テンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法
【課題】様々な厚さ、材料、形状のテンプレートの保持及び変形制御が可能なテンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法を提供する。
【解決手段】インプリント装置用のテンプレートチャック１１１であって、前記テンプレートチャックは、テンプレート１０１の上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体４０１，４０２と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材４０３とを備える。更に、前記テンプレートチャックは、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置４０４を備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【解決手段】インプリント装置用のテンプレートチャック１１１であって、前記テンプレートチャックは、テンプレート１０１の上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体４０１，４０２と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材４０３とを備える。更に、前記テンプレートチャックは、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置４０４を備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、テンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインプリント装置のテンプレートチャックは、光リソグラフィ用のフォトマスクと同じ厚さに規格化されたテンプレートを上面方向から吸着して保持するテンプレート保持機構と、テンプレートに側面方向から応力を加えることで、テンプレートの変形制御を行う変形制御機構とを有している。
【０００３】
しかしながら、従来のインプリント装置のテンプレートチャックには、テンプレートの厚さや、材料や、形状を変更すると、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５０７１号公報
【特許文献２】特表２００９−５３２９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、様々な厚さ、材料、形状のテンプレートの保持及び変形制御が可能なテンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様は、例えば、インプリント装置用のテンプレートチャックであって、前記テンプレートチャックは、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材とを備える。更に、前記テンプレートチャックは、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置を備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【０００７】
また、本発明の別の態様のインプリント装置は、例えば、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材とを備える。更に、前記インプリント装置は、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置と、前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材に光を照射して、前記レジスト材を硬化するための光源とを備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【０００８】
また、本発明の別の態様のパターン形成方法では、例えば、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ第１及び第２の構造体を接触させて、前記テンプレートを前記第１及び第２の構造体により上下方向から挟み込む。更に、前記方法では、前記テンプレートの側面に複数の接触部材を接触させて、前記テンプレートを前記複数の接触部材により側面方向から挟み込む。更に、前記方法では、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる。更に、前記方法では、前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材を硬化して、前記被転写基板上にレジストパターンを形成する。更に、前記方法で使用される前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のナノインプリント装置の構成を示す側方断面図である。
【図２】第１実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図３】図２に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【図４】図２に示すテンプレートチャックを拡大して示した上面図である。
【図５】図２に示すテンプレートチャックの構成を示す上面図である。
【図６】テンプレートの変形制御について説明するための上面図である。
【図７】テンプレートの断面形状を模式的に示した側方断面図である。
【図８】ピンからテンプレートに圧力が加えられる様子を示した側方断面図である。
【図９】第２の構造体のピンが上下方向及び水平方向に動く様子を示した上面図及び側方断面図である。
【図１０】第２実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図１１】図１０に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【図１２】図１０のテンプレートに設けられた凹部の形状を示した上面図である。
【図１３】第３実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図１４】図１３に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のナノインプリント装置の構成を示す側方断面図である。
【００１２】
図１のナノインプリント装置は、テンプレートチャック１１１と、ベース１１２と、アライメントセンサ１１３と、ＵＶ（ultraviolet）光源１１４と、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ１１５と、試料ステージ２１１と、試料チャック２１２とを備える。
【００１３】
テンプレートチャック１１１は、テンプレート１０１を保持し、テンプレート１０１の変形制御を行うための機構である。テンプレート１０１は、その２つの主面のうち、ナノインプリント用の凹凸パターンＴが形成された面が下面、その逆面が上面となるよう、テンプレートチャック１１１にセットされる。図１では、テンプレート１０１の上面、下面、側面がそれぞれ、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3で示されている。テンプレートチャック１１１は、その上方に位置するベース１１２に取り付けられている。
【００１４】
試料ステージ２１１は、ウエハ基板等の被転写基板２０１を設置するためのステージである。被転写基板２０１は、その２つの主面のうち、レジスト材２０２を形成予定の面が上面、その逆面が下面となるよう、試料ステージ２１１上にセットされる。被転写基板２０１は、試料チャック２１２によりチャックされることで、試料ステージ２１１上に固定される。
【００１５】
また、アライメントセンサ１１３は、テンプレート１０１上のアライメントマークを検出するためのセンサである。ＵＶ光源１１４は、被転写基板２０１上のレジスト材２０２にＵＶ光を照射して、レジスト材２０２を硬化するための光源である。図１のナノインプリント装置では、テンプレート１０１をレジスト材２０２に接触させた状態で、レジスト材２０２にＵＶ光を照射して、レジスト材２０２を硬化することで、被転写基板２０１上にレジストパターンを形成する。また、ＣＣＤカメラ１１５は、テンプレート１０１をモニタリングするためのカメラである。
【００１６】
なお、本実施形態のテンプレート１０１は、アライメントマークの検出、被転写基板２０１へのＵＶ光の照射、及びテンプレート１０１のモニタリングを可能とするため、石英等の透明部材で形成されている。
【００１７】
以下、テンプレートチャック１１１の構成について詳細に説明する。
【００１８】
図２は、第１実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。
【００１９】
図２には、テンプレート基板３０１と、その主面上に形成されたパターン面３０２とを有するテンプレート１０１が、テンプレートチャック１１１に下向きにセットされた様子が示されている。図２には更に、テンプレート基板３０１の主面上に設けられたアライメントマーク３０３と、パターン面３０２上に設けられたアライメントマーク３０４が示されている。
