JP2007182063A - インプリントリソグラフィ - Google Patents

Abstract

【課題】高価な機器や材料を必要とせず微細加工ができるリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】基板を保持するように配置された第１の基板テーブル３１および基板を保持するように配置された第２の基板テーブル３２と、インプリントテンプレート４０を保持するように配置されたインプリントテンプレートホルダ４１と、インプリント可能媒体ディスペンサ３６とを備え、第１の基板テーブルはインプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して配置された第１の位置と、前記インプリントテンプレートホルダにまたはそれに隣接して配置された第２の位置との間で移動可能であり、さらに第２の基板テーブルは、第１および第２の基板テーブルが位置を交換するように、該第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるリソグラフィ装置が開示されている。
【選択図】 図４

Description

本発明はインプリントリソグラフィに関する。

本願は、２００５年１１月４日に出願された米国特許仮出願第６０／７７３１７５号の利益を主張するものであり、ここで参照によりその全体が組み込まれる。

リソグラフィ装置は所望のパターンを基板のターゲット部分の上に施す機械である。リソグラフィ装置は、例えば、集積回路（ＩＣ）、フラットパネルディスプレイ、および微細構造を伴う他のデバイスの製造で通常使用される。

リソグラフィパターン中のフィーチャ(features)のサイズを縮小することは、それによって所与の基板面積上にフィーチャのより高い密度が可能になるので望ましい。フォトリソグラフィでは、解像度の向上が、より短い波長の放射を使用することによって実現可能である。しかし、このような縮小に関連する問題が存在する。現在のシステムは、１９３ナノメートル領域における波長を有する光源を採用し始めているが、この水準であっても、回折限界が障壁になる。より低い波長では、材料の透過性が非常に不良である。高い解像度が可能なフォトリソグラフィ機械は複雑な光学機器および希少な材料を必要とし、したがって非常に高価になる。

インプリントリソグラフィとして知られている、１００ナノメートル以下のフィーチャを印刷するための別法は、物理的な鋳型またはテンプレートを使用して、インプリント可能媒体の中へパターンをインプリントすることによってパターンを基板に転写することを含む。このインプリント可能媒体は、基板または基板の表面上に塗布された材料であり得る。インプリント可能媒体は、下に位置する表面にパターンを転写するための「マスク」として機能可能であるかまたは使用可能である。インプリント可能媒体は、例えば、テンプレートによって画定されたパターンを転写すべき基板（半導体材料など）の上に堆積されたレジストとして設けられ得る。したがって、インプリントリソグラフィは、本質的にマイクロメートルまたはナノメートルスケールのモールディングプロセスであり、そこではテンプレートのトポグラフィが基板上に創出されるパターンを画定する。パターンは、原理上、インプリントリソグラフィが集積回路（ＩＣ）製造としての用途に使用可能であるように、フォトリソグラフィ方法に関する場合と同様に重層化され得る。

インプリントリソグラフィの解像度は、テンプレート製造プロセスの解像度によってのみ限定される。例えば、インプリントリソグラフィを使用して、従来のフォトリソグラフィ方法によって実現可能なものに較べて大幅に改善された解像度および境界縁の粗度で、５０ナノメートル値域以下のフィーチャを作製することができる。さらには、インプリント法には、高価な光学素子、高強度の照明源、またはフォトリソグラフィプロセスによって典型的に必要とされる特化されたレジスト材料が不要である。

米国特許第６４８２７４２号明細書

本発明の第１の態様によれば、基板を保持するように配置された第１の基板テーブルと、基板を保持するように配置された第２の基板テーブルと、インプリントテンプレートを保持するように配置されたインプリントテンプレートホルダと、インプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、第１の基板テーブルは、インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して位置する第１の位置と、インプリントテンプレートホルダにまたはそれに隣接して位置する第２の位置との間で移動可能であり、第２の基板テーブルは、第１および第２の基板テーブルが位置を交換するように、該第１の位置と第２の位置との間で移動可能である、インプリントリソグラフィ装置が提供される。

