基板の面曲がりを使用する倍率補正
インプリント・リソグラフィを使用して形成されるパターン内の寸法変化を制御する方法は、液体材料を堆積させることによってウエハ上に記録されたパターンを作製する領域を決めるステップ（１００）と、ウエハを曲げることによって領域内に輪郭が形成された表面を作製するステップ（１０２）と、テンプレート上のモールドを液体材料と接触させることによってウエハ上の領域をテンプレートと接触させるステップ（１０４）と、テンプレートを曲げることによってモールド上の原パターン内に寸法変化を生じさせるステップ（１０６）と、モールドによって作られたパターンを記録するために液体材料を凝固させるステップ（１０８）と、凝固した液体からモールドを分離し、ウエハをニュートラル（すなわち、曲がっていない）状態へ戻すステップ（１１０）とを含む。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本願は、参照により本明細書に組み込まれる、２００２年１２月１３日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｌａｙｅｒ−ｔｏ−Ｌａｙｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という名称の米国仮特許出願第６０／４３３，４７７号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明の分野は、一般にリソグラフィ・システムに関する。より詳細には、本発明は、記録されたパターンと原パターンの相対寸法をリソグラフィ・プロセス中に制御することを目的とする。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ・プロセス中のパターン・サイズの拡大と縮小には、大きな関心が寄せられている。Ｆｅｌｄｍａｎ等による「ＷＡＦＥＲ ＣＨＵＣＫ ＦＯＲ ＭＡＧＮＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＩＮ Ｘ−ＲＡＹ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ １６ （６）、１９９８年１１／１２月、３４７６〜３４７９頁）で述べられているように、倍率を補正する一方法は、一部分が調整可能な半径の球体であるチャック表面に一致させるためにウエハを曲げることである。その結果、パターン・サイズの増大と減少がどちらも、凸凹球面を使用することによって対応することができる。
【０００４】
２００１年７月１６日出願の「ＨＩＧＨ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＶＥＲＬＡＹ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＆ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＩＭＰＲＩＮＴ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」という名称の米国特許出願第０９／９０７，５１２号は、インプリント・リソグラフィ・プロセス中の倍率誤差の補正を開示している。具体的には、使用中にテンプレートを保持するように構成された支持体に結合させることができるテンプレート調整装置が開示されている。使用中にテンプレートのサイズを変えるように、このテンプレート調整装置を構成することができる。テンプレートへ力を加える、またはテンプレートの温度を変えることよってこれを達成することができる。同様に、その代わりにまたはそれと併せて、基板の寸法も変えることができる。このように、倍率誤差の補償を達成することができ、それにより、層にパターン形成するために使用するテンプレートまたはフォトリソグラフィ・マスクを、基板上に配置された既存のパターン層と適正に調整することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、モールド上に配置された原パターンと基板上の記録されたパターンの相対的な寸法サイズについて改良された制御を提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モールド内に存在する原パターンと基板の層内に存在する記録されたパターンとの間の寸法の相違／相似を制御する方法を目的とする。この方法では、原パターンと比較した場合に、記録されたパターンのサイズが拡大および／または縮小したように見えることがある。そのために、この方法は、記録されたパターンを作製する領域を層上に決めることを含む。基板を曲げて、輪郭が形成された基板表面（contoured substrate surface）をこの領域内に作製する。モールドを曲げることによって原パターン内に寸法変化が生じ、変化したパターンが形成される。同様の曲率半径を有する輪郭が形成された表面とモールドが形成される。次いで、変化したパターンが層内に記録される。以下、本発明のこれらの実施形態およびその他の実施形態をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、間隔をあけて配置された一対のブリッジ支持体１２を含む本発明の一実施形態によるリソグラフィ・システム１０を表しており、一対のブリッジ支持体１２は、ブリッジ１４と、それらの間に延びているステージ支持体１６とを有する。ブリッジ１４とステージ支持体１６は間隔をあけて配置され、一般に熱的に安定した材料、例えば約１０ｐｐｍ／室温の摂氏温度（例えば、摂氏２５度）未満の熱膨張率を有する材料で形成されている。そのために、ブリッジ支持体１２、ブリッジ１４、および／またはステージ支持体１６を、１つまたは複数の以下の材料から製作することができる。炭化シリコン、インバール（登録商標）またはスーパー・インバール（商標）という商品名で入手可能な鉄合金、ゼロデュアー（登録商標）セラミックを含むがこれに限定されないセラミック。ブリッジ１４に結合されているのはインプリント・ヘッド１８であり、これは、ブリッジ１４からステージ支持体１６の方へ延びている。インプリント・ヘッド１８に面してステージ支持体１６上に配置されているのは、移動ステージ２０である。移動ステージ２０は、ステージ支持体１６に対してＸ軸、Ｙ軸に沿って移動するように構成されているが、Ｚ軸に沿っても同様に移動できる。移動ステージ２０上に化学線を当てるために、放射線源２２がシステム１０に結合されている。図示のように、放射線源２２は、ブリッジ１４に結合され、放射線源２２に接続された発電機２３を含む。システム１０の構成要素は、システム１０の構成要素を周囲環境の振動から隔離するように構成されているテーブル２４に支持されている。典型的なテーブル２４は、カリフォルニア州アーバインにあるニューポート社から入手可能である。
【０００８】
図１、図２の両図を参照する。インプリント・ヘッド１８に、モールド２８を有するテンプレート２６が結合されている。モールド２８は、間隔をあけて配置された複数の凹所２８ａと凸所２８ｂによって形成された複数のフィーチャを含む。この複数のフィーチャは、移動ステージ２０上に配置されるウエハ３０へ転写される原パターンである。そのために、インプリント・ヘッド１８は、モールド２８とウエハ３０の間で距離「ｄ」を変えるためにＺ軸に沿って移動できるようになっているが、Ｘ軸とＹ軸に沿っても同様に移動することができる。このようにして、ウエハ３０の流動可能な領域へモールド２８上のフィーチャをインプリントすることができる。これについては、より詳細に後述する。モールド２８が放射線源２２とウエハ３０の間に位置するように放射線源２２を配置する。結果として、モールド２８をは放射線源２２によって生成される放射線に対してほぼ透過的な材料から製作されている。
【０００９】
図２、図３の両図を参照する。インプリント層３４などの流動可能な領域は、実質的に平面のプロファイルを示す表面３２の一部分である。参照により本明細書にその全体が組み込まれる米国特許第５，７７２，９０５号に開示されているホット・エンボス加工、またはＣｈｏｕ等によって「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７頁、２００２年６月）で説明されているタイプのレーザ支援直接インプリント（ＬＡＤＩ）加工などの任意の周知の技法を使用して流動可能な領域を形成することができる。ただし、本実施形態では、流動可能な領域は、間隔をあけて配置された複数の離散的な材料３６ａのビード３６としてウエハ３０上に堆積させたインプリント層３４で構成される。これについては、より詳細に後述する。選択的に重合および架橋させて原パターンを記録することができる材料３６ａでインプリント層３４を形成し、それにより記録されたパターンを形成する。位置３６ｂで架橋させ、それにより架橋重合体材料３６ｃを形成しているように材料３６ａを図４に示す。
