ナノスケール加工中に基板の寸法を変更する装置、システムおよび方法
本発明は、パターン化されたモールドを有するテンプレートなどの基板の寸法を変更する装置、システムおよび方法を対象としている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（連邦支援の研究または開発に関する供述書）
米国政府は、本特許の払込み済み実施許諾を有しており、また、限定状況の下に、ディフェンス・アドバンスト・リサーチ・プロジェクト・エージェンシ（ＤＡＲＰＡ）によって裁定されたＮ６６００１−０１−１−８９６４およびＮ６６００１−０２−Ｃ−８０１１の約定によって提供される妥当な期間の間、他者に実施を許諾するべく特許所有者に要求する権利を有している。
【０００２】
本発明の分野は一般にインプリント・リソグラフィに関する。より詳細には、本発明は、インプリント・リソグラフィ処理中におけるパターンひずみの抑制を対象としている。
【背景技術】
【０００３】
微細加工には、たとえばマイクロメートル以下の程度のフィーチャを有する極めて微小な構造の加工が必要である。微細加工が大きな影響を及ぼした分野の１つは、集積回路の処理分野である。半導体処理産業では、製造歩留りをより大きくし、かつ、基板に形成される単位面積当たりの回路を増すための努力が継続しているため、微細加工は、ますます重要になっている。微細加工によって、より優れたプロセス制御が提供され、かつ、形成される構造の最小フィーチャ寸法がさらに縮小される。微細加工が使用されている開発の他の分野には、生物工学、光学技術、機械システムなどがある。
【０００４】
例示的な微細加工技法は、一般にインプリント・リソグラフィと呼ばれており、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ Ａ ＭＯＬＤ ＴＯ ＡＲＲＡＮＧＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＲＥＰＬＩＣＡＴＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＨＡＶＩＮＧ ＭＩＮＩＭＡＬ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＶＡＲＩＡＢＩＬＩＴＹ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＬＡＹＥＲ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＦＡＣＩＬＩＴＡＴＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、と「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ Ａ ＭＯＬＤ ＴＯ ＡＲＲＡＮＧＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＲＥＰＬＩＣＡＴＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＨＡＶＩＮＧ ＭＩＮＩＭＡＬ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＶＡＲＩＡＢＩＬＩＴＹ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００４６２７１号などの多くの刊行物に詳細に記載されている。これらはすべて本発明の譲受人に譲渡されたものである。これらの特許出願公開の各々に示されている基本的なインプリント・リソグラフィ技法には、重合が可能な層へのレリーフ・パターンの形成、および下にある基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写が含まれている。そのために、テンプレートが基板から間隔を隔てて使用されており、成形可能な液体がテンプレートと基板の間に存在している。この液体が凝固して、液体と接触しているテンプレートの面の形状と一致するパターンが記録された凝固層が形成される。次に、基板および凝固層に転写処理が施され、凝固層のパターンに対応するレリーフ画像が基板に転写される。
【０００５】
テンプレートと基板の間に重合が可能な液体を配置する方法の１つは、液体の複数の滴を基板に付着させることである。次に、重合が可能な液体をテンプレートと基板の両方に同時に接触させることによって基板の面全体に重合が可能な液体が広がる。基板とテンプレートの間に適切な配向が得られるよう、テンプレートと基板は適切に整列させることが望ましい。そのために、テンプレートおよび基板は、いずれもアラインメント・マークを備えている。これらのプロセスに関わる重要なことは、とりわけインプリント層および／または基板の軽減的性質の変化、ならびに基板に対するテンプレートの不整列によるパターンのひずみである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、倍率とアラインメントの変化に起因する、インプリント・リソグラフィ技法を使用することによって形成されるパターンのひずみを抑制するシステムが提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パターン化されたモールドを有するテンプレートなどの基板の寸法を変更する装置、システム、方法を対象にしている。そのために、本発明による装置は、基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、プライアント（pliant:従順な）部材と、プライアント部材を介して基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備えている。アクチュエータ・アセンブリは、複数のレバー・サブアセンブリを備えており、そのうちの１つはボディを備えている。このボディは上記領域に位置しており、複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディとは間隔を隔てている。複数のレバー・アセンブリのうちの１つは、ボディと対向するボディとの間の距離を変更するように適合されている。この方法によれば、テンプレートに圧縮力を印加し、モールドの上のパターンの望ましくない倍率ひずみまたは他のひずみを除去することができる。プライアント部材は、圧縮力に応答して生成される、基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成されている。
【０００８】
本発明によるシステムは、基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、プライアント部材と、プライアント部材を介して基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備えている。アクチュエータ・アセンブリは、複数のレバー・サブアセンブリを備えており、そのうちの１つはボディを備えている。このボディは上記領域に位置しており、複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディとは間隔を隔てている。複数のレバー・アセンブリのうちの１つは、ボディと対向するボディとの間の距離を変更するように適合されている。このようにして、テンプレートに圧縮力を印加し、モールドの上のパターンの望ましくない倍率ひずみまたは他のひずみを除去することができる。プライアント部材は、圧縮力に応答して生成される、基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成されている。
【０００９】
本発明による方法には、アクチュエータ・アセンブリを使用して基板に圧縮力を印加するステップと、圧縮力に応答して生成される、チャックさせることによって知覚される反力を最小化するために、基板に対するアクチュエータ・アセンブリの移動を容易にするステップが含まれている。以下、これらおよび他の実施形態について、より詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ・システム１０を示したもので、ブリッジ１４を有する一対の間隔を隔てたブリッジ・サポート１２と、ブリッジ・サポート１２の間に延びているステージ・サポート１６を備えている。ブリッジ１４とステージ・サポート１６は互いに離れている。ブリッジ１４には、ブリッジ１４からステージ・サポート１６へ向かって延びているインプリント・ヘッド１８が結合されている。ステージ・サポート１６の上には、動きステージ２０がインプリント・ヘッド１８と対向して配置されている。動きステージ２０は、Ｘ軸、Ｙ軸に沿って、ステージ・サポート１６に対して移動するように構成されているが、Ｚ軸に沿って移動させることも可能である。本発明の譲受人に譲渡された、２００２年７月１１日出願の「Ｓｔｅｐ ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の米国特許出願第１０／１９４，４１４号に、例示的動きステージ・デバイスが開示されている。動きステージ２０に化学エネルギーを入射させるためのエネルギー源２２がシステム１０に結合されている。システム１０の動作は、システム１０の様々な部品の動作を調整するための命令を定義したコンピュータ可読コードを含んだ記憶装置３３とデータ通信しているプロセッサ３１によって制御されている。
【００１１】
図１、２の両方を参照すると、モールド２８を有するテンプレート２６がインプリント・ヘッド１８に接続されている。モールド２８は、間隔を隔てた複数の凹所２７と凸部２９によって形成された複数のフィーチャを備えている。これらの複数のフィーチャは、動きステージ２０の上に配置されたウェハ３０に転写されるパターンの基礎を形成する原始パターンを決めている。そのために、インプリント・ヘッド１８は、Ｚ軸に沿って移動し、モールド２８とウェハ３０の間の距離「ｄ」を変更するようにされているが、Ｘ軸、Ｙ軸に沿って移動させることも可能である。この方法によれば、モールド２８のフィーチャをウェハ３０の流動領域にインプリントすることができる。これについては、以下でより詳細に説明する。エネルギー源２２は、モールド２８がエネルギー源２２とウェハ３０の間に位置するように配置されている。したがってモールド２８は、エネルギー源２２によって生成されるエネルギーに対して実質的に透明な材料から製造されている。
【００１２】
図２を参照すると、流動領域は、実質的に平らな輪郭である面３２の一部に形成されている。この流動領域は、米国特許第５，７７２，９０５号に開示されている熱エンボス・プロセス、あるいはＣｈｏｕらが「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７頁、２００２年６月）の中で記述しているタイプのレーザ支援直接インプリント（ＬＡＤＩ）プロセスなどの知られている任意の技法を使用して形成することができる。しかしながら、本実施形態の場合、流動領域は、ウェハ３０上の、インプリント材料の複数の間隔を隔てた離散滴３６からなっている。これについては、以下でより詳細に説明する。本発明の譲受人に譲渡された、２００２年７月９日出願の「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄｓ」という名称の米国特許出願第１０／１９１，７４９号に、滴３６を付着させるための例示的システムが開示されている。滴３６には、インプリント層３４に形成される記録パターンを決めている原始パターンに対応するパターンを記録するために選択的に重合させることができ、かつ、架橋させることができるインプリント材料が含まれている。２００３年６月１６日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ ａ Ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ Ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ａ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ａ Ｍｏｌｄ」という名称の米国特許出願第１０／４６３，３９６号に、インプリント材料の例示的組成が開示されている。
【００１３】
図２、３を参照すると、インプリント層３４に記録されたパターンが、部分的にはモールド２８との相互作用、たとえば機械的な接触、電気的な接触等によって生成される。この例では、滴３６とモールド２８を機械的に接触させて、面３２全体にインプリント材料の連続構造を形成するために距離「ｄ」を短くし、次にこの連続構造を凝固させることによってインプリント層３４を形成させる。一実施形態では、インプリント層３４のサブ部分３５が凹所２７に進入して凹所２７を充填させるために距離「ｄ」を短くする。
【００１４】
凹所２７の充填を容易にするために、使用されるインプリント材料は、凹所２７を完全に充填し、かつ、インプリント材料の連続構造で面３２を覆うような所望の特性を有している。この実施形態では、凸部２９と重なっているインプリント層３４のサブ部分３７は、通常は最小距離である所望の距離「ｄ」に到達した後も残留し、厚さｔ1のサブ部分３５と厚さｔ2のサブ部分３７が残される。厚さ「ｔ1」と「ｔ2」は、アプリケーションに応じて必要な任意の厚さにすることができる。
【００１５】
図２、３を参照すると、所望の距離「ｄ」に到達すると、エネルギー源２２が、インプリント材料を重合させ、かつ、架橋させる化学エネルギーを生成し、それにより架橋重合体材料が形成される。したがってインプリント材料の組成が液体状態から固体状態へ変化する。詳細には、図３により明確に示されているように、インプリント材料が凝固して、モールド２８の面３９の形状と一致する形状を有する面を備えたインプリント層３４が形成される。凝固したインプリント層３４が形成されると、モールド２８と凝固したインプリント層３４とを分離するように距離「ｄ」を長くする。
【００１６】
図３を参照すると、追加処理を使用してウェハ３０を完全にパターニングすることができる。たとえば、図４に示すように、ウェハ３０と凝固したインプリント層３４にエッチングを施し、凝固したインプリント層３４のパターンをウェハ３０に転写することによってパターン化された面２９４を形成することができる。もう一度図３を参照すると、エッチングを容易にするために、凝固したインプリント層３４が形成される材料を変更し、必要に応じてウェハ３０に対する相対エッチング速度を決めることができる。別法として、あるいは追加として、選択的に配置されたフォトレジスト材料（図示せず）に対するエッチングの差を使用して、凝固したインプリント層３４を形成することも可能である。フォトレジスト材料（図示せず）を提供することにより、知られている技法を使用して、凝固したインプリント層３４をさらにパターン化することができる。所望のエッチング速度に応じて、また、下を覆っている、ウェハ３０と凝固したインプリント層３４を形成している成分に応じて、任意のエッチング・プロセスを使用することができる。例示的エッチング・プロセスには、プラズマ・エッチング、反応性イオン・エッチング、化学ウェット・エッチングなどがある。ウェハ３０は、広義の意味で使用されていること、また、ウェハ３０には、上で説明したプロセスを使用したパターニングに適した任意のタイプの基板が含まれることを理解されたい。たとえばウェハ３０は、天然酸化物の有無に関わらず、たとえばシリコン・ウェハなどのベア半導体ウェハ３４であってもよい。別法としては、ウェハ３０は、その上に配置された、たとえばＭｉｓｓｏｕｒｉ州Ｒｏｌｌａ在所のＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から入手することができる、ＤＵＶ３０Ｊ−６の商品名で販売されている材料から形成されたプライマー層などの１つまたは複数の層を有することも可能である。
【００１７】
図１、２の両方を参照すると、例示的エネルギー源２２は、紫外線エネルギーを生成することができる。熱エネルギー、電磁エネルギーなどの他のエネルギー源を使用することも可能である。インプリント材料の重合を開始させるために使用されるエネルギーの選択は当業者には周知であるが、一般的には所望する特定のアプリケーションによって決まる。また、モールド２８の複数のフィーチャは、モールド２８の断面に狭間胸壁の形状を形成する凸部２９に平行の方向に沿って延びている凹所２７として示されている。しかしながら、凹所２７と凸部２９は、集積回路を生成するためのフィーチャを含む、事実上、所望する任意のフィーチャに対応させることができ、また、数ナノメートルの微小な凹所２７と凸部２９が可能である。したがって、システム１０の部品は、場合によっては熱的に安定な材料、たとえば熱膨張係数がほぼ室温（たとえばセ氏２５度）で約１０ｐｐｍ／セ氏温度未満の材料から製造されることが望ましい。いくつかの実施形態では、構築材料には、約１０ｐｐｍ／セ氏温度未満、または１ｐｐｍ／セ氏温度未満の熱膨張係数を持たせることができる。そのために、ブリッジ・サポート１２、ブリッジ１４および／またはステージ・サポート１６は、ＩＮＶＡＲ（登録商標）の商品名またはＳＵＰＥＲ ＩＮＶＡＲ（商標）の商品名で入手することができる鉄合金、それには限定されないがＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）セラミックを始めとするセラミックス、炭化ケイ素などの材料のうちの１つまたは複数の材料から製造することができる。また、テーブル２４を構築して、システム１０の残りの部品を周りの環境の振動から絶縁することも可能である。例示的テーブル２４は、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｉｒｖｉｎｅ在所のＮｅｗｐｏｒｔ社から入手することができる。
【００１８】
図５、６を参照すると、テンプレート２６（この上にモールド２８が存在している）は、チャック・ボディ４２を介して、図１に示すインプリント・ヘッド１８に結合されている。ボディ４２は、たわみ材４１に結合されている。たわみ材４１は、テンプレート２６の動きを制御している配向システム４３に結合されている。
【００１９】
図７を参照すると、配向システム４３は、外側フレーム４６の近傍に配置された内側フレーム４４とたわみミリング４８を有して示されている。これについては、以下でより詳細に説明する。ボディ４２は、たわみ材４１を介して、図８により明確に示されている配向システム４３に結合されている。詳細には、ボディ４２は、ボディ４２の四隅に配置された、ボディ４２の四隅に最も近いたわみ材４１の四隅に連結されているねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の手段を使用してたわみ材４１に接続されている。内側フレーム４４の面４５に最も近いたわみ材４１の四隅４７は、図には示されていないが、ねじが切られたファスナなどの適切な任意の手段を使用して内側フレーム４４の面４５に接続されている。
【００２０】
図７、８を参照すると、内側フレーム４４は中央通路５０を有しており、外側フレーム４６は、中央通路５０と重なっている中央開口５２を有している。たわみミリング４８の形状は環状であり、たとえば円形または楕円形である。たわみミリング４８は、内側フレーム４４と外側フレーム４６に結合されており、中央通路５０と中央開口５２の両方の外側に位置している。詳細には、たわみミリング４８は、ねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の手段を使用して、領域５４、５６、５８で内側フレーム４４に結合され、領域６０、６２、６４で外側フレーム４６に結合されている。領域６０は、領域５４と５６の間に、それらから等距離で配置されている。領域６２は、領域５６と５８の間に、それらから等距離で配置されている。また、領域６４は、領域５４と５８の間に、それらから等距離で配置されている。この方法によれば、たわみミリング４８は、たわみ材４１、ボディ４２、テンプレート２６を取り囲み、かつ、内側フレーム４４を外側フレーム４６に固定して取り付けられる。
【００２１】
配向システム４３の部品とたわみ材４１は、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼などの適切な任意の材料から形成することができることを理解されたい。また、たわみ材４１は、適切な任意の手段を使用して配向システム４３に結合できる。この例では、たわみ材４１は、ボディ４２の四隅に配置された、ねじが切られたファスナ（図示せず）を使用して面４５に結合されている。
【００２２】
配向システム４３は、テンプレート２６の動きを制御し、かつ、基準面（図示せず）に対する所望の空間関係でテンプレート２６を配置するように構成されている。そのために、複数のアクチュエータ６６、６８、７０が、外側フレーム４６と内側フレーム４４の間に、配向システム４３の周りに間隔を隔てて接続されている。アクチュエータ６６、６８、７０は、それぞれ第１の端部７２と第２の端部７４を有している。第１の端部７２は外側フレーム４６と対向し、第２の端部７４は内側フレーム４４と対向している。アクチュエータ６６、６８、７０は、３つの軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４の並進動きを容易にすることによって内側フレーム４４を外側フレーム４６に対して傾斜させる。配向システム４３は、軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3の周りの約±１．２ｍｍの動き範囲を設けることができる。この方法によれば、アクチュエータ６６、６８、７０は、内側フレーム４４に、たわみ材４１、延いてはテンプレート２６よボディ４２の両方に、複数の軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3のうちの１つまたは複数の周りの角度的な動きを与えることができる。詳細には、軸Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を短くし、かつ、軸Ｚ1に沿ったそれらの間の距離を長くすることにより、傾斜軸Ｔ2の周りの第１の方向の角度的な動きが生じる。軸Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を長くし、かつ、軸Ｚ1に沿ったそれらの間の距離を短くすることにより、傾斜軸Ｔ2の周りの、第１の方向とは逆の第２の方向の角度的な動きが生じる。同様の方法で、内側フレーム４４が、軸Ｚ3に沿って逆方向に、軸Ｚ1、Ｚ2に沿った移動の２倍の距離を移動している間に、内側フレーム４４を軸Ｚ1、Ｚ2に沿って同じ方向に、同じ大きさで移動させることによって内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を変更させることにより、軸Ｔ1の周りの角度的な動きが生じる。同様に、内側フレーム４４が、軸Ｚ2に沿って逆方向に、軸Ｚ1、Ｚ3に沿った移動の２倍の距離を移動している間に、内側フレーム４４を軸Ｚ1、Ｚ3に沿って同じ方向に、同じ大きさで移動させることによって内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を変更することにより、軸Ｔ3の周りの角度的な動きが生じる。アクチュエータ６６、６８、７０は、±２００Ｎの最大動作力を有することができる。配向システム４３は、軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の周りの約±０．１５°の動き範囲を与えることができる。
