KR20230004273A - 부분 필드를 위한 초기 접촉 지점을 결정하는 방법 및 표면을 성형하는 방법 - Google Patents
부분 필드를 위한 초기 접촉 지점을 결정하는 방법 및 표면을 성형하는 방법 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20230004273A KR20230004273A KR1020220075979A KR20220075979A KR20230004273A KR 20230004273 A KR20230004273 A KR 20230004273A KR 1020220075979 A KR1020220075979 A KR 1020220075979A KR 20220075979 A KR20220075979 A KR 20220075979A KR 20230004273 A KR20230004273 A KR 20230004273A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- template
- fields
- partial
- partial field
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 title abstract description 3
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 221
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 100
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 31
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 22
- 230000015654 memory Effects 0.000 claims description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 11
- 230000007547 defect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 37
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 23
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 18
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 17
- 238000001723 curing Methods 0.000 description 16
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 14
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 13
- 239000010408 film Substances 0.000 description 12
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- 238000001127 nanoimprint lithography Methods 0.000 description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 7
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 5
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 5
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 3
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 3
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 3
- 238000007641 inkjet printing Methods 0.000 description 3
- 238000010943 off-gassing Methods 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000003618 dip coating Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 2
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 2
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 2
- 230000007723 transport mechanism Effects 0.000 description 2
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 239000005388 borosilicate glass Substances 0.000 description 1
- -1 but not limited to Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N disiloxane Chemical class [SiH3]O[SiH3] KPUWHANPEXNPJT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000203 droplet dispensing Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229920000620 organic polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002243 precursor Substances 0.000 description 1
- 238000004886 process control Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 239000011343 solid material Substances 0.000 description 1
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 1
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 1
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 1
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 1
- 238000000427 thin-film deposition Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/708—Construction of apparatus, e.g. environment aspects, hygiene aspects or materials
- G03F7/7085—Detection arrangement, e.g. detectors of apparatus alignment possibly mounted on wafers, exposure dose, photo-cleaning flux, stray light, thermal load
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/0002—Lithographic processes using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/70516—Calibration of components of the microlithographic apparatus, e.g. light sources, addressable masks or detectors
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/70525—Controlling normal operating mode, e.g. matching different apparatus, remote control or prediction of failure
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7003—Alignment type or strategy, e.g. leveling, global alignment
- G03F9/7042—Alignment for lithographic apparatus using patterning methods other than those involving the exposure to radiation, e.g. by stamping or imprinting
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
- G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
- G03F7/70483—Information management; Active and passive control; Testing; Wafer monitoring, e.g. pattern monitoring
- G03F7/70491—Information management, e.g. software; Active and passive control, e.g. details of controlling exposure processes or exposure tool monitoring processes
- G03F7/705—Modelling or simulating from physical phenomena up to complete wafer processes or whole workflow in wafer productions
Abstract
초기 접촉 지점을 포함하는 부분 필드 상의 막을 성형하는 시스템 및 방법. 기판의 부분 필드; 및 기판의 패터닝가능 영역의 에지에 대한 정보를 수신하는 단계. 부분 필드와 에지의 교차 정점을 연결하는 코드를 결정하는 단계. 이등분선의 좌표를 결정하는 단계로서, 이등분선은 코드를 이등분하고, 이등분선은 코드에 대해 직교하는, 이등분선의 좌표 결정 단계. 템플릿 및 기판 상의 성형가능 재료가 서로 접촉하는 이등분선 상의 초기 접촉 지점 범위를 결정하는 단계. 초기 접촉 지점 범위 내의 초기 접촉 지점에서 기판 상의 부분 필드 내의 성형가능 재료를 템플릿에 접촉시키는 단계.
Description
본 개시내용은 광기계적 성형 시스템(예를 들어, 나노임프린트 리소그래피 및 잉크젯 적응형 평탄화)에 관한 것이다. 특히, 본원 개시내용은 접촉 지점을 결정하는 방법 및 기판을 성형 표면과 접촉시키는 신규한 방법에 관한 것이다.
나노-제조(nano-fabrication)는 100 나노미터 이하의 정도의 피처(feature)를 갖는 매우 작은 구조체의 제조를 포함한다. 나노-제조가 큰 영향을 미치는 하나의 용례는 집적 회로의 제조에 있다. 반도체 처리 산업은 기판에 형성되는 단위 면적 당 회로를 증가시키면서 더 큰 생산 수율을 얻기 위해서 계속 노력하고 있다. 나노-제조에서의 개선은 형성되는 구조체의 최소 피처 치수의 지속적인 감소를 허용하면서도 더 큰 프로세스 제어 및/또는 개선된 처리량을 제공하는 것을 포함한다.
현재 사용중인 하나의 나노-제조 기술은 통상적으로 나노임프린트 리소그래피라 지칭된다. 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 프로세스는 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) 층에의 릴리프 패턴의 형성에 의한 기판 상의 막의 성형을 설명한다. 이어서 이러한 막의 형상은 릴리프 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판 내로 및/또는 하부 기판 상으로 전사하는데 사용될 수 있다.
성형 프로세스는 기판으로부터 이격된 템플릿을 사용한다. 성형가능 액체는 기판 상에 부여된다. 템플릿은 적하물 패턴(drop pattern)으로서 퇴적될 수 있는 성형가능 액체와 접촉되어 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 추가적인 공지된 단계 및 프로세스를 거칠 수 있다. 예를 들어, 응고된 층 상의 패턴에는 기판 내로 패턴을 전사하는 에칭 프로세스가 행해질 수 있다.
제1 실시예는 방법일 수 있다. 방법은 기판의 부분 필드; 및 기판의 패터닝가능 영역의 에지에 대한 정보를 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 방법은 부분 필드 및 에지의 교차 정점을 연결하는 코드(chord)를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 이등분선의 좌표를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있고, 이등분선은 코드를 이등분하고, 이등분선은 코드에 대해 직교한다. 방법은 템플릿과 기판 상의 성형가능 재료가 서로 접촉하는 이등분선 상의 초기 접촉 지점 범위를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 방법은 초기 접촉 지점 범위 내의 초기 접촉 지점에서 기판 상의 부분 필드 내의 성형가능 재료를 템플릿과 접촉시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 부분 필드의 면적은 기판의 전체 필드 면적의 30% 미만일 수 있다.
제1 실시예는 템플릿이 초기 접촉 지점에서 성형가능 재료와 초기에 접촉할 수 있게 하는 제어 조건을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 제어 조건은 템플릿을 휘게 하는 템플릿의 후방 표면에 인가되는 압력을 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 제어 조건은 기판에 대한 템플릿의 기울기를 포함할 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 제어 조건은 기판 척에 공급되는 제어값의 세트를 포함할 수 있고, 기판 척은 기판의 형상을 변형시킨다.
제1 실시예의 일 양태에서, 패터닝가능 영역의 에지는 기판 에지로부터 삽입(inset)될 수 있다.
제1 실시예의 양태에서, 기판은 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드를 포함하는 복수의 필드로 분할될 수 있다. 복수의 부분 필드는 다수의 부분 필드 카테고리에 속할 수 있다. 제1 실시예는 부분 필드 카테고리에 기초하여 복수의 부분 필드 중 특정 부분 필드에 대한 초기 접촉 지점을 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 부분 필드 카테고리는 부분 필드의 형상에 기초할 수 있다.