【００２０】
テンプレートチャック１１１は、図２に示すように、第１の構造体４０１と、第２の構造体４０２と、複数の接触部材４０３と、変形制御装置４０４とを備える。
【００２１】
第１及び第２の構造体４０１，４０２は、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2にそれぞれ接触させて、テンプレート１０１を上下方向から挟み込むための構造体である。第１の構造体４０１は例えば、テンプレート１０１を静電気力又はバキュームで吸着するための静電チャック又はバキュームチャックであり、第２の構造体４０２は例えば、任意の部材で構成された構造体である。
【００２２】
接触部材４０３は、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触させて、テンプレート１０１を側面方向から挟み込むための部材である。本実施形態では、テンプレート１０１が４つの側面Ｓ3を有することに対応して、テンプレート１０１を４つの接触部材４０３で挟み込んでいる。図２には、４つの接触部材４０３のうち、第１の構造体４０１の前面に位置する２つの接触部材４０３が示されている。なお、接触部材４０３の個数は、４つ以外であっても構わない。
【００２３】
変形制御装置４０４は、上記複数の接触部材４０３を介してテンプレート１０１に応力を加えることで、テンプレート１０１を変形させる装置である。変形制御装置４０４は、被転写基板２０１上のパターンの歪みに合うよう、テンプレート１０１の平面形状を歪ませるために用いられる。上記の応力は例えば、変形制御装置４０４を構成する圧電素子やアクチュエータにより発生させる。
【００２４】
本実施形態では、このようなテンプレートチャック１１１により、テンプレート１０１を保持し、テンプレート１０１の変形制御を行う。そして、図１のナノインプリント装置は、テンプレートチャック１１１により保持及び変形されたテンプレート１０１と、ＵＶ光源１１４とを用いて、被転写基板２０１へのパターン転写を行う。
【００２５】
ここで、従来のテンプレートチャックの問題点と、本実施形態のテンプレートチャック１１１の利点について説明する。
【００２６】
従来のテンプレートチャックは、静電チャック又はバキュームチャックと、変形制御装置とを備え、静電チャック又はバキュームチャックにより、テンプレートを上面方向から吸着して保持する。更には、テンプレートの側面に変形制御装置を接触させ、変形制御装置からテンプレートに応力を直接加えることで、テンプレートの変形制御を行う。テンプレートは、上面方向からの吸着と、側面方向からの応力により保持される。
【００２７】
しかしながら、従来のテンプレートチャックには、テンプレートの厚さや、材料や、形状を変更すると、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化するという問題がある。例えば、テンプレートが薄くなると、テンプレートの側面と変形制御装置との接触面積が狭くなり、その結果、テンプレートを保持しにくくなる、応力によってテンプレートに高次の歪み成分が発生する、テンプレートが破損する等の問題が生じる。また、これらの問題は、テンプレートがもろい材料で形成されている場合や、テンプレートのサイズが小さい場合等に、特に顕在化するおそれがある。
【００２８】
従来、テンプレートは、フォトマスクから作製されることが多く、テンプレートの厚さ及び材料は、フォトマスクと同じ厚さ及び材料であることが一般的だった。更に、テンプレートは、フォトマスクを４等分して作製されることが多く、テンプレートの形状は、フォトマスクを４等分した形状であることが一般的だった。
【００２９】
しかしながら、近年では、テンプレートは、ウエハ基板から作製されることも多く、テンプレートの厚さ、材料、形状は、上記のような厚さ、材料、形状でないことも多くなっている（一般に、ウエハ基板から作製されるテンプレートは、フォトマスクから作製されるテンプレートよりも薄いことが多い）。
【００３０】
よって、従来のテンプレートチャックのように、テンプレートの厚さや、材料や、形状の変更により、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化してしまうと、近年のナノインプリントには不都合であることが多い。
【００３１】
これに対し、本実施形態のテンプレートチャック１１１は、図２に示すように、第１及び第２の構造体４０１，４０２により、テンプレート１０１を上下方向から挟み込んで保持する。よって、本実施形態では、第１の構造体４０１と第２の構造体４０２との距離を変化させることで、様々な厚さのテンプレート１０１を保持することが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態では、テンプレート１０１が第２の構造体４０２により下方から支えられているため、変形制御装置４０４による応力や、第１の構造体４０１による吸着力が弱くても、テンプレート１０１を保持することができる。よって、本実施形態では、応力が強いと高次歪みの発生や破損のおそれのある、薄いテンプレート１０１や、もろい材料で形成されたテンプレート１０１や、小型のテンプレート１０１も、高次歪みや破損を回避しつつ保持することができる。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１を保持することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、変形制御装置４０４は、接触部材４０３を介してテンプレート１０１に応力を加えることで、テンプレート１０１の変形制御を行う。具体的には、変形制御装置４０４が接触部材４０３に応力を加え、その結果、接触部材４０３からテンプレート１０１に応力が加わる。
【００３５】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触する役割を変形制御装置４０４から切り離し、接触部材４０３を、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触するのに適した構成とし、変形制御装置４０４を、テンプレート１０１に応力を加えるのに適した構成とすることが可能となる。
【００３６】
例えば、本実施形態では、図２に示すように、接触部材４０３の厚さを、テンプレート１０１の厚さよりも厚く設定する。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４と接触部材４０３との接触面積を、変形制御装置４０４とテンプレート１０１とを直接接触させる場合における変形制御装置４０４とテンプレート１０１との接触面積に比べ、広くすることが可能となる。
【００３７】
このような構成には、変形制御装置４０４と接触部材４０３との接触面積が広いことにより、変形制御装置４０４がテンプレート１０１を保持しやすくなり、テンプレートチャック１１１のテンプレート保持性能が向上されるという効果がある。
【００３８】
更には、変形制御装置４０４がテンプレート１０１に応力を加えやすくなり、変形制御装置４０４が、必要以上に大きな力を発生する必要がなくなる。これにより、本実施形態では、テンプレート１０１に過大な応力が加わることや、テンプレート１０１に高次の歪み成分が発生することが防止され、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、テンプレートチャック１１１を、上記のような第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、接触部材４０３、及び変形制御装置４０４を用いて構成することにより、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御が可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、各接触部材４０３は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。これにより、これらを個別に駆動させて、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御に対処することが可能となっている。本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２は上下方向に、各接触部材４０３は水平方向に駆動可能なよう構成されており、特に、各接触部材４０３は、対向する側面Ｓ3の垂直方向に駆動可能なよう構成されている。
【００４１】
以下、図３から図９を参照して、テンプレートチャック１１１の構成についてより詳細に説明する。
【００４２】
図３は、図２に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図である。
【００４３】
第１の構造体４０１は、図３に示すように、その下面に複数のピン４１１を有する。同様に、第２の構造体４０２は、その上面に複数のピン４１２を有する。第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、これら複数のピン４１１，４１２で接触するよう構成されている。
