厚さが変化するテンプレート
ナノインプリント・リソグラフィ・テンプレートは、とりわけ、第１及び第２の両側を有し、第１の面が第１の側上に配置され、第２の側がその中に配置されたくぼみを有する本体であって、第１及び第２の領域を有し、第２の領域が第１の領域及び第１の領域と重なるくぼみを囲み、第１の領域と重なる第１の面の部分が第２の側から第１の距離だけ間隔を置いて配置され、第２の領域と重なる第１の面の部分が第２の側から第２の距離だけ間隔を置いて配置され、第２の距離が第１の距離よりも大きい本体と、第１の領域の部分と重なる本体の第１の側上に配置されたモールドとを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
ナノファブリケーションでは、例えば、およそナノメートル以下のフィーチャを有する非常に小さい構造体を製造することが必要である。ナノファブリケーションがかなり大きい影響を及ぼしてきた１つの領域は、集積回路の処理である。半導体処理産業では、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増加させて、生産歩留りをより大きくしようと努力を続けているので、ナノファブリケーションはますます重要になる。ナノファブリケーションは、形成される構造体の最小のフィーチャ寸法をさらに低減することを可能にしながら、より優れたプロセス制御を実現する。ナノファブリケーションが利用されてきた他の開発領域には、バイオテクノロジー、光技術、機械システムなどが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
例示的なナノファブリケーション技法は、普通インプリント・リソグラフィと呼ばれている。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ」と題する米国特許出願第１０／２６４，９６０号として出願された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」と題する米国特許出願第１０／２６４，９２６号として出願された米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する、米国特許第６，９３６，１９４号など、数多くの公報に詳細に記述されており、それらのすべては、本発明の譲受人に譲渡されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
前述の米国特許出願公開及び米国特許のそれぞれにおいて開示されるインプリント・リソグラフィ技法には、重合可能な層でのレリーフ・パターンの形成、及びレリーフ・パターンに対応するパターンの下層基板への転写が含まれる。基板は、そのパターン形成をうまく進めるための所望の位置を得るために、ステージ上に配置されている。そのために、モールドと基板の間に存在する成形可能な液体とともに、基板から間隔を置いて配置されたモールドが使用される。液体は固化されて、液体と接触しているモールドの面の形状に一致しているパターンが記録されるパターン層を形成する。次いで、モールドは、パターン層から分離され、その結果モールドと基板が隔てられる。次いで、基板とパターン層は、パターン層内のパターンに対応するレリーフ・イメージを基板に転写するプロセスを経る。
【０００４】
次に、各図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１を参照すると、基板１２にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０を示してある。基板１２は、基板チャック１４に連結されている。基板１２と基板チャック１４は、ステージ１６上で支持されている。さらに、ステージ１６、基板１２、基板チャック１４は、ベース（図示せず）上に配置されている。ステージ１６は、ｘ軸とｙ軸に対して動くことができる。基板チャック１４は、「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する米国特許第６，８７３，０８７号に記載されているように、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、又は電磁式を含むが、ただしそれらだけに限定されないどんなチャックでもよい。この特許を、参考として本明細書に援用する。
【０００６】
図１〜３を参照すると、パターン形成装置１８が、基板１２から間隔を置いて配置されている。パターン形成装置１８は、第１と第２の側２２、２４を有するテンプレート２０を備える。第１の側は、その上に位置し、そこから基板１２に向けて広がり、上にパターン形成面２８を有する第１の面２５を有している。テンプレート２０の第１の側２２は、実質上平面でもよい。テンプレート２０の第２の側２４は、第２の面３０、及びその中に配置されたくぼみ３２を有している。くぼみ３２は、底面３４と境界面３６を含み、境界面３６は、底面３４と第２の面３０の間に広がっている。くぼみ３２は、それと関連した円形状であるが、それと関連したどのような幾何学的形状でもよい。より具体的には、くぼみ３２は、図４に示すような正方形状、図５に示すような長方形状、又は図６に示すような楕円形状でもよい。
【０００７】
テンプレート２０は、第１の領域３８と第２の領域４０をさらに含み、第２の領域４０は第１の領域３８を囲み、また第２の領域４０は周辺部４１を有する。第１の領域３８は、くぼみ３２と重なっている。そのために、テンプレート２０は、第１の領域と第２の領域３８、４０とで厚さが変化している。より具体的には、第１の領域３８と重なる第１の面２５の部分は、第２の側２４から、第１の厚さｔ1である第１の距離ｄ1だけ離れており、第２の領域４０と重なる第１の面２５の部分は、第２の側２４から、第２の厚さｔ2である第２の距離ｄ2だけ離れている。距離ｄ2は距離ｄ1より長く、厚さｔ2は厚さｔ1より厚い。一例として、距離ｄ2は、ほぼ０．２５インチの長さで、距離ｄ1は、ほぼ７００ミクロンの長さである。さらなる例では、距離ｄ1は、１ミクロンから０．２５インチの範囲の長さでもよい。
【０００８】
メサ２６はモールド２６とも呼ばれる。メサ２６はまた、ナノインプリント・モールド２６とも呼ばれる。別の実施形態では、テンプレート２０は、実質上モールド２６がなくてもよい。テンプレート２０及び／又はモールド２６は、融解石英、水晶、シリコン、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、金属、及び超硬サファイアを含むが、ただしそれらだけに限定されないような材料で形成されてもよい。図に示すように、パターン形成面２８は、複数の相隔たるくぼみ４２及び突起４４によって定義されるフィーチャを含む。しかし、別の実施形態では、パターン形成面２８は、実質上滑らか及び／又は平面でもよい。パターン形成面２８は、基板１２上に形成すべきパターンの基礎を形成する元のパターンを備えている。さらに、モールド２６は、第１の領域３８の一部と重なっているが、別の実施形態では、モールド２６は、第１の領域３８の全体と重なってもよい。
【０００９】
図１、７、８を参照すると、「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する米国特許第６，８７３，０８７号に記載されているように、テンプレート２０は、テンプレート・チャック４６に連結されている。テンプレート・チャック４６は、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、又は電磁式を含み、ただしそれらだけに限定されないどんなチャックでもよい。テンプレート・チャック４６は、第１の側１１と第２の側１３の両側を備える。側面又は端部１５は、第１の側１１と第２の側１３との間に広がっている。第１の側１１は、第１の分離支持領域２１と第２の分離支持領域２３とで区画された、第１のくぼみ１７と第１のくぼみ１７から離れた第２のくぼみ１９を備えている。第１の分離支持領域２１は、第２の分離支持領域２３、第１のくぼみ１７、第２のくぼみ１９を囲む。第２の分離支持領域２３は、第２のくぼみ１９を囲む。別の実施形態では、第１と第２の分離支持領域２１、２３は、規格に準拠した材料から形成されている。第１の分離支持領域２１は、正方形状を有し、第２の分離支持領域２３は円形状を有しているが、別の実施形態では、第１と第２の分離支持領域２１、２３は、所望のどんな幾何学的形状でもよい。第２のくぼみ１９と重なるテンプレート・チャック４６の部分２７は、所定の波長を有する放射に対して透過性を有している。そのために、部分２７は、ガラスなどの透過性材料の薄層から作られている。しかし、部分２７を作る材料は、放射の波長に依存し、さらに以下で説明される。部分２７は、第２の側１３の間で広がり、第２のくぼみ１９に近接して終了し、モールド２６がそれと重なるように、モールド２６の区域と少なくとも同じ大きさの区域としなければならない。
【００１０】
