引っ込んだ支持特徴部を有するチャッキングシステム
インプリントリソグラフィシステムにおいて、テンプレートチャック上の引っ込んだ支持体が、上部に配置されたテンプレートの形状を変化させ、ナノ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外縁が早期に下方偏向するのを最小限に抑え、及び／又はこれを排除することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２００９年７月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２２２，７９４号、及び２０１０年７月１日に出願された米国特許出願第１２／８２８，４９８号の優先権を主張するものであり、これらの両出願は引用により本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工とは、約１００ナノメートル又はそれ以下の極小構造の加工を意味している。ナノ加工がかなりの影響を与えてきた１つの用途に、集積回路の処理におけるものがある。半導体処理産業は、より高い生産収率を追求し続ける一方で、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増やしているため、ナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工では、より優れたプロセス制御が得られる一方で、形成される構造物の最小特徴部の寸法を継続的に縮小することができる。ナノ加工が利用されてきたその他の開発分野として、バイオテクノロジー、光学技術、機械系などが挙げられる。
【０００３】
今日使用されている例示的なナノ加工技術は、一般にインプリントリソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリントリソグラフィプロセスが、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、及び米国特許第６，９３６，１９４号などの数多くの公報に詳細に記載されており、これらは全て引用により本明細書に組み入れられる。
【０００４】
上述の米国特許出願公開及び特許の各々に開示されているインプリントリソグラフィ技術は、形成可能な（重合可能な）層内にレリーフパターンを形成すること、及びこのレリーフパターンに対応するパターンを下部の基板に転写することを含む。基板をモーションステージに結合して、パターニング処理を容易にするのに望ましい位置調整を行うことができる。パターニング処理では、基板から間隔を空けたテンプレート、及びテンプレートと基板の間に適用される形成可能な液体を使用する。この形成可能な液体を固化して、形成可能な液体と接するテンプレートの表面形状に従うパターンを有する剛体層を形成する。固化後、テンプレートを剛体層から分離して、テンプレートと基板が間隔を空けるようにする。その後、基板及び固化層は、固化層内のパターンと一致するレリーフ像を基板内に転写するための追加の処理を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号明細書
【特許文献５】米国特許第７，１５７，０３６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，９３２，９３４号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明をより詳細に理解できるように、添付図面に示す実施形態を参照しながら本発明の実施形態について説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の代表的な実施形態のみを示すものであり、従って範囲を限定するものであるとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィシステムの簡略化した側面図である。
【図２】上部にパターン層を有する図１に示す基板の簡略化した側面図である。
【図３】外側領域が基板と接するテンプレートチャックの簡略化した側面図である。
【図４】引っ込んだ支持体を有するテンプレートチャック及び引っ込んだ支持体を有する基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ａ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ｂ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ｃ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図６】分離処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図７】引っ込んだ支持体を有するテンプレートチャック及び引っ込んだ支持体を有する基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ａ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ｂ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ｃ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図９】分離処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図、特に図１には、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用するリソグラフィシステム１０を示している。基板１２は、基板チャック１４に結合することができる。図示のように、基板チャック１４は真空チャックである。しかしながら、基板チャック１４は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電式、電磁型、及び／又は同様のものを含むいずれのチャックであってもよい。例示的なチャックが、米国特許第６，８７３，０８７号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。
【０００９】
基板１２及び基板チャック１４を、ステージ１６によってさらに支持することができる。ステージ１６は、ｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った並進移動及び／又は回転移動を行うことができる。ステージ１６、基板１２、及び基板チャック１４を基台（図示せず）上に配置することもできる。
【００１０】
基板１２から間隔を空けてテンプレート１８が存在する。テンプレート１８は、テンプレートから基板１２へ向かって延びる、上部にパターン面２２を有する２０で示される部分、すなわちメサを含むことができる。さらに、メサ部分をモールド２０と呼ぶこともできる。或いは、メサ部分を使用せずにテンプレート１８を形成することもできる。
【００１１】
テンプレート１８及び／又はモールド２０は、以下に限定されるわけではないが、石英ガラス、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン重合体、金属、硬化サファイア、及び／又は同様のものを含む材料で形成することができる。図示のように、パターン面２２は、複数の間隔を空けた凹部２４及び／又は凸部２６により定められる特徴部を備えるが、本発明の実施形態はこのような構成に限定されるものではない。パターン面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するあらゆる原パターンを定めることができる。
【００１２】
テンプレート１８は、チャック２８に結合することができる。チャック２８は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電型、電磁型、及び／又はその他の同様のチャック型として構成することができる。例示的なチャックが米国特許第６，８７３，０８７号にさらに記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。さらに、チャック２８をインプリントヘッド３０に結合して、チャック２８及び／又はインプリントヘッド３０を、テンプレート１８の動きを容易にするように構成することができる。
【００１３】