【００２３】
アクチュエータ６６、６８、７０は、機械部品が最少になり、微粒子が原因となる不均一な機械的追従や摩擦が最小化になるように選択される。アクチュエータ６６、６８、７０の例には、ボイス・コイル・アクチュエータ、圧電アクチュエータ、リニア・アクチュエータがある。アクチュエータ６６、６８、７０の例示的実施形態は、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓｙｌｍａｒ在所のＢＥＩ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからＬＡ２４−２０−０００Ａの商品名で入手することができ、適切な任意の手段、たとえばねじが切られたファスナを使用して内側フレーム４４に結合される。また、アクチュエータ６６、６８、７０は、内側フレーム４４と外側フレーム４６の間に、それらの周りに対称になるように結合されており、中央通路５０と中央開口５２の外側に位置している。このような構成により、外側フレーム４６からたわみ材４１まで、障害物のない通路が構成される。また、構造が対称であるため、動的振動や不均一な熱ドリフトが最小化され、それにより内側フレーム４４の微小動き修正を行うことができる。
【００２４】
内側フレーム４４、外側フレーム４６、たわみミリング４８、アクチュエータ６６、６８、７０の組合せによってたわみ材４１の角度的な動きが与えられ、延いては傾斜軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の周りのボディ４２とテンプレート２６の角度的な動きが与えられる。しかしながら、テンプレート２６には、直角ではないとしても、軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3に対して横方向に延びている平面に存在している軸に沿った並進動きが与えられることが望ましい。これは、テンプレート、テンプレート・チャック、コンプライアント・デバイスを組み込む際にテンプレートの面に存在し、かつ、傾斜軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3とは間隔を隔てた、図のＣ１とＣ２で示す複数の追従軸のうちの１つまたは複数の軸の周りの角度的な動きをテンプレート２６に与える機能をたわみ材４１に提供することによって達成される。
【００２５】
図９、１０を参照すると、たわみ材４１は、サポート・ボディ７６と複数のたわみアーム８０、８２、８４、８６と向かい合ってサポート・ボディ７６に結合されたフローティング・ボディ７８を備えている。ボディ４２は、上で説明したようにフローティング・ボディ７８に取り付けるように意図されており、テンプレート２６は、従来の方法を使用したチャック・システム４０によって保持されている。チャック・システム４０については、図６を参照して以下でより詳細に説明する。
【００２６】
もう一度図９、１０を参照すると、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４を備えている。説明を分かり易くするために、たわみアーム８８に関連して第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４について説明するが、この説明は、たわみアーム８０、８４、８６と結合しているたわみ継手のセットについても等しく適用される。必ずしもその必要はないが、たわみ材４１は、ソリッド・ボディから形成されている。したがって、サポート・ボディ７６、フローティング・ボディ７８、たわみアーム８０、８２、８４、８６は一体形成されており、第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４と向かい合って、一体として回転結合されている。サポート・ボディ７６は、中央に配置された通路９６を備えている。フローティング・ボディ７８は、中央に配置された、通路９６と重なっている開口９８を備えている。たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれその両端に端部９９、１００を備えている。個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６の端部９９は、たわみ継手９２、９４を介してサポート・ボディ７６に接続されている。端部９９は、通路９６の外側に位置している。個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６の端部１００は、たわみ継手８８、９０を介してフローティング・ボディ７８に接続されている。端部１００は、開口９８の外側に位置している。
【００２７】
図９、１０、１１を参照すると、継手８８、９０、９２、９４は、それぞれ、端部９９、１００の近傍、つまりサポート・ボディ７６またはフローティング・ボディ７８のいずれか一方と、たわみアーム８０、８２、８４、８６のうちの１つとの界面に、たわみ材４１から材料を減少させることによって形成されている。そのために、たわみ継手８８、９０、９２、９４は、たわみ材４１を機械加工し、レーザ切断し、あるいは他の適切な処理を施すことによって形成されている。詳細には、継手９０、９２は、対向する２つの面１０４、１０６と２つの隙間１０８、１１０を有するたわみ部材１０２から形成されている。隙間１０８は、隙間１１０とは反対の方向に向いて配置されており、また、隙間１１０は、隙間１０８とは反対の方向に向いている。面１０４から遠ざかる方向に隙間１１０から延びているギャップ１１２は、たわみアーム８２の周囲の開口の中で終端している。継手９４も、対向する２つの面１１６、１１８と２つの隙間１２０、１２２を有するたわみ部材１１４から形成されている。隙間１２２は、面１１８の反対側に配置されている。ギャップ１２３は、面１１６から遠ざかる方向に隙間１２２から延びており、ギャップ１２５は、隙間１２０から延びている。ギャップ１１２、１２３、１２５の間隔Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3は、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８のいずれかの間で相対動きが生じることになる動き範囲をそれぞれ形成している。
【００２８】
図９と１１を参照すると、たわみアーム８２、８４の継手８８と結合しているたわみ部材１１４は、軸１２４の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８２、８４の継手９２と結合しているたわみ部材１０２は、軸１２６の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８０、８６の継手８８と結合しているたわみ部材１１４は、軸１２８の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８０、８６の継手９２と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３０の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８０、８２の継手９０と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３２の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８０、８２の継手９４と結合しているたわみ部材１１４は、軸１３４の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８４、８６の継手９０と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３６の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８４、８６の継手９４と結合しているたわみ部材１１４は、軸１３８の周りの回転を容易にしている。
【００２９】
したがって、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ、回転軸のグループが重なるたわみ材４１の領域に配置されている。たとえば、たわみアーム８０の端部９９は、軸１３０と１３４が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２８と１３２が重なる領域に配置されている。たわみアーム８２の端部９９は、軸１２６と１３４が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２４と１３２が重なる領域に配置されている。たわみアーム８４の端部９９は、軸１３８と１２６が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２４と１３６が重なる領域に配置されている。同様に、たわみアーム８６の端部９８は、軸１３０と１３８が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１３６と１２８が重なる領域に配置されている。
【００３０】
この構成の結果として、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８に対して、軸が重なっている２つのグループ（第１のグループがもう１つのグループに対して横方向に延びている）の周りの相対回転動きを与えるように結合されている。したがって、たわみアーム８０、８２、８４、８６の各々に、直交する軸の２つのグループの周りの動きが提供され、かつ、これらのたわみアームのフットプリントが最小化される。たわみ材４１は、上記軸の上方に、約±０．０４°の傾斜動き範囲、約±０．０２°のアクティブ傾斜動き範囲、約±０．０００５°のアクティブ・シータ動き範囲を与えることができる。さらに、たわみアーム８０、８２、８４、８６の個々のフットプリントが小さくなるため、たわみアーム８０、８２、８４、８６によって妨害されない空隙を通路９６と開口９８の間に残すことができる。したがってたわみ材４１は、インプリント・リソグラフィ・システムの使用に適している。
【００３１】
図１０、１２、１３を参照すると、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８に対するたわみアーム８０、８２、８４、８６のこの構成は、たわみ材４１の荷重の平行伝達を容易にしている。たとえば、サポート・ボディ７６に荷重力が与えられると、個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６は、実質的に同じ大きさの力Ｆ１をフローティング・ボディ７８に与える。これは、とりわけ、力Ｆ1またはＦ2のいずれかが付与された場合の、たわみ材４１を使用した所望の構造剛性の達成を容易にしている。そのために、継手８８、９０、９２、９４は回転継手であり、たわみ材とサポート・ボディ７６またはフローティング・ボディ７８のいずれかとの間の、回転動きを除くあらゆる方向の動きが最小化される。詳細には、継手８８、９０、９２、９４は、たわみアーム８０、８２、８４、８６、サポート・ボディ７６、フローティング・ボディ７８の間の並進動きを最小化し、かつ、軸１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の周りの回転動きを容易にしている。
【００３２】
図１０、１１、１２、１３を参照すると、軸１２４、１２６、１２８、１３０の相対位置は、フローティング・ボディ７８の、フローティング・ボディ７８から間隔を隔てた、開口９８と軸１２４、１２６、１２８、１３０に対して中心に位置している位置１４０に、第１のリモート・センタ追従（ＲＣＣ）を提供している。同様に、軸１２２、１２４、１３６、１３８の相対位置は、フローティング・ボディ７８の、位置１４０の実質的に近くに第２のＲＣＣを提供している。この第２のＲＣＣは、位置１４０から等距離で配置されている軸１３２、１３４、１３６、１３８に対して実質的に中心に位置している位置１４０に位置していることが望ましい。軸１２４、１２６、１２８、１３０のグループの軸は、それぞれ、そのグループの残りの軸１２４、１２６、１２８、１３０に対して平行に延びている。同様に、軸１３２、１３４、１３６、１３８のグループの軸は、それぞれ、そのグループの残りの軸１３２、１３４、１３６、１３８に対して平行に延び、かつ、軸１２４、１２６、１２８、１３０の各々に対して直角に延びている。軸１３０は、第１の方向に沿って、軸１２８からｄ1の距離だけ間隔を隔てており、また、直交する第２の方向に沿って、軸１２８からｄ2の距離だけ間隔を隔てている。軸１２４は、第２の方向に沿って、軸１２６からｄ3の距離だけ間隔を隔てており、また、第１の方向に沿って、軸１２６からｄ4の距離だけ間隔を隔てている。軸１３２は、第１と第２の両方の方向に直交している第３の方向に沿って、軸１３４からｄ5の距離だけ間隔を隔てており、また、第１の方向に沿って、軸１３４からｄ6の距離だけ間隔を隔てている。軸１３６は、第１の方向に沿って、軸１３８からｄ7の距離だけ間隔を隔てており、また、第３の方向に沿って、軸１３８からｄ8の距離だけ間隔を隔てている。距離ｄ1、ｄ4、ｄ6とｄ7は、実質的に同じ距離である。距離ｄ2、ｄ3、ｄ5、ｄ8は、実質的に同じ距離である。
【００３３】
図１２、１３、１４、１５を参照すると、横方向に延びている軸の２つのセットは、それらの交点にＲＣＣが位置していると見なすことができるように、距離ｄ1〜ｄ8を適切に確立することによって実質的に極めて近くに配置することができる。４つの軸が含まれている第１のセットは、１４４、１４６、１４８、１５０で示されている。たわみアーム８０の継手８８、９２は、軸１４４に沿って位置しており、たわみアーム８２の継手８８、９２は、軸１４６に沿って位置している。たわみアーム８４の継手８８、９２は、軸１４８に沿って位置しており、たわみアーム８６の継手８８、９２は、軸１５０に沿って位置している。４つの軸の第２のセットは、１５２、１５４、１５６、１５８で示されている。たわみアーム８２の継手９０、９４は、軸１５２に沿って位置しており、たわみアーム８４の継手９０および９４は、軸１５４に沿って位置している。たわみアーム８６の継手９０、９４は、軸１５６に沿って位置しており、たわみアーム８０の継手９０、９４は、軸１５８に沿って位置している。この構成により、ＲＣＣに対する、軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８のセットのうちの任意の１つの周りのフローティング・ボディ７８の動きが、残りの軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８の周りの動きから結合解除される。したがって、ＲＣＣに対するフローティング・ボディ７８のジンバル様の動きが提供される。この構造の剛性によって、防止することはできないとしても、軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８に対するフローティング・ボディの並進動きが抑制される。
【００３４】
図６、１６を参照すると、チャック・ボディ４２は、モールド２８が取り付けられるテンプレート２６を真空技法を使用して保持するように適合されている。そのために、チャック・ボディ４２は、第１の面１６０とその反対側に第２の面１６２を備えている。面または縁である面１６４が、第１の面１６０と第２の面１６２の間に延びている。第１の面１６０は、第１の凹所１６６と第１の凹所１６６から間隔を隔てた第２の凹所１６８を備えており、第１の領域１７０と間隔を隔てた第２の領域１７２を区画している。第１のサポート領域１７０は、第２のサポート領域１７２、第１の凹所１６６、第２の凹所１６８を取り囲んでいる。第２のサポート領域１７２は、第２の凹所１６８を取り囲んでいる。チャック・ボディ４２の、第２の凹所１６８と重なっている部分１７４は、上で言及した化学エネルギーの波長などの所定の波長を有するエネルギーに対して透明である。そのために、部分１７４は、ガラスなどの透明な材料の薄い層でできている。しかしながら、部分１７４が構築される材料は、図２に示すエネルギー源２２によって生成されるエネルギーの波長によって様々である。
【００３５】
もう一度図６、１６を参照すると、部分１７４は、第２の面１６２から延びて第２の凹所１６８の近傍で終端し、モールド２８が第２の凹所１６８と重なるよう、少なくともモールド２８の面積の広さの領域を形成しなければならない。チャック・ボディ４２には、１７６、１７８で示されている１つまたは複数の通路が形成されている。これらの通路のうちの１つ、たとえば通路１７６は、第１の凹所１６６と側面１６４を流体連絡している。残りの通路、たとえば通路１７８は、第２の凹所１６８と側面１６４を流体連絡している。
【００３６】
通路１７６は、第２の面１６２と第１の凹所１６６の間を延びることも可能であることを理解されたい。同様に、通路１７８は、第２の面１６２と第２の凹所１６８の間を延びることができる。望ましいことは、通路１７６、１７８が、それぞれ凹所１６６、１６８とポンプ・システム１８０などの圧力制御システムの流体連絡を容易にすることである。
【００３７】
ポンプ・システム１８０は、凹所１６６、１６８の近傍の圧力を互いに独立して制御するための１つまたは複数のポンプを備えることができる。詳細には、チャック・ボディ４２に取り付けられるとき、テンプレート２６は第１のサポート領域１７０と第２のサポート領域１７２に置かれ、第１の凹所１６６と第２の凹所１６８がテンプレート２６で覆われる。第１の凹所１６６と、その第１の凹所１６６と重なっているテンプレート２６の部分１８２によって第１のチャンバ１８４が形成される。第２の凹所１６８と、その第２の凹所１６８と重なっているテンプレート２６の部分１８６によって第２のチャンバ１８８が形成される。ポンプ・システム１８０は、第１のチャンバ１８４と第２のチャンバ１８８の圧力を制御するように動作する。詳細には、チャック・ボディ４２を使用してテンプレート２６の位置を維持するための圧力が第１のチャンバ１８４に確立され、回避されないとしても、重力ｇの力によるチャック・ボディ４２からのテンプレート２６の分離が抑制される。第２のチャンバ１８８の圧力は、とりわけインプリント中に生じるテンプレート２６のひずみを小さくするために、テンプレート２６の形状を調整することによって第１のチャンバ１８４の圧力とは異なる圧力にすることができる。たとえば、ポンプ・システム１８０は、図２に示すインプリント層３４がモールド２８と接触する結果として生じるあらゆる上向きの力Ｒを補償するための正の圧力をチャンバ１８８に印加することができる。この方法によれば、面１６０の異なる領域と領域の間に圧力差が生成されるため、回避されないとしても、力Ｒによるテンプレート２６の湾曲、延いてはモールド２８の湾曲が小さくなる。テンプレート２６には、Ｙ方向が図６の平面に入ることを理解して同じＸ方向、Ｙ方向の寸法を変更するための手段が結合されている。寸法を変更するための手段は、図５の分解図に示されているチャック・ボディ４２に結合されるアクチュエータ・サブアセンブリ１９０として略図で示されている。ポンプ・システム１８０とアクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、図１に示すプロセッサ３１の制御の下で動作する。
【００３８】
図１７〜１９を参照すると、この例では、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、完全には回避されないとしても、平面外れの曲げ力が実質的に最小化されるよう、テンプレート２６に単純に圧縮力を与えるように構成されている。テンプレート２６を湾曲させる力は、この力によってパターンがひずむことになる点で問題である。そのために、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、テンプレート２６の中立軸に沿って圧縮力を導くための中央開口１９４を有するフレーム１９２に取り付けられた複数のレバー・サブアセンブリを備えている。レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、レバー・アーム２００に結合されたボディ１９８、駆動システム２０２およびリンケージ・システム２０４を備えている。レバー・アーム２００は、リンケージ・システム２０４を介してボディ１９８に結合されている。通常、レバー・アーム２００は、ボディ１９８とリンケージ・システム２０４は、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼などの固体材料から一体形成されている。駆動システム２０２のピストン２０６は、たわみ継手２１２を介してレバー・アーム２００の終端領域２０８に結合されており、終端領域２０８を押し付け、あるいは引っ張ることができる。レバー・アーム２００の第２の終端領域２１０は、この第２の終端領域２１０に力を加えるためにリンケージ・システム２０４に結合されている。
【００３９】
レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、リンケージ・システム２０４がフレーム１９２の第１の面２１４に配置されるようにフレーム１９２に取り付けられている。フレーム１９２は、すべてではないとしてもサブアセンブリ１９０のほとんどの金属部品と同様、アルミニウム、ステンレス鋼などから形成されている。駆動システム２０２は、フレーム１９２の第１の面２１４とは反対側に配置されている第２の面２１５に配置されており、第１の面２１４と第２の面２１５の間をレバー・アーム２００が延びている。駆動システム２０２には、空気圧式アクチュエータ、圧電アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、ボイス・コイル・アクチュエータなどの当分野で知られている任意の力アクチュエータまたは変位アクチュエータを使用することができるが、本例では、駆動システムは、Ｉｎｄｉａｎａ州Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ在所のＳＭＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａから、製品番号１１−ＣＵＪＢ１０−４Ｄで入手することができるアクチュエータである。
【００４０】
