ナノスケール製造技術における流体の分配およびドロップ・オン・デマンド分配技術
【課題】インプリントリソグラフィ・テンプレートのフィーチャを埋めるのに必要な時間を短縮する。
【解決手段】液体を基板上に分配する方法であって、とりわけ相隣る液滴間にガスポケットが生じる複数の互いに相隔たる液滴のパターンを基板上に配置する配置ステップで、パターンを複数のガスポケットの容積が最小となるように形成するステップ、を含む方法に関する。
【解決手段】液体を基板上に分配する方法であって、とりわけ相隣る液滴間にガスポケットが生じる複数の互いに相隔たる液滴のパターンを基板上に配置する配置ステップで、パターンを複数のガスポケットの容積が最小となるように形成するステップ、を含む方法に関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、インプリントリソグラフィの技術分野に関するものである。より詳しくは、本発明は、インプリントリソグラフィプロセスにおいてテンプレートのフィーチャを埋めるのに必要な時間を短縮するよう基板上に一定の容積の液体を分配する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超微細加工技術は、例えば、マイクロメートル台以下のフィーチャを設けるなど、非常に小さな構造の作製技術を伴う。超微細加工技術が大きな影響を及ぼしてきたひとつの分野に、集積回路の加工技術がある。半導体加工工業が、基板上に形成する単位面積当たりの回路数を増やしながらより高い製造歩留まりを達成しようと懸命な努力を続ける中にあって、超微細加工技術はますます重要になって来つつある。超微細加工技術は、より優れたプロセス制御をもたらす一方で、基板に形成される構造の最小フィーチャサイズのより大幅な縮小を可能にする。超微細加工技術が採り入れられている他の開発分野としては、バイオテクノロジー、光技術、機械システム等がある。
【０００３】
典型的な超微細加工技術として、Ｗｉｌｌｓｏｎらに与えられた米国特許第６，３３４，９６０号記載の技術がある。この特許で、Ｗｉｌｌｓｏｎらは構造中にレリーフ像を形成する方法を開示している。この方法は、転写層を有する基板を設けるステップを含む。そして、転写層を重合可能な流体組成物で被覆する。重合可能な流体にモールドを機械的に接触させる。モールドはレリーフ構造を持ち、そのレリーフ構造に重合可能な流体組成物を埋める。次に、重合可能な流体組成物を固化条件と重合条件に曝すことによって、モールドのレリーフ構造と相補形のレリーフ構造を持つ固化ポリマー材層を転写層上に形成する。そして、固化ポリマー材からモールドを分離させて、モールドのレリーフ構造の複製構造を固化ポリマー材に形成したものを得る。次に、転写層と固化ポリマー材層を固化ポリマー材層に対して転写層を選択的にエッチングするための環境に曝すことによって、転写層にレリーフ像を形成する。このような従来の技術による必要時間と最小フィーチャサイズは、とりわけ、重合可能な流体材料の組成によって決まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、現在、インプリントリソグラフィ・テンプレートのフィーチャを埋めるのに必要な時間を短縮する技術を提供することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液体の全容積を基板上に分配する方法であって、とりわけ、各々対応した単位容積を有する複数の互いに相隔たる液滴を基板のある領域上に配置するステップを含み、その領域内の液滴の合計容積がその領域に形成しようとするパターンの容積の関数である方法を提供するものである。これらおよびその他の実施態様について、以下より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の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概略立面図である。
【図３】図２に示すインプリント層をなす材料の重合および架橋前の状態を示す概略図である。
【図４】図３に示す材料を放射被曝により転化した架橋ポリマー材の概略図である。
【図５】図１に示すインプリント層からそのパターニング後にモールドを引き離した状態を示す概略立面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、上の図２に示す基板の一定領域上に被着したインプリント材の液滴アレイを示す上面図である。
【図７】液滴を基板の一定領域上にテンプレート設計の関数として分配する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィシステム１０を斜視図で示し、図示システムは、互いに相隔たる一対のブリッジ状のサポート１２とこれらのサポート間に渡したブリッジ１４と支持台１６を備えている。ブリッジ１４と支持台１６とは互いに相隔たる。ブリッジ１４にはインプリントヘッド１８を取り付け、このインプリントヘッドはブリッジ１４から支持台１５に向けて突き出ており、２軸方向に移動可能である。支持台１６上にインプリントヘッド１８に対向させて、移動台２０が配設してある。移動台２０は、支持台１６に対してＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能に構成する。当然理解されるように、インプリントヘッド１８は、Ｘ軸、Ｙ軸沿いに、またＺ軸沿いにも移動することが可能であり、移動台２０もＸ軸、Ｙ軸沿いに移動可能である上、Ｚ軸沿いにも移動可能である。典型的な移動台としては、２００２年７月１１日出願の「ステップ・アンド・リピートインプリント・リソグラフィシステム(Step and Repeat Imprint Lithography Systems)」という名称の米国特許出願第１０／１９４，４１４号に開示された移動台がある（なお、同特許出願は本願譲受人に譲渡されており、その全体を参照により本願に援用する）。システム１０には、化学線を移動台２０に入射させるための放射線源２２が結合されている。図示のように、放射線源２２は、ブリッジ１４に取り付けられ、放射線源２２に接続された発電機２３を含む。システム１０の動作は、通常、これとデータ通信するプロセッサ２５によって制御する。
【０００８】
図１、２において、インプリントヘッド１８には、モールド２８を有するテンプレート２６が取り付けられている。モールド２８は、互いに相隔たる複数の凹部２８ａと凸部２８ｂによって画成される複数のフィーチャを備える。これらの複数のフィーチャは、移動台２０に載置された基板３０に転写する原パターンである。そのために、インプリントヘッド１８または移動台２０あるいはこれらの両方によってモールド２８と基板３０との間の「距離ｄ」を変える。このようにして、モールド２８上のフィーチャは基板３０の流動性領域にインプリントされる。これについて以下にさらに詳しく説明する。放射線源２２は、モールド２８が放射線源２２と基板３０との間となる位置に配置される。それ故、モールド２８は、放射線源２２より発生する放射線に対して実質的に透過性を持つ材料で作製される。そのため、モールド２８は、水晶、溶融石英、シリコン、サファイヤ、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂あるいはこれらの組合せを含む材料で形成される。さらに、テンプレート２６も、金属のみならず上記のような材料で形成することができる。
