수 있다. 예상 개선(E)이 임계치보다 크면, 생성 단계(S620c)에서 디바이스 산출 성형 조건의 세트가 생성될 수 있다. 생성 단계(S620c) 전 또는 도중에, 테스트 막은 예상 개선(E)이 정확한 것을 확인하기 위해 검사 단계(S614)에서 검사될 수 있다. 예상 개선(E)이 정확하지 않으면, 감소 추정 단계(S622)가 재조정되고 공정(600b)이 반복된다. 디바이스 산출 성형 조건은 디바이스 산출 기판을 생성하기 위해 성형 공정(300)에 의해 사용될 수 있다. 이들 디바이스 산출 기판은 처리 단계(S312)에서 처리되어 디바이스(물품)를 산출할 수 있다.
접촉 기간 동안의 템플릿의 휨
도 9a는 분배 기간(Td) 후 접촉 기간(T접촉) 전에 템플릿 척(118)에 의해 보유지지된 시간(t0)에서의 템플릿(108)을 도시하며; 템플릿은 배압(P(t0))에 의해 휘어지고, 높이(z(t0))에서 기판(102) 상의 성형가능 재료(124) 위에 보유지지된다. 도 9b는 접촉 기간(T접촉)의 시작 시에 템플릿 척(118)에 의해 보유지지되는 시간(t1)에서의 템플릿(108)을 도시하며; 템플릿은 배압(P(t1))에 의해 휘어지고, 성형 표면(112)의 초기 부분은 높이(z(t1))에서 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)의 일부와 접촉하고; 힘(F(t1)은 액추에이터에 의해 템플릿 척(118)의 배면에 공급된다. 도 9c는 접촉 기간(T접촉) 동안 템플릿 척(118)에 의해 보유지지되는 시간(t2)에서의 템플릿(108)을 도시하며; 템플릿은 배압(P(t2)에 의해 휘어지고; 성형 표면(112)의 일부는 높이(z(t2))에서 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)의 일부와 접촉하며; 힘(F(t2))이 액추에이터에 의해 템플릿 척(118)의 배면에 공급된다. 도 9d는 접촉 기간(T접촉)의 종료 시와 충전 기간(Tf)의 시작 시에 템플릿 척(118)에 의해 보유지지되는 시간(t3)에서의 템플릿(108)을 도시하며; 템플릿은 배압(P(t3))에 의해 휘어지지 않고; 성형 표면(112)은 높이(z(t3))에서 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 접촉하며; 힘(F(t3))이 액추에이터에 의해 템플릿 척(118)의 배면에 공급된다.
도 10a는 상관 세트 생성 공정(600a)에서 짧은 충전 시간 예비 테스트 막과 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 형성하는 데 사용될 수 있는 접촉 기간(T접촉), 충전 기간(Tf), 및 경화 기간(T경화) 동안의 예비 힘 궤적(Fa)을 도시하는 차트이다. 도 10b는 테스트 성형 조건으로 테스트 막을 형성하기 위해 성형 조건 최적화 공정(600b)에서 사용될 수 있는 테스트 힘 궤적(Fb)을 도시하는 차트이다. 미충전 민감 위치가 중심 부근이 아니라 성형 필드의 에지 부근에 있을 때, 도 10a에 비하여 도 10b에 도시되는 바와 같이 더 큰 힘이 초기에 사용될 수 있고 그 후 더 작은 힘이 에지에 사용된다.