【００４４】
図４は、図２に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した上面図である。
【００４５】
図４には、第２の構造体４０２を上方から見た様子が示されており、図３と同様、第２の構造体４０２の上面に設けられた複数のピン４１２が示されている。図４に示すＸ方向及びＹ方向は、いずれも水平方向を表しており、互いに直交している。
【００４６】
ここで、ピン４１１，４１２の機能について詳細に説明する。
【００４７】
テンプレート１０１の形状を、被転写基板２０１（図１）上のパターンの歪みに合うように歪ませるためには、テンプレート１０１に対し、水平方向の応力だけでなく、上下方向の圧力も加える必要がある場合がある。変形制御装置４０４が、テンプレート１０１に対して水平方向の応力を加える機能を有するのに対し、ピン４１１，４１２は、テンプレート１０１に対し垂直方向の圧力を加える機能を有している。理由は、第１及び第２の構造体４０１，４０２による圧力がピン４１１，４１２に集中することで、ピン４１１，４１２からテンプレート１０１に垂直方向に大きな圧力が掛かるからである。
【００４８】
なお、ピン４１１，４１２の配置の仕方については、特に制限はなく、図４に示す配置以外にも、様々な配置を採用可能である。
【００４９】
また、ピン４１１，４１２は、水平方向や上下方向に移動できるよう構成することが望ましい。例えば、ピン４１１，４１２は、図４に示すように、ＸＹ平面内において任意の方向に移動可能であることが望ましい。
【００５０】
ピン４１１，４１２の配置や移動の詳細については、後述する。
【００５１】
図５は、図２に示すテンプレートチャック１１１の構成を示す上面図である。
【００５２】
図５には、テンプレート１０１と、テンプレート１０１を下方から支持する第２の構造体４０２と、テンプレート１０１に側方から接する接触部材４０３が示されている。図５には更に、第２の構造体４０２の上面に設けられた複数のピン４１２が示されている。
【００５３】
テンプレート１０１には、図５に示すように、その４つの側面方向から接触部材４０３を介して応力が加えられる。また、テンプレート１０１には更に、その下面方向からピン４１２により圧力が加えられる。本実施形態では、ピン４１２は、テンプレート１０１の４つの側面の下部近傍に配置されている。
【００５４】
図６は、テンプレート１０１の変形制御について説明するための上面図である。
【００５５】
図６(Ａ)には、テンプレート１０１そのものにＸＹ方向の歪みが生じている様子が示されている。この場合には、テンプレート１０１に対し、図６(Ａ)にて矢印で示すような応力を加えることで、テンプレート１０１の歪みを解消することができる（図６(Ｂ)）。
【００５６】
なお、テンプレート１０１の平面形状を、被転写基板２０１上のパターンの歪みに合うように歪ませる場合にも、図６の場合と同様にしてテンプレート１０１に応力を加える。
【００５７】
図７は、テンプレート１０１の断面形状を模式的に示した側方断面図である。
【００５８】
図７には、テンプレート１０１そのものに上下方向の歪みが生じている様子が示されている。このようなテンプレート１０１の歪みは、ピン４１１，４１２による圧力により解消することが可能である。これについては、図８を参照して説明する。
【００５９】
図８は、ピン４１１，４１２からテンプレート１０１に圧力が加えられる様子を示した側方断面図である。
【００６０】
本実施形態のピン４１１，４１２は、上述のように、上下移動が可能なよう構成されている。図８には、このことを利用して、図７に示すテンプレート１０１の歪みを解消している様子が示されている。図８では、左上のピン４１１がテンプレート１０１に下向きの圧力Ｐを加え、右下のピン４１２がテンプレート１０１に上向きの圧力Ｐ’を加えることで、テンプレート１０１の歪みが解消されている。なお、図８における右上のピン４１１と左下のピン４１２は、テンプレート１０１を単に支持する程度に突き出た状態となっている。
【００６１】
このように、第１及び第２の構造体４０１，４０２のピン４１１，４１２は、様々な厚さのテンプレート１０１の保持を可能とする効果と、テンプレート１０１の上下方向の歪みを解消する（又はテンプレート１０１に上下方向の歪みを与える）効果を有する。
【００６２】
図９は、第２の構造体４０２のピン４１２が上下方向及び水平方向に動く様子を示した上面図及び側方断面図である。
【００６３】
図９(Ａ)及び(Ｂ)は、標準状態におけるピン４１２の位置を示した上面図及び側方断面図である。一方、図９(Ｃ)及び(Ｄ)は、ピン４１２が標準状態における位置から上下方向及び水平方向に移動した様子を示した上面図及び側方断面図である。
【００６４】
このように、本実施形態のピン４１２は、上下方向及び水平方向に移動可能なよう構成されている。図９(Ｂ)及び(Ｄ)には、このようなピン４１２の移動により、テンプレート１０１の歪みが解消される様子が示されている。
【００６５】
なお、図９では、第２の構造体４０２のピン４１２の移動について説明したが、第１の構造体４０１のピン４１１の移動の仕方についても、これと同様である。
【００６６】
以下、図２を再び参照して、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを補正するための制御方法について説明する。
【００６７】
図２には、テンプレート１０１を構成するテンプレート基板３０１及びパターン面３０２と、テンプレート基板３０１に設けられたアライメントマーク３０３と、パターン面３０２に設けられたアライメントマーク３０４が示されている。
【００６８】
テンプレート１０１の歪みについては、テンプレート基板３０１のアライメントマーク３０３の位置を測定することで検出可能である。また、テンプレート１０１上のパターンの位置ずれについては、更にパターン面３０２のアライメントマーク３０４の位置を測定することで検出可能である。
【００６９】
そこで、本実施形態のナノインプリント装置では、ナノインプリント処理の開始前に、アライメントマーク３０３，３０４の位置を測定することで、テンプレート１０１の歪みに関する情報と、テンプレート１０１上のパターンの位置ずれに関する情報を、予め取得しておく。
【００７０】
更には、ナノインプリント装置内の制御部（例えばプロセッサ）が、これらの情報を利用して、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを補正するための制御パラメータを予め計算しておく。そして、計算された制御パラメータを、ナノインプリント装置内の記憶部（例えばフラッシュメモリ）に予め保存しておく。
【００７１】
これにより、本実施形態では、ナノインプリント処理の実行時に、当該制御パラメータを利用することで、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを精度良く補正することが可能となる。
【００７２】
制御パラメータの例としては、変形制御装置４０４がテンプレート１０１に加える応力の大きさ、ピン４１１，４１２の位置及び圧力、テンプレートチャック１１１の温度、テンプレート１０１の温度等が挙げられる。制御パラメータとして、例えば、これらのうちのいずれか１つ以上を使用可能である。
【００７３】
以上のように、本実施形態では、テンプレート１０１を第１及び第２の構造体４０１，４０２により上下方向から挟み込んで保持する。更には、テンプレート１０１の側面に変形制御装置４０４から接触部材４０３を介して応力を加えることで、テンプレート１０１の変形制御を行う。これにより、本実施形態では、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御が可能となる。
【００７４】
更に、本実施形態では、第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、各接触部材４０３は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。これにより、これらを個別に駆動させることで、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御に対処することが可能となる。
【００７５】
更に、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２がそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、複数のピン４１１，４１２で接触するよう構成されている。これにより、本実施形態では、テンプレート１０１に対し、水平方向の応力だけでなく、上下方向の圧力を加えることが可能となる。
【００７６】
以下、第１実施形態の変形例である第２及び第３実施形態について説明する。第２及び第３実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
（第２実施形態）
図１０及び図１１は、第２実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。図１１は、図１０に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図となっている。