제1 실시예는 또한 복수의 필드 내에서 기판 상의 막을 성형하는 방법일 수 있다. 부분 필드로서 분류되는 복수의 필드 중의 필드의 서브세트는 제1 실시예를 사용하여 성형된다. 막을 성형하는 방법은, 초기 접촉 후에, 템플릿이 특정 필드 내의 성형가능 재료 모두를 템플릿과 접촉시키도록 제어 조건을 조정하는 단계를 더 포함할 수 있다. 막을 성형하는 방법은 템플릿과 기판이 서로 실질적으로 평행해진 후에 템플릿 아래의 성형가능 재료를 화학 방사선에 노출시키는 단계를 더 포함할 수 있다. 막을 성형하는 방법은 성형가능 재료로부터 템플릿을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는 또한 막이 성형된 기판으로부터 물품을 제조하는 방법일 수 있다. 제1 실시예는 기판을 처리하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 실시예는 처리된 디바이스-산출 기판으로부터 물품을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는 초기 접촉 후에 템플릿을 휘게 하기 위해 템플릿 척이 사용하는 템플릿 후방 압력을 증가시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 수신된 정보는 복수의 필드의 레이아웃을 포함할 수 있다.
제2 실시예는, 하나 이상의 메모리; 및 하나 이상의 프로세서를 포함하는 시스템일 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 템플릿; 기판의 부분 필드; 및 기판의 패터닝가능 영역의 에지에 대한 정보를 수신하도록 구성될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 부분 필드와 에지의 교차 정점을 연결하는 코드를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 이등분선의 좌표를 결정하도록 더 구성될 수 있고, 이등분선은 코드를 이등분하고, 이등분선은 코드에 대해 직교한다. 상기 하나 이상의 프로세서는 템플릿과 기판 상의 성형가능 재료가 서로 접촉하는 이등분선 상의 초기 접촉 지점 범위를 결정하도록 더 구성될 수 있다. 하나 이상의 프로세서는 성형 시스템이 초기 접촉 지점 범위 내의 초기 접촉 지점에서 기판 상의 부분 필드 내의 성형가능 재료를 템플릿과 접촉시키게 하는 명령어를 송신하도록 더 구성될 수 있다.
제2 실시예의 일 양태에서, 프로세서는 템플릿이 초기 접촉 지점에서 성형가능 재료와 초기에 접촉할 수 있게 하는 제어 조건을 결정하도록 더 구성될 수 있다.
제2 실시예는 템플릿을 휘게 하는 압력을 템플릿의 후방 표면에 인가하도록 구성되는 템플릿 척을 더 포함할 수 있다. 제어 조건은 압력을 포함할 수 있다.
제2 실시예는 기판에 대한 템플릿의 기울기를 조정하도록 구성되는 복수의 액추에이터를 더 포함할 수 있다. 제어 조건은 기울기를 포함할 수 있다.
제2 실시예는 기판의 형상을 변형시키도록 구성되는 기판 척을 더 포함할 수 있다. 제어 조건은 기판 척에 공급되는 제어값의 세트를 포함할 수 있다.
제2 실시예의 일 양태에서, 기판은 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드를 포함하는 복수의 필드로 분할된다. 복수의 부분 필드는 다수의 부분 필드 카테고리에 속한다. 프로세서는 부분 필드 카테고리에 기초하여 복수의 부분 필드 중 특정 부분 필드에 대한 초기 접촉 지점을 결정하도록 더 구성될 수 있다.
제2 실시예의 일 양태에서, 부분 필드 카테고리는 부분 필드의 형상에 기초한다.
본 개시내용의 이들 목적, 특징 및 장점과 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면 및 제공되는 청구항과 함께 취해지면 본 개시내용의 예시적인 실시예에 대한 이하의 상세한 설명을 읽음으로써 명백해질 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 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판으로부터 이격된 메사(mesa)를 갖는 템플릿을 갖는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템의 예시이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 템플릿의 예시이다.
도 3은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 예시적인 임프린트 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 필드의 레이아웃의 예시이다.
도 4c는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 작은 부분 필드의 예시이다.
도 5는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 작은 부분 필드에 대해 ICP를 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 작은 부분 필드의 예시이다.
도 7a 내지 도 7e는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 템플릿 및 기판의 예시이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터와 ICP 오프셋 사이의 관계를 도시하는 차트이다.
도 9a 내지 도 9g는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터를 도시하는 타이밍도이다.
도 10은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터의 조정을 도시하는 흐름도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호 및 문자는 달리 언급되지 않는 한 도시되는 실시예의 유사한 특징, 요소, 구성요소 또는 부분을 지시하기 위해 사용된다. 또한, 본 개시내용은 이제 도면을 참조하여 상세히 설명되지만, 이는 예시된 예시적인 실시예와 관련하여 이루어진다. 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 진정한 범위 및 사상 내에서 설명된 예시적인 실시예에 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
도 1은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판으로부터 이격된 메사(mesa)를 갖는 템플릿을 갖는 예시적인 나노임프린트 리소그래피 시스템의 예시이다.
도 2a 및 도 2b는 일 실시예에서 사용될 수 있는 예시적인 템플릿의 예시이다.
도 3은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 예시적인 임프린트 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 4a 및 도 4b는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 필드의 레이아웃의 예시이다.
도 4c는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 작은 부분 필드의 예시이다.
도 5는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 작은 부분 필드에 대해 ICP를 결정하는 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6a 내지 도 6d는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 기판 상의 작은 부분 필드의 예시이다.
도 7a 내지 도 7e는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 템플릿 및 기판의 예시이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터와 ICP 오프셋 사이의 관계를 도시하는 차트이다.
도 9a 내지 도 9g는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터를 도시하는 타이밍도이다.
도 10은 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 성형 시스템의 제어 파라미터의 조정을 도시하는 흐름도이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호 및 문자는 달리 언급되지 않는 한 도시되는 실시예의 유사한 특징, 요소, 구성요소 또는 부분을 지시하기 위해 사용된다. 또한, 본 개시내용은 이제 도면을 참조하여 상세히 설명되지만, 이는 예시된 예시적인 실시예와 관련하여 이루어진다. 첨부된 청구범위에 의해 정의된 바와 같은 본 개시내용의 진정한 범위 및 사상 내에서 설명된 예시적인 실시예에 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
나노임프린트 리소그래피 기술은 기판을 가로지르는 복수의 필드에서 템플릿으로 막을 성형하기 위해 하나의 단계에서 및 반복적인 방식으로 사용될 수 있다. 템플릿의 기판 및 패터닝 영역(메사)은 상이한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판은 원형, 타원형, 다각형 또는 어떤 다른 형상인 패터닝될 영역을 가질 수 있다. 메사는 통상적으로 기판보다 작고 기판과는 다른 형상을 갖는다. 기판은 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드로 분할된다. 전체 필드는 메사와 동일한 크기이다. 부분 필드는 기판 상의 패터닝될 영역의 에지가 메사의 패터닝 영역과 교차하는 기판의 에지 상의 필드이다. 이들 필드는 전체 필드에 대한 그 형상 및/또는 면적에 기초하여 다수의 카테고리로 분할될 수 있다.
부분 필드는 전체 필드보다 더 높은 결함도 및/또는 더 높은 처리 시간을 갖는 경향이 있다. 또한, 전체 필드의 30% 미만의 면적을 갖는 작은 부분 필드가 특히 과제가 된다. 작은 부분 필드에 대한 결함도 및/또는 더 높은 처리 시간을 낮추기 위한 방식이 요구된다.
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, 및/또는 기타 등등일 수 있지만 이것으로 한정되지 않는다.
기판(102) 및 기판 척(104)은 기판 위치설정 스테이지(106)에 의해 더 지지될 수 있다. 기판 위치설정 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 위치설정 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 베이스(도시되지 않음) 상에 위치설정될 수 있다. 기판 위치설정 스테이지는 위치설정 시스템의 일부일 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판 척(104)은 베이스에 부착될 수 있다.