システム１０は、流体分注システム３２をさらに備えることができる。流体分注システム３２を使用して、基板１２上に重合性材料３４を堆積させることができる。液滴分注、回転被覆、浸漬被覆、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、及び／又は同様のものなどの技術を使用して、基板１２上に重合性材料３４を配置することができる。設計配慮に応じ、モールド２０と基板１２の間に所望の体積が定められる前及び／又は後に、基板１２上に重合性材料３４を配置することができる。米国特許第７，１５７，０３６号及び米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号に記載されるように、重合性材料３４は単量体混合物を含むことができ、これらの両特許は引用により本明細書に組み入れられる。
【００１４】
図１及び図２を参照して分かるように、システム１０は、経路４２に沿ってエネルギー４０を導くように結合されたエネルギー源３８をさらに備えることができる。インプリントヘッド３０及びステージ１６を、テンプレート１８及び基板１２を経路４２と重ねて配置するように構成することができる。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体分注システム３２、及び／又はエネルギー源３８と通信するプロセッサ５４によって調整することができ、またメモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラムで動作することができる。
【００１５】
インプリントヘッド３０、ステージ１６のいずれか又は両方は、モールド２０と基板１２の間の距離を変化させて、これらの間に、重合性材料３４によって満たされる所望の体積を定める。例えば、インプリントヘッド３０はテンプレート１８に力を印加して、モールド２０が重合性材料３４と接触するようにすることができる。所望の体積が重合性材料３４で満たされた後、エネルギー源３８が、紫外放射線などのエネルギー４０を生成し、これにより重合性材料３４が基板１２の表面４４及びパターン面２２の形状に従って固化及び／又は架橋し、基板１２上にパターン層４６を定める。パターン層４６は、残留層４８、及び凸部５０及び凹部５２として示す複数の特徴部を有することができ、凸部５０は厚みｔ1を有し、残留層は厚みｔ2を有する。
【００１６】
上述のシステム及びプロセスを、米国特許第６，９３２，９３４号、米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号、及び米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号に記載されるインプリントリソグラフィプロセス及びシステムでさらに使用することができ、これらの特許は全て引用により本明細書に組み入れられる。
【００１７】
図３を参照して分かるように、一般に、インプリント中には、テンプレート１８及び基板１２が距離ｄ1まで近接近して、図１及び図２に関連して説明及び図示したようなパターン層４６を形成する。例えば、テンプレート１８及び基板１２が、ｄ1＜１５μｍの中に収まることもある。テンプレート複製処理では、テンプレート１８の長さと基板１２の長さを実質的に同じにすることができる。従って、テンプレート１８と基板１２とが距離ｄ1だけ離れている場合、テンプレート１８の縁部に生じる下方偏向により、テンプレート１８の外縁が基板１２に接触する可能性がある。テンプレート１８の下方偏向によって生じる、テンプレート１８の外縁におけるこの種のテンプレート１８と基板１２の間の接触は、微粒化及び／又は応力の原因となる恐れがある。また、この接触により、図１及び図２に関連して説明したインプリント中にモールド２０と基板１２及び／又は重合性材料３４との間に必要となる接触が、テンプレート１８によって得られなくなる恐れがある。
【００１８】
テンプレート１８及び／又は基板１２の外縁における下方偏向を低減するために、チャックシステムが、テンプレート１８及び／又は基板１２を支持する引っ込んだ支持特徴部を外縁に含むことができる。ナノインプリントリソグラフィプロセス中に、テンプレート１８の引っ込んだ支持特徴部が、テンプレート１８の外縁においてテンプレート１８を基板１２から物理的に離間させることができる。図４に、引っ込んだ支持部６４及び保持支持部６６を有するテンプレートチャック６０を示す。引っ込んだ支持部６４は、チャック６０の外側境界上に位置するように保持支持部６６を取り巻く。
【００１９】
引っ込んだ支持部６４は、チャック６０の外側支持部として配置され、１又はそれ以上の引っ込んだランド６５を含むことができる。例えば、図４には、チャック６０の外縁に位置する単一のランド６５を有する引っ込んだ支持部６４を示しているが、１又はそれ以上の追加の引っ込んだランド６５をチャック６０の外縁に配置して引っ込んだ支持部６４を実現することもできる。引っ込んだ支持部６４の個々のランド６５の寸法を実質的に同様にし、又は最小限の変更に抑えて、本発明によるインプリント及び／又は分離中にテンプレート１８の外縁の下方偏向を最小限に抑え及び／又は排除することができる。引っ込んだランドの高さｈ1は、テンプレート１８の外縁が基板１２の方向ではなくチャック６０の方向に湾曲する偏向形状をテンプレート１８にもたらすように構成することができる。
【００２０】
引っ込んだ支持部６４は、保持支持部６６のランド６７の長さｈxよりも短い長さｈ1を有する１又はそれ以上のランド６５を含むことができる。保持支持部６６のランド６７は、チャック６０の中央部から内側部分に位置することができる。例えば、引っ込んだ支持体６４は、チャック６０の中央部から内側部分に配置された保持支持部６６のランド６７の長さｈxよりも約４０μｍ短い長さｈ１のランド６５を有することができる。保持支持部６６は、１又はそれ以上のランド６７を含むことができる。例えば、図４には４つのランド６７を有する保持支持部６６を示しているが、本発明によればあらゆる数のランドを使用することができる。
【００２１】
テンプレートチャック６０は、引っ込んだ支持部６４と、保持支持部６６と、テンプレート１８の一部とで形成された複数のチャンバ６８を含むこともできる。図４に示すように、引っ込んだ支持体６４のランド６５と保持支持部６６の外側ランド６７の間にはチャンバ６８ａが形成され、テンプレート１８の一部を含む。保持支持部６６のランド６７とテンプレート１８の一部の間には、チャンバ６８ｂ〜６８ｅが形成される。
【００２２】
チャンバ６８ａ〜６８ｅは、テンプレートチャック６０の外側屈曲区域Ｚ1、保持区域Ｚ2、及び背圧区域Ｚ3という３つの異なる区域をもたらすことができる。圧力系７０は、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。圧力系７０は、チャンバ６８ａ〜６８ｅと流体連通することができる。１つの実施形態では、単一の圧力系７０が、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。或いは、２又はそれ以上の圧力系７０が、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することもできる。圧力は、区域Ｚ1〜Ｚ3内への圧力の印加（すなわち加圧状態）及び／又は区域Ｚ1〜Ｚ3内への真空力の印加（すなわち真空状態）を含むことができる。一般に、加圧状態は、約０ｋＰａから約１０ｋＰａの間とすることができ、真空状態は、約０ｋＰａから約−９０ｋＰａの間とすることができる。
【００２３】
外側屈曲区域Ｚ1は、引っ込んだ支持部６４を含む。以下でさらに詳細に説明するように、この引っ込んだ支持部６４を、外側屈曲区域Ｚ1内に及び／又はインプリント領域から少し離れた位置に配置することにより、インプリント中にもたらされるテンプレート１８の凸形状を増幅させることができる。
【００２４】
引っ込んだ支持部６４のランド６５の高さをランド６７よりも低くする（すなわちｈx−ｈ1）ことにより、所与の偏向の場合にテンプレート１８上に加わる応力を低減することもできる。例えば、最大応力が掛かる位置に近づけて支持を行うことにより、テンプレート１８の最大応力を低減することができる。
【００２５】
保持区域Ｚ2は、保持支持部６６のランド６７及びチャンバ６８ｂ〜６８ｄを含む。保持支持部６６のランド６７は、インプリント中にテンプレート１８を平らにする役に立つことができる。インプリント中にテンプレート１８を平らにすることにより、（図２で説明及び図示した）残留層４８の厚みｔ2のばらつきを低減することができる。例えば、図１、図２、及び図４を参照して分かるように、保持区域Ｚ3の長さを、モールド２０のパターン面２２を実質的に平面状態（すなわち傾斜していない）にするように構成することにより、インプリント中にモールド２０のパターン面２２と重合性材料３４との接触を実質的に平面的にして、残留層４８の厚みのばらつきが最小限に抑えられるようにすることができる。また、以下でさらに説明するように、インプリント中に保持区域Ｚ3のチャンバ６８ｂ〜６８ｄ内の圧力を制御することにより、残留層４８の厚みｔ2のばらつきの低減を支援することができる。テンプレート１８を平らにすることにより、テンプレート１８内の位置合わせマークを最小限のばらつきで最適に配置できるので、インプリント中のテンプレート１８と基板１２の位置合わせを支援することもできる。