【０００９】
図２、３において、インプリント層３４のような流動性領域は、基板３０の輪郭が実質的に平面である面３２の部分に配置する。一つの典型的な流動性領域は、基板３０上に材料３６ａの互いに相隔たる複数の離散状液滴３６として被着したインプリント層３４で構成され、これについて以下にさらに詳しく説明する。液滴３６を被着するための典型的なシステムとしては、２００２年７月９日出願の「液体を分配するためのシステムおよび方法(System and Method for Dispensing Liquids)」という名称の米国特許出願第１０／１９１，７４９号に開示されたシステムがある（なお、同特許出願は本願譲受人に譲渡されており、その全体を参照により本願に援用する）。インプリント層３４は、原パターンをインプリント層に記録し、記録パターンを形成することが可能な材料３６ａで形成するために、選択的に重合され、架橋される。材料３６ａの典型的な組成物としては、２００４年２月２７日出願の「ケイ素含有材料からなるエッチングマスク用組成物（Composition for an Etching Mask Comprising a Silicon-Containing Material）」という名称の米国特許出願第１０／７８９，３１９号に開示された組成物がある（同特許出願はその全体を参照により本願に援用する）。図４に示すように、材料３６ａは多くの箇所３６ｂで架橋されて、架橋ポリマー材３６ｃを形成する。
【００１０】
図２、３、５に示すように、インプリント層３４に記録されたパターンは、部分的には、モールド２８との機械的接触によって作り出される。そのためには、距離「ｄ」を縮めてインプリント液滴３６をモールド２８と機械的に接触させ、液滴３６を押し広げることによって、基板の面３２の全体を材料３６ａが覆う連続した構造を持つインプリント層３４を形成する。一実施形態においては、距離「ｄ」を縮めることによってインプリント層３４の小部分３４ａを凹部２８ａに入り込ませ、そこを埋めさせる。
【００１１】
凹部２８ａを埋めやすくするために、材料３６ａは、面３２を材料３６ａの連続構造で覆いかつ完全に凹部２８ａを埋めるのに必要な特性を有する。この実施形態においては、所望の距離（通常は最小距離）「ｄ」に達すると、凸部２８ｂと重なるインプリント層３４の小部分３４ｂが残り、結局小部分３４ａは厚さｔ1として、小部分３４ｂは厚さｔ2として残る。厚さｔ1とｔ2は、用途に応じて任意の所望の厚さとすることができる。通常、ｔ1は、図５により詳しく示すように、ｔ1−ｔ2≦３μとなるよう選択する。小部分３４ｂは、通常、残留層と称する。
【００１２】
図２、３、４を参照して、所望の距離「ｄ」になったならば、放射線源２２から材料３６ａを重合させ、架橋させる化学線を照射して、架橋ポリマー材３６ｃを形成する。結果として、インプリント層３４の組成物は、材料３６ａから固体の架橋ポリマー材３６ｃに転化する。具体的に言うと、図５に比較的明確に示すように、架橋ポリマー材３６ｃは固化して、インプリント層３４の面３４ｃをモールド２８の面２８ｃの形状と合致する形状にする。インプリント層３４が、図４に示す架橋ポリマー材３６ｃに転化したならば、図２に示すインプリントヘッド１８を距離「ｄ」が大きくなる向きに移動させて、モールド２８とインプリント層３４とを引き離す。
【００１３】
図５において、基板３０のパターニングを完成させるために、さらに他の処理を行うことが可能である。例えば、基板３０とインプリント層３４をエッチングしてインプリント層３４のパターンを基板３０に転写し、パターン化面を得ることができる。エッチングを容易にするため、インプリント層３４を形成する材料をいろいろ変えることにより、基板３０に対する相対エッチング速度を所望の通りに設定することも可能である。
【００１４】
図２、３、６を参照して、ナノメートル台のフィーチャ、例えば凹部２８ａや凸部２８ｂ等を非常に高密度で有するモールドの場合、モールド２８と重なる基板３０の領域４０の全面を覆うように液滴３６を押し広げて凹部２８ａを埋める作業は、長い時間が必要な場合があり、これによってインプリントプロセスのスループットが低下することがある。インプリントプロセスのスループットを高めやすくするために、液滴３６は、基板３０の全面にわたって押し広げかつ凹部２８ａを埋めるのに必要な時間を最小にするよう分配する。液滴３６をＳ1とＳ2として示す相隣る液滴３６間の間隔が最小となるように二次元行列アレイ４２として分配することによって行われる。図示のように、この例の場合、行列アレイ４２の液滴３６は、６行ｍ1〜ｍ6と６列ｎ1〜ｎ6として配列させる。しかしながら、液滴３６は、基板３０上で実際上どのような二次元配列にすることも可能である。ここで求められるのは、インプリント層３４を形成するのに必要な材料３６ａの全容積をＶtとして、行列アレイ４２中の液滴３６の数を最大にすることである。これは、相隣る液滴３６間の間隔Ｓ1とＳ2を最小にすることでもある。さらに、液滴の部分集合中の各液滴３６の材料３６ａの量はそれぞれに対応した実質的に同一の量、すなわち規定の単位容積Ｖuであることが望ましい。これらの基準条件に基づいて、行列アレイ４２中の液滴３６の総数ｎは次式で求められる。
ｎ＝Ｖt／Ｖu （１）
式中、ＶtとＶuの意味は上に定義した通りである。ここで、液滴３６の総数ｎが次式で定義される液滴３６の正方行列アレイを仮定する。
ｎ＝ｎ1×ｎ2 （２）
式中、ｎ1は第１の方向に数えた液滴数であり、ｎ2は第２の方向に数えた液滴数である。第１の方向、すなわち一次元で相隣る液滴３６間の間隔Ｓ1は次式で求められる。
Ｓ1＝Ｌ1／ｎ1 （３）
式中、Ｌ1は領域４０の第１の方向の長さである。同様にして、上記第１の方向を横切る第２の方向で相隣る液滴３６間の間隔Ｓ2は次式で求められる。
Ｓ2＝Ｌ2／ｎ2 （４）
式中、Ｌ2は領域４０の第２の方向の長さである。
【００１５】
材料３６ａの各液滴３６に対応した単位容積が分配装置によって決まることを考慮すると、上記間隔Ｓ1とＳ2は液滴３６を形成するために使用する液滴分配装置（図示省略）の分解能、すなわち動作制御によって左右されるということが分かる。詳しく言うと、分配装置（図示省略）は、液滴３６を精密に制御できるように、各液滴３６に最小量の材料３６ａを備えることが望ましい。このようにして、各液滴３６中の材料３６ａを移動させなければならない領域４０上の面積が最小になる。これによって、凹部２８を埋め、かつ材料３６ａの連続層で基板を覆うのに必要な時間が短縮される。
【００１６】
液滴３６の分配は、基板３０の全面に材料を一回で供給するか、または米国特許出願第１０／１９４，４１４号開示のフィールド・ツー・フィールド分配法（これは米国特許出願公開公報第２００４／０００８３３４号記載の発明である）、あるいはこれら２つの方法の組合せによって達成することができる。そのためには、ピエゾインクジェットベースの技術またはマイクロソレノイドベースの技術による分配システムを使用することが可能である。その結果、分配システムは、材料３６ａを分配するのにシングルノズルでも、リニアノズルアレイでも、あるいは方形ノズルアレイでも使用することができ、リニアノズルアレイや方形ノズルアレイではノズル数が１００を超える。これらのノズルアレイのノズルは、最高４ｋＨｚで分配動作を行うことができる。ノズルアレイのノズルは、オン・オフ容積制御機能付きあるいはグレースケール容積制御機能付きのものが入手可能であり、グレースケール容積制御機能付きのものでは、容積１〜４２ピコリットル（ｐＬ）の液滴を分配することができる。フィールド・ツー・フィールド分配法を用いる場合は、ノズルアレイの各ノズルは、実質的に同じ組成物の材料３６ａを分配することができるが、他の実施形態においては、ノズルアレイの各ノズルが異なる組成物の材料３６ａを分配するようにすることも可能である。