템플릿(108)(상판(superstrate)이라고도 지칭됨)이 기판(102)으로부터 이격되어 있다. 템플릿(108)은 템플릿(108)의 전방측에서 기판(102)을 향해 연장되는 메사(또한 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, 경화된 사파이어 및/또는 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, 비제한적으로, 진공 척, 핀-타입 척, 홈-타입 척, 정전식 척, 전자기식 척 및/또는 다른 유사 척 타입일 수 있다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)에 걸쳐 변하는 응력, 압력 및/또는 변형을 템플릿(108)에 가하도록 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 후방 표면에 압력차를 인가하여 템플릿이 굴곡 및 변형되게 할 수 있는 구역 기반 진공 척, 액추에이터 어레이, 압력 블래더(pressure bladder) 등과 같은 시스템을 포함할 수 있다.
템플릿 척(118)은 위치설정 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 스크루 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 위치설정 구성요소 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)는 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, 및/또는 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 그 후에 기판(102) 상으로 분배될 수 있다. 성형가능 재료(124)는, 모두 본원에 참조로 통합되는, 미국 특허 제7,157,036호 및 미국 특허 제8,076,386호에서 설명된 바와 같은 단량체를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
다양한 유체 분배기(122)가 성형가능 재료(124)를 분배하기 위해 다양한 기술을 사용할 수 있다. 성형가능 재료(124)가 분사가능할 때, 잉크 젯 타입 분배기를 사용하여 성형가능 재료를 분배할 수 있다. 예를 들어, 열 잉크 분사, 마이크로전기기계 시스템(MEMS) 기반 잉크 분사, 밸브 분사 및 압전식 잉크 분사가 분사가능 액체를 분배하기 위한 일반적인 기술이다.
성형 시스템(100)은 그 상부 표면이 성형 표면(112)의 형상에 의해 결정되는 고체 재료로의 액체 성형가능 재료의 상 변화를 유도하는 경화 시스템을 더 포함할 수 있다. 경화 시스템은 노출 경로(128)를 따라 화학 에너지를 지향시키는 적어도 하나의 방사선 소스(126)를 포함할 수 있다. 성형 헤드 및 기판 위치설정 스테이지(106)는 템플릿(108) 및 기판(102)을 노출 경로(128)와 중첩되게 위치설정하도록 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 구성요소의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 하는 도시 목적을 위한 것이다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉될 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)에 접촉된 후에 성형가능 재료(124)의 확산을 관찰하도록 위치설정되는 필드 카메라(136)를 더 포함할 수 있다. 도 1은 필드 카메라의 촬상 필드의 광축을 파선으로 도시한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 성형 시스템(100)은 필드 카메라에 의해 검출될 광과 화학 방사선을 결합하는 하나 이상의 광학 구성요소(다이크로익 미러, 빔 결합기, 프리즘, 렌즈, 미러 등)를 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 구성요소에 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 확산과, 경화된 성형가능 재료로부터의 템플릿(108)의 분리의 화상을 제공하도록 구성될 수 있으며; 임프린트(성형) 프로세스의 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(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, 광학 다이어프램, 개구, 필터, 프리즘, 편광기, 윈도우, 적응성 광학기기, 및/또는 광원과 같은 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 성형 표면(112)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)에 접촉하기 전에 액적을 검사하도록 위치설정될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 필드 카메라(136)는 액적 검사 시스템(138)으로서 구성될 수 있고 성형 표면(112)이 성형가능 재료(124)에 접촉하기 전에 사용될 수 있다.
성형 시스템(100)은 템플릿(108) 및 기판(102) 중 하나 또는 양자 모두에 열 방사선의 공간 분포를 제공하도록 구성될 수 있는 열 방사선 소스(134)를 더 포함할 수 있다. 열 방사선 소스(134)는 기판(102) 및 템플릿(108) 중 하나 또는 양자 모두를 가열하며 성형가능 재료(124)를 응고시키지 않는 열 전자기 방사선의 하나 이상의 소스를 포함할 수 있다. 열 방사선 소스(134)는 열 방사선의 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 방사선, 및 필드 카메라(136)에 의해 모인 방사선을 임프린트 필드와 교차하는 단일 광학 경로 상으로 결합하기 위해 사용되는 하나 이상의 광학 구성요소를 더 포함할 수 있다. 열 방사선 소스(134)는 템플릿(108)이 성형가능 재료(128)에 접촉한 후에 열 방사선 경로(도 1에서 2개의 두꺼운 암선으로 도시됨)를 따라 열 방사선을 전송할 수 있다. 도 1은 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)에 접촉하지 않을 때의 열 방사선 경로를 도시하며, 이는 개별 구성요소의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 하는 도시 목적을 위한 것이다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)에 접촉될 때 열 방사선 경로가 실질적으로 변하지 않을 것임을 이해할 것이다. 도 1에서, 열 방사선 경로는 템플릿(108)에서 종료되는 것으로 도시되어 있지만, 기판(102)에서 종료될 수도 있다. 대안적인 실시예에서, 열 방사선 소스(134)는 기판(102) 아래에 있고, 열 방사선 경로는 화학 방사선 및 가시광과 조합되지 않는다.
성형가능 재료(124)가 기판 상으로 분배되기 전에, 기판 코팅(132)이 기판(102)에 부여될 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 부여될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 기판(102)이 기판 척(104) 상에 있는 동안 기판 코팅(132)이 기판(102)에 부여될 수 있다. 일 실시예에서, 기판 코팅(132)은 스핀 코팅, 딥 코팅, 적하물 분배, 슬롯 분배 등에 의해 부여될 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 시스템과 같은 임프린트 필드 분위기 제어 시스템을 포함할 수 있으며, 그 예는 본 명세서에 참조로 통합되는 미국 특허 공보 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 위치설정 스테이지(106), 템플릿 척(118), 성형 헤드(120), 유체 분배기(122), 방사선 소스(126), 열 방사선 소스(134), 필드 카메라(136), 임프린트 필드 분위기 제어 시스템 및/또는 액적 검사 시스템(138) 같은 하나 이상의 구성요소 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 개조되는 범용 컴퓨팅 디바이스일 수 있다. 비일시적 컴퓨터 판독가능 메모리의 예는 RAM, ROM, CD, DVD, 블루레이, 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, 조작자 및/또는 사용자에게 제시되는 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) 또는 기판 위치설정 스테이지(106) 중 하나 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)에 접촉하도록 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 프로세스를 사용한다. 대안적인 실시예에서, 성형 시스템(100)은 피처가 없는 성형 표면(112)으로 평면 층을 형성하기 위해 성형 프로세스를 사용한다.
성형 프로세스는 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 프로세스에서 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) 또는 기판(102) 중 메사(110)에 의해 패터닝될 영역과 동일한 크기인 단지 하나의 임프린트 필드를 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 잔류 층 위로 연장되는 돌출부와 같은 하나 이상의 피처를 포함할 수 있다. 이들 돌출부는 메사(110) 내의 오목부(114)와 정합한다.
템플릿
도 2a는 일 실시예에서 사용될 수 있는 템플릿(108)(축척에 따르지 않음)의 예시이다. 성형 표면(112)은 메사(110)(도 2a에서 파선 박스로 식별됨) 상에 있을 수 있다. 메사(110)는 템플릿의 전방측의 오목면(244)에 의해 둘러싸인다. 메사(110)는 메사 높이(hT)를 갖는다. 메사 높이(hT)는 1 내지 200 μm일 수 있다. 메사 측벽(246)은 오목면(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. 도 2b는 메사 에지(210e)를 도시하는 템플릿(108)(축척에 따르지 않음)의 사시도이다. 도 2b는 메사 측벽(246)과 오목면(244)의 교차부가 템플릿(108) 상에 메사(110)를 형성하기 위해 템플릿 전구체를 형성하는 재료를 에칭하는 프로세스로 인해 약간의 곡률을 가질 수 있음을 도시한다. 템플릿(108)은 도 2a 및 도 2b에 도시되는 바와 같이 템플릿 폭(wT)을 갖는 정사각형 평면 형상을 가질 수 있다. 대안적인 실시예에서, 템플릿 폭(wT)은 특징적인 폭이며, 템플릿(108)의 평면 형상은 직사각형, 평행사변형, 다각형 또는 원형 또는 어떤 다른 형상일 수 있다. 템플릿 폭(wT)은 10 내지 200 mm일 수 있다.