【００２６】
背圧区域Ｚ3は、基板１２上にインプリントされる特徴部と重なる領域を含む。圧力系７０は、インプリント中に背圧区域Ｚ3を加圧状態にして、テンプレート１８の表面が基板１２上に配置された材料と接触するようにすることができる。例えば、図１及び図２に関連して説明及び図示したように、このような圧力により、テンプレート１８が重合性材料３４に容易に接触できるようになる。
【００２７】
テンプレートチャック６０は、インプリント及び分離中にテンプレート１８の形状を変化させることもできる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８と基板１２の間に重合性材料３４（図１）を充填している間はテンプレート１８を第１の形状にして、テンプレート１８と重合性材料３４（図１）の接触中により速い充填が行えるように湾曲を与えることができ、及び／又はテンプレートチャック６０は、分離中にはテンプレート１８を第２の形状にして、テンプレート１８と基板１２を分離するのに必要な離脱力を減少させることができる。
【００２８】
図５Ａ〜図５Ｃに、インプリント処理中のテンプレートチャック６０を示す。図５Ａを参照して分かるように、インプリントの前には、圧力系７０が、テンプレートチャック６０の外側屈曲区域Ｚ1を真空状態（例えば、−４０ｋＰａ〜−８０ｋＰａ）にして、テンプレート１８が第１の形状７２ａ（すなわち凸形状）になるようにする。また、圧力系７０は、保持区域Ｚ2及び背圧区域Ｚ3を加圧状態にすることができる。例えば、保持区域Ｚ2を低真空状態（例えば、０ｋＰａ〜−４０ｋＰａ）又は加圧状態（例えば、０ｋＰａ〜１０ｋＰａ）にして、背圧区域Ｚ3を加圧状態（０ｋＰａ〜１０ｋＰａ）にすることができる。インプリント処理中には、基板チャック１４が、基板１２を実質的に平坦な状態にすることができる。図１に関連して説明したように、テンプレート１８と基板１２を重ねて配置し、距離ｄ2だけ隔てることができる。
【００２９】
図５Ｂを参照して分かるように、テンプレート１８と基板１２の間の距離ｄ３を減少させて、テンプレート１８を、基板１２及び／又は基板１２上に堆積された重合性材料３４と接触させることができる。テンプレート１８が基板１２及び／又は重合性材料３４と接触している間は、テンプレートチャック６０が、テンプレート１８の少なくとも一部を、形状７２ａ又は形状７２ａと実質的に同様の形にすることができる。同時に、引っ込んだ支持部６４が、テンプレート１８の外縁が基板１２に接触するのを防ぐことができる。
【００３０】
図１、図２、及び図５Ｃを参照して分かるように、テンプレート１８が重合性材料３４にパターンを転写したら、圧力系７０が、保持区域Ｚ2を真空状態にすることができる。真空状態は、約−４０ｋＰａから約−８０ｋＰａの間とすることができる。保持区域Ｚ2を真空状態にすることにより、厚みｔ2のばらつきを、少なくともパターン層４６の縁部において最小限に抑えることができる。引っ込んだ支持部６４は、モールド２０の縁部に近い側を強固に支持する。このような支持により、テンプレート１８の外縁における偏向が低減され、結果として得られる残留層４８の厚みｔ2のばらつきが最小限に抑えられ及び／又は排除される。
【００３１】
図６に、テンプレート１８を基板１２から分離している最中のテンプレートチャック６０を示す。一般に、引っ込んだ支持部６４は、テンプレート１８の外縁と基板１２の間に距離を与えるのに役立つことができる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８を（凸形状などの）第２の形状７２ｂにすることができる。形状７２ｂにより、テンプレート１８と基板１２が（約４０μｍ未満などの）距離ｄ3だけ離れる。第２の形状７２ｂは、図５Ａに示す第１の形状７２ａと実質的に同様であってもよく、又は異なってもよい。分離処理中は、基板１２を実質的に平坦にすることができる。例えば、基板チャック１４を、分離中に基板１２を実質的に平坦に保持するピン型チャックとすることができる。
【００３２】
分離中、圧力系７０は、保持区域Ｚ2を保持状態又は実質的に中立状態（例えば非真空）にし、及び／又は保持区域Ｚ2内の圧力を増加させることができる。これにより、テンプレート１８のフリースパン長さｗ1を、フリースパン長さの増加分をｗ2とする（ｗ1＋ｗ2）に増加させることができる。フリースパン長さｗ1は、テンプレートチャック６０によって支持されていないテンプレート１８の長さ（すなわち、チャック６０上のテンプレート１８を最後に制約する部分と基板上のパターン層４６の縁部との間の距離）と定義することができる。一例では、背圧区域Ｚ3の直径を約１０２ｍｍとし、外側屈曲区域Ｚ1の直径を約１１５ｍｍとして、フリースパン長さの増加分ｗ2が約６．５ｍｍとなるようにすることができる。
【００３３】
フリースパン長さの増加（ｗ2）により、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさを減少させることができる。また、テンプレート１８を第２の形状７２ｂにすることで、同じ力を加えた場合に応力中心距離がより大きくなることにより亀裂角度を大きくすることができ、この角度を大きくして、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさをさらに減少させるようにする。
【００３４】
図７〜図９には別の実施形態を示しており、ここでは、基板チャック１６０がテンプレートチャック６０の引っ込んだ支持部６４と同様の引っ込んだ支持部１６４を含むことができる。引っ込んだ支持部１６４は、基板１２の外縁を支持するように位置することができる。
【００３５】
引っ込んだ支持部１６４は、チャック１６０の外縁に位置する１又はそれ以上の引っ込んだランド１６５を含むことができる。例えば、図７には、チャック１６０の外縁に位置する単一のランド１６５を有する引っ込んだ支持部１６４を示している。ランド１６５は、寸法をランド６５と実質的に同様とすることができ、また本発明によるインプリント及び／又は分離中にテンプレート１８の外縁の偏向を最小限に抑え及び／又は排除するように構成することができる。基板チャック１６０は、テンプレートチャック６０の代わりに使用してもよいし、又はこれに加えて使用してもよい。
【００３６】
基板チャック１６０は、保持支持部１６６を含むこともできる。保持支持部は、ランド６７と同様の１又はそれ以上のランド１６７を有することができる。例えば、図７の基板チャック１６０の保持支持部１６６は４つのランド１６７を含む。
【００３７】
基板チャック１６０は、引っ込んだ支持部１６４と、保持支持部１６６と、テンプレート１８の一部との間に形成された複数のチャンバ１６８を含むことができる。例えば、引っ込んだ支持部１６４のランド１６５と保持支持部１６６の外側ランド１６７との間には、テンプレート１８の一部とともにチャンバ１６８ａが形成される。保持支持部１６６のランド１６７とテンプレート１８の一部との間には、チャンバ１６８ｂ〜１６８ｅが形成される。
【００３８】
テンプレートチャック６０と同様に、チャンバ１６８ａ〜１６８ｅは、外側屈曲区域Ｚ1、保持区域Ｚ2、及び背圧区域Ｚ3という３つの異なる区域をもたらすことができる。圧力系７０は、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。或いは、圧力系７０とは別のシステムを使用して、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御することもできる。
【００３９】
図８Ａ〜図８Ｃに、インプリント処理中の基板チャック１６０を示している。図８Ａを参照すると、インプリントの前には、圧力系７０が、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の外側屈曲区域Ｚ1を真空状態にして、テンプレート１８を（チャック６０に対して凸形状などの）第１の形状７２ａにして、基板１２を（チャック１６０に対して凸形状などの）第１の形状７４ａにすることができる。例えば、基板チャック１６０は、基板１２を形状７４ａにして、テンプレート１８の縁部と基板１２の縁部が距離ｄ5だけ間隔を空けるようにすることができる。距離ｄ5は、約１００μｍから約７５０μｍの間とすることができる。
