KR20230096827A - 광학기계적 성형 시스템에 사용되는 템플릿을 조명하기 위한 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 시스템 및 방법 - Google Patents

광학기계적 성형 시스템에 사용되는 템플릿을 조명하기 위한 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 시스템 및 방법 Download PDF

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캐논 가부시끼가이샤
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Abstract

나노임프린트 리소그래피 시스템의 공간 광 변조기에 공급될 변조 맵을 생성하는 시스템 및 방법. 왜곡 모델 및 목표 광 패턴에 기초한 복수의 픽셀을 포함하는 공간 광 변조기를 위한 픽셀화된 중간 맵을 수신하는 단계. 픽셀화된 중간 맵은 불연속부를 가질 수 있다. 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 충전함으로써 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 단계. 변조 맵에 의해 생성되는 제1 예측 광 강도 맵은 픽셀화된 중간 맵에 의해 생성되는 제2 예측 광 강도 맵보다 목표 광 패턴의 더 가까운 근사치일 수 있다.

Description

광학기계적 성형 시스템에 사용되는 템플릿을 조명하기 위한 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 시스템 및 방법{SYSTEM AND METHOD OF GENERATING A MODULATION MAP FOR A SPATIAL LIGHT MODULATOR TO ILLUMINATE A TEMPLATE USED IN A PHOTOMECHANICAL SHAPING SYSTEM}
본 개시내용은 광학기계적 성형 시스템(예를 들어, 나노임프린트 리소그래피 시스템 및/또는 잉크젯 적응형 평탄화 시스템)에 관한 것이다. 특히, 본 개시내용은 광중합성 성형가능 재료와 접촉하는 성형 표면을 통해 투영될 화학 방사선의 조명 패턴을 생성하는 방법에 관한 것이다.
나노-제조(nano-fabrication)는 100 나노미터 이하의 정도의 피처(feature)를 갖는 매우 소형 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.
현재 사용중인 하나의 나노-제조 기술은 통상적으로 나노임프린트 리소그래피라 칭한다. 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 원용된다.
전술한 특허의 각각에 개시된 나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료(중합성) 층에의 요철 패턴의 형성에 의해 기판 상의 막을 성형하는 것을 설명한다. 이어서 이러한 막의 형상은 요철 패턴에 대응하는 패턴을 하부 기판 내로 및/또는 하부 기판 상으로 전사하는데 사용될 수 있다.
성형 공정은 기판으로부터 이격된 템플릿을 사용하며, 성형가능 재료가 템플릿과 기판 사이에 부여된다. 템플릿은 성형가능 재료와 접촉하여, 성형가능 재료가 확산되고 템플릿과 기판 사이의 공간을 충전하게 한다. 성형가능 액체는 성형가능 액체와 접촉하는 템플릿의 표면의 형상에 일치하는 형상(패턴)을 갖는 막을 형성하도록 응고된다. 응고 후에, 템플릿은 템플릿과 기판이 이격되도록 응고된 층으로부터 분리된다.
이어서 기판 및 응고된 층은 응고된 층 및/또는 응고된 층 아래에 있는 패터닝된 층 중 하나 또는 양자 모두의 패턴에 대응하는 상(image)을 기판 상으로 전사하기 위해 에칭 공정과 같은 추가적인 공정을 받을 수 있다. 패터닝된 기판은 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 더 받을 수 있다.
제1 실시예는 방법일 수 있다. 방법은 왜곡 모델 및 목표 광 패턴에 기초하여 복수의 픽셀을 포함하는 공간 광 변조기를 위한 픽셀화된 중간 맵(intermediate map)을 수신하는 단계를 포함할 수 있다. 픽셀화된 중간 맵은 불연속부를 가질 수 있다. 방법은 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 충전함으로써 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 변조 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제1 예측 광 강도 맵은 픽셀화된 중간 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제2 예측 광 강도 맵보다 목표 광 패턴의 더 가까운 근사치일 수 있다. 방법은 변조 맵을 사용하여 공간 광 변조기를 제어하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 변조 맵을 생성하는 단계는, 픽셀화된 중간 맵의 둘레를 설명하는 에지를 생성하는 단계, 및 에지 사이의 영역을 충전하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예는, 목표 광 패턴을 수신하는 단계; 중간 패턴을 생성하기 위해 왜곡 모델의 역을 목표 광 패턴에 적용하는 단계; 및 픽셀화된 중간 맵을 생성하기 위해 중간 패턴을 그리드에 픽셀화하고 스냅핑하는 단계에 의해 픽셀화된 중간 맵을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 목표 광 패턴은 값의 어레이일 수 있고, 어레이의 각각의 값은 공간 광 변조기의 변조 요소와 연관된다.
제1 실시예의 일 양태에서, 값의 어레이 내의 각각의 값은 이진값일 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 목표 광 패턴은 불연속부를 포함하지 않는다.
제1 실시예의 일 양태에서, 왜곡 모델은:
Figure pat00001
일 수 있다.
여기서, xa는 왜곡 모델의 실제 x-좌표일 수 있다. 여기서, ya는 왜곡 모델의 실제 y-좌표일 수 있다. 여기서, xd는 왜곡 모델의 원하는 x-좌표일 수 있다. 여기서, yd는 왜곡 모델의 원하는 y-좌표일 수 있다. 여기서, d1; d2; d3; 및 d4는 왜곡 모델의 왜곡 계수일 수 있다.
제1 실시예는 공간 광 변조기에 의해 생성된 시험 변조 맵에 의해 생성된 시험 노출 패턴을 측정하고; 노출 패턴을 왜곡 모델에 피팅함으로써 왜곡 모델의 복수의 왜곡 계수를 결정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 노출 패턴을 측정하는 단계는 나노임프린트 리소그래피 도구 상의 센서를 공간 광 변조기에 의해 생성된 시험 노출 패턴에 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 노출 패턴을 측정하는 단계는, 기판 상에 경화된 막을 생성하기 위해 템플릿과 시험 기판 사이의 성형가능 재료를 공간 광 변조기에 의해 생성된 시험 노출 패턴에 노출시키는 단계; 및 시험 기판 상의 경화된 막을 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 변조 맵을 생성하는 단계는: 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 식별하는 단계; 및 픽셀화된 중간 맵 내의 픽셀을 식별된 불연속부에서 화학 방사선을 공급하는 상태로 설정하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 변조 맵을 생성하는 단계는: 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 식별하는 단계; 및 식별된 불연속부 내의 픽셀화된 중간 맵에 픽셀을 추가하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예는, 성형 표면을 기판 상의 성형가능 재료와 접촉시키는 단계; 기판 상에 경화된 막을 형성하기 위해 변조 맵에 기초하여 공간 광 변조기로 성형 표면을 조명하는 단계; 및 경화된 막으로부터 성형 표면을 분리하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예는 제1 실시예에 따라 성형된 경화된 막을 갖는 기판으로부터 물품을 제조하는 방법일 수 있다. 물품을 제조하는 방법은, 경화된 막을 갖는 기판을 가공하는 단계; 및 경화된 막을 갖는 기판으로부터 물품을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 실시예의 일 양태에서, 목표 광 패턴은 프레임 형상을 갖는다.
제2 실시예는 메모리; 및 프로세서를 포함하는 시스템일 수 있다. 프로세서는 왜곡 모델 및 목표 광 패턴에 기초하여 복수의 픽셀을 포함하는 공간 광 변조기를 위한 픽셀화된 중간 맵을 수신하고-픽셀화된 중간 맵은 불연속부를 가짐-; 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 충전함으로써 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하며; 변조 맵을 사용하여 공간 광 변조기를 제어하도록 구성될 수 있다. 변조 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제1 예측 광 강도 맵은 픽셀화된 중간 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제2 예측 광 강도 맵보다 목표 광 패턴의 더 가까운 근사치일 수 있다.
제2 실시예는 공간 광 변조기를 포함하는 나노임프린트 리소그래피 시스템을 더 포함할 수 있다. 나노임프린트 리소그래피 시스템은 기판을 보유지지하기 위한 기판 척; 픽셀화된 중간 맵을 생성하기 위해 프로세서에 의해 사용되는 정보를 공급하도록 구성되는 화학 방사선 센서; 기판 척 및 화학 방사선 센서를 보유지지하기 위한 기판 스테이지; 템플릿을 보유하기 위한 템플릿 척; 및 공간 광 변조기를 포함하는 경화 시스템을 포함할 수 있으며, 공간 광 변조기는 기판 및 템플릿 양자 모두와 접촉하는 성형가능 재료를 조명하도록 구성된다.