【００７８】
本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２は設けられておらず、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている（図１０及び図１１）。
【００７９】
また、本実施形態のテンプレート１０１には、図１１に示すように、その下面Ｓ2に凹部３２１が形成されている。そして、第２の構造体４０２の上面には、この凹部３２１に差し込むための凸部４２１が設けられている。逆に言えば、本実施形態のテンプレート１０１には、第２の構造体４０２の凸部４２１を差し込むための凹部３２１が形成されているとも言える。
【００８０】
そして、第２の構造体４０２は、上下方向だけでなく、水平方向にも駆動可能なように構成されている（図１１）。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４による応力だけでなく、第２の構造体４０２を水平方向に駆動させることでも、テンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となっている。
【００８１】
本実施形態では、図１１に示すように、第２の構造体４０２を外向きに駆動させることで、テンプレート１０１を伸ばす方向に変形制御を行うことができる。また、第２の構造体４０２を内向きに駆動させることで、テンプレート１０１を縮ませる方向に変形制御を行うことができる。
【００８２】
図１２は、第２実施形態のテンプレート１０１に設けられた凹部３２１の形状を示した上面図である。
【００８３】
図１２(Ａ)及び(Ｂ)には、４つの第２の構造体４０２の凸部４２１を差し込むための凹部３２１の平面形状の例が示されている。図１２(Ａ)のテンプレート１０１には、これらの凸部４２１用に、１つの環状の凹部３２１が設けられている。一方、図１２(Ｂ)のテンプレート１０１には、これらの凸部４２１用に、４つの凹部３２１が設けられている。本実施形態では、図１２(Ａ)及び(Ｂ)のいずれの凹部３２１を採用しても構わない。
【００８４】
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている。更に、第２の構造体４０２の上面には、テンプレート１０１の下面Ｓ2に設けられた凹部３２１に差し込むための凸部４２１が設けられている。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４による応力だけでなく、第２の構造体４０２を水平方向に駆動させることでも、テンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となる。
【００８５】
（第３実施形態）
図１３及び図１４は、第３実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。図１４は、図１３に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図となっている。
【００８６】
本実施形態では、第２実施形態と同様、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２は設けられておらず、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている（図１３及び図１４）。
【００８７】
また、本実施形態では、テンプレート１０１の側面３３１（Ｓ3）と、各接触部材４０３の側面４３１は、図１４に示すように、互いに適合するテーパー形状を有している。すなわち、テンプレート１０１の側面３３１と、各接触部材４０３の側面４３１は、同じ傾斜角度を有するテーパー面となっている。
【００８８】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１と接触部材４０３との接触面積が、テーパーがない場合に比べて広くなっている。このことには、変形制御装置４０４及び接触部材４０３が、テンプレート１０１を保持しやすくなる、テンプレート１０１に応力を加えやすくなる等の効果がある。
【００８９】
図１４では、テンプレート１０１の上面Ｓ1に対する側面Ｓ3の角度が、θで示されている。本実施形態では、角度θは、３０度から６０度、例えば、約４５度に設定される。角度θの値は、全側面Ｓ3で共通でもよいし、各側面Ｓ3ごとに異なっていてもよい。後者の場合には、一部の側面Ｓ3のみがテーパー形状を有するようにしても構わない。
【００９０】
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている。更に、テンプレート１０１の側面３３１と、各接触部材４０３の側面４３１は、テーパー形状を有している。
【００９１】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１と接触部材４０３との接触面積が広くなり、変形制御装置４０４及び接触部材４０３が、テンプレート１０１を保持しやすくなり、且つ、テンプレート１０１に応力を加えやすくなる。
【００９２】
なお、図１の説明において、レジスト材２０２は、ＵＶ光によって硬化するとしたが、ＵＶ光以外の電磁波や熱によって硬化するようにしても構わない。
【００９３】
また、第１実施形態において、種々の制御パラメータの例を示したが、制御パラメータの更なる例として、第２及び第３実施形態の第１及び第２の構造体４０１，４０２とテンプレート１０１との接触面積の大きさが挙げられる。
【００９４】
また、第１から第３実施形態は、これらのうちの２つ以上を組み合わせて採用しても構わない。例えば、第１の実施形態と第３の実施形態を組み合わせて、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２を設けると共に、テンプレート１０１の側面３３１と各接触部材４０３の側面４３１をテーパー形状としても構わない。
【００９５】
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第３実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１０１ テンプレート
１１１ テンプレートチャック
１１２ ベース
１１３ アライメントセンサ
１１４ ＵＶ光源
１１５ ＣＣＤカメラ
２０１ 被転写基板
２０２ レジスト材
２１１ 試料ステージ
２１２ 試料チャック
３０１ テンプレート基板
３０２ パターン面
３０３ アライメントマーク
３０４ アライメントマーク
３２１ 凹部
３３１ テーパー面
４０１ 第１の構造体
４０２ 第２の構造体
４０３ 接触部材
４０４ 変形制御装置
４１１ ピン
４１２ ピン
４２１ 凸部
４３１ テーパー面
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、テンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のインプリント装置のテンプレートチャックは、光リソグラフィ用のフォトマスクと同じ厚さに規格化されたテンプレートを上面方向から吸着して保持するテンプレート保持機構と、テンプレートに側面方向から応力を加えることで、テンプレートの変形制御を行う変形制御機構とを有している。
【０００３】
しかしながら、従来のインプリント装置のテンプレートチャックには、テンプレートの厚さや、材料や、形状を変更すると、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２４５０７１号公報
【特許文献２】特表２００９−５３２９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、様々な厚さ、材料、形状のテンプレートの保持及び変形制御が可能なテンプレートチャック、インプリント装置、及びパターン形成方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一の態様は、例えば、インプリント装置用のテンプレートチャックであって、前記テンプレートチャックは、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材とを備える。更に、前記テンプレートチャックは、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置を備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【０００７】
また、本発明の別の態様のインプリント装置は、例えば、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材とを備える。更に、前記インプリント装置は、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置と、前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材に光を照射して、前記レジスト材を硬化するための光源とを備える。更に、前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【０００８】