本発明の第２の態様によれば、基板を保持するように配置された第１の基板テーブルと、基板を保持するように配置された第２の基板テーブルと、インプリントテンプレートと、インプリント可能媒体を提供するように構成されたディスペンサと、を備え、第１の基板テーブルは、インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して位置する第１の位置と、インプリントテンプレートにまたはそれに隣接して位置する第２の位置との間で移動可能であり、第２の基板テーブルは、第１および第２の基板テーブルが位置を交換するように、該第１の位置と第２の位置との間で移動可能である、インプリントリソグラフィ装置が提供され。

本発明の第３の態様によれば、基板を保持するように配置された基板テーブルと、インプリントテンプレートを保持するように配置されたインプレート・テンプレートホルダと、少なくとも２つのインプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、第１のインプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートホルダの一方の側にまたは一方の側に隣接して位置し、第２のインプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートホルダの反対側にまたは反対側に隣接して位置する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。

本発明の第４の態様によれば、基板を保持するように配置された基板テーブルと、インプリントテンプレートと、少なくとも２つのインプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、第１のインプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートの一方の側にまたは一方の側に隣接して位置し、第２のインプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートの反対側にまたは反対側に隣接して位置する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。

本発明の第５の態様によれば、第１の基板を保持する第１の基板テーブルを第１の位置に移動すること、該基板を第１の位置にある基板テーブルに位置合わせすること、第１の位置にある第１の基板の上にインプリント可能媒体層を提供すること、第１の基板を第２の位置に移動すること、第２の基板を保持する第２の基板テーブルを第１の位置に移動すること、第２の位置で、１つまたは複数のテンプレートをインプリント可能媒体層中にプレスすること、第２の基板を該プレスの少なくとも一部の間に第２の基板テーブルに位置合わせすること、を含むインプリントリソグラフィ方法が提供される。

本発明の１つまたは複数の実施形態は、パターン形成されたテンプレートが、流動状態にあるインプリント可能媒体の中へインプリントされる任意のインプリントリソグラフィに応用可能であり、例えば、上で説明したホットインプリントリソグラフィおよびＵＶインプリントリソグラフィに応用可能である。本発明の１つまたは複数の実施形態を理解する目的のために、既に説明されかつ当技術分野で知られているよりもインプリント方法を詳細に説明する必要はない。

本発明の１つまたは複数の実施形態の他の特徴は、以下の説明から明らかとなろう。

ここで、対応する参照符号が対応する部分を示す添付の模式的な図面を参照して、以下に本発明を例示としてのみ説明する。

一般にホット(hot)インプリントリソグラフィおよびＵＶインプリントリソグラフィと呼ばれるインプリントリソグラフィの２つの主要な手法が存在する。ソフト(soft)リソグラフィとして知られる「プリント」リソグラフィの第３の種類も存在する。これらの実施例が図１ａから図１ｃに例示されている。

図１ａは、フレキシブルテンプレート１０（典型的にポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）から製造される）から、基板１２ならびに平坦化および転写層(planarization and transfer layer)１２’の上に支持されるレジスト層１３の上に、分子の層１１（典型的にチオールのようなインク）を転写することを含むソフトリソグラフィ方法を模式的に図示する。テンプレート１０は、その表面上にフィーチャパターンを有し、分子層はこのフィーチャの上に配置される。テンプレートがレジスト層に押し付けられるとき、分子の層１１がレジストに貼り付く。テンプレートをレジストから取り出すと、分子の層１１がレジストに貼り付き、転写された分子層によって覆われなかったレジスト領域が基板まで下方にエッチングされるように、レジストの残存層がエッチングされる。

ソフトリソグラフィで使用されるテンプレートは容易に変形され得るものであり、したがって、テンプレートの変形はインプリントされたパターンに悪影響を及ぼす恐れがあるので、高解像度、例えば、ナノメートルスケールの用途には適さない場合がある。しかも、同じ領域が数回重ねられる多層構造を製造するとき、ソフトインプリントリソグラフィは、ナノメートルスケールの重合わせ精度をもたらすことができない。