テンプレート・チャック４６内には、通路２７、２９が形成されているが、テンプレート・チャック４６は、どんな数の通路を備えてもよい。通路２７は、側面１５と流体連通して第１のくぼみ１７に配置されるが、別の実施形態では、通路２７は、テンプレート・チャック４６の任意の面と流体連通して第１のくぼみ１７に配置されてもよいことを理解されたい。通路２９は、第２の側１３と流体連通して第２のくぼみ１９に配置されるが、別の実施形態では、通路２９は、テンプレート・チャック４６の任意の面と流体連通して第２のくぼみ１９に配置されてもよいことを理解されたい。さらに、望まれることは、通路２７、２９が、それぞれ第１と第２のくぼみ１７、１９を、ポンプ・システム３１などの圧力制御システムとうまく流体連通するように配置されることである。
【００１１】
ポンプ・システム３１には、第１、第２のくぼみ１７、１９の近くで圧力を制御するための１つ又は複数のポンプが含まれる。そのために、テンプレート２０がテンプレート・チャック４６に連結されるとき、テンプレート２０は、第１の分離支持領域２１と第２の分離支持領域２３で支えられ、第１のくぼみ１７と第２のくぼみ１９を覆う。テンプレート２０の第１の領域３８は、第２のくぼみ１９と重なって、第１の室３３を形成し、テンプレート２０の第２の領域４０は、第１のくぼみ１７と重なって、第２の室３５を形成している。ポンプ・システム３１は、第１と第２の室３３、３５内の圧力を制御するように作動する。さらに、テンプレート・チャック４６は、パターン形成装置１８の動きを容易にするために、インプリント・ヘッド４８に連結されている。
【００１２】
図１と９を参照すると、システム１０は、流体分配システム５０をさらに備える。流体分配システム５０は、高分子材料５２を基板上に堆積させるために、基板１２と流体連通させられる。システム１０は、どんな数の流体ディスペンサを備えてもよく、流体分配システム５０は、複数の分配ユニットをその中に備えてもよい。高分子材料５２は、例えば、滴下分配、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着など、知られているどんな技法を使用して基板１２上に配置されてもよい。通常、モールド２６と基板１２の間で所望の容積が定まる前に、高分子材料５２が基板１２上に配置される。しかし、高分子材料５２は、所望の容積が得られた後に、その容積を満たしてもよい。図９に示すように、高分子材料５２は、マトリクス状の配列５６とされた複数の離れた液滴５４として基板１２上に堆積される。一例として、液滴５４の各液滴は、ほぼ１〜１０ピコリットルの単位体積を有している。マトリクス状の配列５６の液滴５４は、ｃ1〜ｃ5の５列及びｒ1〜ｒ5の５行で配置されているが、液滴５４は、どんな２次元配列で基板１２上に配置されてもよい。
【００１３】
図１、１０を参照すると、システム１０は、経路６２に沿ってエネルギー６０を送るように連結されたエネルギー６０のソース５８をさらに備える。インプリント・ヘッド４８とステージ１６は、モールド２６と基板１２を重ねて経路６２内に配置するように構成される。インプリント・ヘッド４８、ステージ１６、又はそれらの両方は、モールド２６と基板１２の間の距離を変化させて、高分子材料５２によって満たされるそれらの間の所望の容積を定める。所望の容積が高分子材料５２で満たされた後に、ソース５８は、エネルギー６０例えば広帯域紫外線を発生し、この紫外線により高分子材料５２が固化及び／又は架橋して、基板１２上にパターン層６６を形成するように、基板１２の面６４を、パターン形成面２８の形状に一致させる。パターン層６６は、残留層６８と、突起７０及びくぼみ７２として示してある複数のフィーチャを含んでいる。システム１０は、ステージ１６、ポンプ・システム３１、インプリント・ヘッド４８、流体分配システム５０、ソース５８とデータ通信し、メモリ７６に記憶されたコンピュータ読取り可能なプログラム上で動作するプロセッサ７４によって制御される。別の実施形態では、パターン層６６は、知られているどんな技法、例えば、フォトリソグラフィ（ｇ線、ｉ線、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１３．２〜１３．４ｎｍを含む様々な波長）、接触リソグラフィ、ｅビーム・リソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ、イオンビーム・リソグラフィ、原子ビーム・リソグラフィを使用して形成されてもよい。
【００１４】
図２、１１を参照すると、システム１０は、パターン形成装置１８を囲むアクチュエータ・システム７８をさらに備える。アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８に連結された複数のアクチュエータ８０を備える。アクチュエータ８０のそれぞれは、パターン形成装置１８の第２の領域４０上に力を発生させるように構成される。アクチュエータ８０は、とりわけ、空気圧式、圧電式、磁歪式のアクチュエータ、ボイス・コイルを含め、当技術分野で知られているどんな加圧アクチュエータ(force actuator)又は変位アクチュエータ(displacement actuator)でもよい。
【００１５】
図に示すように、アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８の周辺部４１に連結された１６個のアクチュエータ８０を備え、パターン形成装置１８の各側面は、それに連結された４個のアクチュエータ８０を有する。しかし、パターン形成装置１８は、それに連結されるどんな数のアクチュエータ８０を有してもよく、パターン形成装置１８の各側面に連結されるアクチュエータ８０の数は異なってもよい。パターン形成装置１８は、それに配置されるどんな構成及び数のアクチュエータ８０を有してもよい。別の実施形態では、図１２、１３に示すように、アクチュエータ８０は、くぼみ３２の境界面３６にも連結されてもよい。アクチェーション・システム７８は、プロセッサ７４とデータ通信し、メモリ７６内に記憶されているコンピュータ読取り可能なプログラム上で動作して、その動作を制御し、より具体的には、アクチェーション・システム７８のアクチュエータ８０に伝達される制御信号を生成する。
【００１６】
図１、９、１０を参照すると、前述の通り、モールド２６と基板１２の間の距離は、高分子材料５２によって満たされる所望の容積がそれらの間で定められるように変化させられる。さらに、固化した後に、高分子材料５２は、基板１２の面６４とパターン形成面２８の形状に一致し、基板１２上にパターン層６６の形を定める。そのためには、マトリクス状の配列５６の各液滴５４間で定められる範囲８２内にはガスが存在し、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットを、防止しないまでも回避するように、マトリクス状の配列５６内の液滴５４が基板１２一面に広げられる。ガス及び／又はガス・ポケットは、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウムを含むが、ただしそれらだけに限定されないようなガスもある。基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガス及び／又はガス・ポケットにより、結果として、とりわけ、パターン層６６内に形成されるフィーチャにパターンひずみを生じ、パターン層６６内に形成されるフィーチャの忠実度が低くなり、パターン層６８全体にわたる残留層４８の厚さが均一でなくなり、これらのすべてが望ましくない。そのために、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットを、防止しないまでも最小化する方法及びシステムを後述する。
【００１７】
図１、１４を参照すると、第１の実施形態における、基板１２とモールド２６の間のガスを排出する方法が示してある。より具体的には、ステップ１００において、前述の通り、高分子材料５２は、滴下分配、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着などにより、基板１２に配置される。別の実施形態では、高分子材料５２は、モールド２６上に配置されてもよい。
【００１８】
図２、１１、１４、１５を参照すると、ステップ１０２において、モールド２６と基板１２の間のモールド２６の中心の副部分における距離ｈ1がモールド２６と基板１２の間のモールド２６の残存部分の距離よりも小さくなるように、パターン形成装置１８の形状を変更させる。一例として、距離ｈ1は、モールド２６の縁部で決まる距離ｈ2よりも小さい。別の実施形態では、距離ｈ1は、モールド２６の所望のどんな位置で決められてもよい。パターン形成装置１８の形状は、アクチュエータ８０による複数の力をパターン形成装置１８に加えることによって変更される。より具体的には、アクチュエータ８０による力が加わることで、テンプレート２０の第１の領域３８が第１の厚さｔ1になる結果として、テンプレート２０の第１の領域３８の形状は、テンプレート２０の第１の領域３８が、基板１２に向かって湾曲し、テンプレート・チャック４６から離れるように変更されてもよい。さらに、アクチュエータ８０のそれぞれは、パターン形成装置１８上に異なる力を加えてもよい。一例として、テンプレート２０の第１の領域３８の湾曲は、アクチュエータ８０を使用して、４１ｎｍの直径にわたっておよそ０〜２００ｎｍ程度である。
【００１９】