도 11a 내지 도 11d는 예비 테스트 막 및 테스트 막을 형성하는 동안 획득되는 화상으로부터 획득된 확산 특성을 도시하는 차트이다. 도 11a는 필드의 백분율로서 짧은 충전 시간 예비 테스트 막 및 테스트 막에 대한 접촉 기간(T접촉) 동안의 최내측 무늬의 평균 반경을 나타내는 차트이다. 필드의 백분율은 성형 필드의 중심으로부터 성형 필드의 가장 먼 코너까지의 반경에 대한 것을 의미한다. 특정 반경(예를 들어, 필드의 60%)에서의 예상 개선(E)은 짧은 충전 시간 예비 테스트 막과 테스트 막에 대한 평균 반경 사이의 차이(도 11a에서 회색 화살표로 도시됨)에 기초하여 추정될 수 있다. 특정 반경은 예를 들어 도 5c의 데이터에 의해 결정되는 바와 같은 미충전 민감 위치와 연관될 수 있다. 이러한 차이가 예상 개선 임계치(ET)를 초과하면, 테스트 막에 대한 성형 조건은 짧은 충전 시간 예비 테스트 막에 대한 성형 조건의 개선인 것으로 추정된다. 데이터는 특정 반경에서 개선을 결정하기 위해 보간될 수 있다.
도 11b는 임프린트 필드의 변화의 백분율로서의 확산 시간이 시간에 따라 어떻게 변하는지를 도시하는 차트이며, 이는 단지 도 11c에 나타낸 데이터의 회전이며, 분석은 도 11a에 대한 것과 동일하다.
도 11c는 짧은 충전 시간 예비 테스트 막 및 테스트 막에 대한 접촉 기간(T접촉)의 백분율의 함수로서의 성형 필드의 백분율로서의 최내측 무늬와 제2 최내측 무늬의 평균 반경 사이의 차이를 필드의 백분율로서 나타내는 차트이다. 이는 상기 식 (1)을 사용하여 접촉각으로 변환될 수 있고, 접촉 기간 대신에 추정된 접촉 반경이 도 11d에 도시되는 바와 같이 사용될 수 있다. 60%에서는 도 11d에서 회색 화살표로 도시되는 바와 같이 접촉각의 작은 개선만이 존재한다는 것에 유의한다.
일 실시예에서, 예상 개선(E)은 다수의 상이한 확산 특성의 변화의 가중된 합으로서 결정될 수 있다. 상기 예는 반경에 걸쳐 평균화된 데이터와 함께 도시되었지만, 이는 필수적인 단계는 아니며, 대신, 정보가 특정 미충전 민감 위치에서 수집될 수 있다.
다양한 양태의 추가의 변형예 및 대안적인 실시예가 본 설명의 견지에서 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 본 설명은 단지 예시로서 해석되어야 한다. 본 명세서에 개시되고 설명된 형태는 실시예의 예로서 간주되어야 한다는 것이 이해되어야 한다. 요소 및 재료는 본원에 도시되고 설명된 것에 대해 대체될 수 있고, 부품 및 공정은 반대로 될 수 있으며, 소정 특징은 독립적으로 이용될 수 있으며, 이들 모두는 본 설명의 도움을 받은 후에 통상의 기술자에게 명확할 것이다.