본 개시내용의 이들 목적, 특징 및 장점과 다른 목적, 특징 및 장점은 첨부 도면, 및 제공되는 청구항과 함께 취해지는 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 뿐이고, 따라서 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안되며, 그 이유는 본 발명은 다른 균등한 효과의 실시예를 허용할 수 있기 때문이라는 것에 유의해야 한다.
도 1은 일 실시예에서 사용되는 바와 같이 기판으로부터 이격된 메사를 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 4a는 일 실시예에서 사용되는 바와 같은 예시적인 임프린트 시스템의 특정 구성요소의 예시이다.
도 4b 내지 도 4d는 실시예에서 사용되는 바와 같은 화학 방사선의 대안적인 소스의 예시이다.
도 5는 실시예에서 사용되는 왜곡 계수를 결정하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 6은 실시예에서 사용되는 왜곡 계수를 결정하는 예시적인 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7a는 예시적인 실시예에서 사용되는 시험 변조 맵이다.
도 7b는 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 이미지 센서 데이터의 일부의 예시이다.
도 7c는 예시적인 실시예의 임프린트 필드 내의 공간 광 변조기의 정합 에러 변화를 도시하는 플롯이다.
도 7d는 예시적인 실시예에 대해 생성될 수 있는 원하는 변조 패턴을 도시하는 플롯이다.
도 7e는 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 픽셀화된 중간 변조 패턴 영향을 도시하는 플롯이다.
도 7f는 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 에지 화상을 도시하는 플롯이다.
도 7g는 예시적인 실시예에서 생성될 수 있는 최종 변조 맵을 도시하는 플롯이다.
도 8a 및 도 8b는 일 실시예에서 사용되는 변조 맵 생성 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 9a는 메사 측벽 부근의 템플릿을 통해서 투과된 화학 방사선의 화상이다.
도 9b는 메사 측벽과 교차하는 단면에서의 방사선의 강도를 도시하는 차트이다.
도면 전체에 걸쳐, 동일한 참조 번호 및 문자는 다르게 언급되지 않는 한 도시되는 실시예의 유사한 특징, 요소, 성분 또는 부분을 지시하기 위해 사용된다. 또한, 본 개시내용은 이제 도면을 참조하여 상세히 설명되지만, 이는 예시된 예시적인 실시예와 관련하여 이루어진다. 첨부된 청구항에 의해 정의되는 바와 같은 본 개시내용의 진정한 범위 및 사상을 벗어나지 않고 설명된 예시적인 실시예에 변경 및 수정이 이루어질 수 있는 것으로 의도된다.
다음의 실시예는 첨부된 청구항의 범위를 한정하려는 것은 아니라는 것에 유의해야 한다. 복수의 특징이 실시예에서 설명된다. 그러나, 본 발명에 있어서 복수의 특징의 모든 조합이 반드시 필수적인 것은 아니며, 복수의 특징은 임의로 조합될 수 있다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 단수 형태의 용어는 하나 또는 하나 초과로서 규정된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "복수"라는 용어는 2개 또는 2개 초과로서 규정된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "다른"이라는 용어는 적어도 두 번째 이상으로서 규정된다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같은 "포함하는" 및/또는 "갖는"이라는 용어는 포함하는(즉, 개방적 언어(open language))으로서 정의된다. "일 실시예", "특정 실시예", "실시예", "구현예", "예", "대안적인 실시예", 또는 유사한 용어에 대한 언급은, 실시예와 관련하여 설명된 특별한 특성, 구조, 요소, 또는 특징이 적어도 하나의 실시예에 포함된다는 것을 의미한다. 따라서, 이러한 구절들이 본 명세서 전반에 걸쳐 다양한 위치에서 나타나는 것은 반드시 모두 동일한 실시예를 참조하는 것은 아니다. 또한, 특정한 특징, 구조, 또는 특성은 달리 설명되지 않는 한 제한 없이 하나 이상의 실시예에서 임의의 적합한 방식으로 조합될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 기술은 성형가능 재료로부터 기판 상에 막을 성형하는 데 사용될 수 있다. 성형 공정은 템플릿을 성형가능 재료와 접촉시키는 단계를 포함할 수 있다. 템플릿은 리세스된 표면 위로 연장되는 메사 상의 성형 표면을 포함할 수 있다. 템플릿은 또한 메사를 둘러싸며 메사를 리세스된 표면에 연결하는 메사 측벽을 포함한다. 성형 공정 동안, 성형가능 재료는 성형가능 재료가 메사 측벽을 향해 확산되도록 모세관 작용 및 다른 힘으로 인해 확산된다. 성형가능 재료가 성형 공정 동안 메사 측벽을 습윤시킬 때 압출 결함이 형성될 수 있다. 성형가능 재료가 화학 방사선에 노출되고 템플릿이 성형가능 재료로부터 분리된 후에, 하나 이상의 압출 결함이 기판 및/또는 템플릿에 남아 있을 수 있다.
본 출원인은 이들 결함의 영역에서 화학 방사선의 선량이 신중하게 제어되는 경우 이들 결함의 발생을 감소시킬 수 있다는 것을 발견하였다. 이들 결함은 메사 측벽 부근에서 발생하는 경향이 있다. 본 출원인은, 메사 측벽에 대해 정렬되는 화학 방사선의 프레임 유사 패턴을 갖는 화학 방사선의 신중하게 제어된 선량으로 메사 측벽 부근의 영역을 경화, 겔화, 및/또는 경화 기여하기 위해 프레임 경화 공정을 사용하는 것이 유용하다는 것을 발견하였다. 프레임 유사 조명 패턴을 생성하는 하나의 방법은 복수의 변조 요소를 갖는 공간 광 변조기를 사용하는 것이다. 본 출원인은 공간 광 변조기가 프레임 유사 조명 패턴을 생성하기 위한 명령어를 생성할 때 메사의 크기, 형상 및 위치에 약간의 변화가 있을 수 있으며 이는 고려될 필요가 있다는 것을 발견하였다. 이러한 변화를 고려하는 것은 시간 및 자원 집약적인 다수의 반복적인 실험을 행하는 것을 포함할 수 있다.
프레임 경화 공정에서 사용되는 특정 공간 광 변조기 및 특정 광학 시스템의 특정 제약은 임프린트 평면에서의 화학 방사선의 분포의 조정성에 제한을 준다. 이러한 제약을 극복하고 압출 결함, 경화-불충분 결함 및 비충전 결함 모두의 발생을 최소화하기 위한 수단이 필요하다.
나노임프린트 시스템(성형 시스템)
도 1은 일 실시예가 구현될 수 있는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)의 예시이다. 나노임프린트 리소그래피 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 위치결정 스테이지(106)에 의해 더 지지될 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106)는 x, y, z, θ, ψ, 및 φ축 중 하나 이상을 따라 병진 및/또는 회전 운동을 제공할 수 있다. 기판 위치결정 스테이지(106), 기판(102), 및 기판 척(104)은 또한 기부(도시되지 않음) 상에 위치될 수도 있다. 기판 위치결정 스테이지는 위치결정 시스템의 일부일 수 있다.
템플릿(108)이 기판(102)으로부터 이격되어 있다. 템플릿(108)은 템플릿(108)의 전방측에 기판(102)을 향해 연장되는 메사(또한 몰드라고도 칭함)(110)를 갖는 본체를 포함할 수 있다. 메사(110)는 또한 템플릿(108)의 전방측에서 패터닝 표면(112)을 가질 수 있다. 성형 표면으로도 알려진 패터닝 표면(112)은 성형가능 재료(124)를 성형하는 템플릿의 표면이다. 일 실시예에서, 패터닝 표면(112)은 평면이고, 성형가능 재료를 평탄화하기 위해 사용된다. 대안적으로, 템플릿(108)은 메사(110) 없이 형성될 수 있고, 이 경우 기판(102)을 향하는 템플릿의 표면은 몰드(110)와 동등하고 패터닝 표면(112)은 기판(102)을 향하는 템플릿(108)의 표면이다.