図２、７、８を参照すると、別の実施形態では、パターン形成装置１８の形状は、第１及び第２の室３３、３５内の圧力を制御することによって変更されてもよい。より具体的には、前述の通り、ポンプ・システム３１は、第１と第２の室３３、５内の圧力を制御するように動作する。そのために、第１の例では、テンプレート２０の第１の領域３８が、テンプレート・チャック４６から離れて基板１２に向かって湾曲するように、ポンプ・システム３１は、通路２９を介して、第１の室３３内で生成される圧力の大きさを増大させてもよい。第２の例では、テンプレート２０の第２の領域４０が、基板１２から離れて湾曲し、テンプレート・チャック４６に向かって湾曲するように、ポンプ・システム３１は、通路２７を介して、第２の室３５内で真空を生成してもよい。「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｘｐｅｌｌｉｎｇ Ｇａｓ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ Ｂｅｔｗｅｅｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ」と題する米国特許出願第１１／５６５，３９３号に記載されているように、テンプレート２０の第２の領域４０を基板１２から離れるようにたわませる結果として、テンプレート２０の第１の領域３８は、基板１２に向かい、テンプレート・チャック３６から離れるように湾曲する。この特許出願を、参考として本明細書に援用する。一例として、テンプレート２０の第１の領域３８の湾曲は、ポンプ・システム３１を使用して、４１ｎｍの直径にわたっておよそ０〜３５μｍ ｎｍ程度でもよい。さらなる実施形態では、パターン形成装置３８の形状を変更するための、前述した方法のどんな組合せを使用してもよい。
【００２０】
図１４、１６、１７を参照すると、ステップ１０４において、図１に関して前述した通り、図１に示すインプリント・ヘッド４８、ステージ１４、又はその両方は、モールド２６の副部分が液滴５４の副部分と接触するように、図１５に示す距離ｈ1を変更させる。図に示すように、モールド２６の残存部分が液滴５４のうちの残存する液滴と接触するのに先立って、モールド２６の中心の副部分は、液滴５４の副部分と接触する。しかし、別の実施形態では、モールド２６のどの部分が、モールド２６の残存部分に先立って、液滴５４と接触してもよい。これにより液滴５４が一面に広がり、高分子材料５２の隣接した液体シート８４を生成する。液体シート８４の縁部８６は、基板１２の縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向けて範囲８２内のガスを押し出す役割を果たす液気界面８８となる。列ｃ1〜ｃ5内の各液滴５４の間の範囲８２は、ガスがそれを介して縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに押し出されるガス流路を定める。その結果、液気界面８８は、ガス流路と一緒に、液体シート８４内のガス閉込めを、防止しないまでも低減させる。
【００２１】
図１４、１６を参照すると、ステップ１０６において、図１に関して前述した通り、モールド２６と基板１２の間で定められる所望の容積が高分子材料５２によって満たされるように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。より具体的には、図１８に示す液滴５４の後続の一部に連なる高分子材料５２が広がって、隣接した流体シート８４内に含まれるように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。図１９、２０に示すように、続いて、モールド２６が残存する液滴５４と接触し、その結果それと連結する高分子材料５２が広がって、隣接したシート８４内に含まれるように、パターン形成装置１８の形状が変更され続ける。見て分かるように、界面８８は、縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向かって移動し、その結果、図１７に示す残存する範囲８２内のガスがそこに進むまでの経路が妨げられない。これにより、図１７に示す範囲８２内のガスは、縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに対して、モールド２６と基板１２の間から排出される。このようにして、図１０に示す、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６８内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットは、防止されないまでも最小化される。別の実施形態では、図１５に関して前述した通り、距離ｈ1が低減されるのと同時に、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。さらに、モールド２６と基板１２の間で高分子材料５２が所望の容積を満たす速度のバランスをとることが望まれる。より具体的には、界面８８が縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向かって伝搬する速度が速すぎる場合、モールド２６と基板１２の間にガスのポケットが生成されることがあり、それは望ましくない。そのために、一例として、高分子材料５２が、モールド２６と基板１２の間を数秒間で８００ｍｍ2 ｍｍの速度で、所望の容積を満たすように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。
【００２２】
図１１、１４を参照すると、ステップ１０８において、アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８を選択的に変形させる。これにより、パターン形状の様々なパラメータ、すなわち倍率特性(magnification characteristics)、スキュー／直交性特性(skew/orthogonality characteristics)、及び台形特性(trapezoidal characteristics)の訂正がうまくいく。倍率特性は、全体のパターンが正方形状から長方形状に変化する場合など、倍率誤差(magnification error)でもある。スキュー／直交性特性は、隣接した縁部が直交角度の代わりに互いに対して斜角又は鈍角を形成する場合、スキュー／直交性誤り(skew/orthogonality error)である。台形特性は、正方形／長方形が不等辺四辺形の形状を仮定し、不等辺四辺形には台形が含まれる場合と同様、台形誤り(trapezoidal error)である。パターン形状を制御するために、パターン形成装置１８は、アクチュエータ８０により選択的に変形させられて、存在するひずみを相殺しないまでも最小限に抑え、それによりオーバーレイ誤り(overlay errors)を低減させることもできる。
【００２３】
図１、１４を参照すると、ステップ１１０において、図１に関して前述した通り、次いで、高分子材料５２は、固化及び／又は架橋され、図１０に示すパターン層６８を形成する。続いて、ステップ１１２において、モールド２６は、図１０に示すパターン層６８から分離される。分離し易くするために、図１５とステップ１０２に関して前述した形状に類似するよう、パターン形成装置１８の形状を変更してもよい。
【００２４】
図２１、２２を参照すると、一例として、第１の本体９６と第２の本体９８ａ、９８ｂとを連結することにより、パターン形成装置１８が形成されてもよい。より具体的には、第２の本体９８ａ、９８ｂが図２に示すテンプレート２０の第２の領域４０となるように、第２の本体９８ａ、９８ｂは、第１の本体９６の周辺部に連結される。第２の本体９８ａ、９８ｂは、接着剤９９を使用して第１の本体９６に連結されてもよく、接着剤９９は、当技術分野で普通に使用されるどんな連結組成でもよく、接着剤９９は、第１の本体９６と第２の本体９８ａ、９８ｂとの間に薄い充填剤を流し込むのに十分な粘りがある。
【００２５】
図１、２３、２４を参照すると、パターン形成装置１８のさらなる実施形態が、それぞれパターン形成装置１１８、２１８として示してある。パターン形成装置１１８、１２０は、図２に示すテンプレート２０の第２の領域４０内に配置された部分９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄをさらに備え、部分９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、図２に示す第１の領域３８の厚さｔ1と実質上厚さが同じである。パターン形成装置の形状が、アクチュエータ８０により複数の力を加えることによって変化させられる場合には、パターン形成装置１１８を使用してもよい。パターン形成装置の形状が、アクチュエータ８０により複数の力を加えることと、図８に示す第１の室３３内に圧力を生成することの組合せによって変化させられる場合には、パターン形成装置２１８を使用してもよい。さらに、パターン形成装置１１８又は１２０のいずれかが前述のプロセスで使用される場合、テンプレート・チャック４６とパターン形成装置１１８又は１２０との間の真空は、パターン形成装置１１８又は１２０の形状をうまく変化させるために初めは部分真空でもよく、パターン形成装置１１８又は１２０の形状の変化が完了すると、テンプレート・チャック４６との間では完全真空を使用してもよい。