성형 프로세스
도 3은 성형 시스템(100)에 의해 행해지는 성형 프로세스(300)를 포함하는 물품(디바이스)을 제조하는 방법의 흐름도이다. 성형 프로세스(300)는 하나 이상의 임프린트 필드(패턴 영역 또는 샷 영역으로도 지칭됨) 상의 성형가능 재료(124)에 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있다. 성형 프로세스(300)는 성형 시스템(100)에 의해 복수의 기판(102)에 대해 반복적으로 행해질 수 있다. 프로세서(140)는 성형 프로세스(300)를 제어하는데 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 성형 프로세스(300)는 기판(102)을 평탄화하는데 사용된다. 이 경우, 성형 표면(112)은 피처가 없으며 또한 기판(102)과 동일하거나 또는 그보다 큰 크기일 수 있다.
성형 프로세스(300)의 시작은 템플릿 반송 기구가 템플릿 척(118) 상에 템플릿(108)을 장착하게 하는 템플릿 장착 단계를 포함할 수 있다. 성형 프로세스(300)는 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.
위치설정 단계에서, 프로세서(140)는 기판 위치설정 스테이지(106) 및/또는 분배기 위치설정 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
. 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 착탄되는 시간은 임프린트 필드(i)에 걸쳐 변할 수 있다. 분배 단계(S302)는 각각의 임프린트 필드(i)에 대해 분배 기간(Td) 동안 수행될 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 유형, 성형가능 재료의 적하물의 형상 파라미터 등 중 하나 이상과 같은 정보를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 적하물 패턴은 단지 분배될 적하물의 체적 및 액적을 퇴적시킬 곳의 위치만을 포함할 수 있다.
액적이 분배된 후에, 접촉 단계(S304)가 개시될 수 있고, 프로세서(140)는 기판 위치설정 스테이지(106) 및 템플릿 위치설정 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 수행될 수 있다. 일 실시예에서, 접촉 기간(T접촉)의 개시 시에, 템플릿 척(118)은 성형 표면(112)의 일부분만이 성형가능 재료의 일부와 접촉하도록 템플릿(108)을 휘게 하게 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 반사율로 인한 간섭 무늬를 기록하도록 구성될 수 있다. 이웃하는 간섭 무늬 사이의 거리가 클수록, 성형 표면(112)이 휘어지는 정도는 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 어떻게 확산되어 메사를 충전하는 지가, 필드 카메라(136)를 통해 관찰될 수 있고, 성형가능 재료의 유체 전방의 진행을 추적하는데 사용될 수 있다. 일 실시예에서, 충전 단계(S306)는 충전 기간(Tf) 동안 발생한다. 충전 기간(Tf)은 접촉 단계(S304)가 종료될 때 시작된다. 충전 기간(Tf)은 경화 기간(Tc)의 시작으로 종료된다. 일 실시예에서, 충전 기간(Tf) 동안, 템플릿에 인가되는 후방 압력 및 힘은 실질적으로 일정하게 유지된다. 본 문헌에서의 실질적으로 일정하다는, 후방 압력 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 전송하기 위해 방사선 소스(126)에 명령어를 송신할 수 있다. 경화 조명 패턴은 성형 표면(112) 아래의 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 수용하는 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 위치설정 스테이지(106), 템플릿 척(118), 및 성형 헤드(120) 중 하나 이상을 사용한다. 임프린트될 추가적인 임프린트 필드가 있는 경우, 프로세스는 단계 S302로 되돌아간다. 대안적인 실시예에서, 단계 S302 동안, 2개 이상의 임프린트 필드가 성형가능 재료(124)를 수취하고, 프로세스는 단계 S302 또는 S304로 되돌아간다.
일 실시예에서, 성형 프로세스(300)가 종료된 후에, 제조 물품(예컨대, 반도체 디바이스)을 생성하기 위해 처리 단계(S312)에서 기판(102)에 대해 추가적인 반도체 제조 처리가 수행된다. 일 실시예에서, 각각의 임프린트 필드는 복수의 디바이스를 포함한다.
처리 단계(S312)에서의 추가적인 반도체 제조 처리는 패터닝된 층의 패턴 또는 그 패턴의 역에 대응하는 릴리프 화상을 기판에 전사하기 위한 에칭 프로세스를 포함할 수 있다. 처리 단계(S312)에서의 추가적인 처리는 또한 예를 들어 검사, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 패키징, 장착, 회로 보드 조립, 및 기타 등등을 포함하는 물품 제조를 위한 공지된 단계 및 프로세스를 포함할 수 있다. 기판(102)은 복수의 물품(디바이스)을 생성하도록 처리될 수 있다.
기판 상의 필드의 레이아웃
성형 프로세스(300)는 기판(102)을 가로지르는 복수의 필드에서 템플릿(108)으로 막을 성형하기 위해 하나의 단계에서 및 반복적인 방식으로 사용될 수 있다. 기판(102) 및 템플릿(108)의 패터닝 영역(메사(110))은 상이한 형상 및 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 기판(102)은 원형, 타원형, 다각형 또는 어떤 다른 형상인 패터닝될 영역을 가질 수 있다. 메사(110)는 전형적으로 기판(102)보다 작으며, 기판(102)과는 상이한 형상을 갖는다. 기판(102)은 도 4a 및 도 4b에 도시되는 바와 같이 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드로 분할된다. 전체 필드는 메사(110)와 동일한 크기이다. 부분 필드는 기판 상의 패터닝될 영역의 에지가 메사의 패터닝 영역과 교차하는 기판의 에지 상의 필드이다. 이들 필드는 전체 필드에 대한 그 형상 및/또는 면적에 기초하여 다수의 카테고리로 분할될 수 있다. 이들 부분 필드의 서브세트는 작은 부분 필드로서 분류될 수 있다.
작은 부분 필드
도 4c는 메사(110)의 좌표계에서의 기판(102) 상의 작은 부분 필드(448)를 도시한다. 도 4c에서, 메사 에지(210e)는 점선으로 도시되어 있다. 도 4c는 또한 메사(110)의 중심에 있는 메사의 좌표계의 원점(O)을 도시한다. 패터닝가능 영역 에지(450)가 기판 에지로부터 삽입된 것으로 도시되어 있다. 일 실시예에서, 패터닝가능 영역 에지(450)는 기판 에지로부터 0 내지 3 mm만큼 삽입될 수 있다. 비패터닝 영역은 도 4c에 다이아몬드 그리드 패턴으로 도시된다. 비패터닝 영역의 폭은 둥글거나, 경사지거나, 또는 모따기된 에지를 갖도록 처리되었을 수 있는 기판(102)의 에지 처리에 의해 결정될 수 있다. 기판(102)은 또한 에지가 무작위적인 예측불가능한 패턴을 갖게 하는 다수의 선행 프로세스를 거쳤을 수 있다. 기판(102)은 또한 노치 또는 편평한 에지와 같은 배향 피처를 가질 수 있다.
도 4c에 도시되는 바와 같이, 작은 부분 필드(448)의 범위는 정점(B)에서 교차하는 메사 에지(210e)에 의해 2개의 변에서 규정된다. 작은 부분 필드(448)의 범위는 또한 패터닝가능 영역 에지(450)의 원호에 의해 규정된다. 패터닝가능 영역 에지(450)의 원호는 패터닝가능 영역 에지(450)의 형상을 형성하는데 사용될 수 있는 원, 타원, 스플라인, 다각형 또는 다른 기하학적 양의 일부로서 형성될 수 있다. 패터닝가능 영역 에지(450)의 원호는 정점(A, C)에서 메사 에지(210e)와 교차한다.