【００４０】
図８Ｂを参照して分かるように、テンプレート１８と基板１２の間の距離ｄ6を減少させて、テンプレート１８を、基板１２及び／又は基板１２上に堆積された重合性材料３４と接触させることができる（例えば、距離ｄ6を、約８０μｍから約１５０μｍの間とすることができる）。テンプレート１８が基板１２及び／又は重合性材料３４と接触している間は、テンプレートチャック６０が、テンプレート１８の少なくとも一部を、形状７２ａ又は形状７２ａと実質的に同様の状態にすることができ、基板チャック１６０が、基板１２の少なくとも一部を、形状７４ａ又は形状７４ａと実質的に同様の状態にすることができる。同時に、引っ込んだ支持部６４及び１６４が、テンプレート１８の外縁が基板１２の外縁に接触するのを防ぐことができる。
【００４１】
図１、図２、及び図９Ｃを参照して分かるように、テンプレート１８が重合性材料３４にパターンを転写したら、圧力系７０が、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の保持区域Ｚ2を真空状態にすることができる。引っ込んだ支持部６４及び１６４は、モールド２０の縁部に近い側を強固に支持する。このような支持により、テンプレート１８及び基板１２の外縁における偏向が低減され、結果として得られる残留層４８の厚みｔ２のばらつきが最小限に抑えられ及び／又は排除される。
【００４２】
図９に、テンプレート１８を基板１２から分離している最中のテンプレートチャック６０及び基板チャック１６０を示す。一般に、引っ込んだ支持部６４及び１６４は、テンプレート１８の外縁と基板１２の間に距離を与えるのに役立つことができる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８を第２の形状７２ｂ（すなわち凸形状）にすることができ、基板チャック１６０は、基板１２を第２の形状７４ｂ（すなわち凸形状）にすることができる。形状７２ｂ及び７４ｂにより、テンプレート１８と基板１２が（約８０μｍから約２００μｍの間などの）距離ｄ7だけ離れる。
【００４３】
分離中、圧力系７０は、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の保持区域Ｚ2を保持状態又は実質的に中立状態（例えば非真空）にし、及び／又は保持区域Ｚ2内の圧力を増加させることができる。これにより、テンプレート１８のフリースパン長さｗ1を（ｗ1＋ｗ2）に増加させることができる。フリースパン長さｗ1は、テンプレートチャック６０によって支持されていないテンプレート１８の長さ（すなわち、チャック６０上のテンプレート１８を最後に制約する部分と基板上のパターン層４６の縁部との間の距離）と定義することができる。フリースパン長さの増加により、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさを減少させることができる。また、テンプレート１８を第２の形状７２ｂにすることで亀裂角度を大きくし、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさをさらに減少させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１２ 基板
１８ テンプレート
６０ テンプレートチャック
６４ 引っ込んだ支持部
６６ 保持支持部
６７ ランド
６８ａ〜６８ｅ チャンバ
７０ 圧力系
Ｚ1 外側屈曲区域
Ｚ2 保持区域
Ｚ3 背圧区域
ｈx ランド６７の長さ
ｈ1 引っ込んだ支持部分６４のランドの高さ
１６０ 基板チャック
１６４ 引っ込んだ支持部
１６５ ランド
１６６保持支持部
１６７ ランド
１６８ａ〜１６８ｄ チャンバ
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願との相互参照〕
本出願は、２００９年７月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２２２，７９４号、及び２０１０年７月１日に出願された米国特許出願第１２／８２８，４９８号の優先権を主張するものであり、これらの両出願は引用により本明細書に組み入れられる。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工とは、約１００ナノメートル又はそれ以下の極小構造の加工を意味している。ナノ加工がかなりの影響を与えてきた１つの用途に、集積回路の処理におけるものがある。半導体処理産業は、より高い生産収率を追求し続ける一方で、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増やしているため、ナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工では、より優れたプロセス制御が得られる一方で、形成される構造物の最小特徴部の寸法を継続的に縮小することができる。ナノ加工が利用されてきたその他の開発分野として、バイオテクノロジー、光学技術、機械系などが挙げられる。
【０００３】
今日使用されている例示的なナノ加工技術は、一般にインプリントリソグラフィと呼ばれる。例示的なインプリントリソグラフィプロセスが、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、及び米国特許第６，９３６，１９４号などの数多くの公報に詳細に記載されており、これらは全て引用により本明細書に組み入れられる。
【０００４】
上述の米国特許出願公開及び特許の各々に開示されているインプリントリソグラフィ技術は、形成可能な（重合可能な）層内にレリーフパターンを形成すること、及びこのレリーフパターンに対応するパターンを下部の基板に転写することを含む。基板をモーションステージに結合して、パターニング処理を容易にするのに望ましい位置調整を行うことができる。パターニング処理では、基板から間隔を空けたテンプレート、及びテンプレートと基板の間に適用される形成可能な液体を使用する。この形成可能な液体を固化して、形成可能な液体と接するテンプレートの表面形状に従うパターンを有する剛体層を形成する。固化後、テンプレートを剛体層から分離して、テンプレートと基板が間隔を空けるようにする。その後、基板及び固化層は、固化層内のパターンと一致するレリーフ像を基板内に転写するための追加の処理を受ける。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９３６，１９４号明細書
【特許文献４】米国特許第６，８７３，０８７号明細書
【特許文献５】米国特許第７，１５７，０３６号明細書
【特許文献６】米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号明細書
【特許文献７】米国特許第６，９３２，９３４号明細書
【特許文献８】米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号明細書
【特許文献９】米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号明細書
【特許文献１０】米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号明細書
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明をより詳細に理解できるように、添付図面に示す実施形態を参照しながら本発明の実施形態について説明する。しかしながら、添付図面は、本発明の代表的な実施形態のみを示すものであり、従って範囲を限定するものであるとみなすべきではない。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施形態によるリソグラフィシステムの簡略化した側面図である。
【図２】上部にパターン層を有する図１に示す基板の簡略化した側面図である。
【図３】外側領域が基板と接するテンプレートチャックの簡略化した側面図である。