【００２６】
前述の本発明の実施形態は例示的なものである。本発明の範囲内にとどまりながら、前述の開示に対して多くの変更及び修正を加えてもよい。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によって限定されるべきではなく、代わりに添付の特許請求の範囲に加えてそれらの均等物の全範囲を参照して決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】基板から間隔を置いて配置されたパターン形成装置を有するリソグラフィ・システムの横断面図である。
【図２】図１に示すパターン形成装置の横断面図である。
【図３】図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図４】第２の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図５】第３の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図６】第４の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図７】両方とも図１に示す、パターン形成装置及びテンプレート・チャックの横断面図である。
【図８】図７に示すテンプレート・チャックの下面図である。
【図９】図１に示す基板の領域上に配置されるインプリント材料の液滴のアレイを示す平面図である。
【図１０】上部にパターン層がある、図１に示す基板の横断面図である。
【図１１】第１の実施形態における、アクチェーション・システムがそれに連結している、図１に示すパターン形成装置の平面図である。
【図１２】第２の実施形態における、アクチェーション・システムがそれに連結している、図１に示すパターン形成装置の平面図である。
【図１３】両方とも図１２に示す、パターン形成装置及びアクチェーション・システムの横断面図である。
【図１４】第１の実施形態における、図１に示す基板の領域をパターン形成する方法を示す流れ図である。
【図１５】図１に示すパターン形成装置であって、その形状が変更されたパターン形成装置の横断面図である。
【図１６】図９に示すインプリント材料の液滴の部分と接触している、図１５に示すパターン形成装置の横断面図である。
【図１７】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図１８】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図１９】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図２０】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図２１】相隔たる第１及び第２の本体であって、第１の本体が接着剤組成をその上に有する本体の側図である。
【図２２】互いに連結されて図２に示すパターン形成装置を形成する、図２１に示す第１及び第２の本体の側図である。
【図２３】第５の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図２４】第６の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【技術分野】
【０００１】
ナノファブリケーションでは、例えば、およそナノメートル以下のフィーチャを有する非常に小さい構造体を製造することが必要である。ナノファブリケーションがかなり大きい影響を及ぼしてきた１つの領域は、集積回路の処理である。半導体処理産業では、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増加させて、生産歩留りをより大きくしようと努力を続けているので、ナノファブリケーションはますます重要になる。ナノファブリケーションは、形成される構造体の最小のフィーチャ寸法をさらに低減することを可能にしながら、より優れたプロセス制御を実現する。ナノファブリケーションが利用されてきた他の開発領域には、バイオテクノロジー、光技術、機械システムなどが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
例示的なナノファブリケーション技法は、普通インプリント・リソグラフィと呼ばれている。例示的なインプリント・リソグラフィ・プロセスは、「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ」と題する米国特許出願第１０／２６４，９６０号として出願された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」と題する米国特許出願第１０／２６４，９２６号として出願された米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する、米国特許第６，９３６，１９４号など、数多くの公報に詳細に記述されており、それらのすべては、本発明の譲受人に譲渡されている。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
前述の米国特許出願公開及び米国特許のそれぞれにおいて開示されるインプリント・リソグラフィ技法には、重合可能な層でのレリーフ・パターンの形成、及びレリーフ・パターンに対応するパターンの下層基板への転写が含まれる。基板は、そのパターン形成をうまく進めるための所望の位置を得るために、ステージ上に配置されている。そのために、モールドと基板の間に存在する成形可能な液体とともに、基板から間隔を置いて配置されたモールドが使用される。液体は固化されて、液体と接触しているモールドの面の形状に一致しているパターンが記録されるパターン層を形成する。次いで、モールドは、パターン層から分離され、その結果モールドと基板が隔てられる。次いで、基板とパターン層は、パターン層内のパターンに対応するレリーフ・イメージを基板に転写するプロセスを経る。
【０００４】
次に、各図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００５】
図１を参照すると、基板１２にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０を示してある。基板１２は、基板チャック１４に連結されている。基板１２と基板チャック１４は、ステージ１６上で支持されている。さらに、ステージ１６、基板１２、基板チャック１４は、ベース（図示せず）上に配置されている。ステージ１６は、ｘ軸とｙ軸に対して動くことができる。基板チャック１４は、「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する米国特許第６，８７３，０８７号に記載されているように、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、又は電磁式を含むが、ただしそれらだけに限定されないどんなチャックでもよい。この特許を、参考として本明細書に援用する。
【０００６】
図１〜３を参照すると、パターン形成装置１８が、基板１２から間隔を置いて配置されている。パターン形成装置１８は、第１と第２の側２２、２４を有するテンプレート２０を備える。第１の側は、その上に位置し、そこから基板１２に向けて広がり、上にパターン形成面２８を有する第１の面２５を有している。テンプレート２０の第１の側２２は、実質上平面でもよい。テンプレート２０の第２の側２４は、第２の面３０、及びその中に配置されたくぼみ３２を有している。くぼみ３２は、底面３４と境界面３６を含み、境界面３６は、底面３４と第２の面３０の間に広がっている。くぼみ３２は、それと関連した円形状であるが、それと関連したどのような幾何学的形状でもよい。より具体的には、くぼみ３２は、図４に示すような正方形状、図５に示すような長方形状、又は図６に示すような楕円形状でもよい。
【０００７】
テンプレート２０は、第１の領域３８と第２の領域４０をさらに含み、第２の領域４０は第１の領域３８を囲み、また第２の領域４０は周辺部４１を有する。第１の領域３８は、くぼみ３２と重なっている。そのために、テンプレート２０は、第１の領域と第２の領域３８、４０とで厚さが変化している。より具体的には、第１の領域３８と重なる第１の面２５の部分は、第２の側２４から、第１の厚さｔ1である第１の距離ｄ1だけ離れており、第２の領域４０と重なる第１の面２５の部分は、第２の側２４から、第２の厚さｔ2である第２の距離ｄ2だけ離れている。距離ｄ2は距離ｄ1より長く、厚さｔ2は厚さｔ1より厚い。一例として、距離ｄ2は、ほぼ０．２５インチの長さで、距離ｄ1は、ほぼ７００ミクロンの長さである。さらなる例では、距離ｄ1は、１ミクロンから０．２５インチの範囲の長さでもよい。
【０００８】