템플릿(108)은, 용융 실리카, 석영, 규소, 유기 폴리머, 실록산 폴리머, 붕규산 유리, 플루오로카본 폴리머, 금속, 경화 사파이어 및/또는 기타 등등을 포함하지만 이에 한정되지 않는 재료로 형성될 수 있다. 패터닝 표면(112)은 복수의 이격된 템플릿 오목부(114) 및/또는 템플릿 돌출부(116)에 의해 형성된 피처를 가질 수 있다. 패터닝 표면(112)은 기판(102) 상에 형성될 패턴의 기초를 형성하는 패턴을 형성한다. 대안적인 실시예에서, 패터닝 표면(112)은 피처가 없으며, 이 경우 기판 상에 평면 표면이 형성된다. 대안적인 실시예에서, 패터닝 표면(112)은 피처가 없으며 기판과 동일한 크기이고, 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 기타 유사한 척 타입일 수 있지만 이에 한정되지 않는다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)에 걸쳐 변하는 응력, 압력 및/또는 변형을 템플릿(108)에 인가하도록 구성될 수 있다. 템플릿 척(118)은 템플릿(108)의 상이한 부분을 압착 및/또는 연신시킬 수 있는 압전식 액추에이터를 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 위치결정 시스템의 일부인 임프린트 헤드(120)에 결합될 수 있다. 임프린트 헤드는 브리지에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 임프린트 헤드(120)는, 적어도 z축 방향 및 잠재적으로는 다른 방향(예를 들어, x, y, θ, ψ, 및 φ축 방향)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.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 유체 분배기(122)를 더 포함할 수 있다. 유체 분배기(122)는 또한 브리지에 이동 가능하게 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 임프린트 헤드(120)는 하나 이상 또는 모든 위치결정 구성요소를 공유한다. 대안적인 실시예에서, 유체 분배기(122) 및 임프린트 헤드(120)는 서로 독립적으로 이동한다. 유체 분배기(122)는 액체 성형가능 재료(124)(예를 들어, 중합성 재료를 포함하는 혼합물; 화학 방사선에 노출됨으로써 응고 또는 겔화될 수 있는 액체 재료)를 기판(102) 상에 패턴으로 퇴적하기 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, 및/또는 기타 등등과 같은 기술을 사용하여 기판(102)에 추가될 수 있다. 성형가능 재료(124)는 설계 고려사항에 따라 원하는 체적이 몰드(112)와 기판(102) 사이에 형성되기 전에 및/또는 후에 기판(102) 상으로 분배될 수 있다. 성형가능 재료(124)는, 모두 본 명세서에 참조로 원용되는, 미국 특허 제7,157,036호 및 미국 특허 제8,076,386호에서 설명된 바와 같은 단량체를 포함하는 혼합물을 포함할 수 있다.
상이한 유체 분배기(122)가 성형가능 재료(124)를 분배하기 위해 상이한 기술을 사용할 수 있다. 성형가능 재료(124)가 분사가능할 때, 잉크 젯 타입 분배기가 성형가능 재료를 분배하기 위해 사용될 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.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 노출 경로(128)를 따라 화학 에너지를 유도하는 적어도 방사선 소스(126)를 포함하는 경화 시스템을 더 포함할 수 있다. 임프린트 헤드 및 기판 위치결정 스테이지(106)는 템플릿(108) 및 기판(102)을 노출 경로(128)와 중첩하여 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 구성요소의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 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.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 템플릿(108)이 성형가능 재료(124)와 접촉된 후에 성형가능 재료(124)의 확산을 관찰하도록 위치결정된 필드 카메라(136)를 더 포함할 수 있다. 도 1은 필드 카메라의 촬상 필드의 광학축을 파선으로 도시한다. 도 1에 도시되는 바와 같이, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 필드 카메라에 의해 검출될 광과 화학 방사선을 결합하는 하나 이상의 광학 구성요소(디이크로익 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 광학축은 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 대비를 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 공정의 추적을 유지하기 위해 사용될 수 있다. 필드 카메라(136)는 또한 성형가능 재료(124)가 패터닝 표면(112)과 기판 표면(130) 사이의 간극 사이에서 확산될 때 변화되는 간섭 줄무늬를 측정하도록 구성될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 필드 카메라(136)로부터 분리된 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, 개구, 필터, 프리즘, 편광기, 윈도우, 적응성 광학장치, 및/또는 광원과 같은 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 액적 검사 시스템(138)은 패터닝 표면(112)이 기판(102) 상의 성형가능 재료(124)와 접촉하기 전에 액적을 검사하도록 위치결정될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 템플릿(108) 및 기판(102) 중 하나 또는 양자 모두에 열 방사의 공간적 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 방사선의 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 공간 광 변조기를 포함할 수 있다. 나노임프린트 리소그래피 시스템은, 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 조합하기 위해 사용되는 하나 이상의 광학 구성요소를 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 구성요소의 상대 위치가 쉽게 식별될 수 있도록 도시 목적을 위해 수행된다. 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 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.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 가스 및/또는 진공 시스템과 같은 임프린트 필드 분위기 제어 시스템을 포함할 수 있으며, 그 예는 본 명세서에 참조로 원용되는 미국 특허 공개 제2010/0096764호 및 제2019/0101823호에 기재되어 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 시스템(36)은 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 운반하고 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.
나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은, 기판 척(104), 기판 위치결정 스테이지(106), 템플릿 척(118), 임프린트 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)과 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 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.
임프린트 헤드(120)와 기판 위치결정 스테이지(106) 중 하나 또는 이들 양자 모두는 성형가능 재료(124)로 충전되는 원하는 공간(3차원에서의 한정된 물리적 범위)을 형성하기 위해 몰드(110)와 기판(102) 사이의 거리를 변경한다. 예를 들어, 임프린트 헤드(120)는 몰드(110)가 성형가능 재료(124)와 접촉되도록 템플릿(108)에 힘을 가할 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 패터닝 표면(112)의 형상에 일치되게 하며, 기판(102) 상에 패터닝된 층을 형성하게 하는 화학 방사선(예를 들어, 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. 따라서, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 패터닝 표면(112) 내의 패턴의 역(inverse)인 오목부 및 돌출부를 갖는 패터닝된 층을 형성하기 위해 임프린트 공정을 사용한다. 대안적인 실시예에서, 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)은 피처가 없는 패터닝 표면(112)으로 평면 층을 형성하기 위해 임프린트 공정을 사용한다.
임프린트 공정은 기판 표면(130)에 걸쳐 퍼져 있는 복수의 임프린트 필드(단지 필드 또는 샷으로도 알려짐)에서 반복적으로 행해질 수 있다. 각각의 임프린트 필드는 메사(110)와 동일한 크기 또는 단지 메사(110)의 패턴 영역일 수 있다. 메사(110)의 패턴 영역은 디바이스의 피처이거나 또는 이후에 디바이스의 피처를 형성하기 위해 후속 공정에서 사용되는 패턴을 기판(102) 상에 임프린트하기 위해 사용되는 패터닝 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 오직 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 패터닝 표면(112) 사이의 성형가능 재료(124)의 최소 두께인 잔류층 두께(RLT)를 갖는 잔류 층을 갖도록 형성될 수 있다. 패터닝된 층은 또한 소정 두께를 갖는 잔류층 위로 연장되는 돌출부와 같은 하나 이상의 피처를 포함할 수 있다. 이들 돌출부는 메사(110) 내의 오목부(114)와 정합한다.
템플릿
도 2는 일 실시예에서 사용될 수 있는 템플릿(108)의 예시이다. 패터닝 표면(112)은 메사(110)(도 2에서 파선 박스로 표시) 상에 있을 수 있다. 메사(110)는 템플릿의 전방측의 리세스된 표면(244)에 의해 둘러싸인다. 메사 측벽(246)은 리세스된 표면(244)을 메사(110)의 패터닝 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.
임프린트 공정
도 3은 하나 이상의 임프린트 필드(패턴 영역 또는 샷 영역으로도 지칭됨) 상에 성형가능 재료(124)의 패턴을 형성하기 위해 사용될 수 있는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에 의한 임프린트 공정(300)을 포함하는 물품(디바이스)을 제조하는 방법의 흐름도이다. 임프린트 공정(300)은 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)에 의해 복수의 기판(102) 상에서 반복적으로 수행될 수 있다. 프로세서(140)는 임프린트 공정(300)을 제어하기 위해 사용될 수 있다.