【図４】引っ込んだ支持体を有するテンプレートチャック及び引っ込んだ支持体を有する基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ａ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ｂ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図５Ｃ】インプリント処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図６】分離処理中の図４のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図７】引っ込んだ支持体を有するテンプレートチャック及び引っ込んだ支持体を有する基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ａ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ｂ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図８Ｃ】インプリント処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【図９】分離処理中の図７のテンプレートチャック及び基板チャックの簡略化した側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
図、特に図１には、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用するリソグラフィシステム１０を示している。基板１２は、基板チャック１４に結合することができる。図示のように、基板チャック１４は真空チャックである。しかしながら、基板チャック１４は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電式、電磁型、及び／又は同様のものを含むいずれのチャックであってもよい。例示的なチャックが、米国特許第６，８７３，０８７号に記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。
【０００９】
基板１２及び基板チャック１４を、ステージ１６によってさらに支持することができる。ステージ１６は、ｘ、ｙ、及びｚ軸に沿った並進移動及び／又は回転移動を行うことができる。ステージ１６、基板１２、及び基板チャック１４を基台（図示せず）上に配置することもできる。
【００１０】
基板１２から間隔を空けてテンプレート１８が存在する。テンプレート１８は、テンプレートから基板１２へ向かって延びる、上部にパターン面２２を有する２０で示される部分、すなわちメサを含むことができる。さらに、メサ部分をモールド２０と呼ぶこともできる。或いは、メサ部分を使用せずにテンプレート１８を形成することもできる。
【００１１】
テンプレート１８及び／又はモールド２０は、以下に限定されるわけではないが、石英ガラス、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサン重合体、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボン重合体、金属、硬化サファイア、及び／又は同様のものを含む材料で形成することができる。図示のように、パターン面２２は、複数の間隔を空けた凹部２４及び／又は凸部２６により定められる特徴部を備えるが、本発明の実施形態はこのような構成に限定されるものではない。パターン面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するあらゆる原パターンを定めることができる。
【００１２】
テンプレート１８は、チャック２８に結合することができる。チャック２８は、以下に限定されるわけではないが、真空型、ピン型、溝型、静電型、電磁型、及び／又はその他の同様のチャック型として構成することができる。例示的なチャックが米国特許第６，８７３，０８７号にさらに記載されており、該特許は引用により本明細書に組み入れられる。さらに、チャック２８をインプリントヘッド３０に結合して、チャック２８及び／又はインプリントヘッド３０を、テンプレート１８の動きを容易にするように構成することができる。
【００１３】
システム１０は、流体分注システム３２をさらに備えることができる。流体分注システム３２を使用して、基板１２上に重合性材料３４を堆積させることができる。液滴分注、回転被覆、浸漬被覆、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、及び／又は同様のものなどの技術を使用して、基板１２上に重合性材料３４を配置することができる。設計配慮に応じ、モールド２０と基板１２の間に所望の体積が定められる前及び／又は後に、基板１２上に重合性材料３４を配置することができる。米国特許第７，１５７，０３６号及び米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号に記載されるように、重合性材料３４は単量体混合物を含むことができ、これらの両特許は引用により本明細書に組み入れられる。
【００１４】
図１及び図２を参照して分かるように、システム１０は、経路４２に沿ってエネルギー４０を導くように結合されたエネルギー源３８をさらに備えることができる。インプリントヘッド３０及びステージ１６を、テンプレート１８及び基板１２を経路４２と重ねて配置するように構成することができる。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体分注システム３２、及び／又はエネルギー源３８と通信するプロセッサ５４によって調整することができ、またメモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラムで動作することができる。
【００１５】
インプリントヘッド３０、ステージ１６のいずれか又は両方は、モールド２０と基板１２の間の距離を変化させて、これらの間に、重合性材料３４によって満たされる所望の体積を定める。例えば、インプリントヘッド３０はテンプレート１８に力を印加して、モールド２０が重合性材料３４と接触するようにすることができる。所望の体積が重合性材料３４で満たされた後、エネルギー源３８が、紫外放射線などのエネルギー４０を生成し、これにより重合性材料３４が基板１２の表面４４及びパターン面２２の形状に従って固化及び／又は架橋し、基板１２上にパターン層４６を定める。パターン層４６は、残留層４８、及び凸部５０及び凹部５２として示す複数の特徴部を有することができ、凸部５０は厚みｔ1を有し、残留層は厚みｔ2を有する。
【００１６】
上述のシステム及びプロセスを、米国特許第６，９３２，９３４号、米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号、及び米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号に記載されるインプリントリソグラフィプロセス及びシステムでさらに使用することができ、これらの特許は全て引用により本明細書に組み入れられる。
【００１７】
図３を参照して分かるように、一般に、インプリント中には、テンプレート１８及び基板１２が距離ｄ1まで近接近して、図１及び図２に関連して説明及び図示したようなパターン層４６を形成する。例えば、テンプレート１８及び基板１２が、ｄ1＜１５μｍの中に収まることもある。テンプレート複製処理では、テンプレート１８の長さと基板１２の長さを実質的に同じにすることができる。従って、テンプレート１８と基板１２とが距離ｄ1だけ離れている場合、テンプレート１８の縁部に生じる下方偏向により、テンプレート１８の外縁が基板１２に接触する可能性がある。テンプレート１８の下方偏向によって生じる、テンプレート１８の外縁におけるこの種のテンプレート１８と基板１２の間の接触は、微粒化及び／又は応力の原因となる恐れがある。また、この接触により、図１及び図２に関連して説明したインプリント中にモールド２０と基板１２及び／又は重合性材料３４との間に必要となる接触が、テンプレート１８によって得られなくなる恐れがある。
【００１８】
テンプレート１８及び／又は基板１２の外縁における下方偏向を低減するために、チャックシステムが、テンプレート１８及び／又は基板１２を支持する引っ込んだ支持特徴部を外縁に含むことができる。ナノインプリントリソグラフィプロセス中に、テンプレート１８の引っ込んだ支持特徴部が、テンプレート１８の外縁においてテンプレート１８を基板１２から物理的に離間させることができる。図４に、引っ込んだ支持部６４及び保持支持部６６を有するテンプレートチャック６０を示す。引っ込んだ支持部６４は、チャック６０の外側境界上に位置するように保持支持部６６を取り巻く。
【００１９】