ホットインプリントリソグラフィ（またはホットエンボス）は、ナノメートルスケールで使用されるとき、ナノインプリントリソグラフィ（nanoimprint lithography ＮＩＬ）としても知られている。この方法は、例えば、シリコンまたはニッケル（これらは摩耗および変形に対してより耐性がある）から作製されたより硬いテンプレートを使用する。これが、例えば、米国特許第６４８２７４２号明細書に説明され、さらに図１ｂに例示されている。典型的なホットインプリント方法では、硬いテンプレート１４が、基板１２の表面上に流し込まれた熱硬化性または熱可塑性ポリマー樹脂１５の中にインプリントされる。この樹脂は、例えば、基板表面上にまたはより典型的には（図示の実施例におけるように）、平坦化および転写層１２’の上にスピン塗布および焼き固められ得る。インプリントテンプレートを説明するときの用語「硬い」は、例えば、「硬い」ゴムのように、「硬い」材料と「柔らかい」材料との中間にあると一般に考えられ得る材料を含むことが理解されるべきである。インプリントテンプレートとして使用するための特定の材料の安定性は、その用途の要件によって決められる。

熱硬化性ポリマー樹脂が使用されるとき、この樹脂は、テンプレートに接触すると、樹脂が、テンプレート上に画定されたパターンフィーチャの中へ流入するのに十分な流動性があるような温度まで加熱される。次いで、樹脂の温度は、樹脂が硬化し、所望のパターンを不可逆的に取るように樹脂を熱硬化（例えば、架橋(crosslink)）するまで高められる。次いでテンプレートが取り出され、パターン形成された樹脂が冷却される。

ホットインプリントリソグラフィ方法で使用される熱可塑性ポリマー樹脂の実施例は、ポリ（メタクリル酸メチル）、ポリスチレン、ポリ（メタクリル酸ベンジル）、またはポリ（メタクリル酸シクロヘキシル）である。熱可塑性樹脂は、それがテンプレートによるインプリントの直前に、自由に流動可能な状態であるように加熱される。樹脂のガラス転移温度を大幅に超える温度まで熱可塑性樹脂を加熱することが典型的に必要である。テンプレートは、流動可能な樹脂の中へ押し込まれ、確実に樹脂がテンプレート上に画定されたすべてのパターンフィーチャの中に流入するように十分な圧力が加えられる。次いで、樹脂は、テンプレートが定位置（そこで樹脂は所望のパターンを不可逆的に取る）にある状態で、そのガラス転位温度を下回るまで冷却される。パターンは、樹脂の残存層（これは次に、パターンフィーチャのみを残すように適切なエッチング処理によって除去可能である）から浮き上がったフィーチャから成る。

固化された樹脂からテンプレートを取り出すと、図２ａから図２ｃに例示するように２段エッチング処理が実行される。基板２０は、図２ａに示されているように、その直ぐ上に平坦化および転写層(planarization and transfer layer)２１を有する。平坦化および転写層の目的は２重である。それは、テンプレートの表面に対して実質的に平行な表面を与える役目をするが、それはテンプレートと樹脂との間の接触が平行であることを確実にするのを助け、かつ本明細書で説明するようにプリントされたフィーチャのアスペクト比を向上させる。

テンプレートが取り出された後に、固化された樹脂の残存層２２が、所望のパターンに成形された平坦化および転写層２１の上に残される。第１のエッチングは等方性であり、残存層２２の部分を除去し、図２ｂに示されているように、フィーチャの不足したアスペクト比をもたらし、そこではＬ１がフィーチャ２３の高さである。第２のエッチングは異方性（選択的）であり、アスペクト比を向上させる。異方性エッチングは、固化された樹脂によって覆われていない平坦化および転写層２１の当該部分を除去し、図２ｃに示されているように、フィーチャ２３のアスペクト比を（Ｌ２／Ｄ）まで高める。エッチング後の基板上に残された得られるポリマー厚の差異は、インプリントされたポリマーが、例えば、リフトオフ処理におけるステップとして十分に耐性があれば、例えば、ドライエッチング用のマスクとして使用可能である。