【００１７】
インクジェットノズルの例としては、英国ケンブリッジに本拠を置くザール・コーポレーション（Xaar Corporation）より入手可能なＯｍｎｉｄｏｔや、米国ニューハンプシャー州レバノンに本部を置くディマトリクス・コーポレーション（Dimatix Corporation）の一部門であるスペクトラ（Spectra）社から入手可能なインクジェットノズルを用いることができる。典型的なノズルアレイとしては、１２６ノズルを備えたマルチジェットノズルシステムがあり、これは上記ザール・コーポレーションが部品番号ＸＪ１２６で販売している。さらに、超音波スプレーヘッド用いて液滴３６を分配する噴霧スプレープロセスを使用することも可能である。さらに、材料３６ａが例えば２０センチポアズ以上というような高い粘度を持つ場合は、ザール・コーポレーションから入手可能なＬｅｏｐａｒｄを用いることができ、このスプレーノズルでは、材料３６ａを加熱して粘度を噴射可能範囲まで下げることも可能である。
【００１８】
薄くて一様な残留層を得、これによってフィールドをインプリントするのに要する時間を最小にするために、本発明ではいくつかの技術的方法を用いることができる。
【００１９】
図１〜３と図７のフローチャートを参照して説明する。例えば、液滴３６は、テンプレート２６の設計の関数として、またインプリント層３４に閉じ込められたガスを除去するための適切な環境ガス（Ｈｅのような）を用いて分配することが可能である。ここでは、材料３６ａをテンプレート２６の設計の関数として分配する一実施形態について説明する。液滴３６は、例えば１〜１，０００ｐＬ台の小さい容積Ｖsを持つ。まず、フィーチャがないテンプレート２６の場合を考える。基板３０上に所与の厚さの残留層を得るには、テンプレート２６が材料３６ａの全量をテンプレート２６のアクティブエリアに閉じ込めるものと仮定して、ステップ１００で、必要となる材料３６ａの全容積Ｖ1を計算する。「ｍ」行×「ｎ」列の格子配列を仮定して、ステップ１０２でｍ×ｎ×Ｖs＝Ｖ1となるような「ｍ」と「ｎ」を計算する。「ｍ」と「ｎ」が決まったならば、ステップ１０４で、各格子点の回りでテンプレート２６のアクティブフィールドのほぼ総面積を（ｍ×ｎ）で割った面積を持つ制御領域Ａcに相当する多角形エリアを見つける。ステップ１０６で、テンプレート２６が制御領域Ａc全体にわたって凹所をなしていない（フィーチャなし）各格子位置に、容積＝Ｖsの材料を分配する。ステップ１０８で、制御領域Ａcがテンプレート２６上で全面的に凹所をなしている格子点には、容積＝（Ｖs＋Ａc×ｄ）の材料を分配する（ただし、ｄはテンプレート２６のエッチング深さである）。ステップ１１０で、制御領域Ａcの一部（例えばJ％）がテンプレート２６で凹所をなしている格子点には、容積＝（Ｖs＋Ａc×ｄ×Ｊ／１００）の材料を分配する（ただし、ｄはテンプレート２６のエッチング深さである）。
【００２０】
図２、７において、インプリントヘッド１８の動作と液滴３６の分配はこれとデータ通信を行うプロセッサ２１により制御することが可能である。メモリ２３はプロセッサ２１とデータ通信を行う。メモリ２３は、コンピュータ可読プログラムを実装したコンピュータ可読媒体よりなる。コンピュータ可読プログラムには、図７に示す上記計算のアルゴリズム、あるいはこれと同様に各格子点で分配する材料の容積を計算するための何らかのものを実行する命令が含まれる。このようなソフトウェアプログラムは、テンプレート２６を作製するために用いられるテンプレート設計ファイル（ＧＤＳ ＩＩファイルのような）を処理できるものを用いることも可能である。
【００２１】
図２、３、７を参照して説明すると、各制御領域Ａcで分配するべき材料の容積は、複数の液滴３６中の１液滴当たりの容積が与えられている場合は、各制御領域Ａc内の液滴３６のパターンを変えることにより、または液滴３６のパターンが与えられている場合は、各制御領域Ａc内の複数の液滴３６中の１液滴当たりの容積を変えることにより、あるいはこれら２つの方法を組み合わせることによって得ることができる。さらに、液滴パターンおよび／または液滴当たり容積の経験的定量法を用いて、相隣る制御領域Ａc間に形成される移行領域についての所望の特性を得ることも可能である。
【００２２】
上記の方法では、基板３０の一定領域における材料３６ａの必要量が得られ、しかも複数の液滴３６中の１つの液滴の材料３６ａがそれらの液滴３６中の隣の１つの液滴の材料３６ａと合わさるまでに移動する距離を最小限に抑えられ、その結果液滴３６が凹部２８ａを埋めるのに必要な時間が短くなる。２つ以上の液滴３６が合わさるとき、インプリント層３４の材料３６ａが合わさる境界の近傍にガスポケットが生じる可能性がある。
【００２３】
液滴３６が凹部２８ａを埋めるのに要する時間（テンプレート２６の「フィルタイム」と定義する）を最小にする一方で、インプリント層３４を実質的に無ボイドにすることが求められる。テンプレート２６のフィルタイムを最小にするには、例えば、互いに合わさる材料３６ａ間の上記ガスポケットを材料３６ａが追い出すのに必要な時間を最小にすればよい。そのためには、各液滴３６が実質的に同じ容積を持つと仮定して、例えばガスポケットの容積の平均値と分散を最小にすればよい。その結果として、互いに合わさる材料３６ａによってガスポケットをより迅速に追い出すことができるガスポケット容積の平均値と分散を最小にするための液滴３６のパターン例としては、六角形と三角形があるが、特にこれらに限定されるものではない。さらに、残留層の厚さが３０〜４０ｎｍ以下の一定の事例で、テンプレート２６のフィルタイムが許容可能であることが確認されている。
【００２４】
その上、複数の液滴３６中の１つの液滴の材料３６ａがそれらの液滴３６中の隣の１つの液滴の材料３６ａと合わさるまでに移動する上記の距離を最小にすることは、材料３６ａの粘性抵抗を小さくし、その結果材料３６ａの速度がより大きくなると共により大きな力でガスポケットを追い出すことになり、したがってテンプレート２６のフィルタイムがさらに短くなる。さらに、ガスポケットは、幅がミクロン台、厚さがサブミクロン台の小さな容積の領域ならば、迅速に消散し、高速インプリントプロセスが可能になる。
【００２５】
フィルタイムをさらに短くするため、互いに合わさる材料３６ａがガスポケットをより高速で追い出すことができるように、ガスポケットの移動速度を高めることも可能である。そのためには、ガスポケットの移動速度はこれにかかる流体圧力に比例するということを利用する。この流体圧力は、毛管作用力と液滴３６に作用するすべての外力の関数であり得る。流体圧力を大きくするには、毛管作用力を大きくすればよく、毛管作用力は図５に示す厚さt2を最小にすることにより最大化することができる。
【００２６】