メサ２６はモールド２６とも呼ばれる。メサ２６はまた、ナノインプリント・モールド２６とも呼ばれる。別の実施形態では、テンプレート２０は、実質上モールド２６がなくてもよい。テンプレート２０及び／又はモールド２６は、融解石英、水晶、シリコン、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、金属、及び超硬サファイアを含むが、ただしそれらだけに限定されないような材料で形成されてもよい。図に示すように、パターン形成面２８は、複数の相隔たるくぼみ４２及び突起４４によって定義されるフィーチャを含む。しかし、別の実施形態では、パターン形成面２８は、実質上滑らか及び／又は平面でもよい。パターン形成面２８は、基板１２上に形成すべきパターンの基礎を形成する元のパターンを備えている。さらに、モールド２６は、第１の領域３８の一部と重なっているが、別の実施形態では、モールド２６は、第１の領域３８の全体と重なってもよい。
【０００９】
図１、７、８を参照すると、「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ａｎｄ Ｇａｐ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｔａｇｅｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」と題する米国特許第６，８７３，０８７号に記載されているように、テンプレート２０は、テンプレート・チャック４６に連結されている。テンプレート・チャック４６は、真空式、ピンタイプ、溝タイプ、又は電磁式を含み、ただしそれらだけに限定されないどんなチャックでもよい。テンプレート・チャック４６は、第１の側１１と第２の側１３の両側を備える。側面又は端部１５は、第１の側１１と第２の側１３との間に広がっている。第１の側１１は、第１の分離支持領域２１と第２の分離支持領域２３とで区画された、第１のくぼみ１７と第１のくぼみ１７から離れた第２のくぼみ１９を備えている。第１の分離支持領域２１は、第２の分離支持領域２３、第１のくぼみ１７、第２のくぼみ１９を囲む。第２の分離支持領域２３は、第２のくぼみ１９を囲む。別の実施形態では、第１と第２の分離支持領域２１、２３は、規格に準拠した材料から形成されている。第１の分離支持領域２１は、正方形状を有し、第２の分離支持領域２３は円形状を有しているが、別の実施形態では、第１と第２の分離支持領域２１、２３は、所望のどんな幾何学的形状でもよい。第２のくぼみ１９と重なるテンプレート・チャック４６の部分２７は、所定の波長を有する放射に対して透過性を有している。そのために、部分２７は、ガラスなどの透過性材料の薄層から作られている。しかし、部分２７を作る材料は、放射の波長に依存し、さらに以下で説明される。部分２７は、第２の側１３の間で広がり、第２のくぼみ１９に近接して終了し、モールド２６がそれと重なるように、モールド２６の区域と少なくとも同じ大きさの区域としなければならない。
【００１０】
テンプレート・チャック４６内には、通路２７、２９が形成されているが、テンプレート・チャック４６は、どんな数の通路を備えてもよい。通路２７は、側面１５と流体連通して第１のくぼみ１７に配置されるが、別の実施形態では、通路２７は、テンプレート・チャック４６の任意の面と流体連通して第１のくぼみ１７に配置されてもよいことを理解されたい。通路２９は、第２の側１３と流体連通して第２のくぼみ１９に配置されるが、別の実施形態では、通路２９は、テンプレート・チャック４６の任意の面と流体連通して第２のくぼみ１９に配置されてもよいことを理解されたい。さらに、望まれることは、通路２７、２９が、それぞれ第１と第２のくぼみ１７、１９を、ポンプ・システム３１などの圧力制御システムとうまく流体連通するように配置されることである。
【００１１】
ポンプ・システム３１には、第１、第２のくぼみ１７、１９の近くで圧力を制御するための１つ又は複数のポンプが含まれる。そのために、テンプレート２０がテンプレート・チャック４６に連結されるとき、テンプレート２０は、第１の分離支持領域２１と第２の分離支持領域２３で支えられ、第１のくぼみ１７と第２のくぼみ１９を覆う。テンプレート２０の第１の領域３８は、第２のくぼみ１９と重なって、第１の室３３を形成し、テンプレート２０の第２の領域４０は、第１のくぼみ１７と重なって、第２の室３５を形成している。ポンプ・システム３１は、第１と第２の室３３、３５内の圧力を制御するように作動する。さらに、テンプレート・チャック４６は、パターン形成装置１８の動きを容易にするために、インプリント・ヘッド４８に連結されている。
【００１２】
図１と９を参照すると、システム１０は、流体分配システム５０をさらに備える。流体分配システム５０は、高分子材料５２を基板上に堆積させるために、基板１２と流体連通させられる。システム１０は、どんな数の流体ディスペンサを備えてもよく、流体分配システム５０は、複数の分配ユニットをその中に備えてもよい。高分子材料５２は、例えば、滴下分配、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着など、知られているどんな技法を使用して基板１２上に配置されてもよい。通常、モールド２６と基板１２の間で所望の容積が定まる前に、高分子材料５２が基板１２上に配置される。しかし、高分子材料５２は、所望の容積が得られた後に、その容積を満たしてもよい。図９に示すように、高分子材料５２は、マトリクス状の配列５６とされた複数の離れた液滴５４として基板１２上に堆積される。一例として、液滴５４の各液滴は、ほぼ１〜１０ピコリットルの単位体積を有している。マトリクス状の配列５６の液滴５４は、ｃ1〜ｃ5の５列及びｒ1〜ｒ5の５行で配置されているが、液滴５４は、どんな２次元配列で基板１２上に配置されてもよい。
【００１３】
図１、１０を参照すると、システム１０は、経路６２に沿ってエネルギー６０を送るように連結されたエネルギー６０のソース５８をさらに備える。インプリント・ヘッド４８とステージ１６は、モールド２６と基板１２を重ねて経路６２内に配置するように構成される。インプリント・ヘッド４８、ステージ１６、又はそれらの両方は、モールド２６と基板１２の間の距離を変化させて、高分子材料５２によって満たされるそれらの間の所望の容積を定める。所望の容積が高分子材料５２で満たされた後に、ソース５８は、エネルギー６０例えば広帯域紫外線を発生し、この紫外線により高分子材料５２が固化及び／又は架橋して、基板１２上にパターン層６６を形成するように、基板１２の面６４を、パターン形成面２８の形状に一致させる。パターン層６６は、残留層６８と、突起７０及びくぼみ７２として示してある複数のフィーチャを含んでいる。システム１０は、ステージ１６、ポンプ・システム３１、インプリント・ヘッド４８、流体分配システム５０、ソース５８とデータ通信し、メモリ７６に記憶されたコンピュータ読取り可能なプログラム上で動作するプロセッサ７４によって制御される。別の実施形態では、パターン層６６は、知られているどんな技法、例えば、フォトリソグラフィ（ｇ線、ｉ線、２４８ｎｍ、１９３ｎｍ、１５７ｎｍ、１３．２〜１３．４ｎｍを含む様々な波長）、接触リソグラフィ、ｅビーム・リソグラフィ、Ｘ線リソグラフィ、イオンビーム・リソグラフィ、原子ビーム・リソグラフィを使用して形成されてもよい。
【００１４】
図２、１１を参照すると、システム１０は、パターン形成装置１８を囲むアクチュエータ・システム７８をさらに備える。アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８に連結された複数のアクチュエータ８０を備える。アクチュエータ８０のそれぞれは、パターン形成装置１８の第２の領域４０上に力を発生させるように構成される。アクチュエータ８０は、とりわけ、空気圧式、圧電式、磁歪式のアクチュエータ、ボイス・コイルを含め、当技術分野で知られているどんな加圧アクチュエータ(force actuator)又は変位アクチュエータ(displacement actuator)でもよい。
【００１５】
図に示すように、アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８の周辺部４１に連結された１６個のアクチュエータ８０を備え、パターン形成装置１８の各側面は、それに連結された４個のアクチュエータ８０を有する。しかし、パターン形成装置１８は、それに連結されるどんな数のアクチュエータ８０を有してもよく、パターン形成装置１８の各側面に連結されるアクチュエータ８０の数は異なってもよい。パターン形成装置１８は、それに配置されるどんな構成及び数のアクチュエータ８０を有してもよい。別の実施形態では、図１２、１３に示すように、アクチュエータ８０は、くぼみ３２の境界面３６にも連結されてもよい。アクチェーション・システム７８は、プロセッサ７４とデータ通信し、メモリ７６内に記憶されているコンピュータ読取り可能なプログラム上で動作して、その動作を制御し、より具体的には、アクチェーション・システム７８のアクチュエータ８０に伝達される制御信号を生成する。
【００１６】