ホットインプリントリソグラフィは、パターン転写がより高い温度で実行されるばかりでなく、テンプレートが取り出される前に確実に樹脂を適切に固化させるために、相対的に大きな温度差も必要になる場合がある点に短所がある。３５と１００℃との間の温度差が必要であり得る。その場合に、例えば、基板とテンプレートとの間の異なる熱膨張が、転写されたパターンの中の変形につながる恐れがある。これは、インプリント可能材料の粘性性質（それは基板中の機械的な変形を誘発する可能性がある）により、インプリント段階に必要な相対的に高い圧力によって悪化する恐れがあり、この場合もパターンを変形させる。

他方で、ＵＶインプリントリソグラフィは、このような高い温度および温度変化を伴うこともなく、またそれはこのような粘性のインプリント可能材料も必要としない。さらに正確に言えば、ＵＶインプリントリソグラフィは、部分的にまたは全体的に透明なテンプレートおよびＵＶ硬化性の液体、例えば、典型的にはアクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルなどの単量体の使用を伴う。一般に、単量体と開始剤との混合物のような、任意の光重合可能な材料が使用され得る。硬化性液体も、例えば、ジメチルシロキサン誘導体を含み得る。このような材料は、ホットインプリントリソグラフィで使用される熱硬化性および熱可塑性樹脂よりも粘性が低く、したがって、遙かに迅速にテンプレートのパターンフィーチャを充填する。低い温度および低い動作圧力もより高い処理能力に好都合である。「ＵＶインプリントリソグラフィ」という名称は、ＵＶ放射が常に使用されることを示唆するが、任意適切な化学作用のある放射が使用可能である（例えば、可視光が使用可能である）ことは当業者には周知である。したがって、本明細書でＵＶインプリントリソグラフィ、ＵＶ放射、ＵＶ硬化性材料などと言及する場合はいずれも、任意適切な化学作用のある放射を含むものと解釈されるべきであり、ＵＶ放射のみに限定されているものと解釈されるべきではない。

ＵＶインプリント方法の実施例が図１ｃに例示されている。クォーツテンプレート１６が、図１ｂのプロセスと同じ様態でＵＶ硬化性樹脂１７に押し付けられる。熱硬化性樹脂を使用するホットエンボスにおけるように温度を上げたり、または熱可塑性樹脂を使用するときに温度が周期変動したりするのではなく、樹脂を重合し、したがってそれを硬化するために、ＵＶ放射がクォーツテンプレート(quartz template)を介して樹脂に照射される。テンプレートが取り出されると、レジストの残存層をエッチングする残りの工程は、本明細書に説明されたホットエンボス方法に関する場合と同じかまたは同様である。典型的に使用されるＵＶ硬化性樹脂は、より低いインプリント圧力が使用可能であるように、典型的な熱可塑性樹脂よりも遙かに低い粘性を有する。高い温度および温度変化による変形が軽減されると共に、より低い圧力であるために物理的な変形が軽減されることは、高い重合わせ精度を要する用途にＵＶインプリントリソグラフィを適切なものにする。さらには、ＵＶインプリントテンプレートの光透過性性質は、インプリントと同時に光学的な位置合わせ技法に適応可能である。

この種のインプリントリソグラフィは主としてＵＶ硬化性材料を使用し、したがって、包括的にＵＶインプリントリソグラフィと呼ばれるが、放射の他の波長を使用して適切に選択された材料を硬化する（例えば、重合化または架橋反応を活性化させる）ことができる。一般に、適切なインプリント可能な材料を利用できれば、このような化学反応を開始させることができる任意の放射を使用してもよい。例えば、別法による「活性化放射」には、可視光、赤外放射、Ｘ−線放射、および電子ビーム放射が含まれ得る。本明細書における一般的な説明では、ＵＶインプリントリソグラフィおよびＵＶ放射の使用に対する言及は、これらおよび他の活性化放射の可能性を排除しようとするものではない。