초기 접촉 지점
성형 프로세스(300)는 수많은 파라미터를 사용하여 제어된다. 일 실시예에서, 접촉 단계(S302) 동안 사용되는 프로세스 파라미터 중 하나는 각각의 필드에 대한 초기 접촉 지점(ICP)이다. ICP는 템플릿(108)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 초기에 접촉하게 되는 필드 내의 지점이다. 템플릿(108)은 템플릿 척(118)에 의해 휘어져서, 템플릿(108)의 작은 부분만이 ICP에서 성형가능 재료(124)와 접촉하게 된다. 템플릿이 평탄해질 때까지 템플릿이 기판에 가까워질수록 템플릿의 휘어짐이 감소되며, 이는 접촉 단계(S304) 동안 가스가 탈출할 수 있도록 하기 위한 것이다.
전체 필드에 대해서, ICP는 전체 필드의 중심에 있다. ICP는 단일 지점이지만, 실제 초기 접촉 영역은, 초기 접촉 동안 0.1 N의 임프린트력이 검출될 때, 예를 들어 1 내지 2 mm2의 면적을 가질 수 있는 더 큰 영역이다. 부분 필드에 대해, 부분 필드의 형상 및 면적에 의존하는 ICP의 결정은 더 복잡하다. 큰 부분 필드(전체 필드의 90% 내지 99%)의 경우에, ICP는 전체 필드와 동일한 지점에 또는 초기 접촉 영역 내의 어딘가에 위치될 수 있다. 중간 크기의 부분 필드에 대해, 초기 접촉 지점은 부분 필드의 기하학적 중심(GC) 또는 무게 중심을 계산함으로써 결정될 수 있다. GC를 결정하기 위해서 사용될 수 있는 몇몇 방법이 있다. GC를 추정하는 하나의 방법은 도 4c에 도시되는 바와 같이 자오선을 교차시키는 방법을 사용하는 것이다. 다른 방법은 함수를 사용하여 부분 필드의 에지를 근사하는 것이다. 함수는 구분적 방식으로 규정될 수 있고 부분 필드에 걸쳐 연속적일 수 있다. 그 후 부분 필드의 기하학적 중심을 추정하기 위해 적분이 사용될 수 있다. GC를 식별하는 제3 방법은 GC로부터 부분 필드의 가장 먼 코너까지의 거리를 최소화하는 것이다.
본 출원인은 GC가 대형 및 중형 크기 필드에 대해 양호하게 작용하지만; 소형 부분 필드에 대해서는 잘 작용하지 않는다는 것을 발견하였다. 일 실시예에서, 부분 필드는 2개의 직선 에지 및 하나의 곡선 에지를 갖는 경우 작은 부분 필드(448)로서 분류될 수 있다. 일 실시예에서, 부분 필드는 전체 필드의 30% 미만인 면적을 갖는 경우 작은 부분 필드(448)로서 분류될 수 있다. 이들 작은 부분 필드(448)에 대한 ICP를 결정하는 더 양호한 방법이 요구된다. 일 실시예에서, 부분 필드는 3개의 직선 에지 및 하나의 곡선 에지를 갖고 부분 필드의 면적이 전체 필드의 절반 미만인 작은 부분 필드(448)로서 분류될 수 있다. 일 실시예에서, ICP는 작은 부분 필드에 대한 GC가 아니고, ICP는 작은 부분 필드로서 분류되지 않은 모든 부분 필드에 대한 GC이다.
작은 부분 필드에 대한 ICP를 결정하는 방법
도 5는 작은 부분 필드(448)에 대한 ICP 결정 프로세스(500)의 흐름도이다. 프로세스(500)는 프로세서가 레이아웃 정보를 수신하는 수신 단계(S514)를 포함할 수 있다. 레이아웃 정보는 템플릿에 대한 정보; 특정한 작은 부분 필드(448)에 대한 정보; 및 패터닝가능 영역 에지(450)에 대한 정보를 포함할 수 있다. 프로세스(500)는 작은 부분 필드(448)와 패터닝가능 영역 에지(450)의 교차 정점(A 및 C)을 연결하는 코드(452)(도 6a에 도시된 바와 같음)가 결정되는 코드 결정 단계(S516)를 포함할 수 있다. 코드(652)는 템플릿(108)이 휘어지지 않을 때 메사 에지(210e)가 패터닝가능 영역 에지(450)와 교차하는 2개의 정점(A 및 B)을 연결하는 직선이다.
프로세스(500)는 도 6b에 도시되는 바와 같이 직교 이등분선(654)이 결정되는 이등분선 결정 단계(S518)를 포함할 수 있다. 직교 이등분선(654)은 코드(652)에 대해 직교하고 코드(652)를 2개의 동등한 부분으로 이등분한다.
프로세스(500)는 도 6c에 도시되는 바와 같은 직교 이등분선(654) 상의 ICP 범위를 결정하는 ICP 범위 결정 단계(S520)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, ICP 범위는 1, 3, 또는 5 mm의 폭을 가질 수 있다. 일 실시예에서, ICP 범위는 작은 부분 필드(448) 내의 직교 이등분선(654)의 길이의 8 내지 40%의 폭을 가질 수 있다. ICP 범위는 작은 부분 필드(448)에서 직교 이등분선(654)의 길이의 10% 이내 또는 1 내지 5 mm만큼 패터닝가능 영역 에지(450)로부터 삽입된다. 일 실시예에서, IPC 범위는 기판 에지와 패터닝가능 영역 에지(450) 사이의 기판 에지 배제 구역의 폭(wee=1 내지 3 mm) + 2 내지 3 mm의 안전 여유만큼 기판 에지로부터 삽입된다. 일 실시예에서, ICP 범위의 폭은 ICP 접촉 영역 정도일 수 있다.
프로세스(500)는 도 6d에 도시되는 바와 같이 ICP 오프셋이 결정되는 ICP 결정 단계(S522)를 포함할 수 있다. ICP는 직교 이등분선(654) 상에 있고 ICP 범위 내에 있다. ICP는 메사의 좌표계의 원점(O)에 대해 결정될 수 있다. ICP 오프셋은 메사의 중심을 통과하는 z축 주위의 ICP 오프셋 각도(θICP) 및 ICP 오프셋 크기(MICP)에 의해 설명될 수 있다. ICP 오프셋은 또한 2개의 구성요소(MICP,x, 및 MICP,y)에 의해 설명될 수 있다. ICP 오프셋 크기(MICP)는 원점(O)을 ICP에 연결하는 벡터의 길이이다. ICP 오프셋 각도(θICP)는 메사의 좌표계에서 원점(O)에 대한 그 벡터의 방향이다.
ICP 결정 단계(S522)에서 ICP가 결정되면, ICP는 성형 프로세스(300)의 접촉 단계(S304) 동안 사용될 수 있다. 대안적인 실시예는 템플릿(108)이 ICP 범위 내의 ICP에서 성형가능 재료(124)와 초기에 접촉하도록 허용하는 제어 조건이 결정되는 제어 조건 결정 단계(S524)를 포함할 수 있다.