レバー・サブアセンブリ１９６のボディ１９８は、それぞれ、レバー・アーム２００から遠ざかる方向に開口１９４へ向かってリンケージ・システム２０４から延びており、開口１９４と重なって終端している。必ずしもその必要はないが、フレーム１９２に結合された複数のレバー・サブアセンブリ１９６を有し、それらと結合した複数のボディ１９８が開口１９４に対して対称に配置されることが望ましい。また、場合によっては、フレーム１９２に結合された複数のレバー・サブアセンブリ１９６を有し、それらが共通フレームすなわちフレーム１９２に前述の力を与えることができることが望ましい。別法としては、別のフレームにサブアセンブリを結合することも可能であるが、反対側のサブアセンブリは共通フレームに結合することが望ましい。開口１９４には、所望の任意の形状を持たせることができるが、通常、開口１９４は、テンプレート２６の形状と相補をなす形状を有している。そのために、開口１９４は、図に示すように正方形である。また、複数のボディ１９８の各々は、複数のボディ１９８の残りのボディ１９８のうちの１つと対向して配置されることが望ましい。そのために、同じ数のボディ１９８が開口１９４の反対側に存在している。図には、開口１９４の一方の側に４つのボディ１９８を提供している４つのレバー・サブアセンブリ１９６が示されているが、任意の数のレバー・サブアセンブリ１９６を存在させることができる。より詳細には、より多くの数のレバー・サブアセンブリ１９６を使用して、より正確なテンプレート２６のひずみ制御を提供することができるよう、レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれより小さくすることができる。この方法によれば、複数のボディ１９８間に、テンプレート２６を中心に置くことができる領域が区画される。この設計の利点は、モールド２８の一方の面に位置するようにアクチュエータ・サブアセンブリ１９０全体が配置され、それにより図３に示すモールドの面３９が位置している平面から間隔を隔てることができることである。これは、インプリントプロセスの間、図５に示すアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の部品と、図３に示すウェハ３０の間の接触が防止される点で有利である。
【００４１】
図１７〜１９をもう一度参照すると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、動作中、終端領域２０８に力を印加し、テンプレート２６を受け入れるための適切な寸法を開口１９４に提供している。たとえば、中立状態、つまりアクチュエータ・サブアセンブリ１９０により印加される力が存在していない状態では、開口１９４は、テンプレート２６の寸法より小さい寸法を有することができる。したがって、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、終端領域２０８を引っ張るように動作してボディ１９８を反対側のボディ１９８から遠ざかる方向へ後退させ、テンプレート２６を装荷するべく開口１９４のサイズを大きくする。テンプレート２６は、開口１９４の中に配置され、図６に示すチャック・システム４０によって所定の位置に保持される。図５、１７、１８、１９をもう一度参照すると、駆動システム２０２によって生成される力が存在していなくても、ボディ１９８をテンプレート２６に押し付けることができる。代わりに、開口１９４のサイズをテンプレート２６の寸法より大きくすることも可能であるが、テンプレート２６とボディ１９８の間の接触を達成するためには、駆動システム２０２による力の生成が必要である。
【００４２】
ボディ１９８は、テンプレート２６の面２１８を接触させるために、接触面２２０がボディ１９８内に含まれるように配置されている。詳細には、接触面２２０は、面２１８に平行に延びて面２１８と接触するように構成されている。そのために、駆動システム２０２は、図６に示す、駆動システム２０２にレバー・アーム２００の角度的な動きを与えるポンプ・システム１８０に結合されている。ピストン２０６は、レバー・アーム２００の一方の端部にたわみ継手２１２を介して力ＦINを付与している。この力ＦINによってレバー・アーム２００が回転動きし、この回転動きによってボディ１９８がテンプレート２６に向かって並進動きし、それにより複数のボディ１９８によって形成される面積が減少する。この方法によれば、テンプレート２６の面２１８に力ＦOUTが与えられる。テンプレート２６の面２１８の異なる部分に沿った１つまたは複数のボディ１９８からＦOUTを適切に与えることにより、テンプレート２６の寸法を変更することができる。このテンプレート２６の寸法変更がモールド２８に付与され、それを使用して倍率誤差を補償することができる。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００４３】
テンプレート２６の寸法を変更する際に考慮すべき重要なことは、回避することができないとしても、テンプレート２６上の局部への力の集中とテンプレート２６の湾曲を最小化することである。これらは、いずれもモールド２８のパターンがひずむ原因になる。そのために、ボディ１９８とレバー・アーム２００の移動方向を制御するリンケージ２０４が設計されている。また、共通フレーム１９２へのサブアセンブリ１９６の構造的な接続により、チャック・ボディ４２、延いてはテンプレート２６などの他の部品内ではなく、フレーム１９２内で大きな力が確実に反作用する。
【００４４】
リンケージ２０４は、リンケージ部材２２４および２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６で示されている複数のたわみ継手を備えている。たわみ継手２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６は、それぞれ、リンケージ部材２２４の材料領域であり、実質的に減少させた材料を有している。たわみ継手２２６は、終端領域２０８の駆動システム２０２のピストン２０６によってレバー・アーム２００に与えられる力ＦINに応答して、レバー・アーム２００がその周りに回転／角度的な動きすることになるピボット軸２３８を形成している。レバー・アーム２００がピボット軸２３８の周りに回転／角度的な動きすることにより、ボディ１９８が、ピボット軸２３８に対して直角ではないとしても横切る方向である方向２４０に移動する。方向２４０は、その方向からの逸脱が最小化されるよう、正確に制御されることが大いに望ましい。これにより、回避することができないとしても、複数のボディ１９８による力ＦOUTを受けるテンプレート２６の平面外れの湾曲が小さくなる。力ＦOUTは、レバー・アーム２００の終端領域２１０に沿ってリンケージ・システム２０４へ導かれる。
【００４５】
たわみ継手２２８、２３０、２３２は、たわみ継手２２６と共に、レバー・アーム２００とボディ１９８の間の回転／角度的な動きを容易にし、かつ、方向２４０からのボディ１９８の逸脱を確実に最小化している。詳細には、たわみ継手２２８、２３０、２３２は、それぞれ、レバー・アーム２００とボディ１９８の間の回転／角度的な動きが生じることになる回転軸２４２、２４４、２４６を各々形成している。軸２３８、２４２、２４４、２４６は平行に延びており、軸２３８と２４２は互いに実質的に重なっている。また、軸２４４と２４６も互いに実質的に重なっている。軸２３８と２４４は、１つの共通平面に存在しており、また、軸２４２と２４６も１つの共通平面に存在している。
【００４６】
また、軸２３８を終端領域２０８と２１０の間に適切に配置することにより、レバー・アーム２００とリンケージ２０４に増幅器として機能させることができる。詳細には、面２１８と接触面２２０が接触している場合、リンケージ・システム２０４に印加される力ＦOUTは、力ＦINおよび終端領域２０８と２１０の間の軸２３８の位置の関数である。力ＦOUTの大きさは、
ＦOUT＝ＦIN（ｌ1／ｌ2）
で定義することができる。ｌ1は、終端領域２０８からの軸２１２の距離であり、ｌ2は、終端領域２１０からの軸２３８の距離である。
【００４７】
図１９と２０を参照すると、テンプレート２６に対する純粋な圧縮の維持を促進するために、リンケージ・システム２０４は、継手２３４、２３６を備えている。継手２３４、２３６は、レバー部材２２４に対する、横方向に延びている２つの軸２４８と２５０に沿ったボディ１９８の回転／角度的な動きを容易にしている。軸２４８と２５０の周りの自由な回転をボディ１９８に提供することにより、ボディ１９８は、接触面２２０に対する面２１８の傾斜を補償するためにその位置を変更することができる。この方法によれば、接触面２２０は、面２１８との接触を維持することができ、したがって、防止することができないとしても、とりわけ接触面２２０の隅を面２１８に接触させることによって生じる局部応力を小さくすることができる。接触面２２０とテンプレート２６の間の局部応力をさらに小さくするために、接触面２２０と面２１８の非適合性によって生じる面２１８の局部応力が最小化されるよう、コンプライアント材料から接触面２２０を形成することができる。接触面を形成することができる例示的材料には、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）、フッ化ケイ素、ウレタン、Ｄｅｌｒｉｎ／ＡＦがある。ボディ１９８、複数のボディ１９８のうちの１つ、延いては接触面２２０に対する独立した制御を可能にすることにより、面２１８の面異常に対するさらなる追従を達成することができる。
【００４８】
アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、テンプレート２６の二次元の寸法変更を容易にしている。これは、ポアッソン効果を克服するためにとりわけ有用である。ポアッソン効果は、テンプレート２６の直角方向のひずみの線形結合をもたらすことがある。詳細には、ポアッソン比は、テンプレート２６に与えられるＸ方向の圧縮ひずみに対する、テンプレート２６にもたらされるＹ方向とＺ方向の引張りひずみの比率である。典型的な数値は、０．１〜０．４の範囲である。テンプレート２６が石英ガラスから形成されている場合、この比率は約０．１６である。したがって、Ｙ方向の寸法変化が望ましくない純粋なＸ方向の寸法変化を得るためには、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を起動して距離ｄ1とｄ2の両方を変更し、ポアッソン効果を補償しなければならない。上で説明した任意の構成のアクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用して、テンプレート２６の寸法を変更し、図２に示すインプリント層３４に記録されるパターンのひずみを小さくするための力をテンプレート２６に印加することができる。
【００４９】
図１、５、１８、２０、２１を参照すると、テンプレートの寸法を変更する際に考慮すべきもう１つの重要なことは、使用する力による有害な影響を最小化することである。たとえば、テンプレートの寸法を変更する際に、数百ポンド程度の力が加えられる。配向システム４３などのシステム１０の他のユニットが感知するこれらの力の量が最小化されることが望ましい。また、テンプレート２６は、ボディ１９８によって面２１８に加えられる不均一な圧縮力が存在しても、チャック・ボディ４２に対してＺ軸の周りに回転しないこと、また、ボディ４２に対して、Ｘ方向とＹ方向に沿って変位しないことが望ましい。そのために、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、たわみ材４１にピボット結合／弾性結合されており、アクチュエータ・サブアセンブリがテンプレート２６を押し付ける際に生成される反力に応答して、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った面内を移動し、かつ、Ｚ方向の周りに回転する。詳細には、テンプレートをチャック・ボディ４２に保持する力が、禁じることはできないとしても、圧縮力が存在している状態で、チャック・ボディ４２に対するテンプレート２６の大きな回転動きを最小化している。これは、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０の隅２５２、２５４、２５６、２５８を、プライアント部材２６８を介して、ねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の締付け手段を使用して、たわみ材４１の隅２６０、２６２、２６４、２６６にそれぞれ結合することによって達成される。
【００５０】
図に示すように、プライアント部材２６８は、それぞれ、両端に終端２７０と２７２を備えており、二重支点レバー・システム２７４が終端２７０から終端２７２に向かって延び、支点２７６で終端している。支点２７６は、両端の終端２７０と終端２７２の間に配置されている。支点レバー・システム２７４は、Ｚ方向に沿って支点２７６から終端２７０に向かって延び、ベース２８０で終端しているレバー２７８を備えている。ベース２８０はレバー２７８に結合され、支点２８２を形成している。ベース２８０は、支点２８２からＺ方向に対して横方向に延びている。サポート２８４は、支点２７６から延び、ベース２８５で終端している。サポート２８４は、支点２７６から終端２７０に向かって延びており、レバー２７８の反対側に間隔を隔てて配置されている。ベース２８５は、サポート２８４から、レバー２７８から遠ざかる方向に延びており、ベース２８０から間隔を隔てて、ベース２８０と重畳して配置されている。
【００５１】
ベース２８０は、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０に固定して取り付けられており、ベース２８５は、たわみ材４１に固定して取り付けられている。そのために、ねじが切られた複数のファスナ（図示せず）がそれぞれベース２８５とベース２８０に結合されている。この構成によれば、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０とたわみ材４１の間の相対動きが容易になる。１つのプライアント部材２６８を個々の対の隅にまとめて結合することにより、つまり、たわみ材４１の隅のうちの１つをアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の隅のうちの１つに結合することにより、個々のレバー２７８に、平行４バー空間リンケージとして機能させることができる。したがって、たわみ材４１に対する、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った相対並進動き、さらにＺ軸の周りの回転動きを備えたアクチュエータ・サブアセンブリ１９０が提供される。詳細には、支点２７６が軸２８８の周りの相対動きを容易にし、支点２８２が軸２９０の周りの相対動きを容易にしている。また、レバー２７８は、軸Ｚの周りの相対回転動きを容易にしている。レバー２７８の剛性は、防止することはできないとしても、Ｚ方向に沿った並進動きを最小化している。アクチュエータ・サブアセンブリ１９０とたわみ材４１の間に上記相対動きを提供することにより、システム１０の他の機構、たとえば中でもたわみ材４１とシステム４２によって知覚される拡大力の量が最小化される。
【００５２】
また、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、荷重許容誤差およびテンプレート２６とアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の間の不均一な力に適応することができる。たとえば、テンプレート２６が、シータ誤差、たとえばチャック・ボディ４２に対するＺ方向の周りの回転が適切に整列していない状態でボディ４２に装荷されると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、Ｚ方向の周りに回転してこの不整列に適応することができる。また、反対側のボディ１９８によってテンプレート２６に印加される力の和が相殺されない場合、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、Ｘ方向および／またはＹ方向に移動し、かつ／またはＺ方向の周りに回転することによって、印加される力の不平衡に適応する。たとえば、複数のレバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、残りのレバー・サブアセンブリ１９６とは独立して動作することが望ましい。テンプレート２６には、倍率誤差とひずみ誤差を修正するために極めて多くの力の組合せを印加することができる。
【００５３】
他の実施形態では、テンプレート２６のより良好なひずみ制御を提供するために、より多くのレバー・サブアセンブリ１９６を使用してテンプレート２６に圧縮力を印加することができるよう、テンプレート２６の面積を広くすることができる。より多くのレバー・サブアセンブリ１９６を使用することにより、より正確にテンプレート２６のひずみを制御すことができる。そのために、面２１８に結合されるボディ１９８の数を増やすべく、寸法がより小さいボディ１９８を有するようにレバー・サブアセンブリ１９６のサブセットを構築し、あるいはレバー・サブアセンブリ１９６の各々を構築することができる。この方法によれば、面２１８のボディ１９８の数を増すことによって得られる修正の解像度が向上するため、改良モールドひずみ修正を達成することができる。別法としては、面２１８の面積を広くすることも可能であるが、サイズの大きいテンプレート２６に適応するためには、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０の適切なスケーリングが必要である。テンプレート２６のサイズを大きくするもう１つの利点は、モールド２８の外側のテンプレート２６の面積が、面２１８のボディ１９８の応力集中による悪影響をフィルタリングし、たとえば減衰させることである。応力集中によってモールド２８がひずみで変化し、そのためにモールド２８のパターンにパターンひずみが生じることになる。要するに、面２１８の単位面積当たりのボディ１９８の数は、ひずみ修正の解像度に比例していることが分かる。さらに、テンプレート２６の残りの領域に対するモールド２８の面積が減少するため、ボディ１９８と面２１８が接触することによって生じるパターンひずみが小さくなる。
【００５４】
図１、２を参照すると、インプリント層３４に記録されるパターンのひずみは、とりわけインプリント層３４とウェハ３０の寸法変化によって生じる可能性がある。これらの寸法変化は、一部には熱変動によるものであり、また、いわゆる倍率／ランアウト誤差をもたらす、先行する処理ステップの不正確性によるものである。倍率／ランアウト誤差は、ウェハ３０の、原始パターンが記録される領域が、原始パターンの面積より広くなると生じる。また、倍率／ランアウト誤差は、ウェハ３０のパターンが記録される領域が、原始パターンの面積より狭い場合に生じることもある。倍率／ランアウト誤差による悪影響は、図４に示すパターン化された面２９４と重なっているインプリント層２９２で示すように、複数のインプリントパターンの層を形成する場合にさらに悪化する。倍率／ランアウト誤差が存在している場合、シングル・ステップ・フル・ウェハインプリントプロセスとステップ・アンド・リピートインプリントプロセスの両方で、重畳した２つのパターンを適切に整列させることは困難である。適切な整列を達成するために、Ｐａｗａｎ Ｋ．Ｎｉｍｍａｋａｙａｌａ、Ｔｏｍ Ｈ．Ｒａｆｆｅｒｔｙ、Ａｌｉｒｅｚａ Ａｇｈｉｌｉ、Ｂｙｕｎｇ−Ｊｉｎ Ｃｈｏｉ、Ｐｈｉｌｉｐ Ｄ．Ｓｃｈｕｍａｋｅｒ、Ｄａｎｉｅｌ Ａ．Ｂａｂｂｓ、Ｓｉｄｌｇａｔａ Ｖ．Ｓｒｅｅｎｉｖａｓａｎが発明者として名前が挙げられている、２００４年１１月４日出願の「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｏｆ Ｎａｎｏ−Ｓｃａｌｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の米国同時係属特許出願第１１／０００，３３１号に開示されているように、干渉解析を実行して、図１に示すプロセッサ３１上で動作する制御信号を生成することができる。
【００５５】
図２２、２３を参照すると、ステップ・アンド・リピート・プロセスには、ａ〜ｌで示すように、モールド２８の原始パターンに対応するパターンが記録される複数の領域をウェハ３０上で区画するステップが含まれている。モールド２８の原始パターンは、モールド２８の面全体と同じ空間的広がりを有するパターンであっても、あるいはモールド２８のサブ部分に単純に配置されたパターンであってもよい。本発明について、ウェハ３０と対向するモールド２８の面と同じ空間的広がりを有する原始パターンに関して説明する。ステップ・アンド・リピートインプリント・リソグラフィ・プロセスは、様々な方法で達成することができる。たとえば、図２に示すように、ウェハ３０の面全体をインプリント材料の滴３６で覆うことができ、したがって次にモールド２８を配置して、個々の領域ａ〜ｌで滴３６と接触させることができる。そのために、領域ａ〜ｌには、それぞれ必要な量のインプリント材料が含まれており、したがって上で説明したモールド２８によるパターン化とその後の凝固の際に、隣接する領域ａ〜ｌへインプリント材料がはみ出でることはない。この技法によれば、領域ａ〜ｌをパターン化するために必要なすべてのインプリント材料が最初にウェハの面に付着され、その後に個々の領域ａ〜ｌに含まれているインプリント材料が凝固される。別法としては、領域ａ〜ｌのサブ部分、たとえば領域ａ〜ｌのうちの１つにインプリント材料を提供し、引き続いて、ａ〜ｌの残りの領域にインプリント材料を提供する前にこのインプリント材料をパターン化し、かつ、凝固させることも可能である。さらに他の実施形態では、ウェハの面全体にインプリント材料を提供することができる。この場合、スピン塗布技法を使用してインプリント材料が付着され、次に、領域ａ〜ｌの各々のインプリント材料が逐次パターン化され、かつ、凝固される。
【００５６】
ステップ・アンド・リピート・プロセスを適切に実行するためには、モールド２８と領域ａ〜ｌの各々を適切に整列させなければならない。そのために、モールド２８は、「＋」の符号で示されているアラインメント・マーク２９８を備えている。領域ａ〜ｌのうちの１つまたは複数がフィデューシャル・マーク２９６を備えている。アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６が適切に整列していることを保証することにより、モールド２８とモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの１つが適切に整列していることが保証される。そのために、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）を使用して、アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６の間の相対整列を知覚することができる。この例では、アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６が重なると、適切に整列していることが表示される。倍率／ランアウト誤差が導入されると、適切な整列が極めて困難になる。
【００５７】