基板表面に実質的に平行に維持される平面テンプレートを使用するインプリントシステムの別法として、ローラ型インプリントシステムが開発されている。テンプレートがローラの上に形成されるが、他の点では、平面テンプレートを使用するインプリントと非常に似通うホットローラ型およびＵＶローラ型インプリントシステムの両方が提案されている。文脈上で別途に必要でない限り、インプリントテンプレートに対する言及は、ローラ型テンプレートに対する言及を含む。

例えば、ＩＣ製造で通常使用される光ステッパと同様の様態で基板を細かい段階でパターン形成するために使用され得るステップアンドフラッシュ式インプリントリソグラフィ（step and flash imprint lithography ＳＦＩＬ）として知られるＵＶインプリント技法の特定の開発が存在する。これは、テンプレートをＵＶ硬化性樹脂の中へインプリントし、テンプレートを介してＵＶ放射を「フラッシュして」(flashing)テンプレート下方の樹脂を硬化させ、テンプレートを取り出して、基板の隣接する領域に進み、次いでこの動作を反復することによって、１度に基板上の領域を少しずつプリントするものである。このようなステップアンドリピート処理の小さな領域サイズは、ＳＦＩＬが、ＩＣおよび高度の重合わせ精度を要する他のデバイスの製造に特に適切であり得るように、パターンの変形およびＣＤのばらつきを低減する助けになり得る。

原理上、ＵＶ硬化性樹脂は、例えば、スピン塗布によって基板表面全体に塗布可能であるが、これはＵＶ硬化性樹脂の揮発性性質のために問題となり得る。

この問題に対処する１つの手法は、テンプレートによるインプリントの直前に樹脂が液滴として基板のターゲット部分上に提供(dispense)される、いわゆる「ドロップオンデマンド」(drop on demand)プロセスである。このような液体の提供は、一定量の液体が基板の特定のターゲット部分上に堆積されるように制御される。液体は、多様なパターンで提供可能であり、細心の液量制御とパターン配置との組合せを使用してパターン形成を標的領域に限定することができる。

既述のオンデマンドで樹脂を提供するのは些細な事ではない。液滴のサイズおよび間隔は、テンプレートのフィーチャを充填するのに十分な樹脂が存在するようにし、他方では同時に、隣接する液滴が流体に触れた途端に樹脂はどこにも流れていくところが無くなるので、望ましくない厚みがあるかまたは不均一な残存層に転動する恐れがある過剰な樹脂を最小限にするように慎重に制御される。

本明細書では、ＵＶ硬化性液体を基板上に堆積させることに言及するが、液体はテンプレートの上にも堆積させることが可能であり、一般に、同じ技法および考えが該当する。

図３は、テンプレート、インプリント可能材料（硬化性単量体、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂など）、および基板の相対寸法を例示する。硬化性樹脂層の厚さｔに対する基板の幅Ｄの比は、約１０^６である。テンプレートから突出するフィーチャが基板を損傷するのを回避するために、寸法ｔはテンプレート上の突出するフィーチャの深さよりも大きくすべきであることが理解されよう。

スタンプ(stamping)後に残された残存層は下に位置する基板の保護に有用であるが、本明細書で説明するように、それも、特に高い解像度および／または最小のＣＤ（最小寸法）のばらつきが望ましいときには問題の元になり得る。第１の「ブレイクスルー」(breakthrough)エッチングは等方性（非選択的）であり、したがって、インプリントされたフィーチャばかりでなく残存層もある程度まで食刻することになる。これは、残存層が過剰に厚くかつ／または不均一であれば問題が悪化し得る。このような問題は、例えば、下に位置する基板の中に最終的に形成される線の太さのばらつき（すなわち最小寸法のばらつき）につながり得る。第２の異方性エッチングにおいて転写層の中でエッチングされる線の太さの均一性は、樹脂の中に残されたフィーチャの形状のアスペクト比および完全性に依存する。残存樹脂層が不均一であれば、非選択的な第１のエッチングは、「丸まった」(rounded)頂部を有するフィーチャの一部を残す恐れがあり、フィーチャが、第２のおよび任意の後続エッチング処理において線の太さの適切な均一性を確実にするほどには十分適切に画定されないことになる。原理上、上の問題は、確実に残存層を可能限り薄くすることによって軽減可能であるが、これには望ましくない大きな圧力の印加（基板の変形を助長する恐れがある）および相対的に長いインプリント時間（処理量を低下させる恐れがある）が避けられない。