제어 조건은 템플릿(108)을 휘게 하는, 템플릿 척(118)에 의해 템플릿의 후방 표면에 인가되는 템플릿 후방 압력(PT)을 포함할 수 있다. 도 7a는 템플릿(108)을 보유지지하기 위해 예시적인 템플릿 척(108)에 연결되는 펌프의 예시이며, 그 세부 사항은 전문이 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 공보 제2017/0165898-A1호에 기재되어 있다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)을 보유지지하는 하나 이상의 진공부와 도 7b에 도시되는 바와 같이 템플릿(108)을 휘게 하는데 사용될 수 있는 챔버부를 포함할 수 있다. 챔버 내의 압력을 성형 표면(112)의 주변 압력보다 높게 증가시킴으로써, 템플릿(108)은 휘어져서 성형 표면(112)이 ICP에서의 곡률 반경(RT)에 의해 근사될 수 있는 곡률을 갖게 한다. 템플릿의 곡률 반경(RT)은 ICP에서의 성형 표면(112)의 형상을 대략적으로 나타낸다. 다항식(예를 들어, 4차 다항식)이 또한 초기 접촉시에 ICP의 영역에서 성형 표면(112)의 형상을 근사하는데 사용될 수 있다. 유한 요소 모델 또는 다른 시뮬레이션 모델을 사용하여 상이한 제어 조건 하에서 성형 표면의 형상을 결정할 수 있다.
제어 조건은 템플릿의 경사 각도(tipping angle)(x축에 대한 템플릿의 θTx 회전) 및 템플릿의 틸팅 각도(y축에 대한 템플릿의 θTy 회전)를 포함할 수 있으며, 이들은 함께 도 7c에 도시되는 바와 같이 기판에 대한 템플릿 제어 각도(θT={θTx, θTy})이다. 임프린트 헤드(120)는 기판(102)에 대해 템플릿(108)을 위치설정하기 위해 사용되는 복수의 액추에이터를 포함할 수 있으며, 이러한 복수의 액추에이터는 또한 기판(102)에 대해 성형 표면(112)을 기울이기 위해 사용될 수 있다. 도 7c는 성형 표면이 휘어지지 않았을 때의 성형 표면(112)과 동일한 각도에 있는 기판(102)에 대한 기준 표면(템플릿 척의 전방 표면)의 기울기를 도시한다.
제어 조건은 기판 척(104)에 공급되는 기판 척 제어값의 세트를 포함할 수 있다. 기판 척(104)은 기판(102)의 형상을 변형시킬 수 있다. 도 7d에 도시되는 바와 같이, 기판 척(104)은 상이한 구역(예를 들어, 외부 구역(704a), 제1 내부 구역(704b), 제2 내부 구역(704c) 등)에 기판이 1 내지 10 μm만큼 변형되게 하는 상이한 양의 플러스 압력 또는 마이너스 압력이 공급될 수 있는 구역 척일 수 있다. 예를 들어, 마이너스 압력이 외부 구역(704a) 및 제2 내부 구역(704c)에 공급되는 동안 플러스 압력이 제1 내부 구역(704b)에 공급될 수 있다. 템플릿과 마찬가지로, 기판 표면(130)의 형상은 ICP에서의 기판의 곡률 반경(RS)에 의해 대략적으로 표현될 수 있다. 다항식(예를 들어, 4차 다항식)이 또한 초기 접촉시에 ICP의 영역에서 성형 표면(112)의 형상을 근사하는데 사용될 수 있다. 유한 요소 모델 또는 다른 시뮬레이션 모델을 사용하여 상이한 제어 조건 하에서 성형 표면의 형상을 결정할 수 있다.
제어 조건(RT, RS, θT 등)은 도 7e에 도시되는 바와 같이 ICP가 작은 부분 필드(448) 상에 있는 경우를 제어하도록 조합되어 조정될 수 있다. 제어 조건은 ICP에서의 성형 표면(112) 및 ICP에서의 기판 표면(130)의 형상 및 배향을 설명하는 추가적인 파라미터를 포함할 수 있다. 제어 파라미터는, ICP에서의 성형 표면(112) 및 ICP에서의 기판 표면(130)의 형상 및 배향을 결정하기 위해서 사용되는 복수의 제어값 및/또는 궤적(압력, 전류, 전압, 이진 제어 신호, 등)을 포함할 수 있다.
챔버에 공급되는 압력의 양은, 주어진 충전 시간 동안 충전 단계 S306 중에 탈출하지 않는 가스에 의해서 야기되는 미충전 결함을 감소시키는 것에 기초하여 결정될 수 있는 ICP에서의 그리고 충전 단계 S306 동안의 원하는 곡률 반경(RT, RS)에 의존한다. 템플릿(108), 기판(102) 및 성형 시스템(100)의 기계적 특성에 기초한 제어 파라미터에는 제한이 있다. 이들 제한은 템플릿의 오목면(244)이 기판 표면(130) 또는 기판을 둘러싸는 아플리케(applique)와 접촉하는 것 및/또는 성형 표면(112)이 기판을 둘러싸는 아플리케와 접촉하는 것을 방지한다. 대안적인 실시예에서, ICP는 제어 파라미터에 대한 제한에 기초하여 ICP 범위 내에서 선택된다. 이들 제한은 실험적으로 및/또는 유한 요소 모델 또는 다른 시뮬레이션 방법을 사용하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 템플릿 및 기판 양자 모두가 편평할 때, 템플릿 각도는 이하의 식 (1)에서 설명된 바와 같은 단순한 삼각법을 사용하여 계산될 수 있다. 휘어진 성형 표면(112)의 형상 및/또는 휘어진 기판 표면(130)의 형상이 결정되면, 제한을 결정하기 위해 좌표 변환이 사용될 수 있다.
도 8a는 0.19 밀리라디안 및 0.76 밀리라디안의 x축 템플릿 기울기(θTx)에 대해 템플릿의 후방 표면에 인가되는 압력의 변화가 ICP 오프셋 크기(MICP)를 어떻게 변화시키는 지의 예시이다. 도 8b는 메사 높이(hT)가 ICP 오프셋 크기(MICP)에 어떻게 영향을 미치는 지의 예시이다.
도 9a 내지 도 9g는 예시적인 실시예에서 제어 조건이 초기 접촉 시간(tIC) 전 및 후에 시간에 걸쳐 어떻게 변할 수 있는 지를 도시하는 타이밍도이다. 도 9a는 템플릿 후방 압력(PT)이 초기 접촉 시간(tIC) 전에 초기 템플릿 휘어짐 압력(PT1)으로 조정되고 그 후 초기 접촉 시간(tIC) 후에 가스 방출 템플릿 휘어짐 압력(PT2)으로 조정되는 방법을 도시한 타이밍도이다. 템플릿 후방 압력(PT)은 템플릿이 기판에 대해 편평해질 때까지 조정된다.
도 9b 내지 도 9c는, 초기 접촉 시간(tIC) 전에 기판을 휘게 하기 위해 기판 후방 압력(PSa, PSb, PSc)이 조정되고, 그 후 경화 단계 S308 동안 기판과 템플릿이 서로 평행해지도록 경화 단계 S308 전에 압력이 조정되는 방식을 도시하는 타이밍도이다.
도 9d는 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)에 가하는 접촉력이 성형 프로세스(300) 동안 어떻게 조정될 수 있는지를 도시하는 타이밍도이다. 접촉력은 초기 접촉 시간(tIC) 후에 증가될 수 있고 그 후 경화 단계(S308)의 시작 전에 최종 임프린트력으로 감소될 수 있다.
도 9e 내지 도 9f는 템플릿(108)과 기판(102)이 서로에 대해 어떻게 배향되는지를 도시하는 타이밍도이다. 템플릿 제어 각도(θT)는 초기 접촉 시간(tIC) 전에 증가될 수 있고 그 후 경화 단계(S308) 동안 템플릿과 기판이 서로 평행해질 때까지 감소된다.