Claims (15)

  1. 막을 성형하는 방법이며,
    템플릿으로 상기 막을 성형하는 단계;
    상기 막을 성형하는 동안 상기 막을 촬상함으로써 획득되는 화상의 시계열을 분석하여 막 확산 특성을 추정하는 단계; 및
    상기 막 확산 특성에 기초하여 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 생성하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 막 확산 특성 및 상기 미충전 결함의 가능한 감소의 추정을 디스플레이 디바이스 상에 나타내는 단계를 더 포함하는, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미충전 결함의 가능한 감소의 추정에 기초하여 성형 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서,
    한 쌍의 예비 테스트 막을 성형하는 단계;
    - 상기 한 쌍의 예비 테스트 막은 짧은 충전 시간 예비 테스트 막 및 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 포함함 - ;
    - 상기 짧은 충전 시간 예비 테스트 막은 성형 조건의 제1 서브세트 및 짧은 충전 시간에 의해 성형됨 - ;
    - 상기 긴 충전 시간 예비 테스트 막은 상기 성형 조건의 제1 서브세트 및 긴 충전 시간에 의해 성형됨 - ;
    상기 한 쌍의 예비 테스트 막의 미충전 결함 밀도의 한 쌍의 예비 맵을 생성하는 단계;
    - 상기 한 쌍의 예비 맵은 짧은 충전 시간 맵 및 긴 충전 시간 맵을 포함함 - ;
    상기 짧은 충전 시간 맵에서 임계치를 초과하는 결함 밀도 및 상기 긴 충전 시간 맵에서 상기 임계치 미만인 결함 밀도를 갖는 상기 한 쌍의 예비 맵 내의 위치로서 미충전 민감 위치의 세트를 식별하는 단계;
    상기 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 성형하면서 상기 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 촬상함으로써 획득되는 예비적인 일련의 화상을 분석하여 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 추정하는 단계; 및
    상기 미충전 민감 위치의 세트 및 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 포함하는 상관 세트를 생성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 미충전 결함의 가능한 감소의 상기 추정을 생성하기 위해 사용되는 상기 막을 성형하는 동안 성형 조건의 세트가 사용되며; 상기 성형 조건의 세트는 상기 성형 조건의 제1 서브세트 및 상기 짧은 충전 시간의 제1 변화를 포함하는, 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 미충전 결함의 가능한 감소의 상기 추정을 생성하는 단계는,
    상기 미충전 민감 위치의 세트에서의 상기 막 확산 특성의 세트와 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트 사이의 확산 특성 차이의 세트를 계산하는 단계를 포함하는, 방법.
  7. 제6항에 있어서, 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트를 생성하는 단계는,
    상기 확산 특성 차이의 세트를 임계치와 비교하는 단계를 포함하는, 방법.
  8. 제5항에 있어서, 미충전 결함 예상 개선의 맵에 기초하여 상기 제1 변화가 상기 성형 조건의 제1 서브세트 및 상기 짧은 충전 시간에 대한 개선인지를 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법.
  9. 제5항에 있어서, 상기 성형 조건의 제1 서브세트의 상기 제1 변화는 임프린트 힘 궤적과 임프린트 배압 궤적 중 하나 또는 모두의 조정을 포함하는, 방법.
  10. 제4항에 있어서, 예비 맵의 쌍을 생성하는 단계는
    상기 짧은 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하여 상기 짧은 충전 시간 맵을 구성하는 미충전 결함의 위치를 식별하는 단계; 및
    상기 긴 충전 시간 예비 테스트 막을 검사하여 상기 긴 충전 시간 맵을 구성하는 미충전 결함의 위치를 식별하는 단계를 포함하고;
    상기 방법은,
    상기 짧은 충전 시간 맵 내의 결함을 방위각으로 평균화함으로써 결함 밀도의 짧은 충전 시간 반경방향 히스토그램을 생성하는 단계; 및
    상기 긴 충전 시간 맵 내의 결함을 방위각으로 평균화함으로써 결함 밀도의 긴 충전 시간 반경방향 히스토그램을 생성하는 단계를 더 포함하고;
    상기 미충전 민감 위치의 세트는, 상기 긴 충전 시간 반경방향 히스토그램과 상기 짧은 충전 시간 반경방향 히스토그램 사이의 차이가 결함 밀도 임계치를 초과하는 미충전 민감 반경방향 영역의 세트이며;
    상기 상관 세트를 생성하는 단계는, 상기 미충전 민감 반경방향 영역의 세트에 대응하는 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트에 기초하여 미충전 민감 확산 시간의 세트를 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 시계열을 포함하며;
    상기 미충전 민감 확산 시간의 세트를 식별하는 단계는, 상기 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경이 상기 미충전 민감 반경방향 영역의 세트 내에 있는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 상기 시계열에서의 시간 기간을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
  12. 제11항에 있어서, 상기 미충전 결함의 가능한 감소의 상기 추정을 생성하기 위해 사용되는 상기 막을 성형하기 위해 성형 조건의 제1 세트가 사용되며, 상기 성형 조건의 제1 세트는 상기 성형 조건의 제1 서브세트의 변화를 포함하며;
    상기 변화는, 상기 미충전 민감 확산 시간의 세트 내의 적어도 하나의 시간 기간 동안의 상기 성형 조건의 제1 서브세트 내의 배압 궤적과 힘 궤적 중 하나 또는 모두에 대한 조정을 포함하는, 방법.