しかしながら、本発明の一実施形態によれば、モールド２８とウェハ３０の間の相対寸法を変更することによって、回避することはできないとしても、倍率／ランアウト誤差が小さくなる。詳細には、領域ａ〜ｌのうちの少なくとも１つがモールド２８の原始パターンの面積より若干小さい面積となるように、モールド２８とウェハ３０の相対寸法が確立される。次に、図１７に示すように、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６を機械的な圧縮力にさらすことにより、倍率／ランアウト誤差の最終的な補償が達成される。これらの圧縮力は、図２３に示される矢印Ｆ1およびＦ2、Ｆ3、Ｆ4〜Ｆ8で示すように、モールド２８に伝達される。この方法によれば、原始パターンの面積を、原始パターンの面積と重なっている領域ａ〜ｌの面積と同じ空間的広がりにすることができる。倍率修正が主としてモールド２８の寸法を縮小することによって達成されることを保証するために、モールド２８によって形成されるパターンは、公称寸法より若干大きくなるように生成することができ、たとえば所望の寸法より若干大きくなるように生成することができる。この方法によれば、モールド２８によって形成される原始パターンは、領域ａ〜ｌのうちの１つに記録される所望のパターンの公称寸法と比較した場合、モールド２８と結合した固定倍率を有していると言える。次に、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６が圧縮され、倍率がゼロの原始パターンが提供される。しかしながら、領域ａ〜ｌのうちの１つがモールド２８の寸法より若干小さい寸法を有するよう、熱変化を生成してウェハ３０の寸法を変更することも可能である。
【００５８】
もう一度図６を参照すると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６を圧縮すると、Ｘ軸、Ｙ軸に沿った、テンプレート２６とサポート領域１７０、１７２の間の相対動きが生じる。そのため、一実施形態では、サポート領域１７０、１７２は、それぞれ、前記テンプレート２６のプロファイルと一致し、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に沿ったテンプレート２６の大きな動きに耐えるように適合された材料の組合せを使用してサポート領域１７０、１７２に形成された面領域３００、３０２を有している。これらの材料には、たとえばＢｕｎａ−Ｎ、Ｖｉｔｏｎ、Ｓｉｌｉｃｏｎｅ、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）、ＦＥＰ、Ｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｏｎｅ、Ｕｒｅｔｈａｎｅ、Ｋａｌｒｅｚ、Ｓｉｍｒｉｚ、Ｂｕｎａ−ｎ、鏡面研磨陽極処理Ａｌ、Ｎｉめっき、またはＳｉＣ面、あるいは研磨ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）コーティング、レギュラーＯ−リング、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）チューブ、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）コーティングまたはクリーンルーム環境における真空の封止に使用することができる任意の耐久性材料がある。この方法によれば、面領域３００および３０２は、チャック・ボディ４２に対するＸ方向、Ｙ方向のテンプレート２６の相対動きに耐えることができる。
【００５９】
図２、２４の両方を参照すると、壁／バッフル３０６、３０８、３１０、３１２を備えたチャック・ボディ３０４を用意することにより、容易に、サブ領域３１４、３１６、３１８、３２０にレベルの異なる圧力を同時に提供することができる。したがって、インプリント層３４から引き離す際にテンプレート２６に加えられる力の量をテンプレート２６の面全体にわたって変更することができる。そのため、テンプレート２６をインプリント層３４から片持ち梁で支え、あるいはピーリングオフすることができ、モールド２８をインプリント層３４から分離している間にインプリント層３４に形成されるひずみまたは欠陥を抑制することができる。たとえば、サブ領域３１６には、残りのサブ領域３１４、３１８、３２０と結合している圧力より高い圧力を確立することができる。したがって距離「ｄ」を長くすると、テンプレート２６の、サブ領域３１４、３１８、３２０と重なっている部分が受ける引張り力が、テンプレート２６の、サブ領域３１６と重なっている部分が受ける引張り力より大きくなる。したがって、テンプレート２６の、サブ領域３１４、３１８、３２０と重なっている部分の「ｄ」が長くなる速度は、テンプレート２６の、サブ領域３１６と重なっている部分の「ｄ」が長くなる速度と比較すると加速されており、前述の片持ち梁効果を提供している。
【００６０】
図２５に示すさらに他の実施形態では、チャック・ボディ３２２は、凹所３２８の天底面３２６から突出している複数のピン３２４を備えることができる。ピン３２４は、チャック・ボディ３２２に真空を介して保持され、かつ、それぞれサポート領域３３４、３３６の面３３０、３３２に支えられるテンプレート（図示せず）に機械的なサポートを提供している。面領域３３０、３３２は、テンプレート（図示せず）にフルイド・タイト・シールを提供している。そのために、面３３０、３３２は、光学的に平らになるまで研磨されており、ピン３２４は、凹所３２８から延びて、面領域３３０、３３２と共通の平面で終端している。テンプレート（図示せず）のＺ方向の機械的なサポートは、サポート領域３３４、３３６とピン３２４によって行われる。ピン３２４は、通常、断面が円形または正方形の剛直なポストである。ピン３２４は、公称真空圧力が印加された場合に、テンプレート（図示せず）上のモールド（図示せず）が実質的に平らになるパターンで配置されている。
【００６１】
図２２、２３、２６を参照すると、動作中、Ｘ−Ｙ平面内におけるウェハ３０の正確な測定がステップ４００で行われる。この測定は、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）や知られている信号処理技法を使用して、ウェハ３０の上に存在しているグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８を知覚することによって達成することができる。ステップ４０２で、モールド２８の原始パターンの面積より若干小さくなるように、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積が確立される。これは、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積より若干大きいパターンをその上に有するようにモールド２８を製造することによって達成することができ、かつ／またはモールド２８の温度を変化させてモールド２８を膨張させることによって達成することができる。モールド２８の膨張は、たとえばモールド２８とウェハ３０を温度が制御された環境（図示せず）に置き、前記環境の温度を変化させて、とりわけモールド２８とウェハ３０が製造される材料の熱膨張係数の差によって生じる寸法変化をもたらすことによって達成することができる。別法として、あるいは上記の方法と関連して、ウェハ３０の温度を変化させることによって、つまりウェハ３０の温度を高くし、あるいは低くすることによって、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積をモールド２８の原始パターンの面積より若干小さくすることも可能である。この温度変化は、ウェハ３０を支えている温度制御チャックまたは架台（図示せず）を使用して達成することができる。熱による解決法を取り扱う場合の固有の仮定は、セ氏±０．０１度程度の優れたウェハ３０の温度制御が可能である。この程度の温度制御によってもたらされるひずみは、±０．０３ｐｐｍであり、重大なひずみではない。別法としては、ウェハ３０とモールド２８を温度が制御されたチャンバ（図示せず）内に置くことによって、ウェハ３０とモールド２８の両方の温度変化を達成することができる。これは、熱膨張係数が異なる材料からウェハ３０とモールド２８が製造されている場合にとりわけ有利である。領域ａ〜ｌの個々の面積は、同一直線上の２つのグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８の間の距離の変化を測定することによって決定することができる。
【００６２】
詳細には、Ｘ軸またはＹ軸のいずれか一方に沿った同一直線上の２つのグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８の間の距離の変化が決定される。次に、この距離の変化が、Ｘ軸に沿って隣接しているウェハ３０上の領域ａ〜ｌの数で分割される。この分割により、ウェハ３０内におけるＸ軸に沿った寸法変化をもたらしている領域ａ〜ｌの面積の寸法変化が提供される。必要に応じて同じ測定を実行し、Ｙ軸に沿ったウェハ３０の寸法変化による領域ａ〜ｌの面積の変化を決定することができる。しかしながら、ウェハ３０内における寸法変化は、直交する２つの軸、Ｘ、Ｙ内で一様であると仮定することも可能である。
【００６３】
ステップ４０４で、モールド２８に圧縮力Ｆ1~8が印加され、領域ａ〜ｌのうちのパターンと重なる１つの領域と同じ空間的広がりになるように原始パターンの面積が確立され、モールド２８のパターンと領域ａ〜ｌのうちの１つの間が適切に整列される。これは、複数のアラインメント・マーク２９８と複数のフィデューシャル・マーク２９６が整列したことを決定するために、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）や知られている信号処理技法を使用して実時間で達成することができる。ステップ４０６で、適切な整列が達成され、かつ、除去することはできないとしても、倍率／ランアウト誤差が小さくなった後、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌに原始パターンが記録され、記録パターンが形成される。ウェハ３０またはモールド２８のいずれか一方の寸法変化は、必ずしもすべての方向で一様である必要はないため、圧縮力Ｆ1~8は、必ずしも同じ大きさである必要はない。また、倍率／ランアウト誤差も、必ずしもＸ−Ｙの両方の方向で全く同じである必要はない。したがって、これらの異常を補償するための圧縮力Ｆ1~8は、異なっていてもよい。詳細には、上で言及したように、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０のレバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ独立して動作することができる。したがって、異なる力を組み合わせたＦ1~8をモールド２８に印加し、倍率ひずみやモールドのパターンに存在している可能性のあるひずみ、たとえばスキューひずみや台形ひずみなどの直交性ひずみを補償することができる。さらに、倍率／ランアウト誤差のより大きなリダクションを保証するために、図４に示すようにモールド２８とインプリント層（図示せず）が接触した後に、モールド２８の寸法を変更することも可能である。しかしながら、必ずしもその必要はない。
【００６４】
もう一度図６、２２、２３を参照すると、モールド２８と、このモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの整列が、モールド２８がインプリント層（図示せず）から離れようとしているときに生じることがある。倍率／ランアウト誤差がウェハ３０全体で一定であることが分かると、原始パターンが記録される領域ａ〜ｌ毎に力Ｆ1~8の大きさを維持することができる。しかしながら、倍率／ランアウト誤差が１つまたは複数の領域ａ〜ｌで異なっていることが決定されると、原始パターンが記録される領域ａ〜ｌ毎に、図２６に示すステップ４０２および４０４が実行されることになる。ウェハ３０とモールド２８の間に生じる相対寸法変化には制限があることに留意されたい。たとえば、モールド２８が圧縮力Ｆ1~8にさらされる際に、モールド２８の構造的完全性を犠牲にすることなく、同じ空間的広がりを有する領域をモールド２８のパターンに形成させるためには、領域ａ〜ｌの面積は、適切な寸法の面積でなければならない。
【００６５】
図２２、２３、２７を参照すると、本発明の他の実施形態によれば、ステップ５００で、Ｘ−Ｙ平面内におけるウェハ３０の正確な測定が実施される。ステップ５０２で、モールド２８の原始パターンが何らかのひずみ、たとえばスキューひずみ、台形ひずみなどを有しているかどうかが決定される。原始パターンひずみが存在している場合、原始パターンひずみを除去するために必要な力の大きさの差を力Ｆ1~8の間に生成するための差動力が確立され、ステップ５０４で差動力が決定される。この方法によれば、除去することはできないとしても、スキューひずみ、台形ひずみ等を減衰させることができ、モールド２８に所望の原始パターンが提供される。原始パターンにひずみが存在していない場合、ステップ５０６で、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌのうちの１つの面積がモールド２８のパターンの面積より大きいかどうかが決定される。面積が大きい場合、プロセスはステップ５０８へ進み、面積が小さい場合、プロセスはステップ５１０へ進む。ステップ５１０で、モールド２８がモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌと接触して配置され、必要な大きさの圧縮力Ｆ1~8が決定される。これらの圧縮力Ｆ1~8がモールド２８に印加され、それにより、パターンの面積とこの領域ａ〜ｌの面積が同じ空間的広がりを有していることが保証される。圧縮力には差動力が含まれている。ステップ５１２で、モールド２８に圧縮力Ｆ1~8が印加され、ウェハ３０にパターンが記録される。ステップ５１４で、ウェハ３０の上にパターンが記録される。次に、モールド２８がモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌから分離され、プロセスはステップ５１６へ進む。ステップ５１６で、パターンが記録されるウェハ３０上の領域ａ〜ｌが残っているかどうかが決定される。領域ａ〜ｌが残っている場合、プロセスはステップ５１８へ進み、そこでモールド２８が次の領域と重畳して配置され、プロセスはステップ５０６へ戻る。領域ａ〜ｌが残っていない場合、プロセスはステップ５２０で終了する。
【００６６】
ステップ５０６で、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの面積がパターンの面積より大きいことが決定されると、プロセスはステップ５０８へ進み、そこでモールド２８および／またはウェハ３０の温度が変更され、モールド２８および／またはウェハ３０が膨張する。この実施形態では、モールド２８はステップ５０８で加熱され、したがってパターンは、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの面積より若干大きくなっている。次に、ステップ５１２でプロセスが継続する。
【００６７】
本発明の実施形態についての以上の説明は、例示的なものにすぎない。上で説明した開示には、本発明の範囲を維持しつつ多くの変更および修正を加えることができる。たとえば、チャック・ボディと基板の組合せによって形成されたすべてのチャンバを正の流体圧力で加圧することにより、チャック・ボディから基板を速やかに解放することができる。また、上で説明した実施形態の多くは、重合可能な材料の滴の付着によるインプリント層の形成を使用していない既存のインプリント・リソグラフィ・プロセスの中で実施することができる。したがって本発明の範囲は、上記の説明には一切制限されず、特許請求の範囲およびそれらの等価物のすべての範囲を参照して決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明によるリソグラフィ・システムの斜視図である。
【図２】図１に示すリソグラフィ・システムの簡易正面図である。
【図３】図１に示す、インプリント層がパターニングされた後の、インプリント層から間隔を隔てたモールドの簡易正面図である。
【図４】図３に示す、第１のインプリント層のパターンが基板に転写された後の、基板の頂部に配置された追加インプリント層の簡易正面図である。
【図５】本発明によるインプリント・ヘッド、アクチュエータ・サブアセンブリおよびテンプレートの分解図である。
【図６】本発明によるチャック・システムの横断面図である。
【図７】本発明によるテンプレート・チャックおよびテンプレートを示すオリエンテーション・ステージの分解斜視図である。
【図８】図７に示すオリエンテーション・ステージの斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態によるテンプレート・ホルダおよびテンプレートに沿った、図７に示すオリエンテーション・ステージに含まれる受動コンプライアント・デバイスの分解斜視図である。
【図１０】図９に示す受動コンプライアント・デバイスの詳細斜視図である。
【図１１】図１０に示す受動コンプライアント・デバイスに含まれているたわみ継手を詳細に示す側面図である。
【図１２】図１０に示す受動コンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１３】図１２に示す、９０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１４】図１０に示す、１８０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１５】図１０に示す、２７０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１６】図６に示すチャック・ボディの下から見た平面図である。
【図１７】図５に示す、テンプレートの寸法を変更するために使用される装置の下から見た斜視図である。
【図１８】図１７に示す装置の上から見た斜視図である。
【図１９】図１７および１８に示す、本発明によるレバー・サブアセンブリの詳細側面図である。
【図２０】図５に示す、本発明によるピボットを備えたアクチュエータ・サブアセンブリ、たわみ材デバイスの分解斜視図である。
【図２１】図２０に示すピボットのうちの１つを示す詳細斜視図である。
【図２２】図２、３および４に示す、インプリント層が配置されるウェハの上から見た図である。
【図２３】複数のインプリント領域のうちの１つにおけるモールドの位置を示す、図２２の詳細図である。
【図２４】図１６に示す、代替実施形態によるチャック・ボディの下から見た平面図である。
【図２５】図１７に示す、第２の代替実施形態によるチャック・ボディの横断面図である。
【図２６】本発明によるインプリント・リソグラフィ技法を使用して形成されるパターンのひずみを抑制する方法を示す流れ図である。
【図２７】本発明の代替実施形態によるインプリント・リソグラフィ技法を使用して形成されるパターンのひずみを抑制する方法を示す流れ図である。
【技術分野】
【０００１】
（連邦支援の研究または開発に関する供述書）
米国政府は、本特許の払込み済み実施許諾を有しており、また、限定状況の下に、ディフェンス・アドバンスト・リサーチ・プロジェクト・エージェンシ（ＤＡＲＰＡ）によって裁定されたＮ６６００１−０１−１−８９６４およびＮ６６００１−０２−Ｃ−８０１１の約定によって提供される妥当な期間の間、他者に実施を許諾するべく特許所有者に要求する権利を有している。
【０００２】
本発明の分野は一般にインプリント・リソグラフィに関する。より詳細には、本発明は、インプリント・リソグラフィ処理中におけるパターンひずみの抑制を対象としている。
【背景技術】
【０００３】
微細加工には、たとえばマイクロメートル以下の程度のフィーチャを有する極めて微小な構造の加工が必要である。微細加工が大きな影響を及ぼした分野の１つは、集積回路の処理分野である。半導体処理産業では、製造歩留りをより大きくし、かつ、基板に形成される単位面積当たりの回路を増すための努力が継続しているため、微細加工は、ますます重要になっている。微細加工によって、より優れたプロセス制御が提供され、かつ、形成される構造の最小フィーチャ寸法がさらに縮小される。微細加工が使用されている開発の他の分野には、生物工学、光学技術、機械システムなどがある。
【０００４】
例示的な微細加工技法は、一般にインプリント・リソグラフィと呼ばれており、「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ Ａ ＭＯＬＤ ＴＯ ＡＲＲＡＮＧＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＲＥＰＬＩＣＡＴＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＨＡＶＩＮＧ ＭＩＮＩＭＡＬ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＶＡＲＩＡＢＩＬＩＴＹ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、「ＭＥＴＨＯＤ ＯＦ ＦＯＲＭＩＮＧ Ａ ＬＡＹＥＲ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＦＡＣＩＬＩＴＡＴＥ ＦＡＢＲＩＣＡＴＩＯＮ ＯＦ ＭＥＴＲＯＬＯＧＹ ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、と「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ Ａ ＭＯＬＤ ＴＯ ＡＲＲＡＮＧＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＯＮ Ａ ＳＵＢＳＴＲＡＴＥ ＴＯ ＲＥＰＬＩＣＡＴＥ ＦＥＡＴＵＲＥＳ ＨＡＶＩＮＧ ＭＩＮＩＭＡＬ ＤＩＭＥＮＳＩＯＮＡＬ ＶＡＲＩＡＢＩＬＩＴＹ」という名称の米国特許出願公開第２００４／００４６２７１号などの多くの刊行物に詳細に記載されている。これらはすべて本発明の譲受人に譲渡されたものである。これらの特許出願公開の各々に示されている基本的なインプリント・リソグラフィ技法には、重合が可能な層へのレリーフ・パターンの形成、および下にある基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写が含まれている。そのために、テンプレートが基板から間隔を隔てて使用されており、成形可能な液体がテンプレートと基板の間に存在している。この液体が凝固して、液体と接触しているテンプレートの面の形状と一致するパターンが記録された凝固層が形成される。次に、基板および凝固層に転写処理が施され、凝固層のパターンに対応するレリーフ画像が基板に転写される。
【０００５】