도 9g는 성형 프로세스(300)의 일부 동안 템플릿 척 위치(zT)가 어떻게 조정되는지를 도시하는 타이밍도이다. 템플릿 척과 기판 사이의 거리는 휘어진 템플릿(108)이 초기 접촉 시간(tIC)에 성형가능 재료(124)와 접촉할 때까지 감소된다. 그 후, 경화 단계(S308) 동안 성형 표면(112)과 기판 표면(130) 사이에 성형가능 재료의 얇은 잔류 층 두께가 존재할 때까지, 템플릿과 기판이 휘어지지 않고 서로 평행하게 됨에 따라 위치가 조정된다.
도 10은 예시적인 실시예에서 작은 부분 필드(448)에 대해 접촉 단계(S304) 동안 수행되는 단계를 도시하는 흐름도이다. 접촉 단계(S304)는 제어 조건이 초기 접촉 시간(tIC) 전의 제1 시간(ta)에서 제어 조건의 초기 세트로 조정되는 초기 제어 조건 설정 단계(S1004a)를 포함할 수 있다. 초기 제어 조건 세트는, ICP 템플릿 후방 압력까지의 템플릿 후방 압력(PT); 템플릿의 경사 및 기울기(θT); 제1 내부 링 기판 압력(PSb), 외부 링 기판 압력(PSa); 제2 내부 링 기판 압력(PSc); 템플릿 척 위치(zT) 등을 포함할 수 있다. 기울기, 템플릿 척 위치(zT) 및 압력은, 도 8a 및 도 8b에 도시되는 데이터를 사용하여 결정될 수 있는 초기 접촉 시간(tIC)에서 ICP를 제어하는 값으로 조정되어야 한다.
제1 시간(ta) 후에, 템플릿 척 위치는 성형 표면(112)이 초기 접촉 시간(tIC)에서 ICP에서 성형가능 재료(124)와 접촉하게 될 때까지 조정된다. 초기 접촉 시간(tIC) 후 그리고 제2 시간(tb) 전에, 템플릿 척(118)은 후방 압력 조정 단계(S1004b)에서 ICP 템플릿 후방 압력으로부터 가스 탈출 템플릿 후방 압력으로 템플릿 후방 압력(ta)을 조정할 수 있다. 가스 탈출 템플릿 후방 압력은 ICP 템플릿 후방 압력보다 클 수 있다. ICP 템플릿 후방 압력은 초기 접촉이 정확하게 발생하는 것을 보장하도록 선택되고, 반면에 가스 탈출 템플릿 후방 압력은 템플릿이 성형가능 재료에 더 많이 접촉함에 따라 성형가능 재료의 액적이 템플릿 아래에서 확산될 때 가스가 탈출할 수 있는 것을 보장하도록 선택된다.
제2 시간(tb)과 제3 시간(tc) 사이에서, 템플릿의 경사 및 기울기는 템플릿 척이 기판 척에 대해 실질적으로 평행할 때까지 기울기 조정 단계(S1004c)에서 조정된다. 기울기가 조정된 후에, 압력 조정 단계(S1004d)에서, 기판 척 압력 및 템플릿 척 압력은 템플릿 및 기판 양자 모두가 더 이상 휘어지지 않을 때까지 제3 시간(tc) 후 및 제4 시간(td) 전에 조정된다. 대안적인 실시예에서, 압력 조정 단계(S1004d)는 기울기 조정 단계(S1004c)와 동시에 수행된다. 다른 대안적인 실시예에서, 압력 조정 단계(S1004d)는 기울기 조정 단계(S1004c) 전에 수행된다.
초기 접촉 시간(tIC)에서 그리고 제4 시간(td) 전에, 힘 조정 단계(S1004e) 동안, 성형 표면(112)이 성형가능 재료에 가하는 힘은 도 9d에 도시되는 바와 같이 경화 단계(S308) 동안 가해질 최종 힘에 도달할 때까지 조정된다. 초기 접촉 시간(tIC) 후 및 제4 시간(td) 전에, 템플릿 위치 조정 단계(S1004f) 동안, 템플릿 척(zT)의 위치는 성형 표면과 기판 표면 사이에 성형가능 재료의 설정된 잔류 층 두께가 존재할 때까지 기판 척에 대해 조정된다.
다양한 양태의 추가적인 변형예 및 대안적인 실시예가 본 설명의 견지에서 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시로서 해석되어야 한다. 본 명세서에 도시되고 설명된 형태는 실시예의 예로서 간주된다는 것을 이해해야 한다. 요소 및 재료는 본 명세서에 도시되고 설명된 것에 대해 대체될 수 있고, 부분 및 프로세스는 반대로 될 수 있으며, 일부 특징은 독립적으로 이용될 수 있으며, 이들 모두는 본 설명의 도움을 받은 후에 본 기술분야의 통상의 기술자에게 명확할 것이다.
Claims (17)
- 방법이며,
기판의 부분 필드; 및 상기 기판의 패터닝가능 영역의 에지에 대한 정보를 수신하는 단계;
상기 부분 필드와 상기 에지의 교차 정점을 연결하는 코드(chord)를 결정하는 단계;
이등분선의 좌표를 결정하는 단계로서, 상기 이등분선은 상기 코드를 이등분하고, 상기 이등분선은 상기 코드에 대해 직교하는, 이등분선의 좌표를 결정하는 단계;
템플릿과 상기 기판 상의 성형가능 재료가 서로 접촉하는 상기 이등분선 상의 초기 접촉 지점 범위를 결정하는 단계; 및
상기 초기 접촉 지점 범위 내의 초기 접촉 지점에서 상기 기판 상의 상기 부분 필드 내의 상기 성형가능 재료를 상기 템플릿과 접촉시키는 단계를 포함하는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 초기 접촉 지점에서 상기 템플릿이 상기 성형가능 재료와 초기에 접촉할 수 있게 하는 제어 조건을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제어 조건은 상기 템플릿을 휘게 하는 상기 템플릿의 후방 표면에 인가되는 압력을 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제어 조건은 상기 기판에 대한 상기 템플릿의 기울기를 포함하는, 방법. - 제2항에 있어서,
상기 제어 조건은 기판 척에 공급되는 제어값의 세트를 포함하고, 상기 기판 척은 상기 기판의 형상을 변형시키는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 패터닝가능 영역의 에지는 기판 에지로부터 삽입되는, 방법. - 제1항에 있어서,
상기 기판은 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드를 포함하는 복수의 필드로 분할되고, 상기 복수의 부분 필드는 다수의 부분 필드 카테고리에 속하며,
상기 부분 필드 카테고리에 기초하여 상기 복수의 부분 필드 중 특정 부분 필드에 대한 초기 접촉 지점을 결정하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 제7항에 있어서,
상기 부분 필드 카테고리는 상기 부분 필드의 형상에 기초하는, 방법. - 기판 상의 복수의 필드에 막을 성형하는 방법으로서, 상기 복수의 필드 중 부분 필드로서 분류되는 필드의 서브세트는 제1항의 방법을 사용하여 성형되는, 복수의 필드에서 기판 상의 막을 성형하는 방법이며,
상기 초기 접촉 후에, 제어 조건을 조정하여, 템플릿이 특정 필드 내의 상기 성형가능 재료 전부를 상기 템플릿에 접촉시키는 단계;
상기 템플릿과 상기 기판이 서로 평행해진 후에 상기 템플릿 아래의 상기 성형가능 재료를 화학 방사선에 노출시키는 단계; 및
상기 템플릿을 상기 성형가능 재료로부터 분리하는 단계를 포함하는, 방법. - 제9항에 있어서,
상기 초기 접촉 후에 템플릿 척이 사용하는 템플릿 후방 압력을 증가시켜 상기 템플릿을 휘게 하는 단계를 더 포함하는, 방법. - 시스템이며,
하나 이상의 메모리; 및
하나 이상의 프로세서로서,
템플릿; 기판의 부분 필드; 및 상기 기판의 패터닝가능 영역의 에지에 대한 정보를 수신하고,
상기 부분 필드와 상기 에지의 교차 정점을 연결하는 코드를 결정하고;
이등분선의 좌표를 결정하고 - 상기 이등분선은 상기 코드를 이등분하고, 상기 이등분선은 상기 코드에 대해 직교함 - ;
상기 템플릿과 상기 기판 상의 성형가능 재료가 서로 접촉하는 상기 이등분선 상의 초기 접촉 지점 범위를 결정하며;
성형 시스템이 상기 초기 접촉 지점 범위 내의 초기 접촉 지점에서 상기 기판 상의 상기 부분 필드 내의 상기 성형가능 재료를 상기 템플릿과 접촉시키게 하는 명령어를 송신하도록 구성되는,
하나 이상의 프로세서를 포함하는, 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 프로세서는 상기 초기 접촉 지점에서 상기 템플릿이 상기 성형가능 재료에 초기에 접촉할 수 있게 하는 제어 조건을 결정하도록 더 구성되는, 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 템플릿을 휘게 하는 상기 템플릿의 후방 표면에 압력을 인가하도록 구성되는 템플릿 척을 더 포함하고,
상기 제어 조건은 상기 압력을 포함하는, 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 기판에 대한 상기 템플릿의 기울기를 조정하도록 구성되는 복수의 액추에이터를 더 포함하고,
상기 제어 조건은 상기 기울기를 포함하는, 시스템. - 제12항에 있어서,
상기 기판의 형상을 변형시키도록 구성되는 기판 척을 더 포함하고,
상기 제어 조건은 상기 기판 척에 공급되는 제어값의 세트를 포함하는, 시스템. - 제11항에 있어서,
상기 기판은 복수의 전체 필드 및 복수의 부분 필드를 포함하는 복수의 필드로 분할되고, 상기 복수의 부분 필드는 다수의 부분 필드 카테고리에 속하며,
상기 프로세서는,
상기 부분 필드 카테고리에 기초하여 상기 복수의 부분 필드 중 특정 부분 필드에 대한 초기 접촉 지점을 결정하도록 더 구성되는, 시스템. - 제16항에 있어서,
상기 부분 필드 카테고리는 상기 부분 필드의 형상에 기초하는, 시스템.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US17/364,473 | 2021-06-30 | ||