대안적인 실시예에서, 임프린트 공정(300)은 기판(102)을 평탄화하는데 사용된다. 이 경우, 패터닝 표면(112)은 피처가 없으며 또한 기판(102)과 동일한 크기이거나 또는 그보다 더 클 수 있다.
임프린트 공정(300)의 시작은 템플릿 반송 기구가 템플릿 척(118) 상에 템플릿(108)을 장착하게 하는 템플릿 장착 단계를 포함할 수 있다. 임프린트 공정은 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 나노임프린트 리소그래피 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 있으며, 각각의 임프린트 필드는 인덱스(i )에 의해 식별된다. 여기서, N은 1, 10, 75 등과 같은 실 정수(real integer)이다({N∈
Figure pat00002
}). 분배 단계(S302)에서, 프로세서(140)는 유체 분배기(122)가 임프린트 필드(i) 상에 성형가능 재료를 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 필드(i)는 유체 분배기가 성형가능 재료(124)를 토출하는 동안 유체 분배기(122)에 대해 이동될 수도 있다. 따라서, 액적의 일부가 기판 상에 탄착되는 시간은 임프린트 필드(i)에 걸쳐 변할 수 있다. 일 실시예에서, 분배 단계(S302) 동안, 성형가능 재료(124)는 적하물 패턴에 따라 기판 상에 분배될 수 있다. 적하물 패턴은 성형가능 재료의 적하물을 퇴적시키는 위치, 성형가능 재료의 적하물의 체적, 성형가능 재료의 유형, 성형가능 재료의 적하물의 형상 파라미터 등 중 하나 이상과 같은 정보를 포함할 수도 있다. 실시예에서, 적하물 패턴은 단지 분배될 적하물의 체적 및 액적을 퇴적시키는 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 패터닝 표면(112)을 임프린트 필드(i) 내의 성형가능 재료(124)에 접촉시키게 할 수 있다.
확산 단계(S306) 동안, 성형가능 재료(124)는 임프린트 필드(i)의 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 추적하는데 사용될 수 있다.
경화 단계(S308)에서, 프로세서(140)는 템플릿(108), 메사(110) 및 패터닝 표면(112)을 통해 화학 방사선의 경화 조명 패턴을 전송하기 위해 명령어를 방사선 소스(126)에 전송할 수 있다. 경화 조명 패턴은 패터닝 표면(112) 아래의 성형가능 재료(124)를 경화(중합)시키기에 충분한 에너지를 제공한다.
분리 단계(S310)에서, 프로세서(140)는 템플릿(108)의 패터닝 표면(112)을 기판(102) 상의 경화된 성형가능 재료로부터 분리하기 위해 기판 척(104), 기판 위치결정 스테이지(106), 템플릿 척(118) 및 임프린트 헤드(120) 중 하나 이상을 사용한다. 임프린트될 추가적인 임프린트 필드가 있는 경우, 공정은 단계 S302로 되돌아간다.
일 실시예에서, 임프린트 공정(300)이 종료된 후에, 제조 물품(예컨대, 반도체 디바이스)을 생성하기 위해 가공 단계(S312)에서 기판(102)에 대해 추가적인 반도체 제조 가공이 행해진다. 일 실시예에서, 각각의 임프린트 필드는 복수의 디바이스를 포함한다.
가공 단계(S312)에서의 추가적인 반도체 제조 가공은 패터닝된 층의 패턴 또는 그 패턴의 역에 대응하는 요철 화상을 기판에 전사하기 위한 에칭 공정을 포함할 수 있다. 가공 단계(S312)에서의 추가 가공은 또한 예를 들어, 검사, 경화, 산화, 층 형성, 퇴적, 도핑, 평탄화, 에칭, 성형가능 재료 제거, 다이싱, 본딩, 패키징, 및 기타 등등을 포함하는 물품 제조를 위한 공지된 단계 및 공정을 포함할 수 있다. 기판(102)은 복수의 물품(디바이스)을 생성하도록 가공될 수 있다.
공간 광 변조기를 갖는 임프린트 시스템
도 4a는 공간 광 변조기(SLM)(448)가 DMD(448a)로서 명시적으로 도시되는 도 1에 도시되는 나노임프린트 리소그래피 시스템(100)과 실질적으로 유사한 나노임프린트 리소그래피 시스템(400a)의 예시이다. 도 4a에 도시되는 바와 같은 광원, 개구, 빔 스플리터, 렌즈, 및 미러 같은 광학 구성요소의 순서, 배열, 및 사용은 예시적인 것이고, 광학 구성요소의 다른 배열이 실시예를 실행하는데 사용될 수 있다.
나노임프린트 리소그래피 시스템(400a)은 화학 방사선의 제1 소스(426a)를 포함할 수 있다. 화학 방사선의 제1 소스(426a)는 레이저, LED 또는 램프 등의 화학선 조명 디바이스(450)를 포함할 수 있다. 화학선 조명 디바이스(450)는 도 4a의 DMD(448a)와 같은 SLM(448)을 조명하도록 위치결정된다. 하나 이상의 광학 구성요소는 화학 방사선을 공간 광 변조기로 안내하도록 배열될 수 있다. 화학 방사선의 제1 소스(426a)는, 언제 그리고 얼마나 많은 화학 방사선을 제공할지에 관한 명령어를 이용하여 프로세서(140)로부터 하나 이상의 신호를 수신할 수 있다.
SLM(448)은, 제1 화학 방사선 소스(426a)로부터의 화학 방사선의 공간-시간 분포를 변조하는, 디지털 마이크로미러 디바이스(DMD), 실리콘 상 액정(LCoS), 액정 디바이스(LCD), 공간 광 밸브, 미러 어레이, MOEMS, 회절 MEMS 등일 수 있다. SLM(448)은 또한 기판(102), 템플릿(108) 및/또는 성형가능 재료(124) 중 하나 이상을 열 방사 소스(134)로부터의 방사로 조사하도록 구성될 수 있다. 화학 방사선, 화학선 조명 디바이스(450) 및 열 방사 소스(134)와 조합하기 위해 빔 결합기(452a)가 사용될 수 있다. 하나 이상의 광학 구성요소(456)는 공간 광 변조기로부터의 방사선을 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료(124)로 안내하는데 사용될 수 있다.
SLM(448)은 SLM(448)에 걸쳐 모자이크화되는 복수의 픽셀을 포함할 수 있다. 각각의 픽셀은 공간 및 시간 양자 모두에서 개별적으로 주소 지정 가능(addressable)할 수 있다. 프로세서(140)는 메모리(142)로부터 수신된 변조 값의 맵에 기초하여 신호의 제1 세트를 SLM(448)에 송신하도록 구성될 수 있다. 신호의 제1 세트에 응답하여, SLM(448)은 공간적 광 변조기 내의 개별적인 픽셀의 상태를 변화시킬 것이다. 일 실시예에서, 맵은 SLM(448)(DMD, LCD)의 각각의 픽셀의 온/오프 상태를 나타내는 정보이다. 일 실시예에서, 맵은 SLM(448)(DMD, LCD)의 각각의 픽셀의 상태를 나타내는 정보이다. 여기서, 상태는 온/오프 상태, 온/오프 상태 지속기간, (반사형 LCD에 대해) 반사된 양, (투과형 LCD에 대해) 투과된 양 중 하나 이상을 포함한다.
공간 광 변조기가 DMD(448a)인 경우, 픽셀의 상태를 변화시키는 것은 마이크로미러를 제1 각도로부터 제2 각도로 이동시키는 것을 의미한다. SLM(448)이 공간 광 밸브 또는 LCD 같은 투과형 공간 광 변조기인 경우, 픽셀의 상태를 변화시키는 것은 픽셀의 투과율을 변화시키는 것을 의미한다. 투과율을 변화시키는 것은 편광 지연기(예를 들어, 액정)의 상태를 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 편광 지연기는 광의 일부 부분을 차단하는 편광기를 포함하거나 편광기에 광학적으로 결합될 수 있다. SLM(448)이 LCoS와 같은 반사형 공간 광 변조기인 경우, 픽셀의 상태를 변화시키는 것은 픽셀의 반사율을 변화시키는 것을 의미한다. 반사율을 변화시키는 것은 반사 표면 상의 편광 지연기(예를 들어, 액정)의 상태를 변화시키는 것을 포함할 수 있다. 편광 지연기는 광의 일부 부분을 차단하는 편광기를 포함하거나 편광기에 광학적으로 결합될 수 있다.
도 4a는 공간 광 변조기가 DMD(448a)인 실시예(400a)의 예시이다. 공간 광 변조기 상의 개별 미러(픽셀)는 화학 방사선을 템플릿을 향해 안내하는 제1 상태 또는 화학 방사선을 템플릿으로부터 멀어지게, 예를 들어 빔 덤프(beam dump)(454)를 향해 안내하는 제2 상태에 있을 수 있다.
도 4b는 공간 광 변조기가 LCD와 같은 투과형 공간 광 변조기(448b)인 제2 대안적인 화학 방사선의 제1 소스(426c)를 갖는 실시예(400b)의 예시이다. 투과형 공간 광 변조기(448b)는 공간-시간적 주소 지정 가능 액정 편광 지연기 및 편광기를 포함할 수 있다. 투과형 공간 광 변조기(448b)는 MEMS 기반 공간-시간적 주소 지정 가능 광 밸브를 포함할 수 있다.
도 4c는 공간 광 변조기가 LCoS 디바이스와 같은 반사형 공간 강도 변조기(448c)인 제2 대안적인 화학 방사선의 제2 소스(426d)를 갖는 실시예(400c)의 예시이다. 반사형 공간 광 변조기(448c)는 공간-시간적 주소 지정 가능 액정 편광 지연기, 편광기, 및 실리콘과 같은 반사 표면을 포함할 수 있다. 반사형 공간 강도 변조기(448c)는 MEMS 기반 공간-시간적 주소 지정 가능 반사 표면을 포함할 수 있다.
SLM(448)은 변조 값(예를 들어, 강도 및/또는 듀티 사이클)의 맵을 나타내는 프로세서(140)로부터 수신된 신호에 따라 화학 방사선 공간-시간 에너지 분포(J/m2)로 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료(124)를 조명하도록 위치결정된다. 화학 방사선은 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료(124)를 경화시키거나 경화시키는 것을 돕는다. 일 실시예는 방사선을 SLM(448)으로부터 성형가능 재료(124)로 안내하는 렌즈, 미러, 개구 등과 같은 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 일 실시예는 SLM(448)의 활성 영역의 형상을 메사(110)의 형상에 일치시키는 것을 돕는 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 일 실시예는 성형가능 재료(124)에 대해 공간 광 변조기로부터의 화학 방사선의 초점 평면의 위치를 조정하는 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다.
도 4d는 공간 광 변조기에 의해 변조되는 화학선 조명 디바이스(450)를 포함하지 않고 대신에 공간 광 변조기(448d)가 화학 방사선 소스의 어레이, 예를 들어 LED 어레이인 제4 대안적인 화학 방사선의 제1 소스(426e)를 갖는 실시예(400d)의 예시이다. 여기서, 화학 방사선 소스의 어레이 내의 각각의 요소는 주소 지정 가능하다. 화학 방사선 소스의 어레이 내의 각각의 요소는 레이저, LED, 또는 램프일 수 있다.
일 실시예는 공간 광 변조기에 의해 성형가능 재료(124)의 평면으로 안내되지 않은 화학 방사선 소스의 제2 소스(426b)를 포함할 수 있다. 화학 방사선 소스의 제2 소스(426b)로부터의 화학 방사선은 하나 이상의 다른 광학 구성요소에 의해 성형가능 재료(124)로 안내된다. 화학 방사선 소스의 제2 소스(426b)는 제1 화학 방사선 소스(426a)와 동일하거나 상이한 파장을 가질 수 있다. 일 실시예는 SLM(448)으로부터의 광과 화학 방사선의 제2 소스(426b)를 조합하는 하나 이상의 빔 결합기(452b)(예를 들어, 프리즘, 반 은도금 미러, 다이크로익 필터 등)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 각각의 방사선 소스로부터의 화학 방사선은 상이한 각도로부터 성형가능 재료(124)로 지향될 수 있다.
일 실시예에서, 화학 방사선의 제2 소스(426b)는 패터닝 표면(112)의 중앙 부분을 조명하도록 구성되며, 화학 방사선의 제1 소스(426a)는 메사 측벽(246) 부근의 패터닝 표면(112)의 외측 에지를 조명하도록 구성된다.
일 실시예는 템플릿(108) 아래의 성형가능 재료를 모니터링하고 화학 방사선에 의한 성형가능 재료(124)의 조명 타이밍을 제어할 수 있는 필드 카메라(136)를 포함할 수 있다.
공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 방법
본 출원인은 성형 공정(300)을 사용하여 결함(예를 들어, 압출 결함)의 수를 최소화하는 것은 경화 단계(308) 동안 임프린트 필드 내부의 성형가능 재료(124)를 경화하기 위해 사용되는 화학 방사선의 조명 패턴이 정밀할 것을 요구한다는 것을 발견하였다. 예를 들어, 조명 패턴은 마이크로미터 스케일 정밀도를 가질 수 있다. 임프린트 필드 에지를 따라 또한 조정가능한 정밀한 조명 패턴을 제공하는 하나의 방법은 임의의 원하는 조명 패턴이 단일 픽셀의 입상으로 SLM(448)으로부터 성형가능 재료(124)로 전사될 수 있도록 SLM(448)을 사용하는 것이다. 본 출원인은 SLM(448)의 변조 요소가 예를 들어 10 μm 미만의 정밀도로 메사 측벽(246)에 대한 임프린트 필드 내의 특정 위치와 정합될 수 있다는 것을 발견하였다. 이러한 정합은 임프린트 필드 에지 주위의 위치에 대응하는 변조 요소를 정확하게 식별하는데 유용하다. 이러한 정합은 또한 임프린트 필드 내의 내부 위치에 유용할 수 있다. 정합 에러는 광학 시스템 왜곡; 템플릿마다 수 마이크로미터만큼 변할 수 있는 메사(110)의 위치 변화; 도구 대 도구 변화; 및 시간에 따른 변화에 의해 영향을 받을 수 있다. SLM(448)은 또한 임프린트 공정 동안 기판의 공간적으로 조정된 가열을 위해서 사용되고, 광학 시스템은 이러한 기판의 조정된 가열의 이용에 최적화될 수 있고 프레임 유사 조명 패턴에 의한 임프린트 필드의 조명에 최적화되지 않을 수 있다.
공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 방법은 왜곡 모델(f)을 생성하기 위해 화학 방사선 센서(143)로부터 측정치를 사용하는 것을 포함할 수 있다. 왜곡 모델(f)은 그 후 변조 맵을 생성하는 공정의 일부로서 사용될 수 있다.
SLM(448)의 변조 요소를 정합시키는 것은 시험 공정(500)을 포함할 수 있다. 시험 공정(500)은 시험 막을 형성하기 위해 시험 변조 맵(M T)을 갖는 성형 공정(300)을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 시험 변조 맵(M T)은 값들의 이진 어레이이며, 어레이 내의 각각의 요소는 SLM(448)의 각각의 변조 요소의 원하는 상태를 나타낸다. 시험 공정(500)은 경화된 막의 화상(I 막)을 생성하기 위해 메트롤로지 도구(metrology tool)로 시험 막을 측정하는 측정 단계(S514)를 포함할 수 있다. 메트롤로지 도구는 성형 시스템(100) 외부의 현미경 또는 성형 시스템(100) 상의 현미경일 수 있다. 시험 공정(500)은 왜곡 모델(f)의 한 세트의 왜곡 계수(D)가 시험 막의 측정에 기초하여 결정되는 계수 결정 단계(S516)를 포함할 수 있다.
대안적인 실시예는 계수 결정 공정(600)을 포함할 수 있다. 계수 결정 공정(600)은 시험 변조 맵(M T)에 의해 구동되는 공간 광 변조기에 의해 생성되는 시험 노출 패턴을 측정하는 노출 단계(S618)를 포함할 수 있다. 노출 단계(S618)는 메사(110) 아래에서 화학 방사선 센서(143)를 이동시키기 위해 프로세서(140)가 기판 위치결정 스테이지(106)에 위치결정 정보를 송신하게 하는 것을 포함할 수 있다. 노출 단계(S618)는 프로세서(140)가 시험 변조 맵(M T)을 공간 광 변조기(448)에 전송하게 하는 것을 포함할 수 있다. 도 7a는 예시적인 시험 변조 맵(M T)이다.
계수 결정 공정(600)은 공간 광 변조기(448)에 의해 생성된 시험 노출 패턴의 화학 방사선 센서(143)로부터 화상(I 센서)을 수신하는 프로세서(140)의 측정 단계(S614)를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 공간 광 변조기(448)에 의해 측정된 시험 노출 패턴은 템플릿(108)을 통과하며, 여기서 성형 표면(112)은 화학 방사선 센서(143)로부터 200 nm 내에 있다. 일 실시예에서, 시험 유체는 성형 표면(112)과 화학 방사선 센서(143) 사이에 배치된다. 시험 유체는 성형 표면(112)을 보호하고, 또한 시험 노출 패턴의 파장에서 성형가능 재료(124)의 굴절률에 가까운 굴절률을 갖는다. 시험 변조 맵(M T) 및 센서 화상(I 센서)은 직렬로 취해지는 다수의 맵 및 다수의 화상을 포함할 수 있다. 프로세서(140)는 시험 변조 맵(M T)의 개별 요소를 센서 화상(I 센서)의 개별 픽셀과 상관시킬 수 있다. 시험 변조 맵(M T)의 개별 요소와 상관될 수 있는 복수의 센서 화상 픽셀이 있을 수 있다. 이 상관은 그 후 왜곡 모델(f)의 왜곡 계수(D)의 세트를 결정하기 위해 계수 결정 단계(S516) 동안 프로세서(140)에 의해 사용될 수 있다. 왜곡 계수(D)의 세트를 결정하는 것은 시험 변조 맵(M T)과 화상(I 센서) 사이의 상관 데이터에 왜곡 모델(f)을 피팅하는 것을 포함할 수 있다. 도 7b는 예시적인 센서 화상(I 센서)의 일부의 예이다. 왜곡 모델(f)은 변조 맵에 대응하는 센서/기판의 평면에서의 원하는 위치(x d, y d)와 센서/기판의 평면에서의 실제 위치(x a, y a) 사이의 관계를 설명한다. 원하는 위치(x d, y d)는 광학 시뮬레이션으로부터 획득될 수 있거나 이전에 획득된 정합 맵에 기초한 위치일 수 있다. 원하는 위치(x d, y d)는 원하는 위치를 나타내는 행렬 또는 위치의 리스트이다. 원하는 위치(x d, y d)는, 경화 단계(S308) 동안 작업자가 SLM(448)이 화학 방사선을 공급하기를 원하는 전형적인 임프린트 필드 내의 위치를 나타낸다. 도 7c는 SLM(448)으로부터 기판 표면(130)으로 화학 방사선을 안내하기 위해 사용되는 광학 투과 시스템의 측정된 왜곡의 예인 임프린트 필드에 걸친 위치 변화의 예시이다.
화학 방사선 센서(143)는 실리콘 또는 일부 다른 적절한 반도체 재료로 이루어질 수 있는 CCD 센서 어레이 또는 CMOS 센서 어레이와 같은 이미지 센서를 포함할 수 있다. 이미지 센서는 이미지 센서에 입사하는 화학 방사선의 공간적 표현인 화상(예를 들어, 디지털 화상)을 생성할 수 있는 임의의 적절한 센서이다. 화학 방사선 센서(143)는 또한 중성 농도 필터를 포함할 수 있다. 화학 방사선 센서(143)는 또한 기판 표면(130)과 공면인 물체 평면에 있는 화학 방사선을 이미지 센서의 표면에 있는 결상 평면에 포커싱하는 하나 이상의 광학 구성요소를 포함할 수 있다. 대안적인 실시예에서, 방사선 센서의 감지 평면은 기판 표면과 공면이 아니고, SLM 및 하나 이상의 광학 구성요소는 노출 위치로부터 측정 위치로 전환된다. 노출 위치에서, 전환되는 구성요소의 광학 표면으로부터 기판 표면(130)까지인 노출 광학 거리(굴절률에 의해 가중된 거리의 합)가 존재한다. 측정 위치에서, 전환되는 구성요소의 광학 표면으로부터 화학 방사선 센서(143)의 감지 표면까지인 측정 광학 거리가 존재한다. 대안적인 실시예에서, 방사선 센서의 감지 평면은 기판 표면과 공평이 아니고, 광학적 시뮬레이션이 공면성의 결여와 연관된 측정 에러를 보상하기 위해 사용된다.
에러 모델
시험 변조 맵(M T)으로부터의 정보는 변조 맵(M T)에서 ON 전환된 SLM의 픽셀에 대한 성형가능 재료/기판 평면(기판 표면(130)) 상의 예상(원하는) 강도 중심 위치(x d, y d)의 세트를 포함한다. 화상(I 센서)은 동일한 픽셀에 대한 실제 강도 중심 위치(x a, y a)의 세트(I 실제)를 생성하기 위해 사용될 수 있다. 상기 위치의 양 세트는 필드 좌표계(원점으로서 필드 중심) 내에 있다. 왜곡 모델(f)이 변조 맵(M T) 및 실제 강도 중심 위치의 세트(I 실제)에 피팅될 수 있다. 이하의 왜곡 식 (1)은 이러한 왜곡 모델(f)의 예이다.
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(1)
왜곡 모델(f)은 왜곡 계수(D)의 세트에 의해 특징지어질 수 있다(f(D)). 예를 들어, 왜곡 계수의 세트는: 제1 반경방향 왜곡 계수(d 1); 제2 반경방향 왜곡 계수(d 2); 제1 접선 왜곡 계수(d 3); 및 제2 접선 왜곡 계수(d 4)를 포함할 수 있다(D={d 1; d 2; d 3; d 4}). 위에 주어진 왜곡 모델(f)에서, 좌표(x a, y a, x d, y d)는 모두 메사(110)의 중심에 대한 것이다. 식 (1)의 왜곡 모델(f)은 예시적인 왜곡 모델이고, 다른 유형의 왜곡 모델이 또한 정합 에러(예를 들어, 제르니케 다항식)를 모델링하는데 사용될 수 있다. 왜곡 모델(f)은 또한 분석이 수행되기 전에 모델로부터 제거되는 글로벌 시프트 성분(global shift component)을 포함할 수 있다. 화학 방사선 센서(143)는, 광학 스택 내의 구성요소를 교체한 후에 또는 노출으로부터 실제 강도 중심 위치(I 실제)의 세트에 기초하여 생성되는 광학 스택 및 왜곡 계수(D)의 세트에 현저히 영향을 줄 수 있는 임의의 다른 유지보수 활동 후에, 장비를 초기에 셋업하면서, (광학 시스템 성능이 시간에 걸쳐 어떻게 변하는지를 설명하기 위해 사용될 수 있는) 규칙적인 간격으로 변조 맵(M T)으로 변조된 화학 방사선에 노출될 수 있다. 이러한 규칙적인 간격은 연간 적어도 2회일 수 있다.
변조 맵 생성 방법
일 실시예는 성형 시스템(300)에 의해 사용되는 공간 광 변조기에 대한 변조 맵을 생성하는데 사용되는 변조 맵 생성 방법(800)을 포함할 수 있다. 왜곡 계수(D)의 세트가 왜곡 모델(f)을 시험 변조 맵(M T) 및 화상(I 센서)에 피팅함으로써 결정되고 나면, 이러한 왜곡 계수는 기판 상에 성형가능 재료를 성형할 때 사용되는 최종 변조 맵(M F)을 생성하기 위해 사용되는 변조 맵 생성 방법(800)의 일부로서 사용될 수 있다. 변조 맵 생성 방법(800)은, SLM(448)이 성형가능 재료(124)에 제공할 원하는 선량 패턴을 나타내는 도 7d에 도시되는 바와 같은 원하는 변조 맵(M 0)(목표 광 패턴)을 수신하는 프로세서(140)의 수신 단계(S802)를 포함할 수 있다. 원하는 변조 맵(M 0)은 SLM(448)의 각각의 픽셀의 원하는 상태를 나타내는 이진값의 어레이일 수 있으며, 어레이의 각각의 요소는 임프린트 필드의 원하는 또는 예상되는 노출 위치와 연관된다. 원하는 변조 맵(M 0)은, SLM(448)의 각각의 픽셀과 연관된 최대 선량의 분율을 나타내는 값의 어레이일 수 있으며, 어레이 내의 각각의 요소는 임프린트 필드 내의 원하는 또는 예상되는 노출 위치와 연관된다. 원하는 변조 맵(M 0)은 임프린트 필드 내의 원하는 또는 예상되는 노출 위치를 나타내는 위치의 리스트일 수 있다. 원하는 변조 맵(M 0)은 외측 프레임 에지가 메사(110)의 형상과 실질적으로 유사한 프레임 유사 형상을 가질 수 있다. 프레임 유사 형상의 내측 프레임 에지는 외측 프레임 에지로부터 일정한 폭만큼 삽입될 수 있다. 일 실시예에서, 프레임 유사 형상의 내측 프레임 에지는 에지에 따라 변하는 폭만큼 외측 프레임 에지로부터 삽입될 수 있다.
변조 맵 생성 방법(800)은, 프로세서(140)가 왜곡 모델의 역(f -1) 및 왜곡 계수(D)의 세트를 원하는 변조 맵(M 0)에 적용하여 중간 변조 맵(M 1)을 획득하는 중간 맵 생성 단계(S804)를 포함할 수 있다. 중간 변조 맵(M 1)을 획득하기 위해 원하는 변조 맵(M 0)에 대해 왜곡 모델의 역(f -1)을 수행하고 적용하기 위해 잘 알려진 분석 및 수치적 기술이 사용될 수 있다. 왜곡 모델의 역(f -1)은 뉴턴-랩슨 방법(Newton-Raphson method), 트러스트-영역(Trust-region), 레벤버그-마쿼트 방법(Levenberg-Marquardt Method) 등과 같은 수치적 솔버(numerical solver) 및/또는 최적화 방법 중 임의의 것을 사용하여 수치적으로 행해질 수 있다. 중간 변조 맵(M 1)은 SLM(448)의 해상도보다 큰 위치 해상도를 가질 수 있다.
변조 맵 생성 방법(800)은 픽셀화 단계(S806)를 포함할 수 있다. 픽셀화 단계(S806)는 도 7e에 도시되는 바와 같이 복수의 픽셀을 포함하는 SLM(448)을 위한 픽셀화된 중간 변조 맵(M 2)을 생성한다. 중간 변조 맵(M 1)은 SLM(448) 상의 픽셀 위치에 정확하게 대응하지 않는 픽셀 위치를 가질 수 있다. 픽셀화 단계(S806)는, SLM(448)의 픽셀 위치에 중심맞춤되는 픽셀 위치를 갖는 새로운 변조 맵을 생성한다. 픽셀화 단계(S806)는 중간 변조 맵(M 1)의 픽셀 위치를 SLM(448)의 가장 가까운 변조 요소의 가장 가까운 중심에 스냅핑하는 것을 포함할 수 있다. 이러한 단계(S804 및 S806)는 불가피하게 도 7e에 도시되는 바와 같이 원래의 패턴의 무결성이 손상되도록 일부 불연속부를 포함하는 픽셀화된 중간 변조 맵(M 2)을 생성한다. 프로세서(140)는 픽셀화된 중간 맵(M 2)을 메모리(142)에 저장할 수 있다.
변조 맵 생성 공정(800)은, 프로세서(140)가 화상 파일로서 저장될 수 있는 픽셀화된 중간 맵(M 2)을 메모리(142)로부터 수신하는 픽셀화된 중간 맵(M 2)을 수신하는 수신 단계(S808)를 포함할 수 있다. 변조 맵 생성 공정(900)은 최종 맵 생성 단계(S810)를 포함할 수 있다. 최종 맵 생성 단계(S810)은 표준 화상 조작 기술을 이용하여 이러한 불연속부를 충전함으로써 SLM(448)에 대해 도 7g에 도시되는 바와 같이 최종 변조 맵(M 4)을 생성할 수 있다. 원하는 변조 맵(M 0)의 연속성 및 무결성이 유지되고 최종 변조 맵(M 4)에서 구멍을 포함하는 불연속부가 없는 것을 보장하기 위해 규칙/휴리스틱(heuristic) 접근법이 사용될 수 있다. 변조 맵 생성 공정(900)은 단계 S812에서 SLM(448)에 최종 변조 맵(M 4)을 공급하는 단계를 포함할 수 있다. 이어서, 성형 시스템(100)은 임프린트 필드의 에지를 광학 시스템에서 임의의 왜곡에 대해 보정된 프레임 유사 조명 패턴에 성형 공정(300) 동안 노출하기 위해 최종 변조 맵(M 4)을 사용하여 SLM(448)을 제어할 것이다.
왜곡 모델(f)을 최종 변조 맵(M 4)에 적용하는 것은 조명 대상에 대한 제1 예측 광 강도 맵을 생성할 것이다. 왜곡 모델(f)을 픽셀화된 중간 맵(M 2)에 적용하는 것은 조명 대상에 대한 제2 예측 광 강도 맵을 생성할 것이다. 본 출원인은 최종 변조 맵(M 4)으로부터 생성된 제1 예측 광 강도 맵이 픽셀화된 중간 맵(M 2)으로부터 생성된 제2 예측 광 강도 맵보다 원하는 변조 맵(M 0)에 더 가깝다는 것을 발견하였다. 일 실시예에서, 본 맥락에서 더 가깝다는 것은, 예측 광 강도 맵과 원하는 변조 맵(M 0) 사이의 피팅 품질을 측정하는데 적절한 메트릭(metric)이 사용된다는 것을 의미한다. 피팅 품질의 일 예는 각각의 맵의 픽셀 위치 사이의 제곱된 잔여의 합이다. 피팅 품질의 다른 예는 각각의 맵 내의 다수의 구멍 사이의 차이이다. 피팅 품질의 다른 예는 선의 세트에 의해 그리고 이러한 선을 비교하기 위해서 최소 제곱 근사를 이용하여 맵의 에지를 나타내는 것이다.
최종 맵 생성 단계(S810)는 도 8b에 도시되는 바와 같이 에지 식별 단계(S814) 및 충전 단계(S816)를 포함할 수 있다. 에지 식별 단계(S814)는 도 7f에 도시되는 바와 같이 에지 화상(M 3)을 생성하기 위해 픽셀화된 중간 맵(M 2)의 내부 및 외부 에지를 식별하기 위한 화상 분석 기술을 사용하는 것을 포함할 수 있다. 이 단계는 소벨 에지 검출(Sobel edge detection), 프리위트 방법(Prewitt method), 로버트 방법(Roberts method) 방법, 캐니 방법(Canny method) 등을 포함하는 문헌에 설명된 일상적으로 사용되는 에지 검출 방법 중 임의의 것을 사용할 수 있다. 에지 화상(M 3)은 SLM(448)의 그리드에 스냅핑되는 픽셀만을 포함한다. 충전 단계(S816)는 연속하는 외측 프레임을 형성하기 위해 외부 에지를 연결하는 제1 연결 단계; 연속하는 내측 프레임 유사 에지를 형성하기 위해 내부 에지를 연결하는 제2 연결 단계; 및 연속하는 외측 프레임과 연속하는 내측 프레임 사이의 모든 픽셀을 충전하는 충전 단계를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 이들은 단일 알고리즘 또는 단계로 조합될 수 있다. 충전 단계(S816)는 필터링된 에지의 세트를 형성하기 위해 내부 및 외부 에지 내의 불연속부를 폐쇄하는데 사용되는 필터링 단계를 포함할 수 있다. 이 필터링 단계는 적절한 크기의 구조화 요소(예를 들어, 정사각형, 디스크, 십자형 등), 예를 들어, 반경 2, 3, 5 또는 7 픽셀의 디스크를 사용한 에지 화상(M 3)의 형태학적 폐쇄(화상 내의 작은 구멍의 제거를 위한 화상 처리 기술)를 포함할 수 있다. 충전 단계(S816)는 또한 필터링된 내부 에지와 외부 에지 사이의 픽셀을 충전하는 단계를 포함할 수 있다. 충전 단계(S816)는 SLM(448)의 그리드 상에 있는 픽셀만을 생성한다. 대안적인 실시예에서, 에지 검출 단계를 수행하는 대신에, 필터링 단계가 M 2에 대해 직접 사용될 수 있다. 이는 필터링 단계가 이제 맵의 에지 내의 불연속부를 충전해야 할 뿐만 아니라 또한 프레임의 내측 경계와 외측 경계 사이의 내부의 불연속부도 충전해야 하기 때문에 계산적으로 더 고가일 수 있다.