【００１０】
図２、図３、図５を参照すると、インプリント層３４内に記録されたパターンは、１つには、モールド２８との機械的接触によって作製される。そのために、インプリント・ヘッド１８は距離「ｄ」を縮め、インプリント層３４をモールド２８に機械的に接触させ、それによりビード３６を広げ、その結果、表面３２上に材料３６ａの連続的な形となったインプリント層３４を形成する。一実施形態では、距離「ｄ」を縮めて、インプリント層３４の一部３４ａを凹所２８ａ内へ進入させ、そこに充填させる。
【００１１】
凹所２８ａを充填するのを容易にするために、材料３６ａには、表面３２を材料３６ａの連続的な構成物で覆うと共に凹所２８ａを完全に充填するために必要な特性が備わっている。本実施形態では、所望の、通常は最小の距離「ｄ」に達した後には、凸所２８ｂと重なったインプリント層３４の一部３４ｂが残り、その結果、厚さｔ1を有する一部３４ａと厚さｔ2を有する一部３４ｂとが残される。厚さ「ｔ1」と「ｔ2」は、用途に応じて任意の所望の厚さにすることができる。例えば、図５により明瞭に示すように、一部３４ａの幅ｕの２倍よりも大きくならないようにｔ1を選択することができ（すなわち、ｔ1≦２ｕ）、または｜（ｔ1−ｔ2）｜≦２ｕとなるように厚さｔ1およびｔ2を設定することができる。
【００１２】
図２、図３、図４を参照すると、所望の距離「ｄ」に達した後、放射線源２２は、材料３６ａを重合させ、架橋させて架橋重合体材料３６ｃを形成する化学線を発生させる。そのために、例示の放射線源２２は、紫外放射線を発生させることができるが、熱放射線源、電磁放射線源等のその他の放射線源を使用することもできる。インプリント層３４内で材料の重合を引き起こさせるために使用される放射線の選択は、当業者には周知であり、通常は所望の特定の用途に依存する。化学線への露光の結果として、インプリント層３４の組成は、材料３６ａから固体である材料３６ｃへと変化する。具体的には、図５により明瞭に示すように、材料３６ｃは凝固して、インプリント層３４の面３４ｃにモールド２８の表面２８ｃの形状と一致する形状を形成する。インプリント層３４が変化して図４に示した材料３６ｃで構成されるようになった後、図２に示したように、インプリント・ヘッド１８を移動させて距離「ｄ」を広げ、その結果モールド２８とインプリント層３４の間隔が開く。ウエハ３０のパターン形成を完成するために追加の加工を使用することができる。例えば、ウエハ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のパターンをウエハ３０へ転写し、それにより、図６に示すパターン形成された表面３２ａを形成することができる。
【００１３】
インプリント層３４へ記録されたパターン内の歪みを防止するために、モールド２８は、パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域の寸法と同等の寸法を有することが望ましい。具体的には、インプリント層３４へ記録されたパターン内の歪みは、とりわけインプリント層３４とウエハ３０の寸法変化に起因する。これらの寸法変化は、部部的には熱変動によるものであり、また倍率エラー／ランアウト・エラーと一般に呼ばれるものを生じさせる、それより前の処理段階の不正確さによるものであることもある。原パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域が原パターンの範囲よりも大きい場合に、倍率エラー／ランアウト・エラーが発生する。さらに、原パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域が原パターンよりも小さい範囲の場合も、倍率エラー／ランアウト・エラーが発生することがある。パターン形成された表面３２ａに重なったインプリント層１２４として図６に示すインプリント・パターンの複数の層を形成する場合、倍率エラー／ランアウト・エラーの有害な作用が悪化する。倍率エラー／ランアウト・エラーがあると、重なり合った２つのパターン間の適正な位置合わせは、単一ステップ・フル・ウエハ・インプリント(single-step full wafer imprinting)加工と、ステップ・アンド・リピート・インプリント(step-and-repeat imprinting)加工のどちらにおいても困難である。
【００１４】
図７、図８を参照すると、ステップ・アンド・リピート加工は、モールド２８上の原パターンが記録されるウエハ３０上にａ〜ｌで示す複数の領域を決めることを含む。モールド２８の原パターンは、モールド２８の表面全体と同一の広がりを有してもよく、単にその一部に位置しているだけでもよい。ウエハ３０を向くモールド２８の表面と同一の広がりを有する原パターンに関して、本発明を論じることとする。ステップ・アンド・リピート加工の適正な実施には、モールド２８をａ〜ｌの各領域と適正に位置合わせすることを含む。そのために、モールド２８は、「＋」印として示す位置合わせマーク１１４ａを含む。１つまたは複数の領域ａ〜ｌは基準マーク１１０ａを含む。位置合わせマーク１１４ａを基準マーク１１０ａと適正に位置合わせすることによって、モールド２８を、それが重なっている領域ａ〜ｌの１つと適正に位置合わせさせることができる。そのために、機械観察装置(machine vision device)（図示せず）を位置合わせマーク１１４ａと基準マーク１１０ａの間の相対的な位置合わせを感知するために使用することができる。この例では、位置合わせマーク１１４ａが基準マーク１１０ａと重なることによって位置合わせが適正であることが示される。倍率エラー／ランアウト・エラーが生じると、適正な位置合わせが非常に困難になる。
【００１５】
しかし、本発明の一実施形態によれば、倍率エラー／ランアウト・エラーが回避されない場合に、モールド２８とウエハ３０の間に相対的な寸法変化を生じさせることによって、それらが低減される。このようにして、原パターンの範囲を、それが重なっている領域ａ〜ｌの範囲と同一の広がりを有するようにする。
【００１６】
本発明は、倍率エラー／ランアウト・エラーが排除されない場合に、原パターンと原パターンが記録されることになっているウエハの領域の相対寸法を制御することによってそれらを低減する。具体的には、本発明は、モールド２８内に存在する原パターンとウエハ３０に形成される記録パターンの寸法の関係を制御できるようにする。このようにして、記録パターンのサイズは、原パターンと比較して拡大および／または縮小して現れてもよい。原パターンと記録されたパターンのサイズが等しくなるように、これを達成することもできる。
【００１７】
図９を参照すると、モールド２８とウエハ３０をニュートラル（すなわち、曲がっていない）でない状態へ曲げることによって原パターンと記録パターンの間の相対寸法を制御することができる。表面３２のエリアＡは、以下のように決められる。
１．Ａ＝Φｒ
上式で、ｒは表面３２が曲げられた球体の半径、Φは表面３２が曲げられた角度である。エリアｄＡの変化は、以下の通りに定めることができることがわかる。
２．ｄＡ＝Φｄｒ
したがって、エリアＡの変化は、最終的に以下の通りに定めることができる。
３．ｄＡ＝Ａｓ／２ｒ
上式で、ｓは、表面３２と面３３の間で測定されたウエハ３０の厚さである。したがって、表面３２を凹形状にすると、エリアＡが減少、縮小する。反対に、表面３２を凸形状にすると、エリアＡが増大、拡大する。同様に、テンプレート２６を曲げると、式１〜３に従ってモールド２８の寸法が変化し、したがって、モールド２８上のパターンを拡大または縮小することができる。
【００１８】
図４、図９を参照すると、前で説明した概念を使用して、テンプレート２６とウエハ３０の両方を曲げることによって倍率エラー／ランアウト・エラーの補償を達成する。このようにして、モールド２８上のパターンと原パターンが記録されることになっているウエハ３０上の領域の間の相対的な寸法変化の所望の量を得ることが可能である。例えば、モールド２８上の原パターンを拡大するためには、表面２８ｃが凸形状を形成するようにテンプレート２６を曲げる。ウエハ３０の表面３２は、凹形状を形成するように曲げることになる。次いで、モールド２８とウエハ３０の間に配置した材料３６ａを、上記のように、凝固、重合させて材料３６ｃを形成する。その後、モールド２８とウエハ３０をニュートラル（曲がっていない）の状態に戻す。最終結果は、モールド２８の原パターンと比較して記録されたパターンが拡大していることになる。モールド２８と基板３０両方を曲げることは、記録されたパターンの拡大に寄与する。具体的には、ウエハ３０によってもったらされる拡大は、ウエハ３０がニュートラル状態に戻ることによって生じた。モールド２８によってもたらされる拡大は、ニュートラル状態からテンプレート２６を曲げることで記録されたパターンが拡大することによって生じる。この方法では、倍率は、最初のパターンに加えられる面曲がりの関数である。記録されたパターンの拡大の主要な一因となるものは、ウエハ３０とテンプレート２６の相対距離ｓによって規制される。具体的には、ｓが大きくなるほど、記録されたパターン内での拡大への貢献度も大きくなる。しかし、所望の拡大に達した場合、面曲がりを最小化することがしばしば望まれる。そのためには、テンプレート２６かウエハ３０のどちらか、またはその両方の距離を、所与の拡大必要量のために増大させることが望ましい。一般的に、ウエハの距離は標準化されているので、テンプレート２６の距離を増大させることが好ましいことがわかった。