| US17/364,473 US11614693B2 (en) | 2021-06-30 | 2021-06-30 | Method of determining the initial contact point for partial fields and method of shaping a surface |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230004273A true KR20230004273A (ko) | 2023-01-06 |
Family
ID=84891105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020220075979A KR20230004273A (ko) | 2021-06-30 | 2022-06-22 | 부분 필드를 위한 초기 접촉 지점을 결정하는 방법 및 표면을 성형하는 방법 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US11614693B2 (ko) |
| JP (1) | JP2023007399A (ko) |
| KR (1) | KR20230004273A (ko) |
Family Cites Families (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6936194B2 (en) | 2002-09-05 | 2005-08-30 | Molecular Imprints, Inc. | Functional patterning material for imprint lithography processes |
| US20040065252A1 (en) | 2002-10-04 | 2004-04-08 | Sreenivasan Sidlgata V. | Method of forming a layer on a substrate to facilitate fabrication of metrology standards |
| US8349241B2 (en) | 2002-10-04 | 2013-01-08 | Molecular Imprints, Inc. | Method to arrange features on a substrate to replicate features having minimal dimensional variability |
| US7157036B2 (en) | 2003-06-17 | 2007-01-02 | Molecular Imprints, Inc | Method to reduce adhesion between a conformable region and a pattern of a mold |
| US8076386B2 (en) | 2004-02-23 | 2011-12-13 | Molecular Imprints, Inc. | Materials for imprint lithography |
| US7802978B2 (en) | 2006-04-03 | 2010-09-28 | Molecular Imprints, Inc. | Imprinting of partial fields at the edge of the wafer |
| US20100096764A1 (en) | 2008-10-20 | 2010-04-22 | Molecular Imprints, Inc. | Gas Environment for Imprint Lithography |
| JP6004738B2 (ja) | 2011-09-07 | 2016-10-12 | キヤノン株式会社 | インプリント装置、それを用いた物品の製造方法 |
| JP5893303B2 (ja) | 2011-09-07 | 2016-03-23 | キヤノン株式会社 | インプリント装置、それを用いた物品の製造方法 |
| JP2013098497A (ja) | 2011-11-04 | 2013-05-20 | Canon Inc | インプリント装置及び物品の製造方法 |
| SG11201604407WA (en) | 2013-12-31 | 2016-07-28 | Canon Nanotechnologies Inc | Asymmetric template shape modulation for partial field imprinting |
| US11104057B2 (en) | 2015-12-11 | 2021-08-31 | Canon Kabushiki Kaisha | Imprint apparatus and method of imprinting a partial field |
| US10549313B2 (en) | 2016-10-31 | 2020-02-04 | Canon Kabushiki Kaisha | Edge field imprint lithography |
| US10895806B2 (en) | 2017-09-29 | 2021-01-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Imprinting method and apparatus |
| US11442359B2 (en) | 2019-03-11 | 2022-09-13 | Canon Kabushiki Kaisha | Method of separating a template from a shaped film on a substrate |
-
2021
- 2021-06-30 US US17/364,473 patent/US11614693B2/en active Active
-
2022
- 2022-04-20 JP JP2022069578A patent/JP2023007399A/ja active Pending
- 2022-06-22 KR KR1020220075979A patent/KR20230004273A/ko active Search and Examination
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20230014261A1 (en) | 2023-01-19 |
| US11614693B2 (en) | 2023-03-28 |
| JP2023007399A (ja) | 2023-01-18 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11209730B2 (en) | Methods of generating drop patterns, systems for shaping films with the drop pattern, and methods of manufacturing an article with the drop pattern | |
| US11366384B2 (en) | Nanoimprint lithography system and method for adjusting a radiation pattern that compensates for slippage of a template | |
| JP7071484B2 (ja) | インプリントシステム内のディストーションの補正を伴うナノ製作方法 | |
| JP6980073B2 (ja) | インプリントフィルムを硬化させるためのシステム及び方法 | |
| US20210402677A1 (en) | Systems and Methods for Reducing Pressure While Shaping a Film | |
| US11373861B2 (en) | System and method of cleaning mesa sidewalls of a template | |
| KR20230004273A (ko) | 부분 필드를 위한 초기 접촉 지점을 결정하는 방법 및 표면을 성형하는 방법 | |
| TWI815053B (zh) | 用於固化成形膜的系統及方法 | |
| US11429022B2 (en) | Systems and methods for curing a shaped film | |
| US20210181621A1 (en) | Systems and Methods for Curing an Imprinted Film | |
| JP6951483B2 (ja) | 質量速度変動フィーチャを有するテンプレート、テンプレートを使用するナノインプリントリソグラフィ装置、およびテンプレートを使用する方法 | |
| US11442359B2 (en) | Method of separating a template from a shaped film on a substrate | |
| US20220308445A1 (en) | Shaping System with Cutouts in an Optical Diaphragm and Method of Use | |
| JP7316330B2 (ja) | 接触線モーションに基づいて成形パラメータを決定するシステム及び方法 | |
| US11262652B2 (en) | Nanofabrication method with correction of distortion within an imprint system | |
| US20230194995A1 (en) | System and Method of Generating a Set of Illumination Patterns for use in a Photomechanical Shaping System | |
| US20240066786A1 (en) | Nanofabrication method with correction of distortion within an imprint system | |
| US20220128901A1 (en) | System and Method for Shaping a Film with a Scaled Calibration Measurement Parameter |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination |