JP7650157B2 - はみ出し制御のための枠硬化分解能を改善する方法および装置 - Google Patents

Description

実施形態の１つの開示された態様は、インプリントリソグラフィに関する。具体的には、実施形態の１つの開示された態様は、はみ出し制御のための枠硬化分解能を改善する技術に関する。

メサエッジにはみ出しが形成されることは、量産用インプリントリソグラフィにおける主要な課題である。メサエッジでのはみ出し形成を防止するための既存の技術としては、紫外線（ＵＶ）硬化を開始する前に、領域の縁部に沿って光硬化性材料を選択的に硬化させる技術がある。これらの技術の１つの効率的な実施は、デジタルマイクロミラー／ミラーデバイス（ＤＭＤ）を使用した硬化である。

ＤＭＤは、高反射率マイクロミラーのアレイを含む光微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）である。正確な硬化を提供するために、特別に設計された光学系が使用される。しかしながら、光ビームの統計的性質および現在の光学系設計における問題のために、正確かつ反復可能な正確な位置での硬化については依然として課題が残っている。現在のところ、硬化分解能は、ＤＭＤピクセルサイズ、ピクセルピッチ、およびＤＭＤからウエハ面へのセットアップの倍率に依存している。達成可能な最小の硬化分解能は、現在、１ピクセルあたり６５μｍである。この硬化分解能は、エッジに沿った領域を正確に硬化させるには不十分である。

枠硬化装置は、位置アクチュエータと、制御部とを含む。前記位置アクチュエータは、ピッチを持つ複数の空間要素を有するデジタル空間変調器に取り付けられ、前記ピッチよりも小さいステップサイズで前記デジタル空間変調器を移動させて、基板上の要求された硬化領域に光硬化性材料を硬化させるためのパターンを提供する。前記制御部は、第１硬化領域で積算された第１硬化線量が硬化しきい値を超える一方、第２硬化領域で積算された第２硬化線量が前記硬化しきい値を超えないように、前記第１硬化領域および前記第２硬化領域をカバーする所定のシーケンスで前記デジタル空間変調器を前記ステップサイズで移動させる。前記所定のシーケンスは、前記硬化パターンのセットを提供する。前記第１硬化領域は、前記要求された硬化領域に一致する。前記第２硬化領域は、前記要求された硬化領域には一致しない。

本開示のさらなる特徴は、添付の図面を参照した例示的な実施形態の以下の説明から明らかになろう。

枠硬化制御のためのシステムを示す図。

枠硬化制御のためのモジュールを示す図。

枠硬化制御の処理を示すフローチャート。

複数の硬化パターンを用いた高分解能硬化の一例を示す図。

所望の硬化を達成するためのパターン位置の最適化シーケンスの一例を示す図。

要求された硬化領域で硬化を達成するためのエネルギーの積算を示す図。

硬化のための最適化シーケンスを提供するための数学的手順を示す図。

制御部を示す図。

実施形態の開示された一態様は、テンプレートを用いたインプリントリソグラフィにおいて正確に硬化を実行する技術を含む。枠硬化装置は、位置アクチュエータと、制御部とを含む。位置アクチュエータは、ピッチを持つ複数の空間要素を有するデジタル空間変調器（ＤＳＭ）に取り付けられ、基板上の要求された硬化領域に光硬化性材料を硬化させるための硬化パターンのセットを提供するために、前記ピッチよりも小さいステップサイズでＤＳＭを移動させるように構成される。要求された硬化領域は、テンプレートのメサ側壁と相関し、一致し、または位置合わせされた外縁または境界を有する複数の硬化領域の一部である。制御部は、第１硬化領域で積算された第１硬化線量が硬化しきい値を超える一方、第２硬化領域で積算された第２硬化線量が硬化しきい値を超えないように、第１硬化領域および第２硬化領域をカバーする所定のシーケンスでＤＳＭを前記ステップサイズで移動させる。さらに、個々の硬化パターンにおける非累積硬化線量の各々は、硬化しきい値を超えない。所定のシーケンスは、硬化パターンのセットを提供する。第１硬化領域は、要求された硬化領域と一致する。第２硬化領域は、要求された硬化領域とは一致しない。

図１は、インプリントリソグラフィにおける枠硬化制御のためのシステムまたは枠硬化装置を示す図である。システム１００は、放射線源１１０、光学アセンブリ１２０、インプリントアセンブリ１３０、デジタル空間変調器（ＤＳＭ）１５０、位置アクチュエータ１６０、および制御部１７０を含む。システム１００は、上記の構成要素より多くの又は少ない構成要素を含んでいてもよい。

放射線源１１０は、露光経路１１５を通して硬化のために化学線エネルギーを放射する。エネルギー源は、紫外線（ＵＶ）光でありうる。一実施形態において、放射線源１１０は２つのエネルギー源を含み、１つはＤＳＭ１５０によって変調されて縁部を露光させ、もう１つは中央部にエネルギーを供給するようにしてもよい。一実施形態において、２つのエネルギー源は、異なる硬化効率を有する異なる波長のエネルギーを提供する。一実施形態において、２つのエネルギー源からのエネルギーが光硬化性材料面で空間および／または時間が重なり合ってもよい。光学アセンブリ１２０は、露光経路１１５の終端で光エネルギーを受け取り、光学部品の系を通してエネルギーを方向付け、ＤＳＭ１５０を介してインプリントアセンブリ１３０内の光硬化性材料を照射する。それは、光源に対して適切な変調を達成するように設計され配置されたレンズを含みうる。光学アセンブリ１２０は、基板アセンブリ１３０内の基板上にパターンを投影する前に、倍率によってＤＳＭ１５０内のパターンを拡大することができる。

インプリントアセンブリ１３０は、インプリントリソグラフィに使用される構成要素を含む。それは、制御・撮像アセンブリ１３２と、基板アセンブリ１３５とを含む。制御・撮像アセンブリ１３２は、基板にインプリントを行うための制御および撮像機能を実行する。それは、成形可能材料の広がりの画像を提供し、インプリントプロセスを追跡するためのフィールドカメラ、液滴を検査するための液滴検査システムを含みうる。基板アセンブリ１３５は、テンプレートパターン１３８を有するテンプレート１３４、基板１４２、基板チャック１４４、基板チャック１４４を保持する基板位置決めステージ１４６を含み、基板１４２の上にはパターン化層が形成されうる。テンプレート１３４は、石英、シリコン、有機ポリマー、または他の適切な材料などの材料から作製されうる。テンプレートパターン１３８は、基板１４２上に形成されるパターンに対応する凹部および凸部を有するフィーチャを含む。代替の実施形態では、テンプレートパターン１３８は、基板１４２上に平坦化表面を形成するために使用されるフィーチャレスである。基板１４２は、硬化後の光硬化性材料との密着を助けるために、薄い密着層でコーティングされてもよい。基板１４２は基板チャック１４４によって保持され、両者はステージ１４６の上で位置決めされる。ステージ１５０は、基板および基板チャックアセンブリを移動させるために、処理・制御システム１７０によって制御されてもよい。光硬化性材料１４８は、テンプレートパターン１３８を基板アセンブリ１３５内の半導体基板１４２に転写するために使用される。それは、レジストであってもよく、モールドおよび／またはテンプレートからパターニング表面上で逆の形状をとる成形可能材料を含んでもよい。光硬化性材料１４８は、放射線源によって提供されるエネルギーによって硬化されうる。一実施形態では、光硬化性材料１４８が硬化された後、製造物品（例えば、半導体デバイス）を生成するように、処理ステップにおいて追加の半導体製造処理が基板１４２上で実行されてもよい。一実施形態では、各領域は複数のデバイスを含む。処理ステップにおけるさらなる半導体製造処理は、パターン化されたレイヤ内のテンプレートパターン１３８またはそのテンプレートパターン１３８の逆に対応するレリーフ画像を基板内に転写するためのエッチング処理を含んでもよい。処理ステップにおけるさらなる処理はまた、例えば、検査、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能な材料除去、ダイシング、ボンディング、パッケージングなどを含む、物品製造のための既知のステップおよびプロセスを含んでもよい。基板１０２は、複数の物品（デバイス）を製造するために処理されてもよい。

ＤＳＭ１５０は、放射線源１１０からの化学線の時空間分布を変調するための空間素子のアレイを含むデバイスである。また、ＤＳＭ１５０は、基板およびテンプレートの一方または両方の熱膨張を生じさせるために使用されうる熱放射源（図示せず）からの熱放射の時空間分布を変調しうる。空間要素は、２つの隣接する空間要素の中心間の最小距離であるピッチを持つ２次元アレイに配置されうる。例示として、位置アクチュエータ１６０の並進分解能が１μｍであるとする。光学アセンブリが４．８２の倍率を有する場合、結果として生じるウエハ面上の硬化エッジずれ分解能は、並進分解能と倍率との積１μｍ×４．８２＝４．８２μｍとなり、これは現行の硬化ずれ分解能６５μｍよりも１５倍小さい。一実施形態において、ＤＳＭは、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）である。空間要素はピクセルで、ピッチはピクセルピッチである。代替的な実施形態では、ＤＳＭは、透過性液晶デバイスであり、空間素子の各々の透過率を調節可能である。代替の実施形態では、ＤＳＭは、空間素子の各々の反射率が調節可能な反射型液晶オンシリコンデバイスである。

位置アクチュエータ１６０は、ＤＳＭ１５０に取り付けられ、基板１４２上の要求された硬化領域における光硬化性材料１４８を硬化させるためのパターンを提供するために、ピッチよりも小さいステップサイズでＤＳＭ１５０を移動させるように構成される。位置アクチュエータ１６０は、ＤＳＭ１５０を、水平（すなわちｘ）方向、垂直（すなわちｙ）方向、または水平および垂直（すなわちｘおよびｙ）方向の両方に離散的なステップで移動させる。位置アクチュエータ１６０は、ＤＳＭ１５０を保持するレセプタクルを含みうる。レセプタクルは、ミクロン、サブミクロン、またはサブナノ分解能を有するモータ駆動アクチュエータを含みうる駆動回路またはマイクロメータ駆動によって駆動されてもよい。

制御部１７０は、位置アクチュエータ１６０に接続され、ステップサイズを有するＤＳＭを所定のシーケンスで移動させる。制御部１７０は、位置アクチュエータ１６０および／または放射線源１１０を制御するために、枠硬化制御１８０のための回路およびアプリケーションまたはソフトウェアモジュールを含みうる。所定のシーケンスは、硬化の第１硬化領域および第２硬化領域をカバーする位置または移動の所定のシーケンスである。第１硬化領域は、要求された硬化領域と一致し、第２硬化領域は、該要求された硬化領域とは一致しない。第１硬化領域および第２硬化領域はそれぞれ、第１硬化線量および第２硬化線量に対応する。第１硬化線量は、第１硬化領域で積算され、硬化しきい値を超える硬化線量である。第２硬化線量は、第２硬化領域で積算され、硬化しきい値を超えない硬化線量である。

図２は、図１に示す枠硬化制御１８０用のモジュールを示す図である。枠硬化制御１８０のモジュールは、最適化手順２１０と、シーケンス２２０と、移動制御・照射制御２３０とを含む。最適化手順２１０は、予め定義された最適条件下で、所望の硬化領域を生成する位置または移動のシーケンスを決定する最適化プロセスを実施する。最小平均二乗誤差（ＭＭＳＥ）、勾配降下などを含む任意の適切な最適化アルゴリズムが採用されうる。シーケンス２２０は、露光硬化パターンのシーケンス、それらの相対位置または移動、およびそれらの露光持続時間であり、要求された硬化領域に一致し、積算硬化線量が硬化しきい値を超える硬化領域を提供する。硬化しきい値は、それを超えると硬化線量が光硬化性材料を硬化させるのに十分であるとみなされるしきい値である。シーケンス２２０は、所定のシーケンスであり、典型的にはオフラインで計算され、移動制御・照射制御２３０で使用される記憶装置またはメモリにダウンロードされる。移動制御・照射制御２３０は、位置アクチュエータ１６０および放射線源１１０を制御する。制御は、位置アクチュエータ１６０のマイクロドライブの駆動制御、放射線のスイッチング、および放射線をオンまたはオフにする時間を含みうる。

図３は、枠硬化制御のための処理３００を示すフローチャートである。処理３００は、プログラムまたは命令を実行する際に制御部１７０内の中央演算処理装置によって実行されうる。

開始すると、処理３００は、位置アクチュエータ１６０をＤＳＭ １５０に取り付けて、要求された硬化領域において光硬化性材料を硬化させるためのパターンまたは硬化パターンのセットを提供する（ブロック３１０）。通常、この処理は、位置アクチュエータ取り付けのために工場出荷時に一度実行される。次に、処理３００は、図２に示す最適化手順２１０を使用して、事前定義シーケンス２２０を決定する（ブロック３２０）。このシーケンスは、要求された硬化領域を含む硬化領域全体をカバーする。硬化領域全体は、積算された第１硬化線量が硬化しきい値を超える第１硬化領域を含む。第１硬化領域は、要求された硬化領域に一致する。硬化パターンのセットが使用される場合、セット内の硬化パターンは、最適化アルゴリズムの結果によって多少異なる場合がある。各反復において、硬化パターンのセットからのパターンが、硬化のために使用または提示される。典型的には、ブロック３１０および３２０がリアルタイム硬化プロセスの前にオフラインで実行される。

次いで、リアルタイムモードで、処理３００は、位置アクチュエータ１６０を、光硬化性材料面上のＤＳＭ１５０の投影ピッチよりも小さいステップサイズで、所定のシーケンスにおける位置に移動させる（ブロック３３０）。この移動は、水平（ｘ）方向のみ、垂直（ｙ）方向のみ、またはｘおよびｙ方向の並進によって実行されてもよい。次に、処理３００は、光硬化性材料を硬化させるために、事前定義シーケンスで提供される強度および持続時間で、現在使用されているパターンをその位置に照射する（ブロック３４０）。次に、処理３００は、事前定義シーケンスおけるさらなる位置があるかどうかを判定する（ブロック３５０）。Ｙｅｓの場合、処理３００は、事前定義シーケンスにおける次の位置を取得し（ブロック３６０）、ブロック３３０に戻る。Ｎｏの場合、処理３００は終了する。

図４は、複数の硬化パターンを用いた高分解能硬化のための例４００を示す図である。例４００は、３つの空間要素マップ（Ａ）、（Ｂ）、および（Ｃ）を含む。各空間要素マップは、２次元の空間要素のマップを示す。空間要素マップ（Ａ）は、空間要素位置４１０を示す。空間要素位置４１０は、黒で示されるパターン４１５を覆う破線で示される要求された硬化領域４０５を含む。このパターン４１５は水平方向（例えば、ｘ方向）に１．３空間要素、垂直方向（例えば、ｙ方向）に１空間要素の寸法を有する。

空間要素マップ（Ｂ）は、要求された硬化領域に対応する硬化しきい値を超える正味硬化線量を有する硬化領域を提供するＤＳＭの位置４２０および４３０のシーケンスを示す。位置４２０は初期位置に空間要素４２５を含み、水平方向および垂直方向の両方において１空間要素の空間要素サイズを有する。この位置では、硬化強度はＩ₁で、硬化時間はｔ_cである。位置４３０はＤＳＭがピッチの０．３倍に対応する距離だけ右に移動し、したがって、空間要素４２５が０．３空間要素の距離だけ右に移動することを示す。この位置では、硬化強度はＩ₂で、硬化時間はｔ_cである。２つの位置の組合せは、要求された硬化領域４０５に対応する。総硬化時間はｔ_c＋ｔ_c＝２ｔ_cである。

空間要素マップ（Ｃ）は、要求された硬化領域に対応する硬化しきい値を超える正味硬化線量を有する硬化領域を提供するＤＳＭの位置４４０および４５０のシーケンスを示す。位置４４０は初期位置にマップ４４５を含み、水平方向に２空間要素、垂直方向に１空間要素の空間要素サイズを有する。この位置では、硬化強度はＩ₁で、硬化時間は０．５ｔ_cである。位置４５０は、マップ４４５が０．７空間要素の距離を左に移動することを示している。この位置では、硬化強度はＩ₂で、硬化時間は０．５ｔ_cである。２つの位置の組合せは、所望の硬化領域４０５に対応する。総硬化時間は０．５ｔ_c＋０．５ｔ_c＝ｔ_cである。したがって、空間要素マップ（Ｃ）は、位置および硬化時間についてより効率的なシーケンスを使用するので、空間要素マップ（Ｂ）よりも良好なスループットを表す。

要求された硬化領域４０５に一致する硬化領域は、ＤＳＭ１５０の漸進的移動の結果として、位置４４０および４５０に重なり合った小領域を含むことに留意されたい。これらの重なり合ったサブ領域における強度または硬化線量の合計は、硬化線量しきい値を超え、したがって、成功した硬化をもたらす。一方、要求された硬化領域４０５の外側にあるサブ領域は、硬化を成功させるのに十分な硬化線量を蓄積しない。

図５は、充分なエネルギー及び硬化時間ｔ_curingで所望の硬化を達成するためのパターン位置の最適化シーケンスの例示５００を示す図である。実施例５００は、要求された硬化領域５１７の空間要素位置５１０を含む。水平（ｘ）軸および垂直（ｙ）軸上の座標（ｘ、ｙ）は、基準を容易にするために示されている。要求された硬化領域５１７は座標（２，２）に位置する。

空間要素位置５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、および５７０は、硬化プロセス中にＤＳＭ１５０が移動する位置の順序を示す。この例は６つの位置を示しているが、ｎを正の整数とすると、順序は１からｎまでの任意の数の位置を含みうることに留意されたい。これらの位置の順序は、最適化手順によって予め決定されている。空間素子位置のそれぞれは、光硬化性材料面におけるＤＳＭ１５０のピッチよりも小さいステップサイズで、前の位置から移動される対応する硬化領域５１５を示す。基準を容易にするために、要求された硬化領域５１７は破線で示されている。

各位置において、放射線源は、硬化時間と呼ばれる期間にわたって瞬時強度を提供するように制御される。硬化線量は、典型的には強度と硬化時間との積として求められる。強度が高いほど、硬化線量は大きくなる。同様に、時間が長ければ長いほど、硬化線量は大きくなる。各位置での強度および持続時間の適切な値を選択することによって、空間要素マップの最適なシーケンスおよびそれらの対応する位置または相対移動を、要求された硬化領域に一致する累積硬化領域が成功した硬化線量に対応する硬化しきい値を超える積算硬化線量を有するように、得ることができる。

空間要素位置５２０は初期位置である。この位置で、放射源は、ｔ₁にわたってＩ₁のエネルギー強度を提供するように制御される。次に、ＤＳＭ１５０を空間要素位置５３０に移動させる。この位置では、強度はＩ₂、時間はｔ₂である。同様に、位置５４０では、強度はＩ₃、時間はｔ₃、位置５５０では、強度はＩ₄、時間はｔ₄、位置５６０では、強度はＩ₅、時間はｔ₅、位置５７０では、強度はＩ₆、時間はｔ₆である。

全時間が所望の硬化時間ｔ_curingを超えないように、硬化時間が選択されている。

ｔ₁＋ｔ₂＋ｔ₃＋ｔ₄＋ｔ₅＋ｔ₆＝t_curing (１)

ＤＳＭが最後の位置５７０に移動されると、硬化は、いくつかのサブ領域が重なり合い硬化エネルギーが蓄積される硬化領域全体にわたって行われる。ある位置での層の重なりが多いほど、その位置での積算硬化線量が高くなる。一連の位置は、硬化領域全体の中で所望の硬化領域に一致する第１硬化領域が存在するように予め決定されている。この第１硬化領域では、サブ領域の硬化線量が硬化線量しきい値を超えるように十分に蓄積されている。先に述べたように、第１硬化領域内の小領域は不規則な重なり硬化パターンのために、等しい積算強度または硬化線量を有していなくてもよいが、積算強度または硬化線量のすべてが硬化線量しきい値を超える。第１硬化領域の外側にある第２硬化領域は、硬化線量しきい値を超える積算強度または硬化線量を有しておらず、したがって、成功した硬化を提供しない。

図６は、要求された硬化領域で硬化を達成するためのエネルギーの蓄積を示す図である。図６は、サブ領域における積算硬化線量を示す追加情報を有する図５と同様である。線量は、明から暗の範囲のグレーレベルで示されている。この例では、６つの階調のグレーレベルａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ、およびｆがある。

図５と同様に、位置６１０は、要求された硬化領域６１７を示す。位置６２０、６３０、６４０、６５０、６６０、および６７０の配列は、それぞれ位置５２０、５３０、５４０、５５０、５６０、および５７０の配列に対応する。シーケンスが６２０から６７０まで移動すると、硬化領域６８２の全体（位置６８０に示す）が化学線に露光される。この硬化領域６８２の全体の中には、互いに重なり合い、したがって、異なる値ではあるが硬化強度を蓄積するサブ領域がある。シーケンスを終えると、第１硬化領域６８４および第２硬化領域６８６の２つの硬化領域に硬化領域６８２全体を二値化するしきい値操作が行われる。第１硬化領域６８４は積算硬化線量が硬化のための線量しきい値を超えるサブ領域を有し、したがって、正しい硬化を提供する。先述したように、第１硬化領域６８４はそのサブ領域間で積算強度または硬化線量の均一な分布を有していないが、第１硬化領域６８４内のサブ領域の積算強度または硬化線量のすべてが、硬化線量しきい値を超える。他方、第２硬化領域６８６は、線量しきい値を超えず、したがって正しい硬化を提供しない積算硬化線量を有する小領域を有する。第１硬化領域６８４は、要求された硬化領域６１７と一致する。したがって、結果として、硬化は、非常に微細な分解能で実施され、縁部に沿って硬化領域を正確に硬化させて、はみ出し成形を防止することができる。

硬化領域６８２全体の硬化線量は、個々の小領域を追加（または累積）することによって計算することができる。

ここで、Σはi＝１からｎまでとられる。

Ｉ_iおよびｔ_iは、要求された硬化領域に一致する硬化領域についてはＱ＞硬化しきい値、要求された硬化領域に一致しない硬化領域についてはＱ≦硬化しきい値となるように、最適化シーケンスによって選択または決定される。

図７は、硬化のための最適化シーケンスを提供するための数学的手順を示す図である。数学的手順は、最適化シーケンスを用いた硬化の結果を示す。

要求された硬化領域がＦ ７１０によって表されると仮定すると、光硬化性材料面上の要求された硬化領域のマトリックス表現であって、連続的なＸＹ空間が離散直交座標に分割され、ＸＹ座標上の１単位が光硬化性材料面上の投影された空間要素ピッチ（一例として、この場合、６５μｍ）に対応する。例えば、Ｆは、テンプレートのメザ側壁に対応するか、またはそれらメサ側壁と境界で位置が合う長方形を表すことができる。ここで、インデックスｉおよびｊがｘｙ直交軸に沿った光硬化性材料面の離散化を表す場合、マップＦの個々の要素Ｆ_i,jに対応する位置が硬化される（１）か硬化されない（０）かに応じて、Ｆ_i,jは１または０（Ｆ_i,j∈Ｚ₂）である。同様に、結果として生じる硬化領域は、別のマトリクス表現Ｆ’７７０によって表される。最適条件は、要求された硬化領域（Ｆ）と実際の硬化領域（Ｆ’）との間の最小の全絶対誤差であると仮定する。最適化手順は、硬化パターンＨ₁…Ｈ_nの順序を見つけることを含み、硬化パターンの各々はＦとＦ’との間の誤差が最小になるように、ＤＳＭアクチュエータによってＸ方向またはＹ方向に様々な量だけ平行移動される。言い換えると、問題ステートメントは、||Ｆ－Ｆ’||を最小化するようにシーケンス７２０を決定することである。

シーケンス７２０は、ｎ個の硬化パターンＨ₁７２５₁（行列）からＨ_n７２５_n（同じく、行列）までを見つけることを含む。ｎ個の硬化パターンＨ₁…Ｈ_nは、決定する必要がある空間強度硬化パターン（ＤＳＭ空間要素硬化パターン）と、Ｘ，Ｙにおける並進の大きさと方向である。別の実施形態では、硬化パターンの数すなわちｎを固定して、使用する５つの硬化パターン（これらの硬化パターンを保持するためのメモリ、これらの硬化パターンを計算するための計算コストに基づく）、ならびにＸおよびＹにおける並進の大きさおよびその順序を、より低い演算量およびより速い解時間のために予め決定または固定することができる。別の実施形態では、硬化パターンの並進の大きさは投影ピッチの大きさおよび硬化パターンの数を使用して決定され、例えば、６５μｍの投影空間要素ピッチを有する５つの硬化パターンについてのＸおよびＹにおける並進の大きさ（光硬化性材料面における）は０、±６５／５＝１３μｍ、±２×６５／５＝２６μｍ、±３×６５／５＝３９μｍ、±４×６５／５＝５２μｍでありうる。このような場合、硬化パターンの数と事前に決められた並進とその順序がこれらの制約であるとすると、最適化手順の目的は、ＦとＦ’の間の誤差を最小にするように使用するために空間的強度分布またはＤＳＭ空間要素硬化パターンＨ₁…Ｈ_nを見つけることである。硬化プロセスは、ビーム関数７４０を有する硬化パターンの畳み込みとしてモデル化することができる。このビーム関数７４０は、プロセスをモデル化し、ぼけ関数（blurring function）、ガウス関数、またはＤＳＭの単一の空間要素によるインプリント中に光硬化性材料面で供給される化学線の強度を表す任意の他の適切な関数とすることができる。結果は、結果７５０を与えるこれらの畳み込みの合計である。次に、結果７５０はしきい値関数７６０によってしきい値処理され、最終結果７７０を生成する。

図８は、図１に示す制御部１７０を示す図である。制御部１７０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）またはプロセッサ８１０、バス８２０、およびプラットフォーム・コントローラ・ハブ（ＰＣＨ）８３０を含む。ＰＣＨ８３０は、グラフィックディスプレイコントローラ（ＧＤＣ）８４０と、メモリコントローラ８５０と、入出力（Ｉ／Ｏ）コントローラ８６０と、大容量記憶域コントローラ８５４とを含むことができる。処理・制御システム１７０は、上記の構成要素よりも多いまたは少ない構成要素を含みうる。さらに、構成要素は、別の構成要素に統合されてもよい。図８に示すように、すべてのコントローラ８４０、８５０、および８６０は、ＰＣＨ８３０に統合される。その統合は、部分的であってもよく、および／または重複していてもよい。例えば、ＧＤＣ８４０はＣＰＵ８１０に統合されてもよく、Ｉ／Ｏコントローラ８６０およびメモリコントローラ８５０は単一のコントローラに統合されてもよい。

ＣＰＵまたはプロセッサ８１０は、タスクを実行するためのプログラムまたは命令の集合を実行することができるプログラマブル装置である。それは、汎用プロセッサ、デジタル信号プロセッサ、プログラマブルプロセッサ、マイクロコントローラ、またはアプリケーション特定集積回路（ＡＳＩＣ）からの１つの設計のような特別に設計されたプロセッサであってもよい。これは、単一のコアまたは複数のコアを含むことができる。各コアは、マルチウェイマルチスレッディングを有することができる。ＣＰＵ８１０は複数のコアにわたる複数のスレッドによる並列性をさらに利用するために、同時マルチスレッド機能を有する可能性がある。さらに、ＣＰＵ８１０は、複数のレベルで内部キャッシュを有することができる。

バス８２０は、ＣＰＵ８１０をＰＣＨ８３０を含む他のデバイスに接続する任意の適切なバスとすることができる。例えば、バス８２０は、ダイレクト・メディア・インタフェース（ＤＭＩ）であってもよい。

ＰＣＨ８３０は、メモリデバイス、入力／出力デバイス、記憶デバイス、ネットワークデバイスなどのいくつかのデバイスへのインタフェースを提供するための多くの機能を含む、高度に集積されたチップセット内にある。

Ｉ／Ｏコントローラ８６０は入力デバイス（例えば、スタイラス、キーボード、およびマウス、マイクロフォン、撮像素子）および出力デバイス（例えば、オーディオデバイス、スピーカ、スキャナ、プリンタ）を制御する。また、ネットワークおよびワイヤレスコントローラ（図示せず）へのインタフェースを提供するネットワークインタフェースカードへのインタフェースを有する。

メモリコントローラ８５０は、ランダムアクセスメモリおよび／またはリードオンリーメモリなどのメモリデバイス、およびキャッシュメモリおよびフラッシュメモリなどの他のタイプのメモリを制御する。ＲＡＭ８５２は、ＣＰＵ８１０によって実行されるとＣＰＵ８１０に上述の処理を実行させる命令またはプログラムを含む非一時的な製品などの大容量記憶装置からロードされた命令またはプログラムを記憶することができる。また、演算に使用されるデータを記憶してもよい。ＲＯＭ８５２は、電源が供給されているかどうかにかかわらず維持される命令、プログラム、定数、またはデータを含むことができる。命令またはプログラムは、枠硬化制御１７０など、上述の機能に対応しうる。

ＧＤＣ８４０はディスプレイ装置を制御し、グラフィック演算を提供する。ＣＰＵ８１０の内部に一体化されてもよい。通常、コマンドを送信したり機能をアクティブ化したりするユーザとの対話を可能にするグラフィカルユーザインタフェース（ＧＵＩ）を備えている。ＧＤＣ８４０は、硬化領域の画像をディスプレイ装置上に表示することができる。

大容量記憶域コントローラ８５４は、ＣＤ－ＲＯＭやハードディスクのような大容量記憶装置を制御する。

Ｉ／Ｏコントローラ８６０は、アクチュエータコントローラ８６２および照射コントローラ８６４を含みうる。アクチュエータコントローラ８６２は、位置アクチュエータ１６０（図１に示される）に結合するように構成される。それは、スイッチング回路、駆動回路、およびマイクロメータ駆動を含んでもよい。マイクロメータ駆動装置は、ミクロン、サブミクロン、またはサブナノ分解能を有する電動アクチュエータを含んでもよい。照射コントローラ８６４は、放射線源１１０を制御するための駆動回路およびタイミング回路を含んでもよい。

相互接続および／または拡張のために、追加のデバイスまたはバスインタフェースを利用することができる。例としては、ＰＣＩｅ（Peripheral Component Interconnect Express）バス、ＵＳＢ（登録商標）（ユニバーサルシリアルバス）などがある。

実施形態の全部または一部は、特定の特徴、機能に従って、アプリケーションに応じて様々な手段によって実装されうる。これらの手段は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはそれらの任意の組合せを含むことができる。ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェア要素は、互いに結合された複数のモジュールを有することができる。ハードウェアモジュールは、機械的、電気的、光学的、電磁気的、または任意の物理的接続によって別のモジュールに結合される。ソフトウェアモジュールは機能、プロシージャ、方法、サブプログラム、またはサブルーチン呼び出し、ジャンプ、リンク、パラメータ、変数、引数渡し、関数リターン等によって別のモジュールに結合される。ソフトウェアモジュールは変数、パラメータ、引数、ポインタなどを受け取るため、および／または結果、更新された変数、ポインタなどを生成または渡すために、別のモジュールに結合される。ファームウェアモジュールは、上記のハードウェアとソフトウェアの結合方法の任意の組合せによって、別のモジュールに結合される。ハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアモジュールは、別のハードウェア、ソフトウェア、またはファームウェアモジュールのいずれかに結合することができる。モジュールは、プラットフォーム上で実行されているオペレーティングシステムと対話するためのソフトウェアドライバまたはインタフェースであってもよい。モジュールはまた、ハードウェアデバイスとの間でデータを構成、セットアップ、初期化、送受信するためのハードウェアドライバであってもよい。装置は、ハードウェア、ソフトウェア、およびファームウェアモジュールの任意の組合せを含むことができる。

プロセッサに上記の動作を実行させる方法または命令は、光記憶デバイスなどの非一時的記憶媒体または製造品に記憶されてもよい。

本開示は例示的な実施形態を参照して説明されてきたが、本開示は開示された例示的な実施形態に限定されないことを理解されたい。以下の特許請求の範囲はそのようなすべての修正および同等の構造および機能を包含するように、最も広い解釈が与えられるべきである。

１０：システム（枠硬化装置）、１１０：放射線源、１２０：光学アセンブリ、１３０：インプリントアセンブリ、１５０：デジタル空間変調器（ＤＳＭ）、１６０：位置アクチュエータ、１７０：制御部

Claims (17)

1. ピッチを持つ複数の空間要素を有し、基板の第１硬化領域上の光硬化性材料に光を照射して硬化させるためのデジタル空間変調器と、
   前記ピッチよりも小さいステップサイズで前記デジタル空間変調器を移動させるように構成された位置アクチュエータと、
   前記第１硬化領域で累積される第１硬化線量が硬化しきい値を超える一方、前記基板上の前記第１硬化領域とは異なる第２領域で累積される第２硬化線量が前記硬化しきい値を超えないように、所定のシーケンスで前記デジタル空間変調器を前記ステップサイズで移動させて前記第１硬化領域および前記第２領域に光を照射するように、前記位置アクチュエータを制御する制御部と、
   を有し、
   前記所定のシーケンスで提供される、前記基板上の光硬化性材料を硬化させるための硬化パターンのセットは、互いに異なる硬化パターンを含む、ことを特徴とする装置。
2. 前記第１硬化線量および前記第２硬化線量の一方は、硬化強度と硬化時間との積に等しい、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 放射線源と前記光硬化性材料との間に配置され、前記放射線源が前記所定のシーケンスに基づいて前記光硬化性材料を照射することを可能にするように構成された光学アセンブリを更に有する、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
4. 前記光学アセンブリは、倍率を有し、前記倍率は、該倍率で拡大された前記ステップサイズが前記ピッチよりも小さくなるような倍率である、ことを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記所定のシーケンスは、水平方向および垂直方向のうちの少なくとも１つにおける並進を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
6. 前記倍率は、前記光学アセンブリの構成要素を移動させることによって調整される、ことを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記デジタル空間変調器は、デジタルマイクロミラーデバイスである、ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. ピッチを持つ複数の空間要素を有するデジタル空間変調器で第１硬化領域および前記第１硬化領域とは異なる第２領域上の光硬化性材料に光を照射する所定のシーケンスで、前記第１硬化領域で積算された第１硬化線量が硬化しきい値を超える一方、前記第２領域で積算された第２硬化線量が前記硬化しきい値を超えないように、前記デジタル空間変調器を前記ピッチよりも小さいステップサイズで移動させ、前記デジタル空間変調器により硬化パターンを照射して前記第１硬化領域上の光硬化性材料を硬化させる工程、
   を有し、
   前記硬化パターンのセットは、互いに異なる硬化パターンを含む、ことを特徴とする方法。
9. 前記第１硬化線量および前記第２硬化線量の一方は、硬化強度と硬化時間との積に等しい、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記所定のシーケンスは、前記複数の空間要素において重複する空間要素を有する前記第１硬化領域を有する、前記第１硬化領域および前記第２領域を得る最適化手順に基づいて決定される、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
11. 放射線源が、前記デジタル空間変調器によって提供される硬化パターンに基づいて、光学アセンブリを通して前記光硬化性材料を照射することを可能にする工程を更に有する、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
12. 前記光学アセンブリは、倍率を有し、前記倍率は、該倍率で拡大された前記ステップサイズが前記ピッチよりも小さくなるような倍率である、ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 物品を製造する方法であって、
    請求項８に記載の方法を用いて基板上の光硬化性材料を照射して硬化させる工程と、
    前記光硬化性材料が照射された基板を加工して前記物品を製造する工程と、
    を有することを特徴とする方法。
14. 前記所定のシーケンスは、水平方向および垂直方向のうちの少なくとも１つにおける並進を含む、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
15. 前記倍率は、前記光学アセンブリの構成要素を移動させることによって調整される、ことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
16. 前記デジタル空間変調器は、デジタルマイクロミラーデバイスである、ことを特徴とする請求項８に記載の方法。
17. インプリントリソグラフィのためのシステムであって、
    放射線源と、
    前記放射線源と光硬化性材料との間の硬化アセンブリと、を有し、
    前記硬化アセンブリは、
    ピッチを持つ複数の空間要素を有し、基板の第１硬化領域上の光硬化性材料に光を照射して硬化させるためのデジタル空間変調器と、
    前記ピッチよりも小さいステップサイズで前記デジタル空間変調器を移動させるように構成された位置アクチュエータと、
    前記第１硬化領域で累積される第１硬化線量が硬化しきい値を超える一方、前記基板上の前記第１硬化領域とは異なる第２領域で累積される第２硬化線量が前記硬化しきい値を超えないように、所定のシーケンスで、前記デジタル空間変調器を前記ステップサイズで移動させて前記第１硬化領域および前記第２領域に光を照射するように、前記位置アクチュエータを制御する制御部と、
    を有する、ことを特徴とするシステム。

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