ここで留意しなければならないのは、液滴３６で分配される容積は温度の関数として変化するということである。例えば、材料３６ａの粘度、そして材料３６ａをノズルから駆出するポンプを作動させるＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）材料の寸法は温度によって変化し、これらはどちらも液滴３６中の所与の液滴の容積を変化させる。ピエゾマイクロジェットノズルには、ザール社の１２６モールドリニアアレイの場合のように、ポンプ温度を連続的に制御する組み込みモールド温度センサを備えることが可能である。温度と電圧を関連づける較正曲線を作成することにより、特定容積のノズル出力を維持することができる。この較正曲線は、実測される温度変動に対応して電圧レベルを調整するべくリアルタイムで使用することができる。
【００２７】
さらに、散発的・偶発的な材料の供給失敗によって液滴３６が欠落してしまうことがないようにするため、材料３６ａを同じ位置で複数回ノズルから供給することによって複数の液滴３６の部分集合または各液滴を形成し、その合計量として各液滴３６が所望の容積を備えるようにした分配技術を用いることも可能である。とりわけ、複数の液滴３６中の所与の液滴の容積は、同じ位置でノズルから分配される複数の材料容積の平均とすることができる。
【００２８】
さらに、基板３０上の所与の領域について、複数の液滴３６を液滴の局所膜厚が液滴３６のＮ以上の平均となるように合着させ、これによって、複数の液滴３６中の１つの液滴が全く分配されなくても、その液滴の局所膜厚が理想値と（所望膜厚／Ｎ）ｎｍしか異ならないようにする。したがって、Ｎが十分に大きければ（例えば１００）、複数の液滴３６中で欠落した液滴は無視可能になる。一例として、フィールドサイズがＸｍｍ×Ｘｍｍの場合、膜厚１００ｎｍの残留層を得るためには、テンプレート２６にフィーチャが全くない場合、材料の必要最小容積は（０．１×Ｘ2）ｎＬ（ナノリットル）になる。テンプレート２６にフィーチャがある場合は、より多くの材料３６ａが必要となり、それだけＮをさらに大きくすることになろう。したがって、フィーチャなしのテンプレート２６は最悪の場合を想定した事例である。ピエゾジェットでは、１ｐＬ(ピコリットル)というような非常に小容積の材料を供給することができる。ここで、基本滴量単位が８０ｐLであるとすると、ＲＬＴ誤差（単位ｎｍ）はフィールドサイズの代表長さ（ｌf、単位ｍｍ）（多角形フィールド領域を含むｍｍ2単位のフィールド面積の平方根と定義する）の２乗に反比例する。これはをグラフで示すと次のようになる。
【表１】
複数の液滴３６中の１つの液滴欠落による膜厚の許容変動が５ｎｍであるとすると、ｌfは約４ｍｍとなり、これはインプリント層３４の結果の厚さには無関係である。
【００２９】
ここで留意しなければならないのは、液滴３６の容積が小さくなると蒸発の影響が増大するということである。これについては、液滴３６における蒸発量を精密に測定することにより、蒸発分を補償するよう材料の分配容積を増やすことができる。例えば、最初に液滴３６を分配した基板３０の領域では、最後に液滴３６を供給した領域と比較してより多量の材料３６ａが必要になることがある。最初に分配した液滴３６は、テンプレート２６と基板３０がこれらの間に液体を捕捉するまでにより長い時間が経過するので、より多く蒸発する。
【００３０】
図３、５を参照して説明すると、さらに他の実施形態においては、液滴３６は界面活性剤プレコンディショニング溶液を含むことも可能である。界面活性剤プレコンディショニング溶液は、例えば、液滴３６がテンプレート２６に接触するとき界面活性剤プレコンディショニング溶液の一部がテンプレートに付着するようにして用いることができる。界面活性剤プレコンディショニング溶液を含む液滴３６は、上に説明したような方法を用いてテンプレート２６のフィルタイムを短くするようなパターンで基板３０上に配置することが可能である。しかしながら、さらに他の実施形態においては、液滴３６は、相隣る液滴３６が合わさるとき起こり得る界面活性剤の蓄積を抑制すると共に、液滴３６が凹部２８ａを埋めやすくするようなパターンで基板３０上に配置することができる。
【００３１】
さらに他の実施形態においては、基板３０と液滴３６との間にアンダーレイヤ（図示省略）を置くことが望ましい場合がある。このアンダーレイヤ（図示省略）は、テンプレート２６に対しては低い面エネルギー相互作用を示し、かつ液滴３６に対しては高い面エネルギー相互作用を示す組成物で構成することができる。アンダーレイヤ（図示省略）の組成物は、そのスピンオン被着を容易にするために、最小の蒸発速度と約１０〜１００センチポアズ（ｃｐｓ）の粘度を持った組成物を用いることができる。アンダーレイヤ（図示省略）と液滴３６とは互いに混和性でもよく、またアンダーレイヤ（図示省略）は、液滴３６の溶剤であってもよい。
【００３２】
以上、本発明の代表的な実施形態について説明した。上に記載した開示技術に対しては、本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更および修正をなすことが可能である。したがって、本発明の範囲は、上記説明によって限定するべきではなく、特許請求の範囲と共にその全般的均等物に基づいて決定するべきである。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、インプリントリソグラフィの技術分野に関するものである。より詳しくは、本発明は、インプリントリソグラフィプロセスにおいてテンプレートのフィーチャを埋めるのに必要な時間を短縮するよう基板上に一定の容積の液体を分配する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超微細加工技術は、例えば、マイクロメートル台以下のフィーチャを設けるなど、非常に小さな構造の作製技術を伴う。超微細加工技術が大きな影響を及ぼしてきたひとつの分野に、集積回路の加工技術がある。半導体加工工業が、基板上に形成する単位面積当たりの回路数を増やしながらより高い製造歩留まりを達成しようと懸命な努力を続ける中にあって、超微細加工技術はますます重要になって来つつある。超微細加工技術は、より優れたプロセス制御をもたらす一方で、基板に形成される構造の最小フィーチャサイズのより大幅な縮小を可能にする。超微細加工技術が採り入れられている他の開発分野としては、バイオテクノロジー、光技術、機械システム等がある。
【０００３】
典型的な超微細加工技術として、Ｗｉｌｌｓｏｎらに与えられた米国特許第６，３３４，９６０号記載の技術がある。この特許で、Ｗｉｌｌｓｏｎらは構造中にレリーフ像を形成する方法を開示している。この方法は、転写層を有する基板を設けるステップを含む。そして、転写層を重合可能な流体組成物で被覆する。重合可能な流体にモールドを機械的に接触させる。モールドはレリーフ構造を持ち、そのレリーフ構造に重合可能な流体組成物を埋める。次に、重合可能な流体組成物を固化条件と重合条件に曝すことによって、モールドのレリーフ構造と相補形のレリーフ構造を持つ固化ポリマー材層を転写層上に形成する。そして、固化ポリマー材からモールドを分離させて、モールドのレリーフ構造の複製構造を固化ポリマー材に形成したものを得る。次に、転写層と固化ポリマー材層を固化ポリマー材層に対して転写層を選択的にエッチングするための環境に曝すことによって、転写層にレリーフ像を形成する。このような従来の技術による必要時間と最小フィーチャサイズは、とりわけ、重合可能な流体材料の組成によって決まる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