テンプレートは、インプリントリソグラフィ・システムの重要な構成要素である。本明細書で留意したように、テンプレート表面上のフィーチャの解像度は、基板上にプリントされたフィーチャの実現可能な解像度に対する制限要素である。ホットリソグラフィおよびＵＶリソグラフィに使用されるテンプレートは一般に２段プロセス(two-stage process)で形成される。最初に、高解像度のパターンをレジストの中に付与するために、所望のパターンが、例えば、電子ビーム描画（例えば、電子ビームパターン形成器）を用いて描画される。次いで、パターンをテンプレートの基部材料中へ転写するために、レジストパターンが、最終的な異方性エッチング処理のためのマスクを形成するクロムの薄層の中へ転写される。例えば、イオンビームリソグラフィ、Ｘ−線リソグラフィ、極ＵＶリソグラフィ、エピタキシャル成長、薄膜堆積、化学エッチング、プラズマエッチング、イオンエッチング、またはイオン切削加工などの他の技法が使用可能である。一般に、非常に高い解像度が可能な技法は、テンプレートが実質的に１ｘマスクであり、転写されたパターンの解像度がテンプレート上のパターン解像度によって限定されるときに使用されることになる。

テンプレートの剥離特性(release characteristics)も考慮され得る。テンプレートは、例えば、低い表面エネルギーを有する、テンプレート上の薄い剥離層を形成するために、表面処理材によって処理され得る（薄い剥離層も基板上に堆積され得る）。

インプリントリソグラフィの開発における別の考慮は、テンプレートの機械的耐久性である。テンプレートは、レジストのスタンプ時に大きな力に曝され得るが、ホットリソグラフィの場合では、圧力および温度の極値にも曝され得る。これは、テンプレートの損耗を引き起こし、基板上にインプリントされるパターンの形状に悪影響を及ぼす恐れがある。

ホットインプリントリソグラフィでは、テンプレートと基板との間の異なる熱膨張を軽減するために、パターン形成すべき基板と同じかまたは同様のテンプレートを使用する点において潜在的な利点が存在する。ＵＶインプリントリソグラフィでは、テンプレートは少なくとも一部が活性化放射に対して透過性であり、したがってクォーツテンプレートが使用される。

本文ではＩＣの製造におけるインプリントリソグラフィの使用に特定的に言及する場合があるが、説明されるインプリント装置および方法は、集積光学システム、磁気ドメインメモリ用の案内および検出パターン、ハードディスク磁気媒体、平板パネル表示器、薄膜磁気ヘッドなどのような他の用途も有し得ることが理解されるべきである。

本明細書における説明では、実質的にレジストとしての役目をするインプリント可能な樹脂を介してテンプレートパターンを基板に転写するためにインプリントリソグラフィを使用することに特定的に言及するが、幾つかの状況では、インプリント可能な材料自体が、例えば、とりわけ電気的または熱的伝導性、光学的線形または非線形応答のような機能を有する機能材料であり得る。例えば、この機能材料は、導電層、半導電層、誘電層、または別の望ましい機械的、電気的、もしくは光学的特性を有する層を形成し得る。幾つかの有機物質も適切な機能材料であり得る。このような応用例も本発明の実施形態の範囲内であり得る。

図４は、本発明の実施形態に係るインプリントリソグラフィ装置を模式的に示す。本インプリントリソグラフィ装置は、第１の基板テーブル３１および第２の基板テーブル３２を備える。第１の基板テーブル３１には、本装置の基部プレート３４の上に休止するガス（例えば、空気）足部(gas foot)３３が設けられる。ガス足部３３は、所定圧力のガスがガス足部まで通され、基板プレート３３上でガス足部を支持するガスのクッションを確立するように配置される。これは、ガス足部３４および基板テーブル３１が基板３４の上方で円滑に移動できるようにする。第２の基板テーブル３２にもガス足部３５が設けられる。