テンプレートと基板の間に重合が可能な液体を配置する方法の１つは、液体の複数の滴を基板に付着させることである。次に、重合が可能な液体をテンプレートと基板の両方に同時に接触させることによって基板の面全体に重合が可能な液体が広がる。基板とテンプレートの間に適切な配向が得られるよう、テンプレートと基板は適切に整列させることが望ましい。そのために、テンプレートおよび基板は、いずれもアラインメント・マークを備えている。これらのプロセスに関わる重要なことは、とりわけインプリント層および／または基板の軽減的性質の変化、ならびに基板に対するテンプレートの不整列によるパターンのひずみである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、倍率とアラインメントの変化に起因する、インプリント・リソグラフィ技法を使用することによって形成されるパターンのひずみを抑制するシステムが提供されることが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、パターン化されたモールドを有するテンプレートなどの基板の寸法を変更する装置、システム、方法を対象にしている。そのために、本発明による装置は、基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、プライアント（pliant:従順な）部材と、プライアント部材を介して基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備えている。アクチュエータ・アセンブリは、複数のレバー・サブアセンブリを備えており、そのうちの１つはボディを備えている。このボディは上記領域に位置しており、複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディとは間隔を隔てている。複数のレバー・アセンブリのうちの１つは、ボディと対向するボディとの間の距離を変更するように適合されている。この方法によれば、テンプレートに圧縮力を印加し、モールドの上のパターンの望ましくない倍率ひずみまたは他のひずみを除去することができる。プライアント部材は、圧縮力に応答して生成される、基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成されている。
【０００８】
本発明によるシステムは、基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、プライアント部材と、プライアント部材を介して基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備えている。アクチュエータ・アセンブリは、複数のレバー・サブアセンブリを備えており、そのうちの１つはボディを備えている。このボディは上記領域に位置しており、複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディとは間隔を隔てている。複数のレバー・アセンブリのうちの１つは、ボディと対向するボディとの間の距離を変更するように適合されている。このようにして、テンプレートに圧縮力を印加し、モールドの上のパターンの望ましくない倍率ひずみまたは他のひずみを除去することができる。プライアント部材は、圧縮力に応答して生成される、基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成されている。
【０００９】
本発明による方法には、アクチュエータ・アセンブリを使用して基板に圧縮力を印加するステップと、圧縮力に応答して生成される、チャックさせることによって知覚される反力を最小化するために、基板に対するアクチュエータ・アセンブリの移動を容易にするステップが含まれている。以下、これらおよび他の実施形態について、より詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の一実施形態によるリソグラフィ・システム１０を示したもので、ブリッジ１４を有する一対の間隔を隔てたブリッジ・サポート１２と、ブリッジ・サポート１２の間に延びているステージ・サポート１６を備えている。ブリッジ１４とステージ・サポート１６は互いに離れている。ブリッジ１４には、ブリッジ１４からステージ・サポート１６へ向かって延びているインプリント・ヘッド１８が結合されている。ステージ・サポート１６の上には、動きステージ２０がインプリント・ヘッド１８と対向して配置されている。動きステージ２０は、Ｘ軸、Ｙ軸に沿って、ステージ・サポート１６に対して移動するように構成されているが、Ｚ軸に沿って移動させることも可能である。本発明の譲受人に譲渡された、２００２年７月１１日出願の「Ｓｔｅｐ ａｎｄ Ｒｅｐｅａｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｓｙｓｔｅｍｓ」という名称の米国特許出願第１０／１９４，４１４号に、例示的動きステージ・デバイスが開示されている。動きステージ２０に化学エネルギーを入射させるためのエネルギー源２２がシステム１０に結合されている。システム１０の動作は、システム１０の様々な部品の動作を調整するための命令を定義したコンピュータ可読コードを含んだ記憶装置３３とデータ通信しているプロセッサ３１によって制御されている。
【００１１】
図１、２の両方を参照すると、モールド２８を有するテンプレート２６がインプリント・ヘッド１８に接続されている。モールド２８は、間隔を隔てた複数の凹所２７と凸部２９によって形成された複数のフィーチャを備えている。これらの複数のフィーチャは、動きステージ２０の上に配置されたウェハ３０に転写されるパターンの基礎を形成する原始パターンを決めている。そのために、インプリント・ヘッド１８は、Ｚ軸に沿って移動し、モールド２８とウェハ３０の間の距離「ｄ」を変更するようにされているが、Ｘ軸、Ｙ軸に沿って移動させることも可能である。この方法によれば、モールド２８のフィーチャをウェハ３０の流動領域にインプリントすることができる。これについては、以下でより詳細に説明する。エネルギー源２２は、モールド２８がエネルギー源２２とウェハ３０の間に位置するように配置されている。したがってモールド２８は、エネルギー源２２によって生成されるエネルギーに対して実質的に透明な材料から製造されている。
【００１２】
図２を参照すると、流動領域は、実質的に平らな輪郭である面３２の一部に形成されている。この流動領域は、米国特許第５，７７２，９０５号に開示されている熱エンボス・プロセス、あるいはＣｈｏｕらが「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７頁、２００２年６月）の中で記述しているタイプのレーザ支援直接インプリント（ＬＡＤＩ）プロセスなどの知られている任意の技法を使用して形成することができる。しかしながら、本実施形態の場合、流動領域は、ウェハ３０上の、インプリント材料の複数の間隔を隔てた離散滴３６からなっている。これについては、以下でより詳細に説明する。本発明の譲受人に譲渡された、２００２年７月９日出願の「Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｄｉｓｐｅｎｓｉｎｇ Ｌｉｑｕｉｄｓ」という名称の米国特許出願第１０／１９１，７４９号に、滴３６を付着させるための例示的システムが開示されている。滴３６には、インプリント層３４に形成される記録パターンを決めている原始パターンに対応するパターンを記録するために選択的に重合させることができ、かつ、架橋させることができるインプリント材料が含まれている。２００３年６月１６日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ Ａｄｈｅｓｉｏｎ Ｂｅｔｗｅｅｎ ａ Ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ Ｒｅｇｉｏｎ ａｎｄ ａ Ｐａｔｔｅｒｎ ｏｆ ａ Ｍｏｌｄ」という名称の米国特許出願第１０／４６３，３９６号に、インプリント材料の例示的組成が開示されている。
【００１３】
図２、３を参照すると、インプリント層３４に記録されたパターンが、部分的にはモールド２８との相互作用、たとえば機械的な接触、電気的な接触等によって生成される。この例では、滴３６とモールド２８を機械的に接触させて、面３２全体にインプリント材料の連続構造を形成するために距離「ｄ」を短くし、次にこの連続構造を凝固させることによってインプリント層３４を形成させる。一実施形態では、インプリント層３４のサブ部分３５が凹所２７に進入して凹所２７を充填させるために距離「ｄ」を短くする。
【００１４】
凹所２７の充填を容易にするために、使用されるインプリント材料は、凹所２７を完全に充填し、かつ、インプリント材料の連続構造で面３２を覆うような所望の特性を有している。この実施形態では、凸部２９と重なっているインプリント層３４のサブ部分３７は、通常は最小距離である所望の距離「ｄ」に到達した後も残留し、厚さｔ1のサブ部分３５と厚さｔ2のサブ部分３７が残される。厚さ「ｔ1」と「ｔ2」は、アプリケーションに応じて必要な任意の厚さにすることができる。
【００１５】
図２、３を参照すると、所望の距離「ｄ」に到達すると、エネルギー源２２が、インプリント材料を重合させ、かつ、架橋させる化学エネルギーを生成し、それにより架橋重合体材料が形成される。したがってインプリント材料の組成が液体状態から固体状態へ変化する。詳細には、図３により明確に示されているように、インプリント材料が凝固して、モールド２８の面３９の形状と一致する形状を有する面を備えたインプリント層３４が形成される。凝固したインプリント層３４が形成されると、モールド２８と凝固したインプリント層３４とを分離するように距離「ｄ」を長くする。
【００１６】
図３を参照すると、追加処理を使用してウェハ３０を完全にパターニングすることができる。たとえば、図４に示すように、ウェハ３０と凝固したインプリント層３４にエッチングを施し、凝固したインプリント層３４のパターンをウェハ３０に転写することによってパターン化された面２９４を形成することができる。もう一度図３を参照すると、エッチングを容易にするために、凝固したインプリント層３４が形成される材料を変更し、必要に応じてウェハ３０に対する相対エッチング速度を決めることができる。別法として、あるいは追加として、選択的に配置されたフォトレジスト材料（図示せず）に対するエッチングの差を使用して、凝固したインプリント層３４を形成することも可能である。フォトレジスト材料（図示せず）を提供することにより、知られている技法を使用して、凝固したインプリント層３４をさらにパターン化することができる。所望のエッチング速度に応じて、また、下を覆っている、ウェハ３０と凝固したインプリント層３４を形成している成分に応じて、任意のエッチング・プロセスを使用することができる。例示的エッチング・プロセスには、プラズマ・エッチング、反応性イオン・エッチング、化学ウェット・エッチングなどがある。ウェハ３０は、広義の意味で使用されていること、また、ウェハ３０には、上で説明したプロセスを使用したパターニングに適した任意のタイプの基板が含まれることを理解されたい。たとえばウェハ３０は、天然酸化物の有無に関わらず、たとえばシリコン・ウェハなどのベア半導体ウェハ３４であってもよい。別法としては、ウェハ３０は、その上に配置された、たとえばＭｉｓｓｏｕｒｉ州Ｒｏｌｌａ在所のＢｒｅｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ社から入手することができる、ＤＵＶ３０Ｊ−６の商品名で販売されている材料から形成されたプライマー層などの１つまたは複数の層を有することも可能である。
【００１７】
図１、２の両方を参照すると、例示的エネルギー源２２は、紫外線エネルギーを生成することができる。熱エネルギー、電磁エネルギーなどの他のエネルギー源を使用することも可能である。インプリント材料の重合を開始させるために使用されるエネルギーの選択は当業者には周知であるが、一般的には所望する特定のアプリケーションによって決まる。また、モールド２８の複数のフィーチャは、モールド２８の断面に狭間胸壁の形状を形成する凸部２９に平行の方向に沿って延びている凹所２７として示されている。しかしながら、凹所２７と凸部２９は、集積回路を生成するためのフィーチャを含む、事実上、所望する任意のフィーチャに対応させることができ、また、数ナノメートルの微小な凹所２７と凸部２９が可能である。したがって、システム１０の部品は、場合によっては熱的に安定な材料、たとえば熱膨張係数がほぼ室温（たとえばセ氏２５度）で約１０ｐｐｍ／セ氏温度未満の材料から製造されることが望ましい。いくつかの実施形態では、構築材料には、約１０ｐｐｍ／セ氏温度未満、または１ｐｐｍ／セ氏温度未満の熱膨張係数を持たせることができる。そのために、ブリッジ・サポート１２、ブリッジ１４および／またはステージ・サポート１６は、ＩＮＶＡＲ（登録商標）の商品名またはＳＵＰＥＲ ＩＮＶＡＲ（商標）の商品名で入手することができる鉄合金、それには限定されないがＺＥＲＯＤＵＲ（登録商標）セラミックを始めとするセラミックス、炭化ケイ素などの材料のうちの１つまたは複数の材料から製造することができる。また、テーブル２４を構築して、システム１０の残りの部品を周りの環境の振動から絶縁することも可能である。例示的テーブル２４は、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｉｒｖｉｎｅ在所のＮｅｗｐｏｒｔ社から入手することができる。
【００１８】
図５、６を参照すると、テンプレート２６（この上にモールド２８が存在している）は、チャック・ボディ４２を介して、図１に示すインプリント・ヘッド１８に結合されている。ボディ４２は、たわみ材４１に結合されている。たわみ材４１は、テンプレート２６の動きを制御している配向システム４３に結合されている。
【００１９】
図７を参照すると、配向システム４３は、外側フレーム４６の近傍に配置された内側フレーム４４とたわみミリング４８を有して示されている。これについては、以下でより詳細に説明する。ボディ４２は、たわみ材４１を介して、図８により明確に示されている配向システム４３に結合されている。詳細には、ボディ４２は、ボディ４２の四隅に配置された、ボディ４２の四隅に最も近いたわみ材４１の四隅に連結されているねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の手段を使用してたわみ材４１に接続されている。内側フレーム４４の面４５に最も近いたわみ材４１の四隅４７は、図には示されていないが、ねじが切られたファスナなどの適切な任意の手段を使用して内側フレーム４４の面４５に接続されている。
【００２０】
図７、８を参照すると、内側フレーム４４は中央通路５０を有しており、外側フレーム４６は、中央通路５０と重なっている中央開口５２を有している。たわみミリング４８の形状は環状であり、たとえば円形または楕円形である。たわみミリング４８は、内側フレーム４４と外側フレーム４６に結合されており、中央通路５０と中央開口５２の両方の外側に位置している。詳細には、たわみミリング４８は、ねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の手段を使用して、領域５４、５６、５８で内側フレーム４４に結合され、領域６０、６２、６４で外側フレーム４６に結合されている。領域６０は、領域５４と５６の間に、それらから等距離で配置されている。領域６２は、領域５６と５８の間に、それらから等距離で配置されている。また、領域６４は、領域５４と５８の間に、それらから等距離で配置されている。この方法によれば、たわみミリング４８は、たわみ材４１、ボディ４２、テンプレート２６を取り囲み、かつ、内側フレーム４４を外側フレーム４６に固定して取り付けられる。
【００２１】
配向システム４３の部品とたわみ材４１は、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼などの適切な任意の材料から形成することができることを理解されたい。また、たわみ材４１は、適切な任意の手段を使用して配向システム４３に結合できる。この例では、たわみ材４１は、ボディ４２の四隅に配置された、ねじが切られたファスナ（図示せず）を使用して面４５に結合されている。
【００２２】
配向システム４３は、テンプレート２６の動きを制御し、かつ、基準面（図示せず）に対する所望の空間関係でテンプレート２６を配置するように構成されている。そのために、複数のアクチュエータ６６、６８、７０が、外側フレーム４６と内側フレーム４４の間に、配向システム４３の周りに間隔を隔てて接続されている。アクチュエータ６６、６８、７０は、それぞれ第１の端部７２と第２の端部７４を有している。第１の端部７２は外側フレーム４６と対向し、第２の端部７４は内側フレーム４４と対向している。アクチュエータ６６、６８、７０は、３つの軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４の並進動きを容易にすることによって内側フレーム４４を外側フレーム４６に対して傾斜させる。配向システム４３は、軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3の周りの約±１．２ｍｍの動き範囲を設けることができる。この方法によれば、アクチュエータ６６、６８、７０は、内側フレーム４４に、たわみ材４１、延いてはテンプレート２６よボディ４２の両方に、複数の軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3のうちの１つまたは複数の周りの角度的な動きを与えることができる。詳細には、軸Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を短くし、かつ、軸Ｚ1に沿ったそれらの間の距離を長くすることにより、傾斜軸Ｔ2の周りの第１の方向の角度的な動きが生じる。軸Ｚ2、Ｚ3に沿った内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を長くし、かつ、軸Ｚ1に沿ったそれらの間の距離を短くすることにより、傾斜軸Ｔ2の周りの、第１の方向とは逆の第２の方向の角度的な動きが生じる。同様の方法で、内側フレーム４４が、軸Ｚ3に沿って逆方向に、軸Ｚ1、Ｚ2に沿った移動の２倍の距離を移動している間に、内側フレーム４４を軸Ｚ1、Ｚ2に沿って同じ方向に、同じ大きさで移動させることによって内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を変更させることにより、軸Ｔ1の周りの角度的な動きが生じる。同様に、内側フレーム４４が、軸Ｚ2に沿って逆方向に、軸Ｚ1、Ｚ3に沿った移動の２倍の距離を移動している間に、内側フレーム４４を軸Ｚ1、Ｚ3に沿って同じ方向に、同じ大きさで移動させることによって内側フレーム４４と外側フレーム４６の間の距離を変更することにより、軸Ｔ3の周りの角度的な動きが生じる。アクチュエータ６６、６８、７０は、±２００Ｎの最大動作力を有することができる。配向システム４３は、軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の周りの約±０．１５°の動き範囲を与えることができる。
【００２３】
アクチュエータ６６、６８、７０は、機械部品が最少になり、微粒子が原因となる不均一な機械的追従や摩擦が最小化になるように選択される。アクチュエータ６６、６８、７０の例には、ボイス・コイル・アクチュエータ、圧電アクチュエータ、リニア・アクチュエータがある。アクチュエータ６６、６８、７０の例示的実施形態は、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ州Ｓｙｌｍａｒ在所のＢＥＩ ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓからＬＡ２４−２０−０００Ａの商品名で入手することができ、適切な任意の手段、たとえばねじが切られたファスナを使用して内側フレーム４４に結合される。また、アクチュエータ６６、６８、７０は、内側フレーム４４と外側フレーム４６の間に、それらの周りに対称になるように結合されており、中央通路５０と中央開口５２の外側に位置している。このような構成により、外側フレーム４６からたわみ材４１まで、障害物のない通路が構成される。また、構造が対称であるため、動的振動や不均一な熱ドリフトが最小化され、それにより内側フレーム４４の微小動き修正を行うことができる。
【００２４】
内側フレーム４４、外側フレーム４６、たわみミリング４８、アクチュエータ６６、６８、７０の組合せによってたわみ材４１の角度的な動きが与えられ、延いては傾斜軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3の周りのボディ４２とテンプレート２６の角度的な動きが与えられる。しかしながら、テンプレート２６には、直角ではないとしても、軸Ｚ1、Ｚ2、Ｚ3に対して横方向に延びている平面に存在している軸に沿った並進動きが与えられることが望ましい。これは、テンプレート、テンプレート・チャック、コンプライアント・デバイスを組み込む際にテンプレートの面に存在し、かつ、傾斜軸Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3とは間隔を隔てた、図のＣ１とＣ２で示す複数の追従軸のうちの１つまたは複数の軸の周りの角度的な動きをテンプレート２６に与える機能をたわみ材４１に提供することによって達成される。
【００２５】
図９、１０を参照すると、たわみ材４１は、サポート・ボディ７６と複数のたわみアーム８０、８２、８４、８６と向かい合ってサポート・ボディ７６に結合されたフローティング・ボディ７８を備えている。ボディ４２は、上で説明したようにフローティング・ボディ７８に取り付けるように意図されており、テンプレート２６は、従来の方法を使用したチャック・システム４０によって保持されている。チャック・システム４０については、図６を参照して以下でより詳細に説明する。
【００２６】
もう一度図９、１０を参照すると、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４を備えている。説明を分かり易くするために、たわみアーム８８に関連して第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４について説明するが、この説明は、たわみアーム８０、８４、８６と結合しているたわみ継手のセットについても等しく適用される。必ずしもその必要はないが、たわみ材４１は、ソリッド・ボディから形成されている。したがって、サポート・ボディ７６、フローティング・ボディ７８、たわみアーム８０、８２、８４、８６は一体形成されており、第１と第２のセットのたわみ継手８８、９０、９２、９４と向かい合って、一体として回転結合されている。サポート・ボディ７６は、中央に配置された通路９６を備えている。フローティング・ボディ７８は、中央に配置された、通路９６と重なっている開口９８を備えている。たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれその両端に端部９９、１００を備えている。個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６の端部９９は、たわみ継手９２、９４を介してサポート・ボディ７６に接続されている。端部９９は、通路９６の外側に位置している。個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６の端部１００は、たわみ継手８８、９０を介してフローティング・ボディ７８に接続されている。端部１００は、開口９８の外側に位置している。
【００２７】
図９、１０、１１を参照すると、継手８８、９０、９２、９４は、それぞれ、端部９９、１００の近傍、つまりサポート・ボディ７６またはフローティング・ボディ７８のいずれか一方と、たわみアーム８０、８２、８４、８６のうちの１つとの界面に、たわみ材４１から材料を減少させることによって形成されている。そのために、たわみ継手８８、９０、９２、９４は、たわみ材４１を機械加工し、レーザ切断し、あるいは他の適切な処理を施すことによって形成されている。詳細には、継手９０、９２は、対向する２つの面１０４、１０６と２つの隙間１０８、１１０を有するたわみ部材１０２から形成されている。隙間１０８は、隙間１１０とは反対の方向に向いて配置されており、また、隙間１１０は、隙間１０８とは反対の方向に向いている。面１０４から遠ざかる方向に隙間１１０から延びているギャップ１１２は、たわみアーム８２の周囲の開口の中で終端している。継手９４も、対向する２つの面１１６、１１８と２つの隙間１２０、１２２を有するたわみ部材１１４から形成されている。隙間１２２は、面１１８の反対側に配置されている。ギャップ１２３は、面１１６から遠ざかる方向に隙間１２２から延びており、ギャップ１２５は、隙間１２０から延びている。ギャップ１１２、１２３、１２５の間隔Ｓ1、Ｓ2、Ｓ3は、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８のいずれかの間で相対動きが生じることになる動き範囲をそれぞれ形成している。
【００２８】
図９と１１を参照すると、たわみアーム８２、８４の継手８８と結合しているたわみ部材１１４は、軸１２４の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８２、８４の継手９２と結合しているたわみ部材１０２は、軸１２６の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８０、８６の継手８８と結合しているたわみ部材１１４は、軸１２８の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８０、８６の継手９２と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３０の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８０、８２の継手９０と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３２の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８０、８２の継手９４と結合しているたわみ部材１１４は、軸１３４の周りの回転を容易にしている。たわみアーム８４、８６の継手９０と結合しているたわみ部材１０２は、軸１３６の周りの回転を容易にしており、また、たわみアーム８４、８６の継手９４と結合しているたわみ部材１１４は、軸１３８の周りの回転を容易にしている。
【００２９】
したがって、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ、回転軸のグループが重なるたわみ材４１の領域に配置されている。たとえば、たわみアーム８０の端部９９は、軸１３０と１３４が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２８と１３２が重なる領域に配置されている。たわみアーム８２の端部９９は、軸１２６と１３４が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２４と１３２が重なる領域に配置されている。たわみアーム８４の端部９９は、軸１３８と１２６が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１２４と１３６が重なる領域に配置されている。同様に、たわみアーム８６の端部９８は、軸１３０と１３８が重なる領域に配置されており、端部１００は、軸１３６と１２８が重なる領域に配置されている。
【００３０】
この構成の結果として、たわみアーム８０、８２、８４、８６は、それぞれ、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８に対して、軸が重なっている２つのグループ（第１のグループがもう１つのグループに対して横方向に延びている）の周りの相対回転動きを与えるように結合されている。したがって、たわみアーム８０、８２、８４、８６の各々に、直交する軸の２つのグループの周りの動きが提供され、かつ、これらのたわみアームのフットプリントが最小化される。たわみ材４１は、上記軸の上方に、約±０．０４°の傾斜動き範囲、約±０．０２°のアクティブ傾斜動き範囲、約±０．０００５°のアクティブ・シータ動き範囲を与えることができる。さらに、たわみアーム８０、８２、８４、８６の個々のフットプリントが小さくなるため、たわみアーム８０、８２、８４、８６によって妨害されない空隙を通路９６と開口９８の間に残すことができる。したがってたわみ材４１は、インプリント・リソグラフィ・システムの使用に適している。
【００３１】
図１０、１２、１３を参照すると、サポート・ボディ７６とフローティング・ボディ７８に対するたわみアーム８０、８２、８４、８６のこの構成は、たわみ材４１の荷重の平行伝達を容易にしている。たとえば、サポート・ボディ７６に荷重力が与えられると、個々のたわみアーム８０、８２、８４、８６は、実質的に同じ大きさの力Ｆ１をフローティング・ボディ７８に与える。これは、とりわけ、力Ｆ1またはＦ2のいずれかが付与された場合の、たわみ材４１を使用した所望の構造剛性の達成を容易にしている。そのために、継手８８、９０、９２、９４は回転継手であり、たわみ材とサポート・ボディ７６またはフローティング・ボディ７８のいずれかとの間の、回転動きを除くあらゆる方向の動きが最小化される。詳細には、継手８８、９０、９２、９４は、たわみアーム８０、８２、８４、８６、サポート・ボディ７６、フローティング・ボディ７８の間の並進動きを最小化し、かつ、軸１２４、１２６、１２８、１３０、１３２、１３４、１３６、１３８の周りの回転動きを容易にしている。
【００３２】
図１０、１１、１２、１３を参照すると、軸１２４、１２６、１２８、１３０の相対位置は、フローティング・ボディ７８の、フローティング・ボディ７８から間隔を隔てた、開口９８と軸１２４、１２６、１２８、１３０に対して中心に位置している位置１４０に、第１のリモート・センタ追従（ＲＣＣ）を提供している。同様に、軸１２２、１２４、１３６、１３８の相対位置は、フローティング・ボディ７８の、位置１４０の実質的に近くに第２のＲＣＣを提供している。この第２のＲＣＣは、位置１４０から等距離で配置されている軸１３２、１３４、１３６、１３８に対して実質的に中心に位置している位置１４０に位置していることが望ましい。軸１２４、１２６、１２８、１３０のグループの軸は、それぞれ、そのグループの残りの軸１２４、１２６、１２８、１３０に対して平行に延びている。同様に、軸１３２、１３４、１３６、１３８のグループの軸は、それぞれ、そのグループの残りの軸１３２、１３４、１３６、１３８に対して平行に延び、かつ、軸１２４、１２６、１２８、１３０の各々に対して直角に延びている。軸１３０は、第１の方向に沿って、軸１２８からｄ1の距離だけ間隔を隔てており、また、直交する第２の方向に沿って、軸１２８からｄ2の距離だけ間隔を隔てている。軸１２４は、第２の方向に沿って、軸１２６からｄ3の距離だけ間隔を隔てており、また、第１の方向に沿って、軸１２６からｄ4の距離だけ間隔を隔てている。軸１３２は、第１と第２の両方の方向に直交している第３の方向に沿って、軸１３４からｄ5の距離だけ間隔を隔てており、また、第１の方向に沿って、軸１３４からｄ6の距離だけ間隔を隔てている。軸１３６は、第１の方向に沿って、軸１３８からｄ7の距離だけ間隔を隔てており、また、第３の方向に沿って、軸１３８からｄ8の距離だけ間隔を隔てている。距離ｄ1、ｄ4、ｄ6とｄ7は、実質的に同じ距離である。距離ｄ2、ｄ3、ｄ5、ｄ8は、実質的に同じ距離である。
【００３３】
図１２、１３、１４、１５を参照すると、横方向に延びている軸の２つのセットは、それらの交点にＲＣＣが位置していると見なすことができるように、距離ｄ1〜ｄ8を適切に確立することによって実質的に極めて近くに配置することができる。４つの軸が含まれている第１のセットは、１４４、１４６、１４８、１５０で示されている。たわみアーム８０の継手８８、９２は、軸１４４に沿って位置しており、たわみアーム８２の継手８８、９２は、軸１４６に沿って位置している。たわみアーム８４の継手８８、９２は、軸１４８に沿って位置しており、たわみアーム８６の継手８８、９２は、軸１５０に沿って位置している。４つの軸の第２のセットは、１５２、１５４、１５６、１５８で示されている。たわみアーム８２の継手９０、９４は、軸１５２に沿って位置しており、たわみアーム８４の継手９０および９４は、軸１５４に沿って位置している。たわみアーム８６の継手９０、９４は、軸１５６に沿って位置しており、たわみアーム８０の継手９０、９４は、軸１５８に沿って位置している。この構成により、ＲＣＣに対する、軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８のセットのうちの任意の１つの周りのフローティング・ボディ７８の動きが、残りの軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８の周りの動きから結合解除される。したがって、ＲＣＣに対するフローティング・ボディ７８のジンバル様の動きが提供される。この構造の剛性によって、防止することはできないとしても、軸１４４、１４６、１４８、１５０、１５２、１５４、１５６、１５８に対するフローティング・ボディの並進動きが抑制される。
【００３４】
図６、１６を参照すると、チャック・ボディ４２は、モールド２８が取り付けられるテンプレート２６を真空技法を使用して保持するように適合されている。そのために、チャック・ボディ４２は、第１の面１６０とその反対側に第２の面１６２を備えている。面または縁である面１６４が、第１の面１６０と第２の面１６２の間に延びている。第１の面１６０は、第１の凹所１６６と第１の凹所１６６から間隔を隔てた第２の凹所１６８を備えており、第１の領域１７０と間隔を隔てた第２の領域１７２を区画している。第１のサポート領域１７０は、第２のサポート領域１７２、第１の凹所１６６、第２の凹所１６８を取り囲んでいる。第２のサポート領域１７２は、第２の凹所１６８を取り囲んでいる。チャック・ボディ４２の、第２の凹所１６８と重なっている部分１７４は、上で言及した化学エネルギーの波長などの所定の波長を有するエネルギーに対して透明である。そのために、部分１７４は、ガラスなどの透明な材料の薄い層でできている。しかしながら、部分１７４が構築される材料は、図２に示すエネルギー源２２によって生成されるエネルギーの波長によって様々である。
【００３５】
もう一度図６、１６を参照すると、部分１７４は、第２の面１６２から延びて第２の凹所１６８の近傍で終端し、モールド２８が第２の凹所１６８と重なるよう、少なくともモールド２８の面積の広さの領域を形成しなければならない。チャック・ボディ４２には、１７６、１７８で示されている１つまたは複数の通路が形成されている。これらの通路のうちの１つ、たとえば通路１７６は、第１の凹所１６６と側面１６４を流体連絡している。残りの通路、たとえば通路１７８は、第２の凹所１６８と側面１６４を流体連絡している。
【００３６】
通路１７６は、第２の面１６２と第１の凹所１６６の間を延びることも可能であることを理解されたい。同様に、通路１７８は、第２の面１６２と第２の凹所１６８の間を延びることができる。望ましいことは、通路１７６、１７８が、それぞれ凹所１６６、１６８とポンプ・システム１８０などの圧力制御システムの流体連絡を容易にすることである。
【００３７】
ポンプ・システム１８０は、凹所１６６、１６８の近傍の圧力を互いに独立して制御するための１つまたは複数のポンプを備えることができる。詳細には、チャック・ボディ４２に取り付けられるとき、テンプレート２６は第１のサポート領域１７０と第２のサポート領域１７２に置かれ、第１の凹所１６６と第２の凹所１６８がテンプレート２６で覆われる。第１の凹所１６６と、その第１の凹所１６６と重なっているテンプレート２６の部分１８２によって第１のチャンバ１８４が形成される。第２の凹所１６８と、その第２の凹所１６８と重なっているテンプレート２６の部分１８６によって第２のチャンバ１８８が形成される。ポンプ・システム１８０は、第１のチャンバ１８４と第２のチャンバ１８８の圧力を制御するように動作する。詳細には、チャック・ボディ４２を使用してテンプレート２６の位置を維持するための圧力が第１のチャンバ１８４に確立され、回避されないとしても、重力ｇの力によるチャック・ボディ４２からのテンプレート２６の分離が抑制される。第２のチャンバ１８８の圧力は、とりわけインプリント中に生じるテンプレート２６のひずみを小さくするために、テンプレート２６の形状を調整することによって第１のチャンバ１８４の圧力とは異なる圧力にすることができる。たとえば、ポンプ・システム１８０は、図２に示すインプリント層３４がモールド２８と接触する結果として生じるあらゆる上向きの力Ｒを補償するための正の圧力をチャンバ１８８に印加することができる。この方法によれば、面１６０の異なる領域と領域の間に圧力差が生成されるため、回避されないとしても、力Ｒによるテンプレート２６の湾曲、延いてはモールド２８の湾曲が小さくなる。テンプレート２６には、Ｙ方向が図６の平面に入ることを理解して同じＸ方向、Ｙ方向の寸法を変更するための手段が結合されている。寸法を変更するための手段は、図５の分解図に示されているチャック・ボディ４２に結合されるアクチュエータ・サブアセンブリ１９０として略図で示されている。ポンプ・システム１８０とアクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、図１に示すプロセッサ３１の制御の下で動作する。
【００３８】
図１７〜１９を参照すると、この例では、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、完全には回避されないとしても、平面外れの曲げ力が実質的に最小化されるよう、テンプレート２６に単純に圧縮力を与えるように構成されている。テンプレート２６を湾曲させる力は、この力によってパターンがひずむことになる点で問題である。そのために、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、テンプレート２６の中立軸に沿って圧縮力を導くための中央開口１９４を有するフレーム１９２に取り付けられた複数のレバー・サブアセンブリを備えている。レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、レバー・アーム２００に結合されたボディ１９８、駆動システム２０２およびリンケージ・システム２０４を備えている。レバー・アーム２００は、リンケージ・システム２０４を介してボディ１９８に結合されている。通常、レバー・アーム２００は、ボディ１９８とリンケージ・システム２０４は、たとえばアルミニウム、ステンレス鋼などの固体材料から一体形成されている。駆動システム２０２のピストン２０６は、たわみ継手２１２を介してレバー・アーム２００の終端領域２０８に結合されており、終端領域２０８を押し付け、あるいは引っ張ることができる。レバー・アーム２００の第２の終端領域２１０は、この第２の終端領域２１０に力を加えるためにリンケージ・システム２０４に結合されている。
【００３９】
レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、リンケージ・システム２０４がフレーム１９２の第１の面２１４に配置されるようにフレーム１９２に取り付けられている。フレーム１９２は、すべてではないとしてもサブアセンブリ１９０のほとんどの金属部品と同様、アルミニウム、ステンレス鋼などから形成されている。駆動システム２０２は、フレーム１９２の第１の面２１４とは反対側に配置されている第２の面２１５に配置されており、第１の面２１４と第２の面２１５の間をレバー・アーム２００が延びている。駆動システム２０２には、空気圧式アクチュエータ、圧電アクチュエータ、磁歪アクチュエータ、ボイス・コイル・アクチュエータなどの当分野で知られている任意の力アクチュエータまたは変位アクチュエータを使用することができるが、本例では、駆動システムは、Ｉｎｄｉａｎａ州Ｉｎｄｉａｎａｐｏｌｉｓ在所のＳＭＣ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ Ａｍｅｒｉｃａから、製品番号１１−ＣＵＪＢ１０−４Ｄで入手することができるアクチュエータである。
【００４０】
レバー・サブアセンブリ１９６のボディ１９８は、それぞれ、レバー・アーム２００から遠ざかる方向に開口１９４へ向かってリンケージ・システム２０４から延びており、開口１９４と重なって終端している。必ずしもその必要はないが、フレーム１９２に結合された複数のレバー・サブアセンブリ１９６を有し、それらと結合した複数のボディ１９８が開口１９４に対して対称に配置されることが望ましい。また、場合によっては、フレーム１９２に結合された複数のレバー・サブアセンブリ１９６を有し、それらが共通フレームすなわちフレーム１９２に前述の力を与えることができることが望ましい。別法としては、別のフレームにサブアセンブリを結合することも可能であるが、反対側のサブアセンブリは共通フレームに結合することが望ましい。開口１９４には、所望の任意の形状を持たせることができるが、通常、開口１９４は、テンプレート２６の形状と相補をなす形状を有している。そのために、開口１９４は、図に示すように正方形である。また、複数のボディ１９８の各々は、複数のボディ１９８の残りのボディ１９８のうちの１つと対向して配置されることが望ましい。そのために、同じ数のボディ１９８が開口１９４の反対側に存在している。図には、開口１９４の一方の側に４つのボディ１９８を提供している４つのレバー・サブアセンブリ１９６が示されているが、任意の数のレバー・サブアセンブリ１９６を存在させることができる。より詳細には、より多くの数のレバー・サブアセンブリ１９６を使用して、より正確なテンプレート２６のひずみ制御を提供することができるよう、レバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれより小さくすることができる。この方法によれば、複数のボディ１９８間に、テンプレート２６を中心に置くことができる領域が区画される。この設計の利点は、モールド２８の一方の面に位置するようにアクチュエータ・サブアセンブリ１９０全体が配置され、それにより図３に示すモールドの面３９が位置している平面から間隔を隔てることができることである。これは、インプリントプロセスの間、図５に示すアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の部品と、図３に示すウェハ３０の間の接触が防止される点で有利である。
【００４１】
図１７〜１９をもう一度参照すると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、動作中、終端領域２０８に力を印加し、テンプレート２６を受け入れるための適切な寸法を開口１９４に提供している。たとえば、中立状態、つまりアクチュエータ・サブアセンブリ１９０により印加される力が存在していない状態では、開口１９４は、テンプレート２６の寸法より小さい寸法を有することができる。したがって、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、終端領域２０８を引っ張るように動作してボディ１９８を反対側のボディ１９８から遠ざかる方向へ後退させ、テンプレート２６を装荷するべく開口１９４のサイズを大きくする。テンプレート２６は、開口１９４の中に配置され、図６に示すチャック・システム４０によって所定の位置に保持される。図５、１７、１８、１９をもう一度参照すると、駆動システム２０２によって生成される力が存在していなくても、ボディ１９８をテンプレート２６に押し付けることができる。代わりに、開口１９４のサイズをテンプレート２６の寸法より大きくすることも可能であるが、テンプレート２６とボディ１９８の間の接触を達成するためには、駆動システム２０２による力の生成が必要である。
【００４２】
ボディ１９８は、テンプレート２６の面２１８を接触させるために、接触面２２０がボディ１９８内に含まれるように配置されている。詳細には、接触面２２０は、面２１８に平行に延びて面２１８と接触するように構成されている。そのために、駆動システム２０２は、図６に示す、駆動システム２０２にレバー・アーム２００の角度的な動きを与えるポンプ・システム１８０に結合されている。ピストン２０６は、レバー・アーム２００の一方の端部にたわみ継手２１２を介して力ＦINを付与している。この力ＦINによってレバー・アーム２００が回転動きし、この回転動きによってボディ１９８がテンプレート２６に向かって並進動きし、それにより複数のボディ１９８によって形成される面積が減少する。この方法によれば、テンプレート２６の面２１８に力ＦOUTが与えられる。テンプレート２６の面２１８の異なる部分に沿った１つまたは複数のボディ１９８からＦOUTを適切に与えることにより、テンプレート２６の寸法を変更することができる。このテンプレート２６の寸法変更がモールド２８に付与され、それを使用して倍率誤差を補償することができる。これについては、以下でより詳細に説明する。
【００４３】
テンプレート２６の寸法を変更する際に考慮すべき重要なことは、回避することができないとしても、テンプレート２６上の局部への力の集中とテンプレート２６の湾曲を最小化することである。これらは、いずれもモールド２８のパターンがひずむ原因になる。そのために、ボディ１９８とレバー・アーム２００の移動方向を制御するリンケージ２０４が設計されている。また、共通フレーム１９２へのサブアセンブリ１９６の構造的な接続により、チャック・ボディ４２、延いてはテンプレート２６などの他の部品内ではなく、フレーム１９２内で大きな力が確実に反作用する。
【００４４】
リンケージ２０４は、リンケージ部材２２４および２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６で示されている複数のたわみ継手を備えている。たわみ継手２２６、２２８、２３０、２３２、２３４、２３６は、それぞれ、リンケージ部材２２４の材料領域であり、実質的に減少させた材料を有している。たわみ継手２２６は、終端領域２０８の駆動システム２０２のピストン２０６によってレバー・アーム２００に与えられる力ＦINに応答して、レバー・アーム２００がその周りに回転／角度的な動きすることになるピボット軸２３８を形成している。レバー・アーム２００がピボット軸２３８の周りに回転／角度的な動きすることにより、ボディ１９８が、ピボット軸２３８に対して直角ではないとしても横切る方向である方向２４０に移動する。方向２４０は、その方向からの逸脱が最小化されるよう、正確に制御されることが大いに望ましい。これにより、回避することができないとしても、複数のボディ１９８による力ＦOUTを受けるテンプレート２６の平面外れの湾曲が小さくなる。力ＦOUTは、レバー・アーム２００の終端領域２１０に沿ってリンケージ・システム２０４へ導かれる。
【００４５】
たわみ継手２２８、２３０、２３２は、たわみ継手２２６と共に、レバー・アーム２００とボディ１９８の間の回転／角度的な動きを容易にし、かつ、方向２４０からのボディ１９８の逸脱を確実に最小化している。詳細には、たわみ継手２２８、２３０、２３２は、それぞれ、レバー・アーム２００とボディ１９８の間の回転／角度的な動きが生じることになる回転軸２４２、２４４、２４６を各々形成している。軸２３８、２４２、２４４、２４６は平行に延びており、軸２３８と２４２は互いに実質的に重なっている。また、軸２４４と２４６も互いに実質的に重なっている。軸２３８と２４４は、１つの共通平面に存在しており、また、軸２４２と２４６も１つの共通平面に存在している。