したがって、現在、インプリントリソグラフィ・テンプレートのフィーチャを埋めるのに必要な時間を短縮する技術を提供することが要望されている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、液体の全容積を基板上に分配する方法であって、とりわけ、各々対応した単位容積を有する複数の互いに相隔たる液滴を基板のある領域上に配置するステップを含み、その領域内の液滴の合計容積がその領域に形成しようとするパターンの容積の関数である方法を提供するものである。これらおよびその他の実施態様について、以下より詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の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概略立面図である。
【図３】図２に示すインプリント層をなす材料の重合および架橋前の状態を示す概略図である。
【図４】図３に示す材料を放射被曝により転化した架橋ポリマー材の概略図である。
【図５】図１に示すインプリント層からそのパターニング後にモールドを引き離した状態を示す概略立面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において、上の図２に示す基板の一定領域上に被着したインプリント材の液滴アレイを示す上面図である。
【図７】液滴を基板の一定領域上にテンプレート設計の関数として分配する方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
図１は、本発明の一実施形態のリソグラフィシステム１０を斜視図で示し、図示システムは、互いに相隔たる一対のブリッジ状のサポート１２とこれらのサポート間に渡したブリッジ１４と支持台１６を備えている。ブリッジ１４と支持台１６とは互いに相隔たる。ブリッジ１４にはインプリントヘッド１８を取り付け、このインプリントヘッドはブリッジ１４から支持台１５に向けて突き出ており、２軸方向に移動可能である。支持台１６上にインプリントヘッド１８に対向させて、移動台２０が配設してある。移動台２０は、支持台１６に対してＸ軸、Ｙ軸方向に移動可能に構成する。当然理解されるように、インプリントヘッド１８は、Ｘ軸、Ｙ軸沿いに、またＺ軸沿いにも移動することが可能であり、移動台２０もＸ軸、Ｙ軸沿いに移動可能である上、Ｚ軸沿いにも移動可能である。典型的な移動台としては、２００２年７月１１日出願の「ステップ・アンド・リピートインプリント・リソグラフィシステム(Step and Repeat Imprint Lithography Systems)」という名称の米国特許出願第１０／１９４，４１４号に開示された移動台がある（なお、同特許出願は本願譲受人に譲渡されており、その全体を参照により本願に援用する）。システム１０には、化学線を移動台２０に入射させるための放射線源２２が結合されている。図示のように、放射線源２２は、ブリッジ１４に取り付けられ、放射線源２２に接続された発電機２３を含む。システム１０の動作は、通常、これとデータ通信するプロセッサ２５によって制御する。
【０００８】
図１、２において、インプリントヘッド１８には、モールド２８を有するテンプレート２６が取り付けられている。モールド２８は、互いに相隔たる複数の凹部２８ａと凸部２８ｂによって画成される複数のフィーチャを備える。これらの複数のフィーチャは、移動台２０に載置された基板３０に転写する原パターンである。そのために、インプリントヘッド１８または移動台２０あるいはこれらの両方によってモールド２８と基板３０との間の「距離ｄ」を変える。このようにして、モールド２８上のフィーチャは基板３０の流動性領域にインプリントされる。これについて以下にさらに詳しく説明する。放射線源２２は、モールド２８が放射線源２２と基板３０との間となる位置に配置される。それ故、モールド２８は、放射線源２２より発生する放射線に対して実質的に透過性を持つ材料で作製される。そのため、モールド２８は、水晶、溶融石英、シリコン、サファイヤ、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フッ素樹脂あるいはこれらの組合せを含む材料で形成される。さらに、テンプレート２６も、金属のみならず上記のような材料で形成することができる。
【０００９】
図２、３において、インプリント層３４のような流動性領域は、基板３０の輪郭が実質的に平面である面３２の部分に配置する。一つの典型的な流動性領域は、基板３０上に材料３６ａの互いに相隔たる複数の離散状液滴３６として被着したインプリント層３４で構成され、これについて以下にさらに詳しく説明する。液滴３６を被着するための典型的なシステムとしては、２００２年７月９日出願の「液体を分配するためのシステムおよび方法(System and Method for Dispensing Liquids)」という名称の米国特許出願第１０／１９１，７４９号に開示されたシステムがある（なお、同特許出願は本願譲受人に譲渡されており、その全体を参照により本願に援用する）。インプリント層３４は、原パターンをインプリント層に記録し、記録パターンを形成することが可能な材料３６ａで形成するために、選択的に重合され、架橋される。材料３６ａの典型的な組成物としては、２００４年２月２７日出願の「ケイ素含有材料からなるエッチングマスク用組成物（Composition for an Etching Mask Comprising a Silicon-Containing Material）」という名称の米国特許出願第１０／７８９，３１９号に開示された組成物がある（同特許出願はその全体を参照により本願に援用する）。図４に示すように、材料３６ａは多くの箇所３６ｂで架橋されて、架橋ポリマー材３６ｃを形成する。
【００１０】
図２、３、５に示すように、インプリント層３４に記録されたパターンは、部分的には、モールド２８との機械的接触によって作り出される。そのためには、距離「ｄ」を縮めてインプリント液滴３６をモールド２８と機械的に接触させ、液滴３６を押し広げることによって、基板の面３２の全体を材料３６ａが覆う連続した構造を持つインプリント層３４を形成する。一実施形態においては、距離「ｄ」を縮めることによってインプリント層３４の小部分３４ａを凹部２８ａに入り込ませ、そこを埋めさせる。
【００１１】
凹部２８ａを埋めやすくするために、材料３６ａは、面３２を材料３６ａの連続構造で覆いかつ完全に凹部２８ａを埋めるのに必要な特性を有する。この実施形態においては、所望の距離（通常は最小距離）「ｄ」に達すると、凸部２８ｂと重なるインプリント層３４の小部分３４ｂが残り、結局小部分３４ａは厚さｔ1として、小部分３４ｂは厚さｔ2として残る。厚さｔ1とｔ2は、用途に応じて任意の所望の厚さとすることができる。通常、ｔ1は、図５により詳しく示すように、ｔ1−ｔ2≦３μとなるよう選択する。小部分３４ｂは、通常、残留層と称する。
【００１２】