図１、９、１０を参照すると、前述の通り、モールド２６と基板１２の間の距離は、高分子材料５２によって満たされる所望の容積がそれらの間で定められるように変化させられる。さらに、固化した後に、高分子材料５２は、基板１２の面６４とパターン形成面２８の形状に一致し、基板１２上にパターン層６６の形を定める。そのためには、マトリクス状の配列５６の各液滴５４間で定められる範囲８２内にはガスが存在し、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットを、防止しないまでも回避するように、マトリクス状の配列５６内の液滴５４が基板１２一面に広げられる。ガス及び／又はガス・ポケットは、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウムを含むが、ただしそれらだけに限定されないようなガスもある。基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガス及び／又はガス・ポケットにより、結果として、とりわけ、パターン層６６内に形成されるフィーチャにパターンひずみを生じ、パターン層６６内に形成されるフィーチャの忠実度が低くなり、パターン層６８全体にわたる残留層４８の厚さが均一でなくなり、これらのすべてが望ましくない。そのために、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６６内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットを、防止しないまでも最小化する方法及びシステムを後述する。
【００１７】
図１、１４を参照すると、第１の実施形態における、基板１２とモールド２６の間のガスを排出する方法が示してある。より具体的には、ステップ１００において、前述の通り、高分子材料５２は、滴下分配、スピン・コーティング、ディップ・コーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着などにより、基板１２に配置される。別の実施形態では、高分子材料５２は、モールド２６上に配置されてもよい。
【００１８】
図２、１１、１４、１５を参照すると、ステップ１０２において、モールド２６と基板１２の間のモールド２６の中心の副部分における距離ｈ1がモールド２６と基板１２の間のモールド２６の残存部分の距離よりも小さくなるように、パターン形成装置１８の形状を変更させる。一例として、距離ｈ1は、モールド２６の縁部で決まる距離ｈ2よりも小さい。別の実施形態では、距離ｈ1は、モールド２６の所望のどんな位置で決められてもよい。パターン形成装置１８の形状は、アクチュエータ８０による複数の力をパターン形成装置１８に加えることによって変更される。より具体的には、アクチュエータ８０による力が加わることで、テンプレート２０の第１の領域３８が第１の厚さｔ1になる結果として、テンプレート２０の第１の領域３８の形状は、テンプレート２０の第１の領域３８が、基板１２に向かって湾曲し、テンプレート・チャック４６から離れるように変更されてもよい。さらに、アクチュエータ８０のそれぞれは、パターン形成装置１８上に異なる力を加えてもよい。一例として、テンプレート２０の第１の領域３８の湾曲は、アクチュエータ８０を使用して、４１ｎｍの直径にわたっておよそ０〜２００ｎｍ程度である。
【００１９】
図２、７、８を参照すると、別の実施形態では、パターン形成装置１８の形状は、第１及び第２の室３３、３５内の圧力を制御することによって変更されてもよい。より具体的には、前述の通り、ポンプ・システム３１は、第１と第２の室３３、５内の圧力を制御するように動作する。そのために、第１の例では、テンプレート２０の第１の領域３８が、テンプレート・チャック４６から離れて基板１２に向かって湾曲するように、ポンプ・システム３１は、通路２９を介して、第１の室３３内で生成される圧力の大きさを増大させてもよい。第２の例では、テンプレート２０の第２の領域４０が、基板１２から離れて湾曲し、テンプレート・チャック４６に向かって湾曲するように、ポンプ・システム３１は、通路２７を介して、第２の室３５内で真空を生成してもよい。「Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｅｘｐｅｌｌｉｎｇ Ｇａｓ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｄ Ｂｅｔｗｅｅｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ」と題する米国特許出願第１１／５６５，３９３号に記載されているように、テンプレート２０の第２の領域４０を基板１２から離れるようにたわませる結果として、テンプレート２０の第１の領域３８は、基板１２に向かい、テンプレート・チャック３６から離れるように湾曲する。この特許出願を、参考として本明細書に援用する。一例として、テンプレート２０の第１の領域３８の湾曲は、ポンプ・システム３１を使用して、４１ｎｍの直径にわたっておよそ０〜３５μｍ ｎｍ程度でもよい。さらなる実施形態では、パターン形成装置３８の形状を変更するための、前述した方法のどんな組合せを使用してもよい。
【００２０】
図１４、１６、１７を参照すると、ステップ１０４において、図１に関して前述した通り、図１に示すインプリント・ヘッド４８、ステージ１４、又はその両方は、モールド２６の副部分が液滴５４の副部分と接触するように、図１５に示す距離ｈ1を変更させる。図に示すように、モールド２６の残存部分が液滴５４のうちの残存する液滴と接触するのに先立って、モールド２６の中心の副部分は、液滴５４の副部分と接触する。しかし、別の実施形態では、モールド２６のどの部分が、モールド２６の残存部分に先立って、液滴５４と接触してもよい。これにより液滴５４が一面に広がり、高分子材料５２の隣接した液体シート８４を生成する。液体シート８４の縁部８６は、基板１２の縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向けて範囲８２内のガスを押し出す役割を果たす液気界面８８となる。列ｃ1〜ｃ5内の各液滴５４の間の範囲８２は、ガスがそれを介して縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに押し出されるガス流路を定める。その結果、液気界面８８は、ガス流路と一緒に、液体シート８４内のガス閉込めを、防止しないまでも低減させる。
【００２１】
図１４、１６を参照すると、ステップ１０６において、図１に関して前述した通り、モールド２６と基板１２の間で定められる所望の容積が高分子材料５２によって満たされるように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。より具体的には、図１８に示す液滴５４の後続の一部に連なる高分子材料５２が広がって、隣接した流体シート８４内に含まれるように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。図１９、２０に示すように、続いて、モールド２６が残存する液滴５４と接触し、その結果それと連結する高分子材料５２が広がって、隣接したシート８４内に含まれるように、パターン形成装置１８の形状が変更され続ける。見て分かるように、界面８８は、縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向かって移動し、その結果、図１７に示す残存する範囲８２内のガスがそこに進むまでの経路が妨げられない。これにより、図１７に示す範囲８２内のガスは、縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに対して、モールド２６と基板１２の間から排出される。このようにして、図１０に示す、基板１２とモールド２６の間、及びパターン層６８内のガスの閉込め及び／又はガス・ポケットは、防止されないまでも最小化される。別の実施形態では、図１５に関して前述した通り、距離ｈ1が低減されるのと同時に、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。さらに、モールド２６と基板１２の間で高分子材料５２が所望の容積を満たす速度のバランスをとることが望まれる。より具体的には、界面８８が縁部９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９０ｄに向かって伝搬する速度が速すぎる場合、モールド２６と基板１２の間にガスのポケットが生成されることがあり、それは望ましくない。そのために、一例として、高分子材料５２が、モールド２６と基板１２の間を数秒間で８００ｍｍ2 ｍｍの速度で、所望の容積を満たすように、パターン形成装置１８の形状が変更されてもよい。
【００２２】
図１１、１４を参照すると、ステップ１０８において、アクチェーション・システム７８は、パターン形成装置１８を選択的に変形させる。これにより、パターン形状の様々なパラメータ、すなわち倍率特性(magnification characteristics)、スキュー／直交性特性(skew/orthogonality characteristics)、及び台形特性(trapezoidal characteristics)の訂正がうまくいく。倍率特性は、全体のパターンが正方形状から長方形状に変化する場合など、倍率誤差(magnification error)でもある。スキュー／直交性特性は、隣接した縁部が直交角度の代わりに互いに対して斜角又は鈍角を形成する場合、スキュー／直交性誤り(skew/orthogonality error)である。台形特性は、正方形／長方形が不等辺四辺形の形状を仮定し、不等辺四辺形には台形が含まれる場合と同様、台形誤り(trapezoidal error)である。パターン形状を制御するために、パターン形成装置１８は、アクチュエータ８０により選択的に変形させられて、存在するひずみを相殺しないまでも最小限に抑え、それによりオーバーレイ誤り(overlay errors)を低減させることもできる。