【００１９】
面曲がりから得ることが望ましい別の特徴は、エリアＡ全体にわたる均一な寸法変化である。そのためには、モールド２８および／またはパターンが記録されることになっているウエハ３０の領域への剪断力を確実に最小化することが有益であることがわかった。この剪断力は、ゼロであることが望まれる。これにより、モールド２８および／またはパターンが記録されることになっているウエハ３０の領域を均一に曲げることができるようになる。
【００２０】
図１０を参照すると、テンプレート・チャック・システム４０およびウエハ・チャック・システム１４０として、テンプレート２６とウエハ３０を均一に曲げる装置を示してある。テンプレート・チャック・システム４０は、真空技法を使用してテンプレート２６を保持するように適合されたチャック本体４２を含む。そのために、チャック本体４２は、対向する第１の面４６と第２の面４８を含む。面または端部である表面５０は、第１の面４６と第２の面４８の間で延びる。第１の面４６は、第１の凹所５２と、その第１の凹所５２から間隔をあけて配置された第２の凹所５４とを含み、間隔をあけて配置された第１の支持領域５８と第２の支持領域６０を形成する。第１の支持領域５８は、第２の支持領域６０と、第１の凹所５２および第２の凹所５４とを取り巻いている。第２の支持領域６０は、第２の凹所５４を取り巻いている。第２の凹所５４に重なっているチャック本体４２の部分６２は、前述の化学線の波長などの所定の波長を有する放射線を透過させる。そのために、ガラスなどの透明材料の薄層で部分６２を作製する。しかし、部分６２を作製する材料は、図２に示した放射線源２２が発生する放射線の波長に依存する。部分６２は、第２の面４８から延び、第２の凹所５４に近接して終端し、モールド２８がそれと重なるように、少なくともモールド２８の範囲と同じ大きさの範囲とすべきである。チャック本体４２内に、６４、６６として示す１つまたは複数の貫通路が形成されている。貫通路６４などの貫通路の１つは、第１の凹所５２を表面５０と流体連通させる。貫通路６６などの残りの貫通路は、第２の凹所５４を表面５０と流体連通させる。
【００２１】
貫通路６４は、第２の面４８と第１の凹所５２の間でも同様に延びることができると理解されたい。同様に、貫通路６６は、第２の面４８と第２の凹所５４の間で延びることができる。望まれることは、貫通路６４、６６は、それぞれ凹所５２、５４がポンプ・システム７０などの圧力制御システムと流体連通することを容易にするということである。
【００２２】
ポンプ・システム７０は、凹所５２、５４に近接して、それぞれ別々に圧力を制御するために、１つまたは複数のポンプを含むことができる。具体的には、テンプレート２６は、チャック本体４２に取り付けられるときに、第１の支持領域５８と第２の支持領域６０に支えられて、第１の凹所５２と第２の凹所５４を覆う。第１の凹所５２と、それに重なったテンプレート２６の部分４４ａは、第１のチャンバ５２ａを形成する。第２の凹所５４と、それに重なったテンプレート２６の部分４４ｂは、第２のチャンバ５４ａを形成する。ポンプ・システム７０は、第１のチャンバ５２ａ内と第２のチャンバ５４ａ内の圧力を制御するように動作する。具体的には、チャック本体４２に対するテンプレート２６の位置を維持し、重力によってチャック本体４２からテンプレート２６が分離するのを、もしそれが避けられないのであれば、減少させるために、第１のチャンバ５２ａ内に圧力を確立する。第２のチャンバ５４ａ内の圧力は第１のチャンバ５２ａ内の圧力とは異なってもよく、テンプレート２６の形状を調整することにより、とりわけ、インプリント中に生じるテンプレート２６の歪みを低減する。例えば、ポンプ・システム７０はチャンバ５４ａ内に陽圧を加えて、図５に示したインプリント層３４がモールド２８と接触した結果発生する押上げ力Ｒを補償することができる。このようにして、面４６の異なる領域間に圧力差が生じ、テンプレート２６、したがって力Ｒが加わったモールド２８の撓みが、それが避けられない場合には減衰される。
【００２３】
面曲がりを補正するために、チャッキング・システム４０は、複数の剛体柱７２を有する整形装置７１を含む。それぞれの剛体柱は間隔をあけて配置された２つのブラダ７３ａの間けて配置された２つの７３ｂの間にそれぞれが位置する。各柱７２とブラダ７３ａ、７３ｂとの組合せは、曲げ装置を形成している。間隔をあけて配置した２つの曲げ装置を示したが、通常は追加の曲げ装置も存在する。曲げ装置の間に位置するのは、支持体７５に囲まれた空洞７４である。チャック本体４２は、サポート７５に支えられている。チャンバは、空洞７４とチャック本体４２によって区画されている。チャンバは、導管７６を介してポンプ・システム７０と流体連通している。チャック本体４２は、空洞７４とチャック本体４２によって形成されたチャンバが真空になることによって、整形装置７１に対して堅固に保持される。部分６２に重なった整形装置７１の部分７７は、化学線を透過する。
【００２４】
ブラダ７３ａ、７３ｂを選択的に作動させることによって面曲がりを実現し、それによって、曲げ装置の本体が柱の周りを回転する。例えば、モールド２８に凸面を与えることを望む場合には、ブラダ７３ｂが広げる。これにより、整形装置７１の本体が曲げられることになり、その結果、中央領域がＺ軸に沿ってチャック本体４２の方へ移動することになる。次いで、整形装置７１の本体の曲がる動きは、チャック本体４２、したがって、テンプレート２６へ伝わることになる。次いで、テンプレート２６の曲がりの縦方向のひずみはモールド２８へ伝わって、その上に存在する原パターン内に所望の寸法変化をもたらす。この例では、拡大である。
【００２５】
モールド２８に凹曲面を与えることを望む場合には、ブラダ７３ａが広げられることになる。これにより、整形装置７１の本体が曲げられることになり、その結果、中央領域がＺ軸に沿ってチャック本体４２から離れる方へ移動することになる。次いで、整形装置７１の本体の曲がる動きは、チャック本体４２、したがって、テンプレート２６へ伝わることになる。次いで、テンプレート２６の曲がりの縦方向のひずみはモールド２８へ伝わって、その上に存在する原パターン内に所望の寸法変化をもたらす。この例では、縮小である。
【００２６】
同様の装置を使用して、ウエハ３０の面曲がりを実現することもできる。そのために、ウエハ・チャック・システム１４０に整形装置７１を含める。その中を透過する化学線がないので、部分６２を取り除くことができる以外は、ウエハ・チャック・システム１４０は、テンプレート・チャック・システム４０と実質的に同一でよい。この方法では、テンプレート２６を曲げることとほぼ同様に、ウエハ３０を曲げることができる。
【００２７】
図５、図１１を参照する。動作中、ステップ１００で、ビード３６を堆積させることによって、ウエハ３０上に記録パターンを作製する領域を決める。ステップ１０２で、ウエハ３０を曲げて、領域内に輪郭が形成された表面を作製する。ステップ１０４で、モールド２８をビード３６と接触させることによって、テンプレート２６とウエハ３０上の領域の間に接触が作られる。ステップ１０６で、テンプレート２６を曲げることによって、モールド２８の原パターン内に寸法変化が生じる。このようにして、図４に示した液滴の材料３６ａは、モールド２８の表面２８ｃと一致する。ステップ１０８で、モールド内のパターンの逆となっているパターンを凝固させて材料３６ｃを形成し、それにより記録されたパターンが形成される。その後、ステップ１１０で、図４に示したモールド２８と材料３６ｃを分離して、ウエハ３０をニュートラル状態に戻す。このように、記録されたパターンはモールド２８の原パターンの逆であり、相対的な寸法変化が異なっている、すなわち拡大または縮小されている。
【００２８】
図５、図１２を参照する。動作中、ステップ２００で、ビード３６を堆積させることによって、ウエハ３０上に記録されたパターンを作製する領域を決める。ステップ２０２で、モールド２８をビード３６と接触させることによって、テンプレート２６とウエハ３０上の領域の間に接触が作られる。ステップ２０４で、モールド２８をビードと接触させた後、ウエハ３０とテンプレート２６を一緒に曲げて、領域内には輪郭が形成された表面を、モールド２８上には弓状の表面を作製する。ステップ２０６で、モールド２８内のパターンと逆となっているパターンを凝固させて図４に示した材料３６ｃを形成し、それにより記録パターンを形成する。ステップ２０８で、ウエハをニュートラル状態に戻す。その後、ステップ２１０で、図４に示したモールド２８と材料３６ｃを分離し、ウエハ３０をニュートラル状態に戻す。このように、記録されたパターンはモールド２８の原パターンの逆であり、相対的な寸法変化が異なっている、すなわち拡大または縮小されている。