図２、３、４を参照して、所望の距離「ｄ」になったならば、放射線源２２から材料３６ａを重合させ、架橋させる化学線を照射して、架橋ポリマー材３６ｃを形成する。結果として、インプリント層３４の組成物は、材料３６ａから固体の架橋ポリマー材３６ｃに転化する。具体的に言うと、図５に比較的明確に示すように、架橋ポリマー材３６ｃは固化して、インプリント層３４の面３４ｃをモールド２８の面２８ｃの形状と合致する形状にする。インプリント層３４が、図４に示す架橋ポリマー材３６ｃに転化したならば、図２に示すインプリントヘッド１８を距離「ｄ」が大きくなる向きに移動させて、モールド２８とインプリント層３４とを引き離す。
【００１３】
図５において、基板３０のパターニングを完成させるために、さらに他の処理を行うことが可能である。例えば、基板３０とインプリント層３４をエッチングしてインプリント層３４のパターンを基板３０に転写し、パターン化面を得ることができる。エッチングを容易にするため、インプリント層３４を形成する材料をいろいろ変えることにより、基板３０に対する相対エッチング速度を所望の通りに設定することも可能である。
【００１４】
図２、３、６を参照して、ナノメートル台のフィーチャ、例えば凹部２８ａや凸部２８ｂ等を非常に高密度で有するモールドの場合、モールド２８と重なる基板３０の領域４０の全面を覆うように液滴３６を押し広げて凹部２８ａを埋める作業は、長い時間が必要な場合があり、これによってインプリントプロセスのスループットが低下することがある。インプリントプロセスのスループットを高めやすくするために、液滴３６は、基板３０の全面にわたって押し広げかつ凹部２８ａを埋めるのに必要な時間を最小にするよう分配する。液滴３６をＳ1とＳ2として示す相隣る液滴３６間の間隔が最小となるように二次元行列アレイ４２として分配することによって行われる。図示のように、この例の場合、行列アレイ４２の液滴３６は、６行ｍ1〜ｍ6と６列ｎ1〜ｎ6として配列させる。しかしながら、液滴３６は、基板３０上で実際上どのような二次元配列にすることも可能である。ここで求められるのは、インプリント層３４を形成するのに必要な材料３６ａの全容積をＶtとして、行列アレイ４２中の液滴３６の数を最大にすることである。これは、相隣る液滴３６間の間隔Ｓ1とＳ2を最小にすることでもある。さらに、液滴の部分集合中の各液滴３６の材料３６ａの量はそれぞれに対応した実質的に同一の量、すなわち規定の単位容積Ｖuであることが望ましい。これらの基準条件に基づいて、行列アレイ４２中の液滴３６の総数ｎは次式で求められる。
ｎ＝Ｖt／Ｖu （１）
式中、ＶtとＶuの意味は上に定義した通りである。ここで、液滴３６の総数ｎが次式で定義される液滴３６の正方行列アレイを仮定する。
ｎ＝ｎ1×ｎ2 （２）
式中、ｎ1は第１の方向に数えた液滴数であり、ｎ2は第２の方向に数えた液滴数である。第１の方向、すなわち一次元で相隣る液滴３６間の間隔Ｓ1は次式で求められる。
Ｓ1＝Ｌ1／ｎ1 （３）
式中、Ｌ1は領域４０の第１の方向の長さである。同様にして、上記第１の方向を横切る第２の方向で相隣る液滴３６間の間隔Ｓ2は次式で求められる。
Ｓ2＝Ｌ2／ｎ2 （４）
式中、Ｌ2は領域４０の第２の方向の長さである。
【００１５】
材料３６ａの各液滴３６に対応した単位容積が分配装置によって決まることを考慮すると、上記間隔Ｓ1とＳ2は液滴３６を形成するために使用する液滴分配装置（図示省略）の分解能、すなわち動作制御によって左右されるということが分かる。詳しく言うと、分配装置（図示省略）は、液滴３６を精密に制御できるように、各液滴３６に最小量の材料３６ａを備えることが望ましい。このようにして、各液滴３６中の材料３６ａを移動させなければならない領域４０上の面積が最小になる。これによって、凹部２８を埋め、かつ材料３６ａの連続層で基板を覆うのに必要な時間が短縮される。
【００１６】
液滴３６の分配は、基板３０の全面に材料を一回で供給するか、または米国特許出願第１０／１９４，４１４号開示のフィールド・ツー・フィールド分配法（これは米国特許出願公開公報第２００４／０００８３３４号記載の発明である）、あるいはこれら２つの方法の組合せによって達成することができる。そのためには、ピエゾインクジェットベースの技術またはマイクロソレノイドベースの技術による分配システムを使用することが可能である。その結果、分配システムは、材料３６ａを分配するのにシングルノズルでも、リニアノズルアレイでも、あるいは方形ノズルアレイでも使用することができ、リニアノズルアレイや方形ノズルアレイではノズル数が１００を超える。これらのノズルアレイのノズルは、最高４ｋＨｚで分配動作を行うことができる。ノズルアレイのノズルは、オン・オフ容積制御機能付きあるいはグレースケール容積制御機能付きのものが入手可能であり、グレースケール容積制御機能付きのものでは、容積１〜４２ピコリットル（ｐＬ）の液滴を分配することができる。フィールド・ツー・フィールド分配法を用いる場合は、ノズルアレイの各ノズルは、実質的に同じ組成物の材料３６ａを分配することができるが、他の実施形態においては、ノズルアレイの各ノズルが異なる組成物の材料３６ａを分配するようにすることも可能である。
【００１７】
インクジェットノズルの例としては、英国ケンブリッジに本拠を置くザール・コーポレーション（Xaar Corporation）より入手可能なＯｍｎｉｄｏｔや、米国ニューハンプシャー州レバノンに本部を置くディマトリクス・コーポレーション（Dimatix Corporation）の一部門であるスペクトラ（Spectra）社から入手可能なインクジェットノズルを用いることができる。典型的なノズルアレイとしては、１２６ノズルを備えたマルチジェットノズルシステムがあり、これは上記ザール・コーポレーションが部品番号ＸＪ１２６で販売している。さらに、超音波スプレーヘッド用いて液滴３６を分配する噴霧スプレープロセスを使用することも可能である。さらに、材料３６ａが例えば２０センチポアズ以上というような高い粘度を持つ場合は、ザール・コーポレーションから入手可能なＬｅｏｐａｒｄを用いることができ、このスプレーノズルでは、材料３６ａを加熱して粘度を噴射可能範囲まで下げることも可能である。
【００１８】
薄くて一様な残留層を得、これによってフィールドをインプリントするのに要する時間を最小にするために、本発明ではいくつかの技術的方法を用いることができる。
【００１９】
図１〜３と図７のフローチャートを参照して説明する。例えば、液滴３６は、テンプレート２６の設計の関数として、またインプリント層３４に閉じ込められたガスを除去するための適切な環境ガス（Ｈｅのような）を用いて分配することが可能である。ここでは、材料３６ａをテンプレート２６の設計の関数として分配する一実施形態について説明する。液滴３６は、例えば１〜１，０００ｐＬ台の小さい容積Ｖsを持つ。まず、フィーチャがないテンプレート２６の場合を考える。基板３０上に所与の厚さの残留層を得るには、テンプレート２６が材料３６ａの全量をテンプレート２６のアクティブエリアに閉じ込めるものと仮定して、ステップ１００で、必要となる材料３６ａの全容積Ｖ1を計算する。「ｍ」行×「ｎ」列の格子配列を仮定して、ステップ１０２でｍ×ｎ×Ｖs＝Ｖ1となるような「ｍ」と「ｎ」を計算する。「ｍ」と「ｎ」が決まったならば、ステップ１０４で、各格子点の回りでテンプレート２６のアクティブフィールドのほぼ総面積を（ｍ×ｎ）で割った面積を持つ制御領域Ａcに相当する多角形エリアを見つける。ステップ１０６で、テンプレート２６が制御領域Ａc全体にわたって凹所をなしていない（フィーチャなし）各格子位置に、容積＝Ｖsの材料を分配する。ステップ１０８で、制御領域Ａcがテンプレート２６上で全面的に凹所をなしている格子点には、容積＝（Ｖs＋Ａc×ｄ）の材料を分配する（ただし、ｄはテンプレート２６のエッチング深さである）。ステップ１１０で、制御領域Ａcの一部（例えばJ％）がテンプレート２６で凹所をなしている格子点には、容積＝（Ｖs＋Ａc×ｄ×Ｊ／１００）の材料を分配する（ただし、ｄはテンプレート２６のエッチング深さである）。