引っ込んだ支持部６４は、チャック６０の外側支持部として配置され、１又はそれ以上の引っ込んだランド６５を含むことができる。例えば、図４には、チャック６０の外縁に位置する単一のランド６５を有する引っ込んだ支持部６４を示しているが、１又はそれ以上の追加の引っ込んだランド６５をチャック６０の外縁に配置して引っ込んだ支持部６４を実現することもできる。引っ込んだ支持部６４の個々のランド６５の寸法を実質的に同様にし、又は最小限の変更に抑えて、本発明によるインプリント及び／又は分離中にテンプレート１８の外縁の下方偏向を最小限に抑え及び／又は排除することができる。引っ込んだランドの高さｈ1は、テンプレート１８の外縁が基板１２の方向ではなくチャック６０の方向に湾曲する偏向形状をテンプレート１８にもたらすように構成することができる。
【００２０】
引っ込んだ支持部６４は、保持支持部６６のランド６７の長さｈxよりも短い長さｈ1を有する１又はそれ以上のランド６５を含むことができる。保持支持部６６のランド６７は、チャック６０の中央部から内側部分に位置することができる。例えば、引っ込んだ支持体６４は、チャック６０の中央部から内側部分に配置された保持支持部６６のランド６７の長さｈxよりも約４０μｍ短い長さｈ１のランド６５を有することができる。保持支持部６６は、１又はそれ以上のランド６７を含むことができる。例えば、図４には４つのランド６７を有する保持支持部６６を示しているが、本発明によればあらゆる数のランドを使用することができる。
【００２１】
テンプレートチャック６０は、引っ込んだ支持部６４と、保持支持部６６と、テンプレート１８の一部とで形成された複数のチャンバ６８を含むこともできる。図４に示すように、引っ込んだ支持体６４のランド６５と保持支持部６６の外側ランド６７の間にはチャンバ６８ａが形成され、テンプレート１８の一部を含む。保持支持部６６のランド６７とテンプレート１８の一部の間には、チャンバ６８ｂ〜６８ｅが形成される。
【００２２】
チャンバ６８ａ〜６８ｅは、テンプレートチャック６０の外側屈曲区域Ｚ1、保持区域Ｚ2、及び背圧区域Ｚ3という３つの異なる区域をもたらすことができる。圧力系７０は、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。圧力系７０は、チャンバ６８ａ〜６８ｅと流体連通することができる。１つの実施形態では、単一の圧力系７０が、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。或いは、２又はそれ以上の圧力系７０が、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することもできる。圧力は、区域Ｚ1〜Ｚ3内への圧力の印加（すなわち加圧状態）及び／又は区域Ｚ1〜Ｚ3内への真空力の印加（すなわち真空状態）を含むことができる。一般に、加圧状態は、約０ｋＰａから約１０ｋＰａの間とすることができ、真空状態は、約０ｋＰａから約−９０ｋＰａの間とすることができる。
【００２３】
外側屈曲区域Ｚ1は、引っ込んだ支持部６４を含む。以下でさらに詳細に説明するように、この引っ込んだ支持部６４を、外側屈曲区域Ｚ1内に及び／又はインプリント領域から少し離れた位置に配置することにより、インプリント中にもたらされるテンプレート１８の凸形状を増幅させることができる。
【００２４】
引っ込んだ支持部６４のランド６５の高さをランド６７よりも低くする（すなわちｈx−ｈ1）ことにより、所与の偏向の場合にテンプレート１８上に加わる応力を低減することもできる。例えば、最大応力が掛かる位置に近づけて支持を行うことにより、テンプレート１８の最大応力を低減することができる。
【００２５】
保持区域Ｚ2は、保持支持部６６のランド６７及びチャンバ６８ｂ〜６８ｄを含む。保持支持部６６のランド６７は、インプリント中にテンプレート１８を平らにする役に立つことができる。インプリント中にテンプレート１８を平らにすることにより、（図２で説明及び図示した）残留層４８の厚みｔ2のばらつきを低減することができる。例えば、図１、図２、及び図４を参照して分かるように、保持区域Ｚ3の長さを、モールド２０のパターン面２２を実質的に平面状態（すなわち傾斜していない）にするように構成することにより、インプリント中にモールド２０のパターン面２２と重合性材料３４との接触を実質的に平面的にして、残留層４８の厚みのばらつきが最小限に抑えられるようにすることができる。また、以下でさらに説明するように、インプリント中に保持区域Ｚ3のチャンバ６８ｂ〜６８ｄ内の圧力を制御することにより、残留層４８の厚みｔ2のばらつきの低減を支援することができる。テンプレート１８を平らにすることにより、テンプレート１８内の位置合わせマークを最小限のばらつきで最適に配置できるので、インプリント中のテンプレート１８と基板１２の位置合わせを支援することもできる。
【００２６】
背圧区域Ｚ3は、基板１２上にインプリントされる特徴部と重なる領域を含む。圧力系７０は、インプリント中に背圧区域Ｚ3を加圧状態にして、テンプレート１８の表面が基板１２上に配置された材料と接触するようにすることができる。例えば、図１及び図２に関連して説明及び図示したように、このような圧力により、テンプレート１８が重合性材料３４に容易に接触できるようになる。
【００２７】
テンプレートチャック６０は、インプリント及び分離中にテンプレート１８の形状を変化させることもできる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８と基板１２の間に重合性材料３４（図１）を充填している間はテンプレート１８を第１の形状にして、テンプレート１８と重合性材料３４（図１）の接触中により速い充填が行えるように湾曲を与えることができ、及び／又はテンプレートチャック６０は、分離中にはテンプレート１８を第２の形状にして、テンプレート１８と基板１２を分離するのに必要な離脱力を減少させることができる。
【００２８】
図５Ａ〜図５Ｃに、インプリント処理中のテンプレートチャック６０を示す。図５Ａを参照して分かるように、インプリントの前には、圧力系７０が、テンプレートチャック６０の外側屈曲区域Ｚ1を真空状態（例えば、−４０ｋＰａ〜−８０ｋＰａ）にして、テンプレート１８が第１の形状７２ａ（すなわち凸形状）になるようにする。また、圧力系７０は、保持区域Ｚ2及び背圧区域Ｚ3を加圧状態にすることができる。例えば、保持区域Ｚ2を低真空状態（例えば、０ｋＰａ〜−４０ｋＰａ）又は加圧状態（例えば、０ｋＰａ〜１０ｋＰａ）にして、背圧区域Ｚ3を加圧状態（０ｋＰａ〜１０ｋＰａ）にすることができる。インプリント処理中には、基板チャック１４が、基板１２を実質的に平坦な状態にすることができる。図１に関連して説明したように、テンプレート１８と基板１２を重ねて配置し、距離ｄ2だけ隔てることができる。
【００２９】
図５Ｂを参照して分かるように、テンプレート１８と基板１２の間の距離ｄ３を減少させて、テンプレート１８を、基板１２及び／又は基板１２上に堆積された重合性材料３４と接触させることができる。テンプレート１８が基板１２及び／又は重合性材料３４と接触している間は、テンプレートチャック６０が、テンプレート１８の少なくとも一部を、形状７２ａ又は形状７２ａと実質的に同様の形にすることができる。同時に、引っ込んだ支持部６４が、テンプレート１８の外縁が基板１２に接触するのを防ぐことができる。
【００３０】
図１、図２、及び図５Ｃを参照して分かるように、テンプレート１８が重合性材料３４にパターンを転写したら、圧力系７０が、保持区域Ｚ2を真空状態にすることができる。真空状態は、約−４０ｋＰａから約−８０ｋＰａの間とすることができる。保持区域Ｚ2を真空状態にすることにより、厚みｔ2のばらつきを、少なくともパターン層４６の縁部において最小限に抑えることができる。引っ込んだ支持部６４は、モールド２０の縁部に近い側を強固に支持する。このような支持により、テンプレート１８の外縁における偏向が低減され、結果として得られる残留層４８の厚みｔ2のばらつきが最小限に抑えられ及び／又は排除される。
【００３１】
図６に、テンプレート１８を基板１２から分離している最中のテンプレートチャック６０を示す。一般に、引っ込んだ支持部６４は、テンプレート１８の外縁と基板１２の間に距離を与えるのに役立つことができる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８を（凸形状などの）第２の形状７２ｂにすることができる。形状７２ｂにより、テンプレート１８と基板１２が（約４０μｍ未満などの）距離ｄ3だけ離れる。第２の形状７２ｂは、図５Ａに示す第１の形状７２ａと実質的に同様であってもよく、又は異なってもよい。分離処理中は、基板１２を実質的に平坦にすることができる。例えば、基板チャック１４を、分離中に基板１２を実質的に平坦に保持するピン型チャックとすることができる。
【００３２】