【００２３】
図１、１４を参照すると、ステップ１１０において、図１に関して前述した通り、次いで、高分子材料５２は、固化及び／又は架橋され、図１０に示すパターン層６８を形成する。続いて、ステップ１１２において、モールド２６は、図１０に示すパターン層６８から分離される。分離し易くするために、図１５とステップ１０２に関して前述した形状に類似するよう、パターン形成装置１８の形状を変更してもよい。
【００２４】
図２１、２２を参照すると、一例として、第１の本体９６と第２の本体９８ａ、９８ｂとを連結することにより、パターン形成装置１８が形成されてもよい。より具体的には、第２の本体９８ａ、９８ｂが図２に示すテンプレート２０の第２の領域４０となるように、第２の本体９８ａ、９８ｂは、第１の本体９６の周辺部に連結される。第２の本体９８ａ、９８ｂは、接着剤９９を使用して第１の本体９６に連結されてもよく、接着剤９９は、当技術分野で普通に使用されるどんな連結組成でもよく、接着剤９９は、第１の本体９６と第２の本体９８ａ、９８ｂとの間に薄い充填剤を流し込むのに十分な粘りがある。
【００２５】
図１、２３、２４を参照すると、パターン形成装置１８のさらなる実施形態が、それぞれパターン形成装置１１８、２１８として示してある。パターン形成装置１１８、１２０は、図２に示すテンプレート２０の第２の領域４０内に配置された部分９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄをさらに備え、部分９４ａ、９４ｂ、９４ｃ、９４ｄは、図２に示す第１の領域３８の厚さｔ1と実質上厚さが同じである。パターン形成装置の形状が、アクチュエータ８０により複数の力を加えることによって変化させられる場合には、パターン形成装置１１８を使用してもよい。パターン形成装置の形状が、アクチュエータ８０により複数の力を加えることと、図８に示す第１の室３３内に圧力を生成することの組合せによって変化させられる場合には、パターン形成装置２１８を使用してもよい。さらに、パターン形成装置１１８又は１２０のいずれかが前述のプロセスで使用される場合、テンプレート・チャック４６とパターン形成装置１１８又は１２０との間の真空は、パターン形成装置１１８又は１２０の形状をうまく変化させるために初めは部分真空でもよく、パターン形成装置１１８又は１２０の形状の変化が完了すると、テンプレート・チャック４６との間では完全真空を使用してもよい。
【００２６】
前述の本発明の実施形態は例示的なものである。本発明の範囲内にとどまりながら、前述の開示に対して多くの変更及び修正を加えてもよい。したがって、本発明の範囲は、前述の説明によって限定されるべきではなく、代わりに添付の特許請求の範囲に加えてそれらの均等物の全範囲を参照して決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】基板から間隔を置いて配置されたパターン形成装置を有するリソグラフィ・システムの横断面図である。
【図２】図１に示すパターン形成装置の横断面図である。
【図３】図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図４】第２の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図５】第３の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図６】第４の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図７】両方とも図１に示す、パターン形成装置及びテンプレート・チャックの横断面図である。
【図８】図７に示すテンプレート・チャックの下面図である。
【図９】図１に示す基板の領域上に配置されるインプリント材料の液滴のアレイを示す平面図である。
【図１０】上部にパターン層がある、図１に示す基板の横断面図である。
【図１１】第１の実施形態における、アクチェーション・システムがそれに連結している、図１に示すパターン形成装置の平面図である。
【図１２】第２の実施形態における、アクチェーション・システムがそれに連結している、図１に示すパターン形成装置の平面図である。
【図１３】両方とも図１２に示す、パターン形成装置及びアクチェーション・システムの横断面図である。
【図１４】第１の実施形態における、図１に示す基板の領域をパターン形成する方法を示す流れ図である。
【図１５】図１に示すパターン形成装置であって、その形状が変更されたパターン形成装置の横断面図である。
【図１６】図９に示すインプリント材料の液滴の部分と接触している、図１５に示すパターン形成装置の横断面図である。
【図１７】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図１８】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図１９】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図２０】図１６に示すパターン形成装置の変更された形状を使用して、図９に示す液滴が圧縮される様子を示す平面図である。
【図２１】相隔たる第１及び第２の本体であって、第１の本体が接着剤組成をその上に有する本体の側図である。
【図２２】互いに連結されて図２に示すパターン形成装置を形成する、図２１に示す第１及び第２の本体の側図である。
【図２３】第５の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【図２４】第６の実施形態における、図２に示すパターン形成装置の平面図である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１と第２の両側を有する本体であって、第１の面は前記第１の側に配置され、前記第２の側はその中に配置されたくぼみを有し、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域及び前記第１の領域に重なる前記くぼみを囲み、前記第１の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第１の距離だけ離れており、前記第２の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第２の距離だけ離れており、前記第２の距離は前記第１の距離よりも長い本体と、
前記第１の領域の部分と重なって、前記本体の前記第１の側上に配置されたモールドとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項２】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項１に記載のテンプレート。
【請求項３】
前記くぼみは、底面を備え、前記第１の領域と重なる前記第１の面の前記部分は、前記底面から第１の距離だけ離れている請求項１に記載のテンプレート。
【請求項４】
前記第２の距離は、０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項５】
前記第１の距離は、７００ミクロンの長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項６】
前記第１の距離は、１ミクロンから０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の範囲の長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項７】
前記モールドは、複数の突起とくぼみを備える請求項１に記載のテンプレート。
【請求項８】
第１と第２の両側を有する本体であって、前記第１の側に配置された第１の面は実質上平面であり、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域を囲み、前記第１の領域と重なる前記本体の部分は第１の厚さを有し、前記第２の領域と重なる前記本体の部分は第２の厚さを有し、前記第２の厚さは前記第１の厚さよりも厚い本体と、
前記第１の領域の部分と重なる前記第１の側上に配置されたモールドとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項９】
前記本体の前記第２の側は、その中に配置されたくぼみを有し、前記くぼみは前記本体の前記第１の領域と重なる請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１０】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項９に記載のテンプレート。
【請求項１１】
前記第２の厚さは、ほぼ０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の厚さである請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１２】
前記第１の距離は、ほぼ７００ミクロンの長さである請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１３】