【００２０】
図２、７において、インプリントヘッド１８の動作と液滴３６の分配はこれとデータ通信を行うプロセッサ２１により制御することが可能である。メモリ２３はプロセッサ２１とデータ通信を行う。メモリ２３は、コンピュータ可読プログラムを実装したコンピュータ可読媒体よりなる。コンピュータ可読プログラムには、図７に示す上記計算のアルゴリズム、あるいはこれと同様に各格子点で分配する材料の容積を計算するための何らかのものを実行する命令が含まれる。このようなソフトウェアプログラムは、テンプレート２６を作製するために用いられるテンプレート設計ファイル（ＧＤＳ ＩＩファイルのような）を処理できるものを用いることも可能である。
【００２１】
図２、３、７を参照して説明すると、各制御領域Ａcで分配するべき材料の容積は、複数の液滴３６中の１液滴当たりの容積が与えられている場合は、各制御領域Ａc内の液滴３６のパターンを変えることにより、または液滴３６のパターンが与えられている場合は、各制御領域Ａc内の複数の液滴３６中の１液滴当たりの容積を変えることにより、あるいはこれら２つの方法を組み合わせることによって得ることができる。さらに、液滴パターンおよび／または液滴当たり容積の経験的定量法を用いて、相隣る制御領域Ａc間に形成される移行領域についての所望の特性を得ることも可能である。
【００２２】
上記の方法では、基板３０の一定領域における材料３６ａの必要量が得られ、しかも複数の液滴３６中の１つの液滴の材料３６ａがそれらの液滴３６中の隣の１つの液滴の材料３６ａと合わさるまでに移動する距離を最小限に抑えられ、その結果液滴３６が凹部２８ａを埋めるのに必要な時間が短くなる。２つ以上の液滴３６が合わさるとき、インプリント層３４の材料３６ａが合わさる境界の近傍にガスポケットが生じる可能性がある。
【００２３】
液滴３６が凹部２８ａを埋めるのに要する時間（テンプレート２６の「フィルタイム」と定義する）を最小にする一方で、インプリント層３４を実質的に無ボイドにすることが求められる。テンプレート２６のフィルタイムを最小にするには、例えば、互いに合わさる材料３６ａ間の上記ガスポケットを材料３６ａが追い出すのに必要な時間を最小にすればよい。そのためには、各液滴３６が実質的に同じ容積を持つと仮定して、例えばガスポケットの容積の平均値と分散を最小にすればよい。その結果として、互いに合わさる材料３６ａによってガスポケットをより迅速に追い出すことができるガスポケット容積の平均値と分散を最小にするための液滴３６のパターン例としては、六角形と三角形があるが、特にこれらに限定されるものではない。さらに、残留層の厚さが３０〜４０ｎｍ以下の一定の事例で、テンプレート２６のフィルタイムが許容可能であることが確認されている。
【００２４】
その上、複数の液滴３６中の１つの液滴の材料３６ａがそれらの液滴３６中の隣の１つの液滴の材料３６ａと合わさるまでに移動する上記の距離を最小にすることは、材料３６ａの粘性抵抗を小さくし、その結果材料３６ａの速度がより大きくなると共により大きな力でガスポケットを追い出すことになり、したがってテンプレート２６のフィルタイムがさらに短くなる。さらに、ガスポケットは、幅がミクロン台、厚さがサブミクロン台の小さな容積の領域ならば、迅速に消散し、高速インプリントプロセスが可能になる。
【００２５】
フィルタイムをさらに短くするため、互いに合わさる材料３６ａがガスポケットをより高速で追い出すことができるように、ガスポケットの移動速度を高めることも可能である。そのためには、ガスポケットの移動速度はこれにかかる流体圧力に比例するということを利用する。この流体圧力は、毛管作用力と液滴３６に作用するすべての外力の関数であり得る。流体圧力を大きくするには、毛管作用力を大きくすればよく、毛管作用力は図５に示す厚さt2を最小にすることにより最大化することができる。
【００２６】
ここで留意しなければならないのは、液滴３６で分配される容積は温度の関数として変化するということである。例えば、材料３６ａの粘度、そして材料３６ａをノズルから駆出するポンプを作動させるＰＺＴ（ジルコン酸チタン酸鉛）材料の寸法は温度によって変化し、これらはどちらも液滴３６中の所与の液滴の容積を変化させる。ピエゾマイクロジェットノズルには、ザール社の１２６モールドリニアアレイの場合のように、ポンプ温度を連続的に制御する組み込みモールド温度センサを備えることが可能である。温度と電圧を関連づける較正曲線を作成することにより、特定容積のノズル出力を維持することができる。この較正曲線は、実測される温度変動に対応して電圧レベルを調整するべくリアルタイムで使用することができる。
【００２７】
さらに、散発的・偶発的な材料の供給失敗によって液滴３６が欠落してしまうことがないようにするため、材料３６ａを同じ位置で複数回ノズルから供給することによって複数の液滴３６の部分集合または各液滴を形成し、その合計量として各液滴３６が所望の容積を備えるようにした分配技術を用いることも可能である。とりわけ、複数の液滴３６中の所与の液滴の容積は、同じ位置でノズルから分配される複数の材料容積の平均とすることができる。
【００２８】
さらに、基板３０上の所与の領域について、複数の液滴３６を液滴の局所膜厚が液滴３６のＮ以上の平均となるように合着させ、これによって、複数の液滴３６中の１つの液滴が全く分配されなくても、その液滴の局所膜厚が理想値と（所望膜厚／Ｎ）ｎｍしか異ならないようにする。したがって、Ｎが十分に大きければ（例えば１００）、複数の液滴３６中で欠落した液滴は無視可能になる。一例として、フィールドサイズがＸｍｍ×Ｘｍｍの場合、膜厚１００ｎｍの残留層を得るためには、テンプレート２６にフィーチャが全くない場合、材料の必要最小容積は（０．１×Ｘ2）ｎＬ（ナノリットル）になる。テンプレート２６にフィーチャがある場合は、より多くの材料３６ａが必要となり、それだけＮをさらに大きくすることになろう。したがって、フィーチャなしのテンプレート２６は最悪の場合を想定した事例である。ピエゾジェットでは、１ｐＬ(ピコリットル)というような非常に小容積の材料を供給することができる。ここで、基本滴量単位が８０ｐLであるとすると、ＲＬＴ誤差（単位ｎｍ）はフィールドサイズの代表長さ（ｌf、単位ｍｍ）（多角形フィールド領域を含むｍｍ2単位のフィールド面積の平方根と定義する）の２乗に反比例する。これはをグラフで示すと次のようになる。
【表１】
複数の液滴３６中の１つの液滴欠落による膜厚の許容変動が５ｎｍであるとすると、ｌfは約４ｍｍとなり、これはインプリント層３４の結果の厚さには無関係である。
【００２９】
ここで留意しなければならないのは、液滴３６の容積が小さくなると蒸発の影響が増大するということである。これについては、液滴３６における蒸発量を精密に測定することにより、蒸発分を補償するよう材料の分配容積を増やすことができる。例えば、最初に液滴３６を分配した基板３０の領域では、最後に液滴３６を供給した領域と比較してより多量の材料３６ａが必要になることがある。最初に分配した液滴３６は、テンプレート２６と基板３０がこれらの間に液体を捕捉するまでにより長い時間が経過するので、より多く蒸発する。