分離中、圧力系７０は、保持区域Ｚ2を保持状態又は実質的に中立状態（例えば非真空）にし、及び／又は保持区域Ｚ2内の圧力を増加させることができる。これにより、テンプレート１８のフリースパン長さｗ1を、フリースパン長さの増加分をｗ2とする（ｗ1＋ｗ2）に増加させることができる。フリースパン長さｗ1は、テンプレートチャック６０によって支持されていないテンプレート１８の長さ（すなわち、チャック６０上のテンプレート１８を最後に制約する部分と基板上のパターン層４６の縁部との間の距離）と定義することができる。一例では、背圧区域Ｚ3の直径を約１０２ｍｍとし、外側屈曲区域Ｚ1の直径を約１１５ｍｍとして、フリースパン長さの増加分ｗ2が約６．５ｍｍとなるようにすることができる。
【００３３】
フリースパン長さの増加（ｗ2）により、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさを減少させることができる。また、テンプレート１８を第２の形状７２ｂにすることで、同じ力を加えた場合に応力中心距離がより大きくなることにより亀裂角度を大きくすることができ、この角度を大きくして、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさをさらに減少させるようにする。
【００３４】
図７〜図９には別の実施形態を示しており、ここでは、基板チャック１６０がテンプレートチャック６０の引っ込んだ支持部６４と同様の引っ込んだ支持部１６４を含むことができる。引っ込んだ支持部１６４は、基板１２の外縁を支持するように位置することができる。
【００３５】
引っ込んだ支持部１６４は、チャック１６０の外縁に位置する１又はそれ以上の引っ込んだランド１６５を含むことができる。例えば、図７には、チャック１６０の外縁に位置する単一のランド１６５を有する引っ込んだ支持部１６４を示している。ランド１６５は、寸法をランド６５と実質的に同様とすることができ、また本発明によるインプリント及び／又は分離中にテンプレート１８の外縁の偏向を最小限に抑え及び／又は排除するように構成することができる。基板チャック１６０は、テンプレートチャック６０の代わりに使用してもよいし、又はこれに加えて使用してもよい。
【００３６】
基板チャック１６０は、保持支持部１６６を含むこともできる。保持支持部は、ランド６７と同様の１又はそれ以上のランド１６７を有することができる。例えば、図７の基板チャック１６０の保持支持部１６６は４つのランド１６７を含む。
【００３７】
基板チャック１６０は、引っ込んだ支持部１６４と、保持支持部１６６と、テンプレート１８の一部との間に形成された複数のチャンバ１６８を含むことができる。例えば、引っ込んだ支持部１６４のランド１６５と保持支持部１６６の外側ランド１６７との間には、テンプレート１８の一部とともにチャンバ１６８ａが形成される。保持支持部１６６のランド１６７とテンプレート１８の一部との間には、チャンバ１６８ｂ〜１６８ｅが形成される。
【００３８】
テンプレートチャック６０と同様に、チャンバ１６８ａ〜１６８ｅは、外側屈曲区域Ｚ1、保持区域Ｚ2、及び背圧区域Ｚ3という３つの異なる区域をもたらすことができる。圧力系７０は、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御するように動作することができる。或いは、圧力系７０とは別のシステムを使用して、各区域Ｚ1〜Ｚ3内の圧力を制御することもできる。
【００３９】
図８Ａ〜図８Ｃに、インプリント処理中の基板チャック１６０を示している。図８Ａを参照すると、インプリントの前には、圧力系７０が、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の外側屈曲区域Ｚ1を真空状態にして、テンプレート１８を（チャック６０に対して凸形状などの）第１の形状７２ａにして、基板１２を（チャック１６０に対して凸形状などの）第１の形状７４ａにすることができる。例えば、基板チャック１６０は、基板１２を形状７４ａにして、テンプレート１８の縁部と基板１２の縁部が距離ｄ5だけ間隔を空けるようにすることができる。距離ｄ5は、約１００μｍから約７５０μｍの間とすることができる。
【００４０】
図８Ｂを参照して分かるように、テンプレート１８と基板１２の間の距離ｄ6を減少させて、テンプレート１８を、基板１２及び／又は基板１２上に堆積された重合性材料３４と接触させることができる（例えば、距離ｄ6を、約８０μｍから約１５０μｍの間とすることができる）。テンプレート１８が基板１２及び／又は重合性材料３４と接触している間は、テンプレートチャック６０が、テンプレート１８の少なくとも一部を、形状７２ａ又は形状７２ａと実質的に同様の状態にすることができ、基板チャック１６０が、基板１２の少なくとも一部を、形状７４ａ又は形状７４ａと実質的に同様の状態にすることができる。同時に、引っ込んだ支持部６４及び１６４が、テンプレート１８の外縁が基板１２の外縁に接触するのを防ぐことができる。
【００４１】
図１、図２、及び図９Ｃを参照して分かるように、テンプレート１８が重合性材料３４にパターンを転写したら、圧力系７０が、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の保持区域Ｚ2を真空状態にすることができる。引っ込んだ支持部６４及び１６４は、モールド２０の縁部に近い側を強固に支持する。このような支持により、テンプレート１８及び基板１２の外縁における偏向が低減され、結果として得られる残留層４８の厚みｔ２のばらつきが最小限に抑えられ及び／又は排除される。
【００４２】
図９に、テンプレート１８を基板１２から分離している最中のテンプレートチャック６０及び基板チャック１６０を示す。一般に、引っ込んだ支持部６４及び１６４は、テンプレート１８の外縁と基板１２の間に距離を与えるのに役立つことができる。例えば、テンプレートチャック６０は、テンプレート１８を第２の形状７２ｂ（すなわち凸形状）にすることができ、基板チャック１６０は、基板１２を第２の形状７４ｂ（すなわち凸形状）にすることができる。形状７２ｂ及び７４ｂにより、テンプレート１８と基板１２が（約８０μｍから約２００μｍの間などの）距離ｄ7だけ離れる。
【００４３】
分離中、圧力系７０は、テンプレートチャック６０及び基板チャック１６０の保持区域Ｚ2を保持状態又は実質的に中立状態（例えば非真空）にし、及び／又は保持区域Ｚ2内の圧力を増加させることができる。これにより、テンプレート１８のフリースパン長さｗ1を（ｗ1＋ｗ2）に増加させることができる。フリースパン長さｗ1は、テンプレートチャック６０によって支持されていないテンプレート１８の長さ（すなわち、チャック６０上のテンプレート１８を最後に制約する部分と基板上のパターン層４６の縁部との間の距離）と定義することができる。フリースパン長さの増加により、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさを減少させることができる。また、テンプレート１８を第２の形状７２ｂにすることで亀裂角度を大きくし、テンプレート１８とパターン層４６を分離するのに必要な離脱力の大きさをさらに減少させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１２ 基板
１８ テンプレート
６０ テンプレートチャック
６４ 引っ込んだ支持部
６６ 保持支持部
６７ ランド
６８ａ〜６８ｅ チャンバ
７０ 圧力系
Ｚ1 外側屈曲区域
Ｚ2 保持区域
Ｚ3 背圧区域
ｈx ランド６７の長さ
ｈ1 引っ込んだ支持部分６４のランドの高さ
１６０ 基板チャック
１６４ 引っ込んだ支持部
１６５ ランド
１６６保持支持部
１６７ ランド
１６８ａ〜１６８ｄ チャンバ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の高さの複数のランドを有する保持支持部と、
前記保持支持部を取り巻く、前記第１の高さよりも実質的に低い第２の高さの少なくとも１つの引っ込んだランドを有する引っ込んだ支持部と、
を備えることを特徴とするチャッキングシステム。
【請求項２】
前記引っ込んだ支持部の前記引っ込んだランドが、前記チャッキングシステムの外縁上に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャッキングシステム。
【請求項３】
前記引っ込んだ支持部の引っ込んだランドと、保持支持部のランドと、前記チャックシステム上に位置するテンプレートの一部との間に形成された複数のチャンバをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチャッキングシステム。
【請求項４】