前記第１の距離は、１ミクロンから０．２５インチの範囲の長さを有する請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１４】
前記モールドは、複数の突起とくぼみを備える請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１５】
第１と第２の両側を有する本体であって、第１の面は前記第１の側に配置され、前記第２の側はその中に配置されたくぼみを有し、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域及び前記第１の領域と重なる前記くぼみを囲み、前記第１の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第１の距離だけ離れており、前記第２の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第２の距離だけ離れており、前記第２の距離は前記第１の距離よりも長く、前記本体は前記第１の領域の部分と重なる前記第１の側上に配置されたモールドをさらに有する本体と、
前記本体に連結されて、前記本体の前記第２の側から離れるように前記本体の前記第１の領域を湾曲させるために前記本体に力を加えるアクチュエータとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・システム。
【請求項１６】
複数のアクチュエータをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記アクチュエータの前記力は、前記本体の寸法を変化させてもよい請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、前記本体の周辺部に連結される請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記くぼみは、前記第１の側から離れている底面を備え、前記本体は、前記底面と前記第２の側との間に形成される境界面を備え、前記アクチュエータは、前記境界面に連結される請求項１５に記載のシステム。
【請求項１】
第１と第２の両側を有する本体であって、第１の面は前記第１の側に配置され、前記第２の側はその中に配置されたくぼみを有し、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域及び前記第１の領域に重なる前記くぼみを囲み、前記第１の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第１の距離だけ離れており、前記第２の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第２の距離だけ離れており、前記第２の距離は前記第１の距離よりも長い本体と、
前記第１の領域の部分と重なって、前記本体の前記第１の側上に配置されたモールドとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項２】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項１に記載のテンプレート。
【請求項３】
前記くぼみは、底面を備え、前記第１の領域と重なる前記第１の面の前記部分は、前記底面から第１の距離だけ離れている請求項１に記載のテンプレート。
【請求項４】
前記第２の距離は、０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項５】
前記第１の距離は、７００ミクロンの長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項６】
前記第１の距離は、１ミクロンから０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の範囲の長さである請求項１に記載のテンプレート。
【請求項７】
前記モールドは、複数の突起とくぼみを備える請求項１に記載のテンプレート。
【請求項８】
第１と第２の両側を有する本体であって、前記第１の側に配置された第１の面は実質上平面であり、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域を囲み、前記第１の領域と重なる前記本体の部分は第１の厚さを有し、前記第２の領域と重なる前記本体の部分は第２の厚さを有し、前記第２の厚さは前記第１の厚さよりも厚い本体と、
前記第１の領域の部分と重なる前記第１の側上に配置されたモールドとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・テンプレート。
【請求項９】
前記本体の前記第２の側は、その中に配置されたくぼみを有し、前記くぼみは前記本体の前記第１の領域と重なる請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１０】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項９に記載のテンプレート。
【請求項１１】
前記第２の厚さは、ほぼ０．２５インチ（０．６３５ｃｍ）の厚さである請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１２】
前記第１の距離は、ほぼ７００ミクロンの長さである請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１３】
前記第１の距離は、１ミクロンから０．２５インチの範囲の長さを有する請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１４】
前記モールドは、複数の突起とくぼみを備える請求項８に記載のテンプレート。
【請求項１５】
第１と第２の両側を有する本体であって、第１の面は前記第１の側に配置され、前記第２の側はその中に配置されたくぼみを有し、前記本体は第１と第２の領域を有し、前記第２の領域は前記第１の領域及び前記第１の領域と重なる前記くぼみを囲み、前記第１の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第１の距離だけ離れており、前記第２の領域と重なる前記第１の面の部分は前記第２の側から第２の距離だけ離れており、前記第２の距離は前記第１の距離よりも長く、前記本体は前記第１の領域の部分と重なる前記第１の側上に配置されたモールドをさらに有する本体と、
前記本体に連結されて、前記本体の前記第２の側から離れるように前記本体の前記第１の領域を湾曲させるために前記本体に力を加えるアクチュエータとを備える、ナノインプリント・リソグラフィ・システム。
【請求項１６】
複数のアクチュエータをさらに備える請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記アクチュエータの前記力は、前記本体の寸法を変化させてもよい請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記くぼみは、正方形、長方形、円形、楕円から成る一群の幾何学形状から選択される幾何学形状を有する請求項１５に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アクチュエータは、前記本体の周辺部に連結される請求項１５に記載のシステム。
【請求項２０】
前記くぼみは、前記第１の側から離れている底面を備え、前記本体は、前記底面と前記第２の側との間に形成される境界面を備え、前記アクチュエータは、前記境界面に連結される請求項１５に記載のシステム。
【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】
【公表番号】特表２００９−５３６５９１（Ｐ２００９−５３６５９１Ａ）
【公表日】平成２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−５０８５３８（Ｐ２００９−５０８５３８）
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／００１２０２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３２３２０
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【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２１年１０月１５日（２００９．１０．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年５月９日（２００７．５．９）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＩＢ２００７／００１２０２
【国際公開番号】ＷＯ２００７／１３２３２０
【国際公開日】平成１９年１１月２２日（２００７．１１．２２）
【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）】
[ Back to top ]