【００２９】
前述した本発明の諸実施形態は、例として示したものである。本発明の範囲内である限りは、前述した開示に多くの変更および修正を行うことができる。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によって限定されるべきであるが、その代わりに、均等物の全範囲を加えた添付の特許請求の範囲によって規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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に示したリソグラフィ・システムの簡略化した正面図である。
【図３】重合および架橋される前の、図２に示したインプリント層を構成する材料の簡略化した図である。
【図４】図３に示した材料が放射線にさらされた後で変換される架橋重合体材料の簡略化した図である。
【図５】インプリント層のパターン形成の後でインプリント層から間隔をあけて配置した、図１に示したモールドの簡略化した正面図である。
【図６】第１のインプリント層のパターンが転写された後で、図５に示した基板の上に配置した追加のインプリント層の簡略化した正面図である。
【図７】図２、図５、および図６に示した、その上にインプリント層が配置されたウエハの上面図である。
【図８】インプリント領域の１つの中にあるモールドの位置を示す図７の詳細図である。
【図９】図１および図２に示したテンプレートおよびウエハの面曲がりの簡略化した横断平面図である。
【図１０】本発明によるテンプレート・チャック・システムおよびウエハ・チャック・システムの断面図である。
【図１１】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したパターン内の寸法変化を制御する方法を示すフロー・チャートである。
【図１２】本発明の一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したパターン内の寸法変化を制御する方法を示すフロー・チャートである。
【関連出願】
【０００１】
本願は、参照により本明細書に組み込まれる、２００２年１２月１３日出願の「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ Ｍａｇｎｉｆｉｃａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｆｏｒ Ｌａｙｅｒ−ｔｏ−Ｌａｙｅｒ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ ｉｎ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という名称の米国仮特許出願第６０／４３３，４７７号の優先権を主張するものである。
【技術分野】
【０００２】
本発明の分野は、一般にリソグラフィ・システムに関する。より詳細には、本発明は、記録されたパターンと原パターンの相対寸法をリソグラフィ・プロセス中に制御することを目的とする。
【背景技術】
【０００３】
リソグラフィ・プロセス中のパターン・サイズの拡大と縮小には、大きな関心が寄せられている。Ｆｅｌｄｍａｎ等による「ＷＡＦＥＲ ＣＨＵＣＫ ＦＯＲ ＭＡＧＮＩＦＩＣＡＴＩＯＮ ＣＯＲＲＥＣＴＩＯＮ ＩＮ Ｘ−ＲＡＹ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ １６ （６）、１９９８年１１／１２月、３４７６〜３４７９頁）で述べられているように、倍率を補正する一方法は、一部分が調整可能な半径の球体であるチャック表面に一致させるためにウエハを曲げることである。その結果、パターン・サイズの増大と減少がどちらも、凸凹球面を使用することによって対応することができる。
【０００４】
２００１年７月１６日出願の「ＨＩＧＨ ＲＥＳＯＬＵＴＩＯＮ ＯＶＥＲＬＡＹ ＡＬＩＧＮＭＥＮＴ ＭＥＴＨＯＤＳ ＆ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＩＭＰＲＩＮＴ ＬＩＴＨＯＧＲＡＰＨＹ」という名称の米国特許出願第０９／９０７，５１２号は、インプリント・リソグラフィ・プロセス中の倍率誤差の補正を開示している。具体的には、使用中にテンプレートを保持するように構成された支持体に結合させることができるテンプレート調整装置が開示されている。使用中にテンプレートのサイズを変えるように、このテンプレート調整装置を構成することができる。テンプレートへ力を加える、またはテンプレートの温度を変えることよってこれを達成することができる。同様に、その代わりにまたはそれと併せて、基板の寸法も変えることができる。このように、倍率誤差の補償を達成することができ、それにより、層にパターン形成するために使用するテンプレートまたはフォトリソグラフィ・マスクを、基板上に配置された既存のパターン層と適正に調整することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、モールド上に配置された原パターンと基板上の記録されたパターンの相対的な寸法サイズについて改良された制御を提供する必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、モールド内に存在する原パターンと基板の層内に存在する記録されたパターンとの間の寸法の相違／相似を制御する方法を目的とする。この方法では、原パターンと比較した場合に、記録されたパターンのサイズが拡大および／または縮小したように見えることがある。そのために、この方法は、記録されたパターンを作製する領域を層上に決めることを含む。基板を曲げて、輪郭が形成された基板表面（contoured substrate surface）をこの領域内に作製する。モールドを曲げることによって原パターン内に寸法変化が生じ、変化したパターンが形成される。同様の曲率半径を有する輪郭が形成された表面とモールドが形成される。次いで、変化したパターンが層内に記録される。以下、本発明のこれらの実施形態およびその他の実施形態をより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、間隔をあけて配置された一対のブリッジ支持体１２を含む本発明の一実施形態によるリソグラフィ・システム１０を表しており、一対のブリッジ支持体１２は、ブリッジ１４と、それらの間に延びているステージ支持体１６とを有する。ブリッジ１４とステージ支持体１６は間隔をあけて配置され、一般に熱的に安定した材料、例えば約１０ｐｐｍ／室温の摂氏温度（例えば、摂氏２５度）未満の熱膨張率を有する材料で形成されている。そのために、ブリッジ支持体１２、ブリッジ１４、および／またはステージ支持体１６を、１つまたは複数の以下の材料から製作することができる。炭化シリコン、インバール（登録商標）またはスーパー・インバール（商標）という商品名で入手可能な鉄合金、ゼロデュアー（登録商標）セラミックを含むがこれに限定されないセラミック。ブリッジ１４に結合されているのはインプリント・ヘッド１８であり、これは、ブリッジ１４からステージ支持体１６の方へ延びている。インプリント・ヘッド１８に面してステージ支持体１６上に配置されているのは、移動ステージ２０である。移動ステージ２０は、ステージ支持体１６に対してＸ軸、Ｙ軸に沿って移動するように構成されているが、Ｚ軸に沿っても同様に移動できる。移動ステージ２０上に化学線を当てるために、放射線源２２がシステム１０に結合されている。図示のように、放射線源２２は、ブリッジ１４に結合され、放射線源２２に接続された発電機２３を含む。システム１０の構成要素は、システム１０の構成要素を周囲環境の振動から隔離するように構成されているテーブル２４に支持されている。典型的なテーブル２４は、カリフォルニア州アーバインにあるニューポート社から入手可能である。
【０００８】
図１、図２の両図を参照する。インプリント・ヘッド１８に、モールド２８を有するテンプレート２６が結合されている。モールド２８は、間隔をあけて配置された複数の凹所２８ａと凸所２８ｂによって形成された複数のフィーチャを含む。この複数のフィーチャは、移動ステージ２０上に配置されるウエハ３０へ転写される原パターンである。そのために、インプリント・ヘッド１８は、モールド２８とウエハ３０の間で距離「ｄ」を変えるためにＺ軸に沿って移動できるようになっているが、Ｘ軸とＹ軸に沿っても同様に移動することができる。このようにして、ウエハ３０の流動可能な領域へモールド２８上のフィーチャをインプリントすることができる。これについては、より詳細に後述する。モールド２８が放射線源２２とウエハ３０の間に位置するように放射線源２２を配置する。結果として、モールド２８をは放射線源２２によって生成される放射線に対してほぼ透過的な材料から製作されている。