インプリント可能媒体を提供するように構成されたディスペンサ３６が、取付け台３７に固定される。このインプリント可能媒体ディスペンサ３６は、例えば、インプリント可能媒体の液滴を堆積させるインクジェットノズルでよい。それは、例えば、インクジェットノズルの配列を含み得る。インクジェットノズル配列の適切な構成は、当業者には知られている。

例えば、光回折系システムまたは画像認識系システムであり得る第１のアライメントシステム３９が、第１の基板テーブル３１の上に設けられた１つまたは複数のアライメントマークに対して、第１の基板３８の１つまたは複数のターゲット部分を位置合わせするように配置される。これは、例えば、第１の基板テーブル３１の上のアライメントマークに対して、第１の基板３８の上のアライメントマークの位置を測定することによって行われ得る。

基板３８（第１の基板と呼ぶ）が、第１の基板テーブル３１の上に設けられる。この基板３８は、インプリント可能媒体ディスペンサ３６によって堆積されたインプリント可能媒体の液滴を受け取る。インプリント可能媒体の液滴は、基板３８の使用可能な表面全体に亘って供給され得る。別法として、液滴は基板３８の予め選択された部分の上に供給され得る。

第２の基板テーブル３２が、テンプレートホルダ４１の中に保持されるインプリントテンプレート４０の下方に配置される。インプリントテンプレート４０の最下部の表面にはパターンが設けられている。インプリントテンプレート４０およびテンプレートホルダ４１は、インプリントテンプレートホルダの隣に位置する矢印によって示すように、Ｚ−方向へ移動可能である。基板４２（第２の基板と呼ぶ）が、第２の基板テーブル３２の上に設けられる。

使用に際して、インプリント可能媒体ディスペンサ３６がインプリント可能媒体の液滴を第１の基板３８の上に提供し、同時にインプリントテンプレート４０がパターンを第２の基板４２の上にインプリントしている。このプロセスを下でさらに詳細に説明する。

最初に、第１の基板テーブル３１の上には基板が存在していない。基板操作器（図示せず）が基板を第１の基板テーブル３１の上に受け渡す。図４では、この基板が第１の基板３８である。第１の基板３８は、第１の基板テーブル３１の上に所定の精度の範囲内で位置決めされる。これは、第１の基板３８の望ましい使用可能域全体に、インプリント可能媒体ディスペンサ３６、さらに後にはインプリントテンプレート４０が正確に到達し得るようになっている。真空が、第１の基板テーブル３１の中に設けられた複数の穴を介して適用され、それによって第１の基板３８が第１の基板テーブル上を移動しないように、それを第１の基板テーブルに固定する。

第１のアライメントシステム３９を使用して第１の基板テーブル３１の上のアライメントマークに対して、第１の基板３８の上のアライメントマークの位置を測定する。これは、アライメントシステム３９の下方の第１の基板テーブル３１を並進させることによって行われる。ターゲット部分の位置がその所期の位置から偏位しているかどうか測定される。第１の基板３８は第１の基板テーブル３１に確実に固定されているので、第１の基板テーブル３１の上のアライメントマークに対する第１の基板上のターゲット部分の位置は、位置合わせ測定後に変化することはない。

第１の基板テーブル３１は、第１の基板の望ましい使用可能域全体がインプリント可能媒体ディスペンサ３６の下方を通過するように所定の経路を通って並進される。インプリント可能媒体ディスペンサ３６は、それが所定の経路を通って並進されている間に、インプリント可能媒体の液滴を第１の基板３８の上に提供する。インプリント可能媒体は液滴の配列として供給され得るが、その構成は当業者には明白であろう。インプリント可能媒体の液滴が第１の基板３８の上に供給される厳密な位置は、位置合わせ測定を基準にして求められる。