また、本発明の別の態様のパターン形成方法では、例えば、テンプレートの上面及び下面にそれぞれ第１及び第２の構造体を接触させて、前記テンプレートを前記第１及び第２の構造体により上下方向から挟み込む。更に、前記方法では、前記テンプレートの側面に複数の接触部材を接触させて、前記テンプレートを前記複数の接触部材により側面方向から挟み込む。更に、前記方法では、前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる。更に、前記方法では、前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材を硬化して、前記被転写基板上にレジストパターンを形成する。更に、前記方法で使用される前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態のナノインプリント装置の構成を示す側方断面図である。
【図２】第１実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図３】図２に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【図４】図２に示すテンプレートチャックを拡大して示した上面図である。
【図５】図２に示すテンプレートチャックの構成を示す上面図である。
【図６】テンプレートの変形制御について説明するための上面図である。
【図７】テンプレートの断面形状を模式的に示した側方断面図である。
【図８】ピンからテンプレートに圧力が加えられる様子を示した側方断面図である。
【図９】第２の構造体のピンが上下方向及び水平方向に動く様子を示した上面図及び側方断面図である。
【図１０】第２実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図１１】図１０に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【図１２】図１０のテンプレートに設けられた凹部の形状を示した上面図である。
【図１３】第３実施形態のテンプレートチャックの構成を示す側方断面図である。
【図１４】図１３に示すテンプレートチャックを拡大して示した側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。
【００１１】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態のナノインプリント装置の構成を示す側方断面図である。
【００１２】
図１のナノインプリント装置は、テンプレートチャック１１１と、ベース１１２と、アライメントセンサ１１３と、ＵＶ（ultraviolet）光源１１４と、ＣＣＤ（charge coupled device）カメラ１１５と、試料ステージ２１１と、試料チャック２１２とを備える。
【００１３】
テンプレートチャック１１１は、テンプレート１０１を保持し、テンプレート１０１の変形制御を行うための機構である。テンプレート１０１は、その２つの主面のうち、ナノインプリント用の凹凸パターンＴが形成された面が下面、その逆面が上面となるよう、テンプレートチャック１１１にセットされる。図１では、テンプレート１０１の上面、下面、側面がそれぞれ、Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3で示されている。テンプレートチャック１１１は、その上方に位置するベース１１２に取り付けられている。
【００１４】
試料ステージ２１１は、ウエハ基板等の被転写基板２０１を設置するためのステージである。被転写基板２０１は、その２つの主面のうち、レジスト材２０２を形成予定の面が上面、その逆面が下面となるよう、試料ステージ２１１上にセットされる。被転写基板２０１は、試料チャック２１２によりチャックされることで、試料ステージ２１１上に固定される。
【００１５】
また、アライメントセンサ１１３は、テンプレート１０１上のアライメントマークを検出するためのセンサである。ＵＶ光源１１４は、被転写基板２０１上のレジスト材２０２にＵＶ光を照射して、レジスト材２０２を硬化するための光源である。図１のナノインプリント装置では、テンプレート１０１をレジスト材２０２に接触させた状態で、レジスト材２０２にＵＶ光を照射して、レジスト材２０２を硬化することで、被転写基板２０１上にレジストパターンを形成する。また、ＣＣＤカメラ１１５は、テンプレート１０１をモニタリングするためのカメラである。
【００１６】
なお、本実施形態のテンプレート１０１は、アライメントマークの検出、被転写基板２０１へのＵＶ光の照射、及びテンプレート１０１のモニタリングを可能とするため、石英等の透明部材で形成されている。
【００１７】
以下、テンプレートチャック１１１の構成について詳細に説明する。
【００１８】
図２は、第１実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。
【００１９】
図２には、テンプレート基板３０１と、その主面上に形成されたパターン面３０２とを有するテンプレート１０１が、テンプレートチャック１１１に下向きにセットされた様子が示されている。図２には更に、テンプレート基板３０１の主面上に設けられたアライメントマーク３０３と、パターン面３０２上に設けられたアライメントマーク３０４が示されている。
【００２０】
テンプレートチャック１１１は、図２に示すように、第１の構造体４０１と、第２の構造体４０２と、複数の接触部材４０３と、変形制御装置４０４とを備える。
【００２１】
第１及び第２の構造体４０１，４０２は、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2にそれぞれ接触させて、テンプレート１０１を上下方向から挟み込むための構造体である。第１の構造体４０１は例えば、テンプレート１０１を静電気力又はバキュームで吸着するための静電チャック又はバキュームチャックであり、第２の構造体４０２は例えば、任意の部材で構成された構造体である。
【００２２】
接触部材４０３は、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触させて、テンプレート１０１を側面方向から挟み込むための部材である。本実施形態では、テンプレート１０１が４つの側面Ｓ3を有することに対応して、テンプレート１０１を４つの接触部材４０３で挟み込んでいる。図２には、４つの接触部材４０３のうち、第１の構造体４０１の前面に位置する２つの接触部材４０３が示されている。なお、接触部材４０３の個数は、４つ以外であっても構わない。
【００２３】
変形制御装置４０４は、上記複数の接触部材４０３を介してテンプレート１０１に応力を加えることで、テンプレート１０１を変形させる装置である。変形制御装置４０４は、被転写基板２０１上のパターンの歪みに合うよう、テンプレート１０１の平面形状を歪ませるために用いられる。上記の応力は例えば、変形制御装置４０４を構成する圧電素子やアクチュエータにより発生させる。
【００２４】
本実施形態では、このようなテンプレートチャック１１１により、テンプレート１０１を保持し、テンプレート１０１の変形制御を行う。そして、図１のナノインプリント装置は、テンプレートチャック１１１により保持及び変形されたテンプレート１０１と、ＵＶ光源１１４とを用いて、被転写基板２０１へのパターン転写を行う。
【００２５】
ここで、従来のテンプレートチャックの問題点と、本実施形態のテンプレートチャック１１１の利点について説明する。
【００２６】
従来のテンプレートチャックは、静電チャック又はバキュームチャックと、変形制御装置とを備え、静電チャック又はバキュームチャックにより、テンプレートを上面方向から吸着して保持する。更には、テンプレートの側面に変形制御装置を接触させ、変形制御装置からテンプレートに応力を直接加えることで、テンプレートの変形制御を行う。テンプレートは、上面方向からの吸着と、側面方向からの応力により保持される。
【００２７】
しかしながら、従来のテンプレートチャックには、テンプレートの厚さや、材料や、形状を変更すると、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化するという問題がある。例えば、テンプレートが薄くなると、テンプレートの側面と変形制御装置との接触面積が狭くなり、その結果、テンプレートを保持しにくくなる、応力によってテンプレートに高次の歪み成分が発生する、テンプレートが破損する等の問題が生じる。また、これらの問題は、テンプレートがもろい材料で形成されている場合や、テンプレートのサイズが小さい場合等に、特に顕在化するおそれがある。
【００２８】
従来、テンプレートは、フォトマスクから作製されることが多く、テンプレートの厚さ及び材料は、フォトマスクと同じ厚さ及び材料であることが一般的だった。更に、テンプレートは、フォトマスクを４等分して作製されることが多く、テンプレートの形状は、フォトマスクを４等分した形状であることが一般的だった。
【００２９】
しかしながら、近年では、テンプレートは、ウエハ基板から作製されることも多く、テンプレートの厚さ、材料、形状は、上記のような厚さ、材料、形状でないことも多くなっている（一般に、ウエハ基板から作製されるテンプレートは、フォトマスクから作製されるテンプレートよりも薄いことが多い）。
【００３０】
よって、従来のテンプレートチャックのように、テンプレートの厚さや、材料や、形状の変更により、そのテンプレート保持性能及び変形制御性能が悪化してしまうと、近年のナノインプリントには不都合であることが多い。
【００３１】
これに対し、本実施形態のテンプレートチャック１１１は、図２に示すように、第１及び第２の構造体４０１，４０２により、テンプレート１０１を上下方向から挟み込んで保持する。よって、本実施形態では、第１の構造体４０１と第２の構造体４０２との距離を変化させることで、様々な厚さのテンプレート１０１を保持することが可能となる。
【００３２】
また、本実施形態では、テンプレート１０１が第２の構造体４０２により下方から支えられているため、変形制御装置４０４による応力や、第１の構造体４０１による吸着力が弱くても、テンプレート１０１を保持することができる。よって、本実施形態では、応力が強いと高次歪みの発生や破損のおそれのある、薄いテンプレート１０１や、もろい材料で形成されたテンプレート１０１や、小型のテンプレート１０１も、高次歪みや破損を回避しつつ保持することができる。
【００３３】
このように、本実施形態によれば、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１を保持することが可能となる。
【００３４】
また、本実施形態では、変形制御装置４０４は、接触部材４０３を介してテンプレート１０１に応力を加えることで、テンプレート１０１の変形制御を行う。具体的には、変形制御装置４０４が接触部材４０３に応力を加え、その結果、接触部材４０３からテンプレート１０１に応力が加わる。
【００３５】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触する役割を変形制御装置４０４から切り離し、接触部材４０３を、テンプレート１０１の側面Ｓ3に接触するのに適した構成とし、変形制御装置４０４を、テンプレート１０１に応力を加えるのに適した構成とすることが可能となる。
【００３６】
例えば、本実施形態では、図２に示すように、接触部材４０３の厚さを、テンプレート１０１の厚さよりも厚く設定する。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４と接触部材４０３との接触面積を、変形制御装置４０４とテンプレート１０１とを直接接触させる場合における変形制御装置４０４とテンプレート１０１との接触面積に比べ、広くすることが可能となる。
【００３７】
このような構成には、変形制御装置４０４と接触部材４０３との接触面積が広いことにより、変形制御装置４０４がテンプレート１０１を保持しやすくなり、テンプレートチャック１１１のテンプレート保持性能が向上されるという効果がある。
【００３８】
更には、変形制御装置４０４がテンプレート１０１に応力を加えやすくなり、変形制御装置４０４が、必要以上に大きな力を発生する必要がなくなる。これにより、本実施形態では、テンプレート１０１に過大な応力が加わることや、テンプレート１０１に高次の歪み成分が発生することが防止され、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となる。
【００３９】
以上のように、本実施形態では、テンプレートチャック１１１を、上記のような第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、接触部材４０３、及び変形制御装置４０４を用いて構成することにより、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御が可能となる。
【００４０】
また、本実施形態では、第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、各接触部材４０３は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。これにより、これらを個別に駆動させて、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御に対処することが可能となっている。本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２は上下方向に、各接触部材４０３は水平方向に駆動可能なよう構成されており、特に、各接触部材４０３は、対向する側面Ｓ3の垂直方向に駆動可能なよう構成されている。
【００４１】
以下、図３から図９を参照して、テンプレートチャック１１１の構成についてより詳細に説明する。
【００４２】
図３は、図２に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図である。
【００４３】
第１の構造体４０１は、図３に示すように、その下面に複数のピン４１１を有する。同様に、第２の構造体４０２は、その上面に複数のピン４１２を有する。第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、これら複数のピン４１１，４１２で接触するよう構成されている。
【００４４】
図４は、図２に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した上面図である。
【００４５】
図４には、第２の構造体４０２を上方から見た様子が示されており、図３と同様、第２の構造体４０２の上面に設けられた複数のピン４１２が示されている。図４に示すＸ方向及びＹ方向は、いずれも水平方向を表しており、互いに直交している。
【００４６】
ここで、ピン４１１，４１２の機能について詳細に説明する。
【００４７】
テンプレート１０１の形状を、被転写基板２０１（図１）上のパターンの歪みに合うように歪ませるためには、テンプレート１０１に対し、水平方向の応力だけでなく、上下方向の圧力も加える必要がある場合がある。変形制御装置４０４が、テンプレート１０１に対して水平方向の応力を加える機能を有するのに対し、ピン４１１，４１２は、テンプレート１０１に対し垂直方向の圧力を加える機能を有している。理由は、第１及び第２の構造体４０１，４０２による圧力がピン４１１，４１２に集中することで、ピン４１１，４１２からテンプレート１０１に垂直方向に大きな圧力が掛かるからである。
【００４８】
なお、ピン４１１，４１２の配置の仕方については、特に制限はなく、図４に示す配置以外にも、様々な配置を採用可能である。
【００４９】
また、ピン４１１，４１２は、水平方向や上下方向に移動できるよう構成することが望ましい。例えば、ピン４１１，４１２は、図４に示すように、ＸＹ平面内において任意の方向に移動可能であることが望ましい。
【００５０】
ピン４１１，４１２の配置や移動の詳細については、後述する。
【００５１】
図５は、図２に示すテンプレートチャック１１１の構成を示す上面図である。
【００５２】
図５には、テンプレート１０１と、テンプレート１０１を下方から支持する第２の構造体４０２と、テンプレート１０１に側方から接する接触部材４０３が示されている。図５には更に、第２の構造体４０２の上面に設けられた複数のピン４１２が示されている。
【００５３】
テンプレート１０１には、図５に示すように、その４つの側面方向から接触部材４０３を介して応力が加えられる。また、テンプレート１０１には更に、その下面方向からピン４１２により圧力が加えられる。本実施形態では、ピン４１２は、テンプレート１０１の４つの側面の下部近傍に配置されている。
【００５４】
図６は、テンプレート１０１の変形制御について説明するための上面図である。
【００５５】
図６(Ａ)には、テンプレート１０１そのものにＸＹ方向の歪みが生じている様子が示されている。この場合には、テンプレート１０１に対し、図６(Ａ)にて矢印で示すような応力を加えることで、テンプレート１０１の歪みを解消することができる（図６(Ｂ)）。
【００５６】
なお、テンプレート１０１の平面形状を、被転写基板２０１上のパターンの歪みに合うように歪ませる場合にも、図６の場合と同様にしてテンプレート１０１に応力を加える。
【００５７】
図７は、テンプレート１０１の断面形状を模式的に示した側方断面図である。
【００５８】
図７には、テンプレート１０１そのものに上下方向の歪みが生じている様子が示されている。このようなテンプレート１０１の歪みは、ピン４１１，４１２による圧力により解消することが可能である。これについては、図８を参照して説明する。
【００５９】
図８は、ピン４１１，４１２からテンプレート１０１に圧力が加えられる様子を示した側方断面図である。
【００６０】
本実施形態のピン４１１，４１２は、上述のように、上下移動が可能なよう構成されている。図８には、このことを利用して、図７に示すテンプレート１０１の歪みを解消している様子が示されている。図８では、左上のピン４１１がテンプレート１０１に下向きの圧力Ｐを加え、右下のピン４１２がテンプレート１０１に上向きの圧力Ｐ’を加えることで、テンプレート１０１の歪みが解消されている。なお、図８における右上のピン４１１と左下のピン４１２は、テンプレート１０１を単に支持する程度に突き出た状態となっている。
【００６１】