【０００９】
図２、図３の両図を参照する。インプリント層３４などの流動可能な領域は、実質的に平面のプロファイルを示す表面３２の一部分である。参照により本明細書にその全体が組み込まれる米国特許第５，７７２，９０５号に開示されているホット・エンボス加工、またはＣｈｏｕ等によって「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ ａｎｄ Ｄｉｒｅｃｔ Ｉｍｐｒｉｎｔ ｏｆ Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ」（Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７頁、２００２年６月）で説明されているタイプのレーザ支援直接インプリント（ＬＡＤＩ）加工などの任意の周知の技法を使用して流動可能な領域を形成することができる。ただし、本実施形態では、流動可能な領域は、間隔をあけて配置された複数の離散的な材料３６ａのビード３６としてウエハ３０上に堆積させたインプリント層３４で構成される。これについては、より詳細に後述する。選択的に重合および架橋させて原パターンを記録することができる材料３６ａでインプリント層３４を形成し、それにより記録されたパターンを形成する。位置３６ｂで架橋させ、それにより架橋重合体材料３６ｃを形成しているように材料３６ａを図４に示す。
【００１０】
図２、図３、図５を参照すると、インプリント層３４内に記録されたパターンは、１つには、モールド２８との機械的接触によって作製される。そのために、インプリント・ヘッド１８は距離「ｄ」を縮め、インプリント層３４をモールド２８に機械的に接触させ、それによりビード３６を広げ、その結果、表面３２上に材料３６ａの連続的な形となったインプリント層３４を形成する。一実施形態では、距離「ｄ」を縮めて、インプリント層３４の一部３４ａを凹所２８ａ内へ進入させ、そこに充填させる。
【００１１】
凹所２８ａを充填するのを容易にするために、材料３６ａには、表面３２を材料３６ａの連続的な構成物で覆うと共に凹所２８ａを完全に充填するために必要な特性が備わっている。本実施形態では、所望の、通常は最小の距離「ｄ」に達した後には、凸所２８ｂと重なったインプリント層３４の一部３４ｂが残り、その結果、厚さｔ1を有する一部３４ａと厚さｔ2を有する一部３４ｂとが残される。厚さ「ｔ1」と「ｔ2」は、用途に応じて任意の所望の厚さにすることができる。例えば、図５により明瞭に示すように、一部３４ａの幅ｕの２倍よりも大きくならないようにｔ1を選択することができ（すなわち、ｔ1≦２ｕ）、または｜（ｔ1−ｔ2）｜≦２ｕとなるように厚さｔ1およびｔ2を設定することができる。
【００１２】
図２、図３、図４を参照すると、所望の距離「ｄ」に達した後、放射線源２２は、材料３６ａを重合させ、架橋させて架橋重合体材料３６ｃを形成する化学線を発生させる。そのために、例示の放射線源２２は、紫外放射線を発生させることができるが、熱放射線源、電磁放射線源等のその他の放射線源を使用することもできる。インプリント層３４内で材料の重合を引き起こさせるために使用される放射線の選択は、当業者には周知であり、通常は所望の特定の用途に依存する。化学線への露光の結果として、インプリント層３４の組成は、材料３６ａから固体である材料３６ｃへと変化する。具体的には、図５により明瞭に示すように、材料３６ｃは凝固して、インプリント層３４の面３４ｃにモールド２８の表面２８ｃの形状と一致する形状を形成する。インプリント層３４が変化して図４に示した材料３６ｃで構成されるようになった後、図２に示したように、インプリント・ヘッド１８を移動させて距離「ｄ」を広げ、その結果モールド２８とインプリント層３４の間隔が開く。ウエハ３０のパターン形成を完成するために追加の加工を使用することができる。例えば、ウエハ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のパターンをウエハ３０へ転写し、それにより、図６に示すパターン形成された表面３２ａを形成することができる。
【００１３】
インプリント層３４へ記録されたパターン内の歪みを防止するために、モールド２８は、パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域の寸法と同等の寸法を有することが望ましい。具体的には、インプリント層３４へ記録されたパターン内の歪みは、とりわけインプリント層３４とウエハ３０の寸法変化に起因する。これらの寸法変化は、部部的には熱変動によるものであり、また倍率エラー／ランアウト・エラーと一般に呼ばれるものを生じさせる、それより前の処理段階の不正確さによるものであることもある。原パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域が原パターンの範囲よりも大きい場合に、倍率エラー／ランアウト・エラーが発生する。さらに、原パターンが記録されることになっているウエハ３０の領域が原パターンよりも小さい範囲の場合も、倍率エラー／ランアウト・エラーが発生することがある。パターン形成された表面３２ａに重なったインプリント層１２４として図６に示すインプリント・パターンの複数の層を形成する場合、倍率エラー／ランアウト・エラーの有害な作用が悪化する。倍率エラー／ランアウト・エラーがあると、重なり合った２つのパターン間の適正な位置合わせは、単一ステップ・フル・ウエハ・インプリント(single-step full wafer imprinting)加工と、ステップ・アンド・リピート・インプリント(step-and-repeat imprinting)加工のどちらにおいても困難である。
【００１４】
図７、図８を参照すると、ステップ・アンド・リピート加工は、モールド２８上の原パターンが記録されるウエハ３０上にａ〜ｌで示す複数の領域を決めることを含む。モールド２８の原パターンは、モールド２８の表面全体と同一の広がりを有してもよく、単にその一部に位置しているだけでもよい。ウエハ３０を向くモールド２８の表面と同一の広がりを有する原パターンに関して、本発明を論じることとする。ステップ・アンド・リピート加工の適正な実施には、モールド２８をａ〜ｌの各領域と適正に位置合わせすることを含む。そのために、モールド２８は、「＋」印として示す位置合わせマーク１１４ａを含む。１つまたは複数の領域ａ〜ｌは基準マーク１１０ａを含む。位置合わせマーク１１４ａを基準マーク１１０ａと適正に位置合わせすることによって、モールド２８を、それが重なっている領域ａ〜ｌの１つと適正に位置合わせさせることができる。そのために、機械観察装置(machine vision device)（図示せず）を位置合わせマーク１１４ａと基準マーク１１０ａの間の相対的な位置合わせを感知するために使用することができる。この例では、位置合わせマーク１１４ａが基準マーク１１０ａと重なることによって位置合わせが適正であることが示される。倍率エラー／ランアウト・エラーが生じると、適正な位置合わせが非常に困難になる。
【００１５】
しかし、本発明の一実施形態によれば、倍率エラー／ランアウト・エラーが回避されない場合に、モールド２８とウエハ３０の間に相対的な寸法変化を生じさせることによって、それらが低減される。このようにして、原パターンの範囲を、それが重なっている領域ａ〜ｌの範囲と同一の広がりを有するようにする。
【００１６】
本発明は、倍率エラー／ランアウト・エラーが排除されない場合に、原パターンと原パターンが記録されることになっているウエハの領域の相対寸法を制御することによってそれらを低減する。具体的には、本発明は、モールド２８内に存在する原パターンとウエハ３０に形成される記録パターンの寸法の関係を制御できるようにする。このようにして、記録パターンのサイズは、原パターンと比較して拡大および／または縮小して現れてもよい。原パターンと記録されたパターンのサイズが等しくなるように、これを達成することもできる。
【００１７】
図９を参照すると、モールド２８とウエハ３０をニュートラル（すなわち、曲がっていない）でない状態へ曲げることによって原パターンと記録パターンの間の相対寸法を制御することができる。表面３２のエリアＡは、以下のように決められる。
１．Ａ＝Φｒ
上式で、ｒは表面３２が曲げられた球体の半径、Φは表面３２が曲げられた角度である。エリアｄＡの変化は、以下の通りに定めることができることがわかる。
２．ｄＡ＝Φｄｒ
したがって、エリアＡの変化は、最終的に以下の通りに定めることができる。
３．ｄＡ＝Ａｓ／２ｒ