【００４６】
また、軸２３８を終端領域２０８と２１０の間に適切に配置することにより、レバー・アーム２００とリンケージ２０４に増幅器として機能させることができる。詳細には、面２１８と接触面２２０が接触している場合、リンケージ・システム２０４に印加される力ＦOUTは、力ＦINおよび終端領域２０８と２１０の間の軸２３８の位置の関数である。力ＦOUTの大きさは、
ＦOUT＝ＦIN（ｌ1／ｌ2）
で定義することができる。ｌ1は、終端領域２０８からの軸２１２の距離であり、ｌ2は、終端領域２１０からの軸２３８の距離である。
【００４７】
図１９と２０を参照すると、テンプレート２６に対する純粋な圧縮の維持を促進するために、リンケージ・システム２０４は、継手２３４、２３６を備えている。継手２３４、２３６は、レバー部材２２４に対する、横方向に延びている２つの軸２４８と２５０に沿ったボディ１９８の回転／角度的な動きを容易にしている。軸２４８と２５０の周りの自由な回転をボディ１９８に提供することにより、ボディ１９８は、接触面２２０に対する面２１８の傾斜を補償するためにその位置を変更することができる。この方法によれば、接触面２２０は、面２１８との接触を維持することができ、したがって、防止することができないとしても、とりわけ接触面２２０の隅を面２１８に接触させることによって生じる局部応力を小さくすることができる。接触面２２０とテンプレート２６の間の局部応力をさらに小さくするために、接触面２２０と面２１８の非適合性によって生じる面２１８の局部応力が最小化されるよう、コンプライアント材料から接触面２２０を形成することができる。接触面を形成することができる例示的材料には、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）、フッ化ケイ素、ウレタン、Ｄｅｌｒｉｎ／ＡＦがある。ボディ１９８、複数のボディ１９８のうちの１つ、延いては接触面２２０に対する独立した制御を可能にすることにより、面２１８の面異常に対するさらなる追従を達成することができる。
【００４８】
アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、テンプレート２６の二次元の寸法変更を容易にしている。これは、ポアッソン効果を克服するためにとりわけ有用である。ポアッソン効果は、テンプレート２６の直角方向のひずみの線形結合をもたらすことがある。詳細には、ポアッソン比は、テンプレート２６に与えられるＸ方向の圧縮ひずみに対する、テンプレート２６にもたらされるＹ方向とＺ方向の引張りひずみの比率である。典型的な数値は、０．１〜０．４の範囲である。テンプレート２６が石英ガラスから形成されている場合、この比率は約０．１６である。したがって、Ｙ方向の寸法変化が望ましくない純粋なＸ方向の寸法変化を得るためには、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を起動して距離ｄ1とｄ2の両方を変更し、ポアッソン効果を補償しなければならない。上で説明した任意の構成のアクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用して、テンプレート２６の寸法を変更し、図２に示すインプリント層３４に記録されるパターンのひずみを小さくするための力をテンプレート２６に印加することができる。
【００４９】
図１、５、１８、２０、２１を参照すると、テンプレートの寸法を変更する際に考慮すべきもう１つの重要なことは、使用する力による有害な影響を最小化することである。たとえば、テンプレートの寸法を変更する際に、数百ポンド程度の力が加えられる。配向システム４３などのシステム１０の他のユニットが感知するこれらの力の量が最小化されることが望ましい。また、テンプレート２６は、ボディ１９８によって面２１８に加えられる不均一な圧縮力が存在しても、チャック・ボディ４２に対してＺ軸の周りに回転しないこと、また、ボディ４２に対して、Ｘ方向とＹ方向に沿って変位しないことが望ましい。そのために、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、たわみ材４１にピボット結合／弾性結合されており、アクチュエータ・サブアセンブリがテンプレート２６を押し付ける際に生成される反力に応答して、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った面内を移動し、かつ、Ｚ方向の周りに回転する。詳細には、テンプレートをチャック・ボディ４２に保持する力が、禁じることはできないとしても、圧縮力が存在している状態で、チャック・ボディ４２に対するテンプレート２６の大きな回転動きを最小化している。これは、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０の隅２５２、２５４、２５６、２５８を、プライアント部材２６８を介して、ねじが切られたファスナ（図示せず）などの適切な任意の締付け手段を使用して、たわみ材４１の隅２６０、２６２、２６４、２６６にそれぞれ結合することによって達成される。
【００５０】
図に示すように、プライアント部材２６８は、それぞれ、両端に終端２７０と２７２を備えており、二重支点レバー・システム２７４が終端２７０から終端２７２に向かって延び、支点２７６で終端している。支点２７６は、両端の終端２７０と終端２７２の間に配置されている。支点レバー・システム２７４は、Ｚ方向に沿って支点２７６から終端２７０に向かって延び、ベース２８０で終端しているレバー２７８を備えている。ベース２８０はレバー２７８に結合され、支点２８２を形成している。ベース２８０は、支点２８２からＺ方向に対して横方向に延びている。サポート２８４は、支点２７６から延び、ベース２８５で終端している。サポート２８４は、支点２７６から終端２７０に向かって延びており、レバー２７８の反対側に間隔を隔てて配置されている。ベース２８５は、サポート２８４から、レバー２７８から遠ざかる方向に延びており、ベース２８０から間隔を隔てて、ベース２８０と重畳して配置されている。
【００５１】
ベース２８０は、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０に固定して取り付けられており、ベース２８５は、たわみ材４１に固定して取り付けられている。そのために、ねじが切られた複数のファスナ（図示せず）がそれぞれベース２８５とベース２８０に結合されている。この構成によれば、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０とたわみ材４１の間の相対動きが容易になる。１つのプライアント部材２６８を個々の対の隅にまとめて結合することにより、つまり、たわみ材４１の隅のうちの１つをアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の隅のうちの１つに結合することにより、個々のレバー２７８に、平行４バー空間リンケージとして機能させることができる。したがって、たわみ材４１に対する、Ｘ方向、Ｙ方向に沿った相対並進動き、さらにＺ軸の周りの回転動きを備えたアクチュエータ・サブアセンブリ１９０が提供される。詳細には、支点２７６が軸２８８の周りの相対動きを容易にし、支点２８２が軸２９０の周りの相対動きを容易にしている。また、レバー２７８は、軸Ｚの周りの相対回転動きを容易にしている。レバー２７８の剛性は、防止することはできないとしても、Ｚ方向に沿った並進動きを最小化している。アクチュエータ・サブアセンブリ１９０とたわみ材４１の間に上記相対動きを提供することにより、システム１０の他の機構、たとえば中でもたわみ材４１とシステム４２によって知覚される拡大力の量が最小化される。
【００５２】
また、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、荷重許容誤差およびテンプレート２６とアクチュエータ・サブアセンブリ１９０の間の不均一な力に適応することができる。たとえば、テンプレート２６が、シータ誤差、たとえばチャック・ボディ４２に対するＺ方向の周りの回転が適切に整列していない状態でボディ４２に装荷されると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、Ｚ方向の周りに回転してこの不整列に適応することができる。また、反対側のボディ１９８によってテンプレート２６に印加される力の和が相殺されない場合、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０は、Ｘ方向および／またはＹ方向に移動し、かつ／またはＺ方向の周りに回転することによって、印加される力の不平衡に適応する。たとえば、複数のレバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ、残りのレバー・サブアセンブリ１９６とは独立して動作することが望ましい。テンプレート２６には、倍率誤差とひずみ誤差を修正するために極めて多くの力の組合せを印加することができる。
【００５３】
他の実施形態では、テンプレート２６のより良好なひずみ制御を提供するために、より多くのレバー・サブアセンブリ１９６を使用してテンプレート２６に圧縮力を印加することができるよう、テンプレート２６の面積を広くすることができる。より多くのレバー・サブアセンブリ１９６を使用することにより、より正確にテンプレート２６のひずみを制御すことができる。そのために、面２１８に結合されるボディ１９８の数を増やすべく、寸法がより小さいボディ１９８を有するようにレバー・サブアセンブリ１９６のサブセットを構築し、あるいはレバー・サブアセンブリ１９６の各々を構築することができる。この方法によれば、面２１８のボディ１９８の数を増すことによって得られる修正の解像度が向上するため、改良モールドひずみ修正を達成することができる。別法としては、面２１８の面積を広くすることも可能であるが、サイズの大きいテンプレート２６に適応するためには、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０の適切なスケーリングが必要である。テンプレート２６のサイズを大きくするもう１つの利点は、モールド２８の外側のテンプレート２６の面積が、面２１８のボディ１９８の応力集中による悪影響をフィルタリングし、たとえば減衰させることである。応力集中によってモールド２８がひずみで変化し、そのためにモールド２８のパターンにパターンひずみが生じることになる。要するに、面２１８の単位面積当たりのボディ１９８の数は、ひずみ修正の解像度に比例していることが分かる。さらに、テンプレート２６の残りの領域に対するモールド２８の面積が減少するため、ボディ１９８と面２１８が接触することによって生じるパターンひずみが小さくなる。
【００５４】
図１、２を参照すると、インプリント層３４に記録されるパターンのひずみは、とりわけインプリント層３４とウェハ３０の寸法変化によって生じる可能性がある。これらの寸法変化は、一部には熱変動によるものであり、また、いわゆる倍率／ランアウト誤差をもたらす、先行する処理ステップの不正確性によるものである。倍率／ランアウト誤差は、ウェハ３０の、原始パターンが記録される領域が、原始パターンの面積より広くなると生じる。また、倍率／ランアウト誤差は、ウェハ３０のパターンが記録される領域が、原始パターンの面積より狭い場合に生じることもある。倍率／ランアウト誤差による悪影響は、図４に示すパターン化された面２９４と重なっているインプリント層２９２で示すように、複数のインプリントパターンの層を形成する場合にさらに悪化する。倍率／ランアウト誤差が存在している場合、シングル・ステップ・フル・ウェハインプリントプロセスとステップ・アンド・リピートインプリントプロセスの両方で、重畳した２つのパターンを適切に整列させることは困難である。適切な整列を達成するために、Ｐａｗａｎ Ｋ．Ｎｉｍｍａｋａｙａｌａ、Ｔｏｍ Ｈ．Ｒａｆｆｅｒｔｙ、Ａｌｉｒｅｚａ Ａｇｈｉｌｉ、Ｂｙｕｎｇ−Ｊｉｎ Ｃｈｏｉ、Ｐｈｉｌｉｐ Ｄ．Ｓｃｈｕｍａｋｅｒ、Ｄａｎｉｅｌ Ａ．Ｂａｂｂｓ、Ｓｉｄｌｇａｔａ Ｖ．Ｓｒｅｅｎｉｖａｓａｎが発明者として名前が挙げられている、２００４年１１月４日出願の「Ｉｎｔｅｒｆｅｒｏｍｅｔｒｉｃ Ａｎａｌｙｓｉｓ Ｆｏｒ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅ Ｏｆ Ｎａｎｏ−Ｓｃａｌｅ Ｄｅｖｉｃｅｓ」という名称の米国同時係属特許出願第１１／０００，３３１号に開示されているように、干渉解析を実行して、図１に示すプロセッサ３１上で動作する制御信号を生成することができる。
【００５５】
図２２、２３を参照すると、ステップ・アンド・リピート・プロセスには、ａ〜ｌで示すように、モールド２８の原始パターンに対応するパターンが記録される複数の領域をウェハ３０上で区画するステップが含まれている。モールド２８の原始パターンは、モールド２８の面全体と同じ空間的広がりを有するパターンであっても、あるいはモールド２８のサブ部分に単純に配置されたパターンであってもよい。本発明について、ウェハ３０と対向するモールド２８の面と同じ空間的広がりを有する原始パターンに関して説明する。ステップ・アンド・リピートインプリント・リソグラフィ・プロセスは、様々な方法で達成することができる。たとえば、図２に示すように、ウェハ３０の面全体をインプリント材料の滴３６で覆うことができ、したがって次にモールド２８を配置して、個々の領域ａ〜ｌで滴３６と接触させることができる。そのために、領域ａ〜ｌには、それぞれ必要な量のインプリント材料が含まれており、したがって上で説明したモールド２８によるパターン化とその後の凝固の際に、隣接する領域ａ〜ｌへインプリント材料がはみ出でることはない。この技法によれば、領域ａ〜ｌをパターン化するために必要なすべてのインプリント材料が最初にウェハの面に付着され、その後に個々の領域ａ〜ｌに含まれているインプリント材料が凝固される。別法としては、領域ａ〜ｌのサブ部分、たとえば領域ａ〜ｌのうちの１つにインプリント材料を提供し、引き続いて、ａ〜ｌの残りの領域にインプリント材料を提供する前にこのインプリント材料をパターン化し、かつ、凝固させることも可能である。さらに他の実施形態では、ウェハの面全体にインプリント材料を提供することができる。この場合、スピン塗布技法を使用してインプリント材料が付着され、次に、領域ａ〜ｌの各々のインプリント材料が逐次パターン化され、かつ、凝固される。
【００５６】
ステップ・アンド・リピート・プロセスを適切に実行するためには、モールド２８と領域ａ〜ｌの各々を適切に整列させなければならない。そのために、モールド２８は、「＋」の符号で示されているアラインメント・マーク２９８を備えている。領域ａ〜ｌのうちの１つまたは複数がフィデューシャル・マーク２９６を備えている。アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６が適切に整列していることを保証することにより、モールド２８とモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの１つが適切に整列していることが保証される。そのために、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）を使用して、アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６の間の相対整列を知覚することができる。この例では、アラインメント・マーク２９８とフィデューシャル・マーク２９６が重なると、適切に整列していることが表示される。倍率／ランアウト誤差が導入されると、適切な整列が極めて困難になる。
【００５７】
しかしながら、本発明の一実施形態によれば、モールド２８とウェハ３０の間の相対寸法を変更することによって、回避することはできないとしても、倍率／ランアウト誤差が小さくなる。詳細には、領域ａ〜ｌのうちの少なくとも１つがモールド２８の原始パターンの面積より若干小さい面積となるように、モールド２８とウェハ３０の相対寸法が確立される。次に、図１７に示すように、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６を機械的な圧縮力にさらすことにより、倍率／ランアウト誤差の最終的な補償が達成される。これらの圧縮力は、図２３に示される矢印Ｆ1およびＦ2、Ｆ3、Ｆ4〜Ｆ8で示すように、モールド２８に伝達される。この方法によれば、原始パターンの面積を、原始パターンの面積と重なっている領域ａ〜ｌの面積と同じ空間的広がりにすることができる。倍率修正が主としてモールド２８の寸法を縮小することによって達成されることを保証するために、モールド２８によって形成されるパターンは、公称寸法より若干大きくなるように生成することができ、たとえば所望の寸法より若干大きくなるように生成することができる。この方法によれば、モールド２８によって形成される原始パターンは、領域ａ〜ｌのうちの１つに記録される所望のパターンの公称寸法と比較した場合、モールド２８と結合した固定倍率を有していると言える。次に、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６が圧縮され、倍率がゼロの原始パターンが提供される。しかしながら、領域ａ〜ｌのうちの１つがモールド２８の寸法より若干小さい寸法を有するよう、熱変化を生成してウェハ３０の寸法を変更することも可能である。
【００５８】
もう一度図６を参照すると、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０を使用してテンプレート２６を圧縮すると、Ｘ軸、Ｙ軸に沿った、テンプレート２６とサポート領域１７０、１７２の間の相対動きが生じる。そのため、一実施形態では、サポート領域１７０、１７２は、それぞれ、前記テンプレート２６のプロファイルと一致し、かつ、Ｘ軸、Ｙ軸に沿ったテンプレート２６の大きな動きに耐えるように適合された材料の組合せを使用してサポート領域１７０、１７２に形成された面領域３００、３０２を有している。これらの材料には、たとえばＢｕｎａ−Ｎ、Ｖｉｔｏｎ、Ｓｉｌｉｃｏｎｅ、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）、ＦＥＰ、Ｆｌｕｏｒｏｓｉｌｉｃｏｎｅ、Ｕｒｅｔｈａｎｅ、Ｋａｌｒｅｚ、Ｓｉｍｒｉｚ、Ｂｕｎａ−ｎ、鏡面研磨陽極処理Ａｌ、Ｎｉめっき、またはＳｉＣ面、あるいは研磨ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）コーティング、レギュラーＯ−リング、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）チューブ、ＴＥＦＲＯＮ（登録商標）コーティングまたはクリーンルーム環境における真空の封止に使用することができる任意の耐久性材料がある。この方法によれば、面領域３００および３０２は、チャック・ボディ４２に対するＸ方向、Ｙ方向のテンプレート２６の相対動きに耐えることができる。
【００５９】
図２、２４の両方を参照すると、壁／バッフル３０６、３０８、３１０、３１２を備えたチャック・ボディ３０４を用意することにより、容易に、サブ領域３１４、３１６、３１８、３２０にレベルの異なる圧力を同時に提供することができる。したがって、インプリント層３４から引き離す際にテンプレート２６に加えられる力の量をテンプレート２６の面全体にわたって変更することができる。そのため、テンプレート２６をインプリント層３４から片持ち梁で支え、あるいはピーリングオフすることができ、モールド２８をインプリント層３４から分離している間にインプリント層３４に形成されるひずみまたは欠陥を抑制することができる。たとえば、サブ領域３１６には、残りのサブ領域３１４、３１８、３２０と結合している圧力より高い圧力を確立することができる。したがって距離「ｄ」を長くすると、テンプレート２６の、サブ領域３１４、３１８、３２０と重なっている部分が受ける引張り力が、テンプレート２６の、サブ領域３１６と重なっている部分が受ける引張り力より大きくなる。したがって、テンプレート２６の、サブ領域３１４、３１８、３２０と重なっている部分の「ｄ」が長くなる速度は、テンプレート２６の、サブ領域３１６と重なっている部分の「ｄ」が長くなる速度と比較すると加速されており、前述の片持ち梁効果を提供している。
【００６０】
図２５に示すさらに他の実施形態では、チャック・ボディ３２２は、凹所３２８の天底面３２６から突出している複数のピン３２４を備えることができる。ピン３２４は、チャック・ボディ３２２に真空を介して保持され、かつ、それぞれサポート領域３３４、３３６の面３３０、３３２に支えられるテンプレート（図示せず）に機械的なサポートを提供している。面領域３３０、３３２は、テンプレート（図示せず）にフルイド・タイト・シールを提供している。そのために、面３３０、３３２は、光学的に平らになるまで研磨されており、ピン３２４は、凹所３２８から延びて、面領域３３０、３３２と共通の平面で終端している。テンプレート（図示せず）のＺ方向の機械的なサポートは、サポート領域３３４、３３６とピン３２４によって行われる。ピン３２４は、通常、断面が円形または正方形の剛直なポストである。ピン３２４は、公称真空圧力が印加された場合に、テンプレート（図示せず）上のモールド（図示せず）が実質的に平らになるパターンで配置されている。
【００６１】
図２２、２３、２６を参照すると、動作中、Ｘ−Ｙ平面内におけるウェハ３０の正確な測定がステップ４００で行われる。この測定は、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）や知られている信号処理技法を使用して、ウェハ３０の上に存在しているグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８を知覚することによって達成することができる。ステップ４０２で、モールド２８の原始パターンの面積より若干小さくなるように、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積が確立される。これは、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積より若干大きいパターンをその上に有するようにモールド２８を製造することによって達成することができ、かつ／またはモールド２８の温度を変化させてモールド２８を膨張させることによって達成することができる。モールド２８の膨張は、たとえばモールド２８とウェハ３０を温度が制御された環境（図示せず）に置き、前記環境の温度を変化させて、とりわけモールド２８とウェハ３０が製造される材料の熱膨張係数の差によって生じる寸法変化をもたらすことによって達成することができる。別法として、あるいは上記の方法と関連して、ウェハ３０の温度を変化させることによって、つまりウェハ３０の温度を高くし、あるいは低くすることによって、領域ａ〜ｌのうちの１つの面積をモールド２８の原始パターンの面積より若干小さくすることも可能である。この温度変化は、ウェハ３０を支えている温度制御チャックまたは架台（図示せず）を使用して達成することができる。熱による解決法を取り扱う場合の固有の仮定は、セ氏±０．０１度程度の優れたウェハ３０の温度制御が可能である。この程度の温度制御によってもたらされるひずみは、±０．０３ｐｐｍであり、重大なひずみではない。別法としては、ウェハ３０とモールド２８を温度が制御されたチャンバ（図示せず）内に置くことによって、ウェハ３０とモールド２８の両方の温度変化を達成することができる。これは、熱膨張係数が異なる材料からウェハ３０とモールド２８が製造されている場合にとりわけ有利である。領域ａ〜ｌの個々の面積は、同一直線上の２つのグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８の間の距離の変化を測定することによって決定することができる。