このように、第１及び第２の構造体４０１，４０２のピン４１１，４１２は、様々な厚さのテンプレート１０１の保持を可能とする効果と、テンプレート１０１の上下方向の歪みを解消する（又はテンプレート１０１に上下方向の歪みを与える）効果を有する。
【００６２】
図９は、第２の構造体４０２のピン４１２が上下方向及び水平方向に動く様子を示した上面図及び側方断面図である。
【００６３】
図９(Ａ)及び(Ｂ)は、標準状態におけるピン４１２の位置を示した上面図及び側方断面図である。一方、図９(Ｃ)及び(Ｄ)は、ピン４１２が標準状態における位置から上下方向及び水平方向に移動した様子を示した上面図及び側方断面図である。
【００６４】
このように、本実施形態のピン４１２は、上下方向及び水平方向に移動可能なよう構成されている。図９(Ｂ)及び(Ｄ)には、このようなピン４１２の移動により、テンプレート１０１の歪みが解消される様子が示されている。
【００６５】
なお、図９では、第２の構造体４０２のピン４１２の移動について説明したが、第１の構造体４０１のピン４１１の移動の仕方についても、これと同様である。
【００６６】
以下、図２を再び参照して、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを補正するための制御方法について説明する。
【００６７】
図２には、テンプレート１０１を構成するテンプレート基板３０１及びパターン面３０２と、テンプレート基板３０１に設けられたアライメントマーク３０３と、パターン面３０２に設けられたアライメントマーク３０４が示されている。
【００６８】
テンプレート１０１の歪みについては、テンプレート基板３０１のアライメントマーク３０３の位置を測定することで検出可能である。また、テンプレート１０１上のパターンの位置ずれについては、更にパターン面３０２のアライメントマーク３０４の位置を測定することで検出可能である。
【００６９】
そこで、本実施形態のナノインプリント装置では、ナノインプリント処理の開始前に、アライメントマーク３０３，３０４の位置を測定することで、テンプレート１０１の歪みに関する情報と、テンプレート１０１上のパターンの位置ずれに関する情報を、予め取得しておく。
【００７０】
更には、ナノインプリント装置内の制御部（例えばプロセッサ）が、これらの情報を利用して、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを補正するための制御パラメータを予め計算しておく。そして、計算された制御パラメータを、ナノインプリント装置内の記憶部（例えばフラッシュメモリ）に予め保存しておく。
【００７１】
これにより、本実施形態では、ナノインプリント処理の実行時に、当該制御パラメータを利用することで、テンプレート１０１の歪み、及びテンプレート１０１上のパターンの位置ずれを精度良く補正することが可能となる。
【００７２】
制御パラメータの例としては、変形制御装置４０４がテンプレート１０１に加える応力の大きさ、ピン４１１，４１２の位置及び圧力、テンプレートチャック１１１の温度、テンプレート１０１の温度等が挙げられる。制御パラメータとして、例えば、これらのうちのいずれか１つ以上を使用可能である。
【００７３】
以上のように、本実施形態では、テンプレート１０１を第１及び第２の構造体４０１，４０２により上下方向から挟み込んで保持する。更には、テンプレート１０１の側面に変形制御装置４０４から接触部材４０３を介して応力を加えることで、テンプレート１０１の変形制御を行う。これにより、本実施形態では、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御が可能となる。
【００７４】
更に、本実施形態では、第１の構造体４０１、第２の構造体４０２、各接触部材４０３は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されている。これにより、これらを個別に駆動させることで、様々な厚さ、材料、形状のテンプレート１０１の保持及び変形制御に対処することが可能となる。
【００７５】
更に、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２がそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、複数のピン４１１，４１２で接触するよう構成されている。これにより、本実施形態では、テンプレート１０１に対し、水平方向の応力だけでなく、上下方向の圧力を加えることが可能となる。
【００７６】
以下、第１実施形態の変形例である第２及び第３実施形態について説明する。第２及び第３実施形態については、第１実施形態との相違点を中心に説明する。
【００７７】
（第２実施形態）
図１０及び図１１は、第２実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。図１１は、図１０に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図となっている。
【００７８】
本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２は設けられておらず、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている（図１０及び図１１）。
【００７９】
また、本実施形態のテンプレート１０１には、図１１に示すように、その下面Ｓ2に凹部３２１が形成されている。そして、第２の構造体４０２の上面には、この凹部３２１に差し込むための凸部４２１が設けられている。逆に言えば、本実施形態のテンプレート１０１には、第２の構造体４０２の凸部４２１を差し込むための凹部３２１が形成されているとも言える。
【００８０】
そして、第２の構造体４０２は、上下方向だけでなく、水平方向にも駆動可能なように構成されている（図１１）。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４による応力だけでなく、第２の構造体４０２を水平方向に駆動させることでも、テンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となっている。
【００８１】
本実施形態では、図１１に示すように、第２の構造体４０２を外向きに駆動させることで、テンプレート１０１を伸ばす方向に変形制御を行うことができる。また、第２の構造体４０２を内向きに駆動させることで、テンプレート１０１を縮ませる方向に変形制御を行うことができる。
【００８２】
図１２は、第２実施形態のテンプレート１０１に設けられた凹部３２１の形状を示した上面図である。
【００８３】
図１２(Ａ)及び(Ｂ)には、４つの第２の構造体４０２の凸部４２１を差し込むための凹部３２１の平面形状の例が示されている。図１２(Ａ)のテンプレート１０１には、これらの凸部４２１用に、１つの環状の凹部３２１が設けられている。一方、図１２(Ｂ)のテンプレート１０１には、これらの凸部４２１用に、４つの凹部３２１が設けられている。本実施形態では、図１２(Ａ)及び(Ｂ)のいずれの凹部３２１を採用しても構わない。
【００８４】
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている。更に、第２の構造体４０２の上面には、テンプレート１０１の下面Ｓ2に設けられた凹部３２１に差し込むための凸部４２１が設けられている。これにより、本実施形態では、変形制御装置４０４による応力だけでなく、第２の構造体４０２を水平方向に駆動させることでも、テンプレート１０１の変形制御を行うことが可能となる。
【００８５】
（第３実施形態）
図１３及び図１４は、第３実施形態のテンプレートチャック１１１の構成を示す側方断面図である。図１４は、図１３に示すテンプレートチャック１１１を拡大して示した側方断面図となっている。
【００８６】
本実施形態では、第２実施形態と同様、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２は設けられておらず、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている（図１３及び図１４）。
【００８７】
また、本実施形態では、テンプレート１０１の側面３３１（Ｓ3）と、各接触部材４０３の側面４３１は、図１４に示すように、互いに適合するテーパー形状を有している。すなわち、テンプレート１０１の側面３３１と、各接触部材４０３の側面４３１は、同じ傾斜角度を有するテーパー面となっている。
【００８８】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１と接触部材４０３との接触面積が、テーパーがない場合に比べて広くなっている。このことには、変形制御装置４０４及び接触部材４０３が、テンプレート１０１を保持しやすくなる、テンプレート１０１に応力を加えやすくなる等の効果がある。
【００８９】
図１４では、テンプレート１０１の上面Ｓ1に対する側面Ｓ3の角度が、θで示されている。本実施形態では、角度θは、３０度から６０度、例えば、約４５度に設定される。角度θの値は、全側面Ｓ3で共通でもよいし、各側面Ｓ3ごとに異なっていてもよい。後者の場合には、一部の側面Ｓ3のみがテーパー形状を有するようにしても構わない。
【００９０】