上式で、ｓは、表面３２と面３３の間で測定されたウエハ３０の厚さである。したがって、表面３２を凹形状にすると、エリアＡが減少、縮小する。反対に、表面３２を凸形状にすると、エリアＡが増大、拡大する。同様に、テンプレート２６を曲げると、式１〜３に従ってモールド２８の寸法が変化し、したがって、モールド２８上のパターンを拡大または縮小することができる。
【００１８】
図４、図９を参照すると、前で説明した概念を使用して、テンプレート２６とウエハ３０の両方を曲げることによって倍率エラー／ランアウト・エラーの補償を達成する。このようにして、モールド２８上のパターンと原パターンが記録されることになっているウエハ３０上の領域の間の相対的な寸法変化の所望の量を得ることが可能である。例えば、モールド２８上の原パターンを拡大するためには、表面２８ｃが凸形状を形成するようにテンプレート２６を曲げる。ウエハ３０の表面３２は、凹形状を形成するように曲げることになる。次いで、モールド２８とウエハ３０の間に配置した材料３６ａを、上記のように、凝固、重合させて材料３６ｃを形成する。その後、モールド２８とウエハ３０をニュートラル（曲がっていない）の状態に戻す。最終結果は、モールド２８の原パターンと比較して記録されたパターンが拡大していることになる。モールド２８と基板３０両方を曲げることは、記録されたパターンの拡大に寄与する。具体的には、ウエハ３０によってもったらされる拡大は、ウエハ３０がニュートラル状態に戻ることによって生じた。モールド２８によってもたらされる拡大は、ニュートラル状態からテンプレート２６を曲げることで記録されたパターンが拡大することによって生じる。この方法では、倍率は、最初のパターンに加えられる面曲がりの関数である。記録されたパターンの拡大の主要な一因となるものは、ウエハ３０とテンプレート２６の相対距離ｓによって規制される。具体的には、ｓが大きくなるほど、記録されたパターン内での拡大への貢献度も大きくなる。しかし、所望の拡大に達した場合、面曲がりを最小化することがしばしば望まれる。そのためには、テンプレート２６かウエハ３０のどちらか、またはその両方の距離を、所与の拡大必要量のために増大させることが望ましい。一般的に、ウエハの距離は標準化されているので、テンプレート２６の距離を増大させることが好ましいことがわかった。
【００１９】
面曲がりから得ることが望ましい別の特徴は、エリアＡ全体にわたる均一な寸法変化である。そのためには、モールド２８および／またはパターンが記録されることになっているウエハ３０の領域への剪断力を確実に最小化することが有益であることがわかった。この剪断力は、ゼロであることが望まれる。これにより、モールド２８および／またはパターンが記録されることになっているウエハ３０の領域を均一に曲げることができるようになる。
【００２０】
図１０を参照すると、テンプレート・チャック・システム４０およびウエハ・チャック・システム１４０として、テンプレート２６とウエハ３０を均一に曲げる装置を示してある。テンプレート・チャック・システム４０は、真空技法を使用してテンプレート２６を保持するように適合されたチャック本体４２を含む。そのために、チャック本体４２は、対向する第１の面４６と第２の面４８を含む。面または端部である表面５０は、第１の面４６と第２の面４８の間で延びる。第１の面４６は、第１の凹所５２と、その第１の凹所５２から間隔をあけて配置された第２の凹所５４とを含み、間隔をあけて配置された第１の支持領域５８と第２の支持領域６０を形成する。第１の支持領域５８は、第２の支持領域６０と、第１の凹所５２および第２の凹所５４とを取り巻いている。第２の支持領域６０は、第２の凹所５４を取り巻いている。第２の凹所５４に重なっているチャック本体４２の部分６２は、前述の化学線の波長などの所定の波長を有する放射線を透過させる。そのために、ガラスなどの透明材料の薄層で部分６２を作製する。しかし、部分６２を作製する材料は、図２に示した放射線源２２が発生する放射線の波長に依存する。部分６２は、第２の面４８から延び、第２の凹所５４に近接して終端し、モールド２８がそれと重なるように、少なくともモールド２８の範囲と同じ大きさの範囲とすべきである。チャック本体４２内に、６４、６６として示す１つまたは複数の貫通路が形成されている。貫通路６４などの貫通路の１つは、第１の凹所５２を表面５０と流体連通させる。貫通路６６などの残りの貫通路は、第２の凹所５４を表面５０と流体連通させる。
【００２１】
貫通路６４は、第２の面４８と第１の凹所５２の間でも同様に延びることができると理解されたい。同様に、貫通路６６は、第２の面４８と第２の凹所５４の間で延びることができる。望まれることは、貫通路６４、６６は、それぞれ凹所５２、５４がポンプ・システム７０などの圧力制御システムと流体連通することを容易にするということである。
【００２２】
ポンプ・システム７０は、凹所５２、５４に近接して、それぞれ別々に圧力を制御するために、１つまたは複数のポンプを含むことができる。具体的には、テンプレート２６は、チャック本体４２に取り付けられるときに、第１の支持領域５８と第２の支持領域６０に支えられて、第１の凹所５２と第２の凹所５４を覆う。第１の凹所５２と、それに重なったテンプレート２６の部分４４ａは、第１のチャンバ５２ａを形成する。第２の凹所５４と、それに重なったテンプレート２６の部分４４ｂは、第２のチャンバ５４ａを形成する。ポンプ・システム７０は、第１のチャンバ５２ａ内と第２のチャンバ５４ａ内の圧力を制御するように動作する。具体的には、チャック本体４２に対するテンプレート２６の位置を維持し、重力によってチャック本体４２からテンプレート２６が分離するのを、もしそれが避けられないのであれば、減少させるために、第１のチャンバ５２ａ内に圧力を確立する。第２のチャンバ５４ａ内の圧力は第１のチャンバ５２ａ内の圧力とは異なってもよく、テンプレート２６の形状を調整することにより、とりわけ、インプリント中に生じるテンプレート２６の歪みを低減する。例えば、ポンプ・システム７０はチャンバ５４ａ内に陽圧を加えて、図５に示したインプリント層３４がモールド２８と接触した結果発生する押上げ力Ｒを補償することができる。このようにして、面４６の異なる領域間に圧力差が生じ、テンプレート２６、したがって力Ｒが加わったモールド２８の撓みが、それが避けられない場合には減衰される。
【００２３】
面曲がりを補正するために、チャッキング・システム４０は、複数の剛体柱７２を有する整形装置７１を含む。それぞれの剛体柱は間隔をあけて配置された２つのブラダ７３ａの間けて配置された２つの７３ｂの間にそれぞれが位置する。各柱７２とブラダ７３ａ、７３ｂとの組合せは、曲げ装置を形成している。間隔をあけて配置した２つの曲げ装置を示したが、通常は追加の曲げ装置も存在する。曲げ装置の間に位置するのは、支持体７５に囲まれた空洞７４である。チャック本体４２は、サポート７５に支えられている。チャンバは、空洞７４とチャック本体４２によって区画されている。チャンバは、導管７６を介してポンプ・システム７０と流体連通している。チャック本体４２は、空洞７４とチャック本体４２によって形成されたチャンバが真空になることによって、整形装置７１に対して堅固に保持される。部分６２に重なった整形装置７１の部分７７は、化学線を透過する。
【００２４】
ブラダ７３ａ、７３ｂを選択的に作動させることによって面曲がりを実現し、それによって、曲げ装置の本体が柱の周りを回転する。例えば、モールド２８に凸面を与えることを望む場合には、ブラダ７３ｂが広げる。これにより、整形装置７１の本体が曲げられることになり、その結果、中央領域がＺ軸に沿ってチャック本体４２の方へ移動することになる。次いで、整形装置７１の本体の曲がる動きは、チャック本体４２、したがって、テンプレート２６へ伝わることになる。次いで、テンプレート２６の曲がりの縦方向のひずみはモールド２８へ伝わって、その上に存在する原パターン内に所望の寸法変化をもたらす。この例では、拡大である。
【００２５】
モールド２８に凹曲面を与えることを望む場合には、ブラダ７３ａが広げられることになる。これにより、整形装置７１の本体が曲げられることになり、その結果、中央領域がＺ軸に沿ってチャック本体４２から離れる方へ移動することになる。次いで、整形装置７１の本体の曲がる動きは、チャック本体４２、したがって、テンプレート２６へ伝わることになる。次いで、テンプレート２６の曲がりの縦方向のひずみはモールド２８へ伝わって、その上に存在する原パターン内に所望の寸法変化をもたらす。この例では、縮小である。
【００２６】
同様の装置を使用して、ウエハ３０の面曲がりを実現することもできる。そのために、ウエハ・チャック・システム１４０に整形装置７１を含める。その中を透過する化学線がないので、部分６２を取り除くことができる以外は、ウエハ・チャック・システム１４０は、テンプレート・チャック・システム４０と実質的に同一でよい。この方法では、テンプレート２６を曲げることとほぼ同様に、ウエハ３０を曲げることができる。