【００６２】
詳細には、Ｘ軸またはＹ軸のいずれか一方に沿った同一直線上の２つのグロス・アラインメント・フィデューシャル３３８の間の距離の変化が決定される。次に、この距離の変化が、Ｘ軸に沿って隣接しているウェハ３０上の領域ａ〜ｌの数で分割される。この分割により、ウェハ３０内におけるＸ軸に沿った寸法変化をもたらしている領域ａ〜ｌの面積の寸法変化が提供される。必要に応じて同じ測定を実行し、Ｙ軸に沿ったウェハ３０の寸法変化による領域ａ〜ｌの面積の変化を決定することができる。しかしながら、ウェハ３０内における寸法変化は、直交する２つの軸、Ｘ、Ｙ内で一様であると仮定することも可能である。
【００６３】
ステップ４０４で、モールド２８に圧縮力Ｆ1~8が印加され、領域ａ〜ｌのうちのパターンと重なる１つの領域と同じ空間的広がりになるように原始パターンの面積が確立され、モールド２８のパターンと領域ａ〜ｌのうちの１つの間が適切に整列される。これは、複数のアラインメント・マーク２９８と複数のフィデューシャル・マーク２９６が整列したことを決定するために、マシン・ビジョン・デバイス（図示せず）や知られている信号処理技法を使用して実時間で達成することができる。ステップ４０６で、適切な整列が達成され、かつ、除去することはできないとしても、倍率／ランアウト誤差が小さくなった後、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌに原始パターンが記録され、記録パターンが形成される。ウェハ３０またはモールド２８のいずれか一方の寸法変化は、必ずしもすべての方向で一様である必要はないため、圧縮力Ｆ1~8は、必ずしも同じ大きさである必要はない。また、倍率／ランアウト誤差も、必ずしもＸ−Ｙの両方の方向で全く同じである必要はない。したがって、これらの異常を補償するための圧縮力Ｆ1~8は、異なっていてもよい。詳細には、上で言及したように、アクチュエータ・サブアセンブリ１９０のレバー・サブアセンブリ１９６は、それぞれ独立して動作することができる。したがって、異なる力を組み合わせたＦ1~8をモールド２８に印加し、倍率ひずみやモールドのパターンに存在している可能性のあるひずみ、たとえばスキューひずみや台形ひずみなどの直交性ひずみを補償することができる。さらに、倍率／ランアウト誤差のより大きなリダクションを保証するために、図４に示すようにモールド２８とインプリント層（図示せず）が接触した後に、モールド２８の寸法を変更することも可能である。しかしながら、必ずしもその必要はない。
【００６４】
もう一度図６、２２、２３を参照すると、モールド２８と、このモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの整列が、モールド２８がインプリント層（図示せず）から離れようとしているときに生じることがある。倍率／ランアウト誤差がウェハ３０全体で一定であることが分かると、原始パターンが記録される領域ａ〜ｌ毎に力Ｆ1~8の大きさを維持することができる。しかしながら、倍率／ランアウト誤差が１つまたは複数の領域ａ〜ｌで異なっていることが決定されると、原始パターンが記録される領域ａ〜ｌ毎に、図２６に示すステップ４０２および４０４が実行されることになる。ウェハ３０とモールド２８の間に生じる相対寸法変化には制限があることに留意されたい。たとえば、モールド２８が圧縮力Ｆ1~8にさらされる際に、モールド２８の構造的完全性を犠牲にすることなく、同じ空間的広がりを有する領域をモールド２８のパターンに形成させるためには、領域ａ〜ｌの面積は、適切な寸法の面積でなければならない。
【００６５】
図２２、２３、２７を参照すると、本発明の他の実施形態によれば、ステップ５００で、Ｘ−Ｙ平面内におけるウェハ３０の正確な測定が実施される。ステップ５０２で、モールド２８の原始パターンが何らかのひずみ、たとえばスキューひずみ、台形ひずみなどを有しているかどうかが決定される。原始パターンひずみが存在している場合、原始パターンひずみを除去するために必要な力の大きさの差を力Ｆ1~8の間に生成するための差動力が確立され、ステップ５０４で差動力が決定される。この方法によれば、除去することはできないとしても、スキューひずみ、台形ひずみ等を減衰させることができ、モールド２８に所望の原始パターンが提供される。原始パターンにひずみが存在していない場合、ステップ５０６で、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌのうちの１つの面積がモールド２８のパターンの面積より大きいかどうかが決定される。面積が大きい場合、プロセスはステップ５０８へ進み、面積が小さい場合、プロセスはステップ５１０へ進む。ステップ５１０で、モールド２８がモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌと接触して配置され、必要な大きさの圧縮力Ｆ1~8が決定される。これらの圧縮力Ｆ1~8がモールド２８に印加され、それにより、パターンの面積とこの領域ａ〜ｌの面積が同じ空間的広がりを有していることが保証される。圧縮力には差動力が含まれている。ステップ５１２で、モールド２８に圧縮力Ｆ1~8が印加され、ウェハ３０にパターンが記録される。ステップ５１４で、ウェハ３０の上にパターンが記録される。次に、モールド２８がモールド２８と重なっている領域ａ〜ｌから分離され、プロセスはステップ５１６へ進む。ステップ５１６で、パターンが記録されるウェハ３０上の領域ａ〜ｌが残っているかどうかが決定される。領域ａ〜ｌが残っている場合、プロセスはステップ５１８へ進み、そこでモールド２８が次の領域と重畳して配置され、プロセスはステップ５０６へ戻る。領域ａ〜ｌが残っていない場合、プロセスはステップ５２０で終了する。
【００６６】
ステップ５０６で、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの面積がパターンの面積より大きいことが決定されると、プロセスはステップ５０８へ進み、そこでモールド２８および／またはウェハ３０の温度が変更され、モールド２８および／またはウェハ３０が膨張する。この実施形態では、モールド２８はステップ５０８で加熱され、したがってパターンは、モールド２８と重なっている領域ａ〜ｌの面積より若干大きくなっている。次に、ステップ５１２でプロセスが継続する。
【００６７】
本発明の実施形態についての以上の説明は、例示的なものにすぎない。上で説明した開示には、本発明の範囲を維持しつつ多くの変更および修正を加えることができる。たとえば、チャック・ボディと基板の組合せによって形成されたすべてのチャンバを正の流体圧力で加圧することにより、チャック・ボディから基板を速やかに解放することができる。また、上で説明した実施形態の多くは、重合可能な材料の滴の付着によるインプリント層の形成を使用していない既存のインプリント・リソグラフィ・プロセスの中で実施することができる。したがって本発明の範囲は、上記の説明には一切制限されず、特許請求の範囲およびそれらの等価物のすべての範囲を参照して決定されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明によるリソグラフィ・システムの斜視図である。
【図２】図１に示すリソグラフィ・システムの簡易正面図である。
【図３】図１に示す、インプリント層がパターニングされた後の、インプリント層から間隔を隔てたモールドの簡易正面図である。
【図４】図３に示す、第１のインプリント層のパターンが基板に転写された後の、基板の頂部に配置された追加インプリント層の簡易正面図である。
【図５】本発明によるインプリント・ヘッド、アクチュエータ・サブアセンブリおよびテンプレートの分解図である。
【図６】本発明によるチャック・システムの横断面図である。
【図７】本発明によるテンプレート・チャックおよびテンプレートを示すオリエンテーション・ステージの分解斜視図である。
【図８】図７に示すオリエンテーション・ステージの斜視図である。
【図９】本発明の第１の実施形態によるテンプレート・ホルダおよびテンプレートに沿った、図７に示すオリエンテーション・ステージに含まれる受動コンプライアント・デバイスの分解斜視図である。
【図１０】図９に示す受動コンプライアント・デバイスの詳細斜視図である。
【図１１】図１０に示す受動コンプライアント・デバイスに含まれているたわみ継手を詳細に示す側面図である。
【図１２】図１０に示す受動コンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１３】図１２に示す、９０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１４】図１０に示す、１８０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１５】図１０に示す、２７０度回転したコンプライアント・デバイスの側面図である。
【図１６】図６に示すチャック・ボディの下から見た平面図である。
【図１７】図５に示す、テンプレートの寸法を変更するために使用される装置の下から見た斜視図である。
【図１８】図１７に示す装置の上から見た斜視図である。
【図１９】図１７および１８に示す、本発明によるレバー・サブアセンブリの詳細側面図である。
【図２０】図５に示す、本発明によるピボットを備えたアクチュエータ・サブアセンブリ、たわみ材デバイスの分解斜視図である。
【図２１】図２０に示すピボットのうちの１つを示す詳細斜視図である。
【図２２】図２、３および４に示す、インプリント層が配置されるウェハの上から見た図である。
【図２３】複数のインプリント領域のうちの１つにおけるモールドの位置を示す、図２２の詳細図である。
【図２４】図１６に示す、代替実施形態によるチャック・ボディの下から見た平面図である。
【図２５】図１７に示す、第２の代替実施形態によるチャック・ボディの横断面図である。
【図２６】本発明によるインプリント・リソグラフィ技法を使用して形成されるパターンのひずみを抑制する方法を示す流れ図である。
【図２７】本発明の代替実施形態によるインプリント・リソグラフィ技法を使用して形成されるパターンのひずみを抑制する方法を示す流れ図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の寸法を変更する装置であって、
前記基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、
プライアント部材と、
前記プライアント部材を介して前記基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備え、前記アクチュエータ・アセンブリが複数のレバー・サブアセンブリを備え、そのうちの１つがボディを備え、前記ボディが前記領域に位置し、かつ、前記複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディと間隔を隔てており、前記複数のレバー・サブアセンブリのうちの１つが、前記ボディと前記対向するボディとの間の距離を変更するように適合された装置。
【請求項２】
前記ボディと前記対向するボディが、それらの間に前記基板を受け取るように配置され、かつ、前記基板に圧縮力を印加し、前記プライアント部材が、前記圧縮力に応答して生成される、前記基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項３】
たわみ材をさらに備え、前記基板チャックが前記たわみ材に固定して取り付けられ、前記プライアント部材の第１の端部が前記アクチュエータ・アセンブリに固定して取り付けられ、前記プライアント部材の第２の端部が前記たわみ材に固定して取り付けられた請求項１に記載の装置。
【請求項４】
たわみ材をさらに備え、前記基板チャックが前記たわみ材に固定して取り付けられ、前記プライアント部材が、前記たわみ材と前記アクチュエータ・サブアセンブリの間に結合され、それにより、それらの間の、共通平面に存在している直交する２つの軸に沿った並進動きを容易にし、かつ、前記平面に対して直角に延びている追加軸に沿った並進動きを制限する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プライアント部材が、前記追加軸の周りの回転動きを容易にする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
基板の寸法を変更するシステムであって、
第１の端部を有する第１のボディと、
前記第１の端部から一定の距離を隔てた接触面を有する第２のボディと、
第１の終端と反対側の第２の終端を有するレバー・アームと、
前記第２のボディと前記レバー・アームの間に結合された、１つの軸の周りの前記レバー・アームの角度的な動きを前記第２のボディの１つの方向の動きに変換して前記距離を変更し、かつ、前記第２のボディと前記レバー・アームの間の角度的な動きを許容するリンケージと、
前記角度的な動きを与える駆動システムとを備えたシステム。
【請求項７】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記第２のボディの、前記軸に平行に延びている追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備えた請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記第２のボディの、前記軸に対して直角に延びている追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備えた請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記ボディの２つの追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備え、前記２つの追加軸の一方が前記軸に対して直角に延び、前記２つの追加軸の残りの軸が前記軸に平行に延びている請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記方向が、前記レバー・アームの全動き範囲にわたって実質的に一定である請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
チャックによって支えられた基板の寸法を変更する方法であって、前記基板がアクチュエータ・アセンブリのボディと対向する縁を有し、前記方法が、
前記アクチュエータ・アセンブリを使用して前記基板に圧縮力を印加するステップと、
前記圧縮力に応答して生成される、前記チャックによって知覚される反力を最小化するために、前記チャックに対する前記アクチュエータ・アセンブリの動きを容易にするステップとを含む方法。
【請求項１２】
圧縮力を印加するステップが、前記縁に複数の力を印加するために、前記縁と前記ボディを接触させるステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
チャック力を使用して前記基板を前記チャックで保持するステップをさらに含み、前記チャック力が、前記圧縮力の存在下において、前記チャックに対する前記基板の回転動きおよび並進動きを最小化させるだけの十分な強さである請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板が中立軸を備え、圧縮力を印加するステップが、前記縁と前記中立軸の近傍の前記ボディを接触させるステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板がパターンを備え、圧縮力を印加するステップが、前記パターンの特性を変更するための差動力、および所定の判定基準を満足する前記基板の寸法を確立するための前記圧縮力を確立するステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１】
基板の寸法を変更する装置であって、
前記基板をある領域に配置するように適合された基板チャックと、
プライアント部材と、
前記プライアント部材を介して前記基板チャックに弾性結合されたアクチュエータ・サブアセンブリとを備え、前記アクチュエータ・アセンブリが複数のレバー・サブアセンブリを備え、そのうちの１つがボディを備え、前記ボディが前記領域に位置し、かつ、前記複数のレバー・サブアセンブリの残りのレバー・サブアセンブリのうちの１つに結合された対向するボディと間隔を隔てており、前記複数のレバー・サブアセンブリのうちの１つが、前記ボディと前記対向するボディとの間の距離を変更するように適合された装置。
【請求項２】
前記ボディと前記対向するボディが、それらの間に前記基板を受け取るように配置され、かつ、前記基板に圧縮力を印加し、前記プライアント部材が、前記圧縮力に応答して生成される、前記基板チャックによって知覚される生じた力の大きさを減衰させるように構成された請求項１に記載の装置。
【請求項３】
たわみ材をさらに備え、前記基板チャックが前記たわみ材に固定して取り付けられ、前記プライアント部材の第１の端部が前記アクチュエータ・アセンブリに固定して取り付けられ、前記プライアント部材の第２の端部が前記たわみ材に固定して取り付けられた請求項１に記載の装置。
【請求項４】
たわみ材をさらに備え、前記基板チャックが前記たわみ材に固定して取り付けられ、前記プライアント部材が、前記たわみ材と前記アクチュエータ・サブアセンブリの間に結合され、それにより、それらの間の、共通平面に存在している直交する２つの軸に沿った並進動きを容易にし、かつ、前記平面に対して直角に延びている追加軸に沿った並進動きを制限する請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記プライアント部材が、前記追加軸の周りの回転動きを容易にする請求項４に記載の装置。
【請求項６】
基板の寸法を変更するシステムであって、
第１の端部を有する第１のボディと、
前記第１の端部から一定の距離を隔てた接触面を有する第２のボディと、
第１の終端と反対側の第２の終端を有するレバー・アームと、
前記第２のボディと前記レバー・アームの間に結合された、１つの軸の周りの前記レバー・アームの角度的な動きを前記第２のボディの１つの方向の動きに変換して前記距離を変更し、かつ、前記第２のボディと前記レバー・アームの間の角度的な動きを許容するリンケージと、
前記角度的な動きを与える駆動システムとを備えたシステム。
【請求項７】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記第２のボディの、前記軸に平行に延びている追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備えた請求項６に記載のシステム。
【請求項８】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記第２のボディの、前記軸に対して直角に延びている追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備えた請求項６に記載のシステム。
【請求項９】
前記リンケージが、前記レバー・アームと前記第２のボディの間に結合された、前記レバー・アームに対する前記ボディの２つの追加軸の周りの角度的な動きを容易にするリンケージ・システムをさらに備え、前記２つの追加軸の一方が前記軸に対して直角に延び、前記２つの追加軸の残りの軸が前記軸に平行に延びている請求項６に記載のシステム。
【請求項１０】
前記方向が、前記レバー・アームの全動き範囲にわたって実質的に一定である請求項６に記載のシステム。
【請求項１１】
チャックによって支えられた基板の寸法を変更する方法であって、前記基板がアクチュエータ・アセンブリのボディと対向する縁を有し、前記方法が、
前記アクチュエータ・アセンブリを使用して前記基板に圧縮力を印加するステップと、
前記圧縮力に応答して生成される、前記チャックによって知覚される反力を最小化するために、前記チャックに対する前記アクチュエータ・アセンブリの動きを容易にするステップとを含む方法。
【請求項１２】
圧縮力を印加するステップが、前記縁に複数の力を印加するために、前記縁と前記ボディを接触させるステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
チャック力を使用して前記基板を前記チャックで保持するステップをさらに含み、前記チャック力が、前記圧縮力の存在下において、前記チャックに対する前記基板の回転動きおよび並進動きを最小化させるだけの十分な強さである請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記基板が中立軸を備え、圧縮力を印加するステップが、前記縁と前記中立軸の近傍の前記ボディを接触させるステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記基板がパターンを備え、圧縮力を印加するステップが、前記パターンの特性を変更するための差動力、および所定の判定基準を満足する前記基板の寸法を確立するための前記圧縮力を確立するステップをさらに含む請求項１１に記載の方法。
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【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１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【公表番号】特表２００８−５０４１４１（Ｐ２００８−５０４１４１Ａ）
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−５１５４７０（Ｐ２００７−５１５４７０）
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１８９９１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２１８９２
【国際公開日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（５０３１９３３６２）モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２０年２月１４日（２００８．２．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年６月１日（２００５．６．１）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００５／０１８９９１
【国際公開番号】ＷＯ２００５／１２１８９２
【国際公開日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（５０３１９３３６２）モレキュラー・インプリンツ・インコーポレーテッド (94)
【Ｆターム（参考）】
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