정합 절차를 가속화하고 DMD 패턴 상의 에지 픽셀을 결정하기 위한 다른 중요한 특징은 메사 측벽(246)에 가까운 화학 방사선 센서(143)에 의해 검출된 광 강도의 변화를 관찰하는 것이다. 이러한 관찰된 광 강도의 변화는 광을 상이한 위치로 유도/굴절시켜 낮은 강도의 영역을 야기하는 메사 에지에 가까운 만곡된 템플릿 기하구조로 인한 것이다. 이러한 효과의 예가 화학 방사선 센서(143)에 의해서 관찰된 바와 같은 도 9a에 도시되는 화상에서 확인될 수 있다. 도 9b는 도 9a의 선 A-A를 따라 측정된 강도를 도시하는 차트이다.
다양한 양태의 추가의 변형예 및 대안적인 실시예가 본 설명의 견지에서 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 따라서, 이 설명은 단지 예시로서 해석되어야 한다. 본 명세서에 도시되고 설명된 형태는 실시예의 예로서 취해져야 한다는 것이 이해되어야 한다. 요소 및 재료는 본 명세서에 도시되고 설명된 것에 대해 대체될 수 있고, 부품 및 공정은 반대로 될 수 있으며, 일부 특징은 독립적으로 이용될 수 있으며, 이들 모두는 본 설명의 도움을 받은 후에 통상의 기술자에게 명확할 것이다.

Claims (14)

  1. 왜곡 모델 및 목표 광 패턴에 기초한 복수의 픽셀을 포함하는 공간 광 변조기를 위한 픽셀화된 중간 맵을 수신하는 단계로서, 상기 픽셀화된 중간 맵은 불연속부를 갖는, 수신 단계;
    상기 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 충전함으로써 상기 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 단계;
    -상기 변조 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제1 예측 광 강도 맵은 상기 픽셀화된 중간 맵에 의해 생성되는 상기 조명 대상에 대한 제2 예측 광 강도 맵보다 목표 광 패턴의 더 가까운 근사치임-, 및
    상기 변조 맵을 사용하여 상기 공간 광 변조기를 제어하는 단계를 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변조 맵을 생성하는 단계는,
    상기 픽셀화된 중간 맵의 둘레를 설명하는 에지를 생성하는 단계; 및
    상기 에지 사이의 영역을 충전하는 단계를 포함하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 픽셀화된 중간 맵을 생성하는 단계로서,
    상기 목표 광 패턴을 수신하는 단계;
    중간 패턴을 생성하기 위해 상기 왜곡 모델의 역을 상기 목표 광 패턴에 적용하는 단계; 및
    상기 픽셀화된 중간 맵을 생성하기 위해 상기 중간 패턴을 그리드에 픽셀화하여 스냅핑하는 단계
    에 의해 상기 픽셀화된 중간 맵을 생성하는 단계를 더 포함하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 모델은,
    Figure pat00004
    이고,
    xa는 상기 왜곡 모델의 실제 x-좌표이고;
    ya는 상기 왜곡 모델의 실제 y-좌표이고;
    xd는 상기 왜곡 모델의 원하는 x-좌표이고;
    yd는 상기 왜곡 모델의 원하는 y-좌표이며; 그리고
    d1; d2; d3; 및 d4는 상기 왜곡 모델의 왜곡 계수인 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 왜곡 모델의 복수의 왜곡 계수를 결정하는 단계로서,
    공간 광 변조기에 의해 생성된 시험 변조 맵에 의해 생성된 시험 노출 패턴을 측정하는 단계; 및
    상기 노출 패턴을 상기 왜곡 모델에 피팅하는 단계
    에 의해 상기 왜곡 모델의 복수의 왜곡 계수를 결정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 노출 패턴을 측정하는 단계는,
    나노임프린트 리소그래피 도구 상의 센서를 상기 공간 광 변조기에 의해 생성된 상기 시험 노출 패턴에 노출시키는 단계를 포함하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 노출 패턴을 측정하는 단계는,
    템플릿과 시험 기판 사이의 성형가능 재료를 상기 공간 광 변조기에 의해 생성된 상기 시험 노출 패턴에 노출시켜서 상기 기판 상에 경화된 막을 생성하는 단계; 및
    상기 시험 기판 상의 상기 경화된 막을 측정하는 단계를 포함하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 변조 맵을 생성하는 단계는,
    상기 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 식별하는 단계; 및
    상기 픽셀화된 중간 맵 내의 픽셀을 식별된 상기 불연속부에서 화학 방사선을 공급하는 상태로 설정하는 단계를 더 포함하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 변조 맵을 생성하는 단계는,
    상기 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 식별하는 단계; 및
    식별된 상기 불연속부에서 상기 픽셀화된 중간 맵에 픽셀을 추가하는 단계를 더 포함하는 방법.
  10. 제1항에 있어서,
    성형 표면을 기판 상의 성형가능 재료와 접촉시키는 단계;
    상기 기판 상에 경화된 막을 형성하기 위해 상기 변조 맵에 기초하여 상기 공간 광 변조기로 상기 성형 표면을 조명하는 단계; 및
    상기 경화된 막으로부터 상기 성형 표면을 분리하는 단계를 더 포함하는 방법.
  11. 제10항의 방법에 따라 성형된 상기 경화된 막을 갖는 상기 기판으로부터 물품을 제조하는 방법이며,
    상기 경화된 막을 갖는 상기 기판을 가공하는 단계; 및
    상기 경화된 막을 갖는 상기 기판으로부터 상기 물품을 형성하는 단계를 더 포함하는 물품 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 목표 광 패턴은 프레임 형상을 갖는 방법.
  13. 시스템이며,
    메모리; 및
    프로세서로서,
    왜곡 모델 및 목표 광 패턴에 기초한 복수의 픽셀을 포함하는 공간 광 변조기를 위한 픽셀화된 중간 맵을 수신하고-상기 픽셀화된 중간 맵은 불연속부를 가짐-;
    상기 픽셀화된 중간 맵 내의 불연속부를 충전함으로써 상기 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하고;
    -상기 변조 맵에 의해 생성되는 조명 대상에 대한 제1 예측 광 강도 맵은 상기 픽셀화된 중간 맵에 의해 생성되는 상기 조명 대상에 대한 제2 예측 광 강도 맵보다 목표 광 패턴의 더 가까운 근사치임-, 및
    상기 변조 맵을 사용하여 상기 공간 광 변조기를 제어하도록 구성되는
    프로세서를 포함하는 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 상기 공간 광 변조기를 포함하는 나노임프린트 리소그래피 시스템을 더 포함하고, 상기 나노임프린트 리소그래피 시스템은,
    기판을 보유지지하기 위한 기판 척;
    상기 픽셀화된 중간 맵을 생성하기 위해 상기 프로세서에 의해 사용되는 정보를 공급하도록 구성되는 화학 방사선 센서;
    상기 기판 척 및 상기 화학 방사선 센서를 보유지지하기 위한 기판 스테이지;
    템플릿을 보유지지하기 위한 템플릿 척; 및
    상기 공간 광 변조기를 포함하는 경화 시스템으로서, 상기 공간 광 변조기는 상기 기판 및 상기 템플릿 양자 모두와 접촉하는 성형가능 재료를 조명하도록 구성되는, 경화 시스템을 포함하는 시스템.
KR1020220123020A 2021-12-23 2022-09-28 광학기계적 성형 시스템에 사용되는 템플릿을 조명하기 위한 공간 광 변조기를 위한 변조 맵을 생성하는 시스템 및 방법 KR20230096827A (ko)

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