【００２７】
図５、図１１を参照する。動作中、ステップ１００で、ビード３６を堆積させることによって、ウエハ３０上に記録パターンを作製する領域を決める。ステップ１０２で、ウエハ３０を曲げて、領域内に輪郭が形成された表面を作製する。ステップ１０４で、モールド２８をビード３６と接触させることによって、テンプレート２６とウエハ３０上の領域の間に接触が作られる。ステップ１０６で、テンプレート２６を曲げることによって、モールド２８の原パターン内に寸法変化が生じる。このようにして、図４に示した液滴の材料３６ａは、モールド２８の表面２８ｃと一致する。ステップ１０８で、モールド内のパターンの逆となっているパターンを凝固させて材料３６ｃを形成し、それにより記録されたパターンが形成される。その後、ステップ１１０で、図４に示したモールド２８と材料３６ｃを分離して、ウエハ３０をニュートラル状態に戻す。このように、記録されたパターンはモールド２８の原パターンの逆であり、相対的な寸法変化が異なっている、すなわち拡大または縮小されている。
【００２８】
図５、図１２を参照する。動作中、ステップ２００で、ビード３６を堆積させることによって、ウエハ３０上に記録されたパターンを作製する領域を決める。ステップ２０２で、モールド２８をビード３６と接触させることによって、テンプレート２６とウエハ３０上の領域の間に接触が作られる。ステップ２０４で、モールド２８をビードと接触させた後、ウエハ３０とテンプレート２６を一緒に曲げて、領域内には輪郭が形成された表面を、モールド２８上には弓状の表面を作製する。ステップ２０６で、モールド２８内のパターンと逆となっているパターンを凝固させて図４に示した材料３６ｃを形成し、それにより記録パターンを形成する。ステップ２０８で、ウエハをニュートラル状態に戻す。その後、ステップ２１０で、図４に示したモールド２８と材料３６ｃを分離し、ウエハ３０をニュートラル状態に戻す。このように、記録されたパターンはモールド２８の原パターンの逆であり、相対的な寸法変化が異なっている、すなわち拡大または縮小されている。
【００２９】
前述した本発明の諸実施形態は、例として示したものである。本発明の範囲内である限りは、前述した開示に多くの変更および修正を行うことができる。したがって、本発明の範囲は、上記の説明によって限定されるべきであるが、その代わりに、均等物の全範囲を加えた添付の特許請求の範囲によって規定されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【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に示したリソグラフィ・システムの簡略化した正面図である。
【図３】重合および架橋される前の、図２に示したインプリント層を構成する材料の簡略化した図である。
【図４】図３に示した材料が放射線にさらされた後で変換される架橋重合体材料の簡略化した図である。
【図５】インプリント層のパターン形成の後でインプリント層から間隔をあけて配置した、図１に示したモールドの簡略化した正面図である。
【図６】第１のインプリント層のパターンが転写された後で、図５に示した基板の上に配置した追加のインプリント層の簡略化した正面図である。
【図７】図２、図５、および図６に示した、その上にインプリント層が配置されたウエハの上面図である。
【図８】インプリント領域の１つの中にあるモールドの位置を示す図７の詳細図である。
【図９】図１および図２に示したテンプレートおよびウエハの面曲がりの簡略化した横断平面図である。
【図１０】本発明によるテンプレート・チャック・システムおよびウエハ・チャック・システムの断面図である。
【図１１】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したパターン内の寸法変化を制御する方法を示すフロー・チャートである。
【図１２】本発明の一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したパターン内の寸法変化を制御する方法を示すフロー・チャートである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モールド内に存在する原パターンとウエハの表面内に形成される記録されたパターンの間の相対寸法を制御する方法であって、
前記記録されたパターンを作製する領域を前記層上で決めること、
変化したパターンを形成するように、前記モールドに引張応力をかけることによって前記原パターン内に寸法変化を生じさせること、
前記層内に前記変化したパターンを記録すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記表面に輪郭を形成するために前記ウエハに引張応力をかけることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記輪郭が形成される表面と前記モールドが同様の曲率半径を有するように、前記領域内に輪郭が形成される表面を作製するめに前記ウエハを曲げることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ウエハを曲げることが、前記輪郭が形成された表面に一定の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記モールドが前記弓形の形状と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決めることが、前記記録されたパターンを作製する前記層上に複数の領域を決めることをさらに含み、曲げることが、輪郭が形成された複数の表面であって、それらの中央に配置されたそれらに関連する法線をそれぞれが有する輪郭が形成された複数の表面を設けるために前記ウエハを曲げることをさらに含み、前記生じさせることが、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えこと、前記複数の領域のそれぞれに関連する前記各法線と平行に延びるように前記軸を連続的に位置合わせすることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記モールドが、第１の表面と、それから第１の距離隔たった第１の中立軸とを含み、前記ウエハが、第２の表面と、それから第２の距離隔たった第２の中立軸とを含み、前記寸法変化の制御が、前記第１、第２の距離の大きさによって支配される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記生じさせることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記モールドに湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記輪郭が形成された表面を弓形にすることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
モールド内に存在する原パターンとウエハの層内に形成される記録されたパターンの間の相対寸法を制御する方法であって、
前記記録されたパターンを作製する領域を前記層上で決めること、
前記領域内に輪郭が形成された表面を作製するために前記ウエハを曲げること、
前記モールドを曲げることによって前記原パターン内に寸法変化を生じさることであって、それにより変化したパターンを形成し、前記輪郭が形成された表面と前記モールドが同様の曲率半径を有する、生じさること、
前記層内に前記変化したパターンを記録することを含む、方法。
【請求項１３】
前記ウエハを曲げることが、前記輪郭が形成された表面に一定の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記モールドが前記弓形の形状と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決めることが、前記記録されたパターンを作製する前記層上に複数の領域を決めることをさらに含み、前記曲げることが、輪郭が形成された複数の表面であって、それらの中央に配置されたそれらに関連する法線をそれぞれが有する輪郭が形成された複数の表面を設けるために前記ウエハを曲げることをさらに含み、前記生じさせることが、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えこと、および前記複数の領域のそれぞれに関連する前記各法線と平行に延びるように前記軸を連続的に位置合わせすることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記モールドが、第１の表面と、それから第１の距離隔たった第１の中立軸とを含み、前記ウエハが、第２の表面と、それから第２の距離隔たった第２の中立軸とを含み、倍率の制御が、前記第１、第２の距離の大きさによって規制される請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記生じさせることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記モールドに湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記輪郭が形成された表面を弓形にすることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１】