前記複数のチャンバが、外側屈曲区域、保持区域、及び背圧区域という３つの区域をもたらすように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載のチャッキングシステム。
【請求項５】
個々のチャンバと流体連通する圧力系をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載のチャッキングシステム。
【請求項６】
前記引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に位置するテンプレートを、該テンプレートと重なって位置する基板から物理的に離間させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項７】
保持支持部のランドの高さと比較した引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に位置するテンプレートの応力を低減するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項８】
保持支持部のランドの寸法が、該保持支持部のランド上に位置するテンプレートを実質的に平坦化するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項９】
引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に配置されたテンプレートの外縁を前記チャッキングシステムへ向けて湾曲させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項１０】
前記引っ込んだ支持部及び前記保持部上に位置するテンプレートをさらに備え、前記引っ込んだ支持部の前記引っ込んだランドが、前記テンプレートの形状を変化させて、前記テンプレートの外縁の下方偏向を実質的に防ぐように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項１１】
前記テンプレートの前記変化した形状が、前記テンプレートの外縁を上向きに偏向させる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のチャッキングシステム。
【請求項１２】
少なくとも１つのランドが他の全てのランドよりも低い高さの引っ込んだランドである複数のランドを含む基板チャックに結合された、前記テンプレートと重なって位置する基板をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のチャッキングシステム。
【請求項１３】
前記引っ込んだランドが、前記基板チャックの外側境界上に位置する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のチャッキングシステム。
【請求項１４】
前記引っ込んだランドが、前記基板の前記形状を、前記基板の外縁が前記基板チャックへ向かって湾曲するように変化させる、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャッキングシステム。
【請求項１】
第１の高さの複数のランドを有する保持支持部と、
前記保持支持部を取り巻く、前記第１の高さよりも実質的に低い第２の高さの少なくとも１つの引っ込んだランドを有する引っ込んだ支持部と、
を備えることを特徴とするチャッキングシステム。
【請求項２】
前記引っ込んだ支持部の前記引っ込んだランドが、前記チャッキングシステムの外縁上に位置する、
ことを特徴とする請求項１に記載のチャッキングシステム。
【請求項３】
前記引っ込んだ支持部の引っ込んだランドと、保持支持部のランドと、前記チャックシステム上に位置するテンプレートの一部との間に形成された複数のチャンバをさらに備える、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のチャッキングシステム。
【請求項４】
前記複数のチャンバが、外側屈曲区域、保持区域、及び背圧区域という３つの区域をもたらすように構成される、
ことを特徴とする請求項３に記載のチャッキングシステム。
【請求項５】
個々のチャンバと流体連通する圧力系をさらに備える、
ことを特徴とする請求項４に記載のチャッキングシステム。
【請求項６】
前記引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に位置するテンプレートを、該テンプレートと重なって位置する基板から物理的に離間させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項７】
保持支持部のランドの高さと比較した引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に位置するテンプレートの応力を低減するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項８】
保持支持部のランドの寸法が、該保持支持部のランド上に位置するテンプレートを実質的に平坦化するように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項９】
引っ込んだランドの高さが、該引っ込んだランド上に配置されたテンプレートの外縁を前記チャッキングシステムへ向けて湾曲させるように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項８のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項１０】
前記引っ込んだ支持部及び前記保持部上に位置するテンプレートをさらに備え、前記引っ込んだ支持部の前記引っ込んだランドが、前記テンプレートの形状を変化させて、前記テンプレートの外縁の下方偏向を実質的に防ぐように構成される、
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれかに記載のチャッキングシステム。
【請求項１１】
前記テンプレートの前記変化した形状が、前記テンプレートの外縁を上向きに偏向させる、
ことを特徴とする請求項１０に記載のチャッキングシステム。
【請求項１２】
少なくとも１つのランドが他の全てのランドよりも低い高さの引っ込んだランドである複数のランドを含む基板チャックに結合された、前記テンプレートと重なって位置する基板をさらに備える、
ことを特徴とする請求項１０に記載のチャッキングシステム。
【請求項１３】
前記引っ込んだランドが、前記基板チャックの外側境界上に位置する、
ことを特徴とする請求項１２に記載のチャッキングシステム。
【請求項１４】
前記引っ込んだランドが、前記基板の前記形状を、前記基板の外縁が前記基板チャックへ向かって湾曲するように変化させる、
ことを特徴とする請求項１３に記載のチャッキングシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図５Ｃ】
【図６】
【図７】
【図８Ａ】
【図８Ｂ】
【図８Ｃ】
【図９】
【公表番号】特表２０１２−５３２４４８（Ｐ２０１２−５３２４４８Ａ）
【公表日】平成２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５１７５０５（Ｐ２０１２−５１７５０５）
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００１８８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００２５１８
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【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２４年１２月１３日（２０１２．１２．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月２日（２０１０．７．２）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＵＳ２０１０／００１８８９
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／００２５１８
【国際公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【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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