  13. 제4항에 있어서, 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트와 상관되는 예비 확산 시간의 세트를 포함하고;
    상기 막 확산 특성은 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트와 상관되는 테스트 확산 시간의 세트를 포함하고;
    상기 방법은,
    상기 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트 내의 상기 미충전 민감 위치의 세트에서의 상기 테스트 확산 시간의 세트와;
    상기 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트 내의 상기 미충전 민감 위치의 세트에서의 상기 예비 확산 시간의 세트
    사이의 확산 시간 차이를 계산하는 단계를 더 포함할 수 있으며;
    상기 미충전 결함의 가능한 감소의 추정은 상기 확산 시간 차이에 기초하는, 방법.
  14. 제4항에 있어서, 상기 예비 테스트 막 확산 특성의 세트는, 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트와 상관되는 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 예비 세트를 포함하고;
    상기 막 확산 특성은, 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 테스트 세트와 상관되는 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 테스트 세트를 포함하고;
    상기 방법은,
    상기 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 테스트 세트 내의 상기 미충전 민감 위치의 세트에서의 상기 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 테스트 세트와;
    상기 반경방향 평균화된 추정 접촉 반경의 예비 세트 내의 상기 미충전 민감 위치의 세트에서의 상기 반경방향 평균화된 추정 접촉각의 예비 세트
    사이의 접촉각 차이를 계산하는 단계를 포함할 수 있으며;
    상기 미충전 결함의 가능한 감소의 추정은 상기 접촉각 차이에 기초하는, 방법.
  15. 막을 성형하기 위한 성형 조건을 결정하는 방법이며,
    (a) 임계치 미만의 짧은 확산 시간 및 상기 임계치 초과의 긴 확산 시간을 포함하는 복수의 성형 조건으로 복수의 필드 내의 막을 성형하는 단계;
    (b) 상기 복수의 필드를 분석하여 미충전 결함이 짧은 확산 시간 동안 나타나고 긴 확산 시간 동안 나타나지 않는 제1 세트의 위치를 식별하는 단계;
    (c) 상기 복수의 필드의 상기 성형 동안 상기 복수의 필드 내의 상기 막을 촬상함으로써 획득되는 화상의 시계열을 분석함으로써 상기 제1 세트의 위치 각각에 대해 그리고 상기 복수의 성형 조건의 각각에 대해 제1 세트의 확산 속도 및 제1 세트의 접촉각을 결정하는 단계;
    (d) 테스트 성형 조건의 세트로 테스트 필드에 막을 성형하는 단계;
    (e) 상기 테스트 성형 조건으로 상기 테스트 필드의 상기 성형 동안 상기 테스트 필드 내의 상기 막을 촬상함으로써 획득되는 일련의 테스트 화상을 분석함으로써 상기 제1 세트의 위치 각각에 대해 확산 속도의 테스트 세트 및 접촉각의 테스트 세트를 결정하는 단계;
    (f) 상기 확산 속도의 테스트 세트; 상기 접촉각의 테스트 세트; 상기 제1 세트의 확산 속도; 및 상기 제1 세트의 접촉각에 기초하여 상기 제1 세트의 위치에 하나 이상의 미충전 결함이 존재한다는 테스트 예상 개선을 결정하는 단계; 및
    (g) 상이한 테스트 성형 조건으로 단계 (d) 내지 (f)를 반복하여 상기 성형 조건으로서 가장 낮은 테스트 예상 개선을 갖는 테스트 성형 조건을 식별하는 단계를 포함하는, 방법.
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