モールド内に存在する原パターンとウエハの表面内に形成される記録されたパターンの間の相対寸法を制御する方法であって、
前記記録されたパターンを作製する領域を前記層上で決めること、
変化したパターンを形成するように、前記モールドに引張応力をかけることによって前記原パターン内に寸法変化を生じさせること、
前記層内に前記変化したパターンを記録すること
を含む、方法。
【請求項２】
前記表面に輪郭を形成するために前記ウエハに引張応力をかけることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記輪郭が形成される表面と前記モールドが同様の曲率半径を有するように、前記領域内に輪郭が形成される表面を作製するめに前記ウエハを曲げることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ウエハを曲げることが、前記輪郭が形成された表面に一定の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記モールドが前記弓形の形状と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記決めることが、前記記録されたパターンを作製する前記層上に複数の領域を決めることをさらに含み、曲げることが、輪郭が形成された複数の表面であって、それらの中央に配置されたそれらに関連する法線をそれぞれが有する輪郭が形成された複数の表面を設けるために前記ウエハを曲げることをさらに含み、前記生じさせることが、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えこと、前記複数の領域のそれぞれに関連する前記各法線と平行に延びるように前記軸を連続的に位置合わせすることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項６】
生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記モールドが、第１の表面と、それから第１の距離隔たった第１の中立軸とを含み、前記ウエハが、第２の表面と、それから第２の距離隔たった第２の中立軸とを含み、前記寸法変化の制御が、前記第１、第２の距離の大きさによって支配される請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項９】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項３に記載の方法。
【請求項１１】
前記生じさせることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記モールドに湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記輪郭が形成された表面を弓形にすることをさらに含む請求項３に記載の方法。
【請求項１２】
モールド内に存在する原パターンとウエハの層内に形成される記録されたパターンの間の相対寸法を制御する方法であって、
前記記録されたパターンを作製する領域を前記層上で決めること、
前記領域内に輪郭が形成された表面を作製するために前記ウエハを曲げること、
前記モールドを曲げることによって前記原パターン内に寸法変化を生じさることであって、それにより変化したパターンを形成し、前記輪郭が形成された表面と前記モールドが同様の曲率半径を有する、生じさること、
前記層内に前記変化したパターンを記録することを含む、方法。
【請求項１３】
前記ウエハを曲げることが、前記輪郭が形成された表面に一定の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記モールドが前記弓形の形状と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記決めることが、前記記録されたパターンを作製する前記層上に複数の領域を決めることをさらに含み、前記曲げることが、輪郭が形成された複数の表面であって、それらの中央に配置されたそれらに関連する法線をそれぞれが有する輪郭が形成された複数の表面を設けるために前記ウエハを曲げることをさらに含み、前記生じさせることが、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えこと、および前記複数の領域のそれぞれに関連する前記各法線と平行に延びるように前記軸を連続的に位置合わせすることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１５】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記モールドが、第１の表面と、それから第１の距離隔たった第１の中立軸とを含み、前記ウエハが、第２の表面と、それから第２の距離隔たった第２の中立軸とを含み、倍率の制御が、前記第１、第２の距離の大きさによって規制される請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
前記生じさせることが、前記モールドに第１の曲率半径を有する湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記輪郭が形成された表面に第２の曲率半径を有する弓形の形状を与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項１８】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含む請求項１２に記載の方法。
【請求項１９】
前記生じさせることが、第１の曲率半径を定めるために、軸の周りに放射状かつ対称的に配置された湾曲したプロファイルを前記モールドに与えることをさらに含み、前記曲げることが、第２の曲率半径を定めるために、前記軸の周りに放射状かつ対称的に配置された弓形の形状を前記輪郭が形成された表面に与えることをさらに含み、前記第２の曲率半径が前記第１の曲率半径と一致している請求項１２に記載の方法。
【請求項２０】
前記生じさせることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記モールドに湾曲したプロファイルを与えることをさらに含み、前記曲げることが、前記ウエハ上の剪断力を最小にしながら、前記輪郭が形成された表面を弓形にすることをさらに含む請求項１２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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公表番号】特表２００６−５１０２２３（Ｐ２００６−５１０２２３Ａ）
【公表日】平成１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６０７７８（Ｐ２００４−５６０７７８）
【出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３９４４８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５４７８４
【国際公開日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【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１８年３月２３日（２００６．３．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年１２月１２日（２００３．１２．１２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２００３／０３９４４８
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０５４７８４
【国際公開日】平成１６年７月１日（２００４．７．１）
【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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