インプリント可能媒体が第１の基板３８の上に供給されているのと同時に、パターンが第２の基板４２の上にインプリントされている（第２の基板には既にインプリント可能媒体が供給済みである）。

第２のアライメントシステム４５、例えば、光回折系システムまたは画像認識系システム、を使用して、第２の基板テーブル３２の上に設けられた１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定する。それによって、第２の基板４２のターゲット部分がインプリントテンプレート４０と位置合わせされ得るように、このターゲット部分の位置の測定が可能になる。一旦所望のターゲット部分がインプリントテンプレート４０と位置合わせされたら、テンプレートホルダ４１は、それが第２の基板４２の上に供給されたインプリント可能媒体の中へインプリントテンプレート４０を圧入するまでＺ−方向へ下向きに移動される。次いで、インプリントテンプレート４０の下方に位置するインプリント可能媒体の領域が、例えば、ＵＶ源５０によって発生され得るＵＶ放射で照射される。

ＵＶ源５０、テンプレートホルダ４１、およびインプリントテンプレート４０は、ＵＶ放射が、インプリントテンプレートの下方に位置するインプリント可能媒体の部分のみに入射するように配置される。これは、例えば、１つまたは複数の遮蔽板を使用することによって、またはインプリントテンプレート４０およびテンプレートホルダ４１の１つまたは複数の面に、ＵＶ放射に対して不透明である被膜を適切に塗布することによって実現され得る。ＵＶ放射の代わりに、任意適切な波長を使用してインプリント可能媒体を照射してもよい（すなわち、任意適切な化学放射を使用してもよい）。用語法を平易にするために、本明細書では「ＵＶ放射」(UV radiation)という用語を引き続き使用する。

一旦インプリント可能媒体がＵＶ放射によって硬化されたら、インプリントテンプレートホルダ４１およびインプリントテンプレート４０が、Ｚ−方向へ上向きに、第２の基板４２から離れるように移動される。次いで、第２の基板テーブル３２は、第２のターゲット部分がインプリントテンプレートの下方に位置するように移動される。次いで、インプリントプロセスが反復される。

基板４２の単一のターゲット部分をインプリントするように寸法決めされるインプリントテンプレート４０を有する代わりに、より大きなインプリントテンプレートが使用されても良い。例えば、インプリントテンプレートは、第２の基板４２全体または第２の基板の実質的な部分に、パターンが単一のインプリントプロセス時にインプリントされるように寸法決めされ得る。

一旦第２の基板４２上へのパターンのインプリントが完了し、かつ第１の基板３８上へのインプリント可能媒体の提供が完了したら、基板テーブル３１および３２は反対の位置へ交換される。一実施形態では、これは、基板テーブル３１、３２が衝突することがないように、それらをＹ−方向へ移動し（ガス足部３３、３５を使用して）、次いで、第１の基板テーブル３１を正のＸ−方向へ移動し、かつ第２の基板テーブル３２を負のＸ−方向へ移動することによって実現される。一般的に言えば、第１のテーブルは、インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して配置された第１の位置から、インプリントテンプレートホルダにまたはそれに隣接して配置された第２の位置へ移動する。第２の基板テーブルは、このような第２の位置から第１の位置へ移動する。

基板テーブル３１、３２の厳密な位置は、これらが第１および第２の位置にあるときに干渉形（図示せず）を使用して監視され得る。これらの干渉計は、第１の組の干渉計が、第１の位置にある基板テーブル（それがどの特定の基板テーブルであるかに関わりなく）の位置を計測し、同様に、第２の組の干渉計が、第２の位置にある基板テーブルの位置を計測する。これらの干渉計は、必ずしも位置交換の全プロセスを通して基板テーブル３１、３２の位置を監視する必要はない。

第２の基板４２が第２の基板テーブルから取り出され得るように、第２の基板テーブル３２によって印加された真空が解除される。次いで、第２の基板４２は基板操作器によって第２の基板テーブル３２から除去される。これに続いて、新たな基板が第２の基板テーブル３２の上に配置される。新たな基板には、上で説明した様態で、インプリント可能媒体ディスペンサ３６を