【００３０】
図３、５を参照して説明すると、さらに他の実施形態においては、液滴３６は界面活性剤プレコンディショニング溶液を含むことも可能である。界面活性剤プレコンディショニング溶液は、例えば、液滴３６がテンプレート２６に接触するとき界面活性剤プレコンディショニング溶液の一部がテンプレートに付着するようにして用いることができる。界面活性剤プレコンディショニング溶液を含む液滴３６は、上に説明したような方法を用いてテンプレート２６のフィルタイムを短くするようなパターンで基板３０上に配置することが可能である。しかしながら、さらに他の実施形態においては、液滴３６は、相隣る液滴３６が合わさるとき起こり得る界面活性剤の蓄積を抑制すると共に、液滴３６が凹部２８ａを埋めやすくするようなパターンで基板３０上に配置することができる。
【００３１】
さらに他の実施形態においては、基板３０と液滴３６との間にアンダーレイヤ（図示省略）を置くことが望ましい場合がある。このアンダーレイヤ（図示省略）は、テンプレート２６に対しては低い面エネルギー相互作用を示し、かつ液滴３６に対しては高い面エネルギー相互作用を示す組成物で構成することができる。アンダーレイヤ（図示省略）の組成物は、そのスピンオン被着を容易にするために、最小の蒸発速度と約１０〜１００センチポアズ（ｃｐｓ）の粘度を持った組成物を用いることができる。アンダーレイヤ（図示省略）と液滴３６とは互いに混和性でもよく、またアンダーレイヤ（図示省略）は、液滴３６の溶剤であってもよい。
【００３２】
以上、本発明の代表的な実施形態について説明した。上に記載した開示技術に対しては、本発明の範囲を逸脱することなく多くの変更および修正をなすことが可能である。したがって、本発明の範囲は、上記説明によって限定するべきではなく、特許請求の範囲と共にその全般的均等物に基づいて決定するべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を基板上に分配する方法であって、相隣る液滴間にガスポケットが生じる複数の互いに相隔たる液滴のパターンを前記基板上に配置する配置ステップで、前記パターンを前記複数のガスポケットの容積が最小となるように形成するステップ、を含む方法。
【請求項２】
前記パターンをさらに、前記複数の各ガスポケットの前記容積の平均が最小となるように形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターンをさらに、前記複数の各ガスポケットの前記容積の平均および分散が最小となるように形成する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パターンを配置する配置ステップがさらに、前記複数の互いに相隔たる液滴を基本的に六角形パタ―ンおよび三角形パターンからなる群より選択されるパターンに配置するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の互いに相隔たる各液滴が実質的に同じ容積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記配置ステップがさらに、複数の容積の材料を分配することによって前記複数の互いに相隔たる液滴の中の１つの液滴を形成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記配置ステップがさらに、パターニングプロセスにおける前記複数の互いに相隔たる液滴の蒸発損を補償するように前記複数の互いに相隔たる液滴を分配するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記配置ステップがさらに、前記複数の互いに相隔たる液滴の中の１つの液滴と前記複数の互いに相隔たる液滴の中の隣の１つの液滴との間の間隔を最小にするステップを含む請求項７に記載の方法。
【請求項１】
液体を基板上に分配する方法であって、相隣る液滴間にガスポケットが生じる複数の互いに相隔たる液滴のパターンを前記基板上に配置する配置ステップで、前記パターンを前記複数のガスポケットの容積が最小となるように形成するステップ、を含む方法。
【請求項２】
前記パターンをさらに、前記複数の各ガスポケットの前記容積の平均が最小となるように形成する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記パターンをさらに、前記複数の各ガスポケットの前記容積の平均および分散が最小となるように形成する請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記パターンを配置する配置ステップがさらに、前記複数の互いに相隔たる液滴を基本的に六角形パタ―ンおよび三角形パターンからなる群より選択されるパターンに配置するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記複数の互いに相隔たる各液滴が実質的に同じ容積を有する請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記配置ステップがさらに、複数の容積の材料を分配することによって前記複数の互いに相隔たる液滴の中の１つの液滴を形成するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記配置ステップがさらに、パターニングプロセスにおける前記複数の互いに相隔たる液滴の蒸発損を補償するように前記複数の互いに相隔たる液滴を分配するステップを含む請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記配置ステップがさらに、前記複数の互いに相隔たる液滴の中の１つの液滴と前記複数の互いに相隔たる液滴の中の隣の１つの液滴との間の間隔を最小にするステップを含む請求項７に記載の方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１７１７４７（Ｐ２０１１−１７１７４７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４１５２１（Ｐ２０１１−４１５２１）
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【分割の表示】特願２００７−５１５５９７（Ｐ２００７−５１５５９７）の分割
【原出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【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）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年２月２８日（２０１１．２．２８）
【分割の表示】特願２００７−５１５５９７（Ｐ２００７−５１５５９７）の分割
【原出願日】平成１７年６月２日（２００５．６．２）
【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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