以上のように、本実施形態では、第１及び第２の構造体４０１，４０２はそれぞれ、テンプレート１０１の上面Ｓ1及び下面Ｓ2に対し、面接触するよう構成されている。更に、テンプレート１０１の側面３３１と、各接触部材４０３の側面４３１は、テーパー形状を有している。
【００９１】
これにより、本実施形態では、テンプレート１０１と接触部材４０３との接触面積が広くなり、変形制御装置４０４及び接触部材４０３が、テンプレート１０１を保持しやすくなり、且つ、テンプレート１０１に応力を加えやすくなる。
【００９２】
なお、図１の説明において、レジスト材２０２は、ＵＶ光によって硬化するとしたが、ＵＶ光以外の電磁波や熱によって硬化するようにしても構わない。
【００９３】
また、第１実施形態において、種々の制御パラメータの例を示したが、制御パラメータの更なる例として、第２及び第３実施形態の第１及び第２の構造体４０１，４０２とテンプレート１０１との接触面積の大きさが挙げられる。
【００９４】
また、第１から第３実施形態は、これらのうちの２つ以上を組み合わせて採用しても構わない。例えば、第１の実施形態と第３の実施形態を組み合わせて、第１及び第２の構造体４０１，４０２にピン４１１，４１２を設けると共に、テンプレート１０１の側面３３１と各接触部材４０３の側面４３１をテーパー形状としても構わない。
【００９５】
以上、本発明の具体的な態様の例を、第１から第３実施形態により説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９６】
１０１ テンプレート
１１１ テンプレートチャック
１１２ ベース
１１３ アライメントセンサ
１１４ ＵＶ光源
１１５ ＣＣＤカメラ
２０１ 被転写基板
２０２ レジスト材
２１１ 試料ステージ
２１２ 試料チャック
３０１ テンプレート基板
３０２ パターン面
３０３ アライメントマーク
３０４ アライメントマーク
３２１ 凹部
３３１ テーパー面
４０１ 第１の構造体
４０２ 第２の構造体
４０３ 接触部材
４０４ 変形制御装置
４１１ ピン
４１２ ピン
４２１ 凸部
４３１ テーパー面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント装置用のテンプレートチャックであって、
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、
前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材と、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置とを備え、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするテンプレートチャック。
【請求項２】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し複数のピンで接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項３】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し面接触するよう構成されており、
前記第２の構造体の上面には、前記テンプレートの下面に設けられた凹部に差し込むための凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項４】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し面接触するよう構成されており、
前記複数の接触部材の側面と、前記テンプレートの側面は、テーパー形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項５】
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、
前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材と、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置と、
前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材に光を照射して、前記レジスト材を硬化するための光源とを備え、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするインプリント装置。
【請求項６】
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ第１及び第２の構造体を接触させて、前記テンプレートを前記第１及び第２の構造体により上下方向から挟み込み、
前記テンプレートの側面に複数の接触部材を接触させて、前記テンプレートを前記複数の接触部材により側面方向から挟み込み、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させ、
前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材を硬化して、前記被転写基板上にレジストパターンを形成する、
パターン形成方法であって、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項１】
インプリント装置用のテンプレートチャックであって、
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、
前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材と、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置とを備え、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするテンプレートチャック。
【請求項２】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し複数のピンで接触するよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項３】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し面接触するよう構成されており、
前記第２の構造体の上面には、前記テンプレートの下面に設けられた凹部に差し込むための凸部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項４】
前記第１及び第２の構造体はそれぞれ、前記テンプレートの上面及び下面に対し面接触するよう構成されており、
前記複数の接触部材の側面と、前記テンプレートの側面は、テーパー形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のテンプレートチャック。
【請求項５】
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ接触させて、前記テンプレートを上下方向から挟み込むための第１及び第２の構造体と、
前記テンプレートの側面に接触させて、前記テンプレートを側面方向から挟み込むための複数の接触部材と、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させる変形制御装置と、
前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材に光を照射して、前記レジスト材を硬化するための光源とを備え、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするインプリント装置。
【請求項６】
テンプレートの上面及び下面にそれぞれ第１及び第２の構造体を接触させて、前記テンプレートを前記第１及び第２の構造体により上下方向から挟み込み、
前記テンプレートの側面に複数の接触部材を接触させて、前記テンプレートを前記複数の接触部材により側面方向から挟み込み、
前記複数の接触部材を介して前記テンプレートに応力を加えることで、前記テンプレートを変形させ、
前記テンプレートを被転写基板上のレジスト材に接触させた状態で、前記レジスト材を硬化して、前記被転写基板上にレジストパターンを形成する、
パターン形成方法であって、
前記第１の構造体、前記第２の構造体、及び前記複数の接触部材は、それぞれが個別に駆動可能なよう構成されていることを特徴とするパターン形成方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−６００７９（Ｐ２０１２−６００７９Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０４７２８（Ｐ２０１０−２０４７２８）
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１３日（２０１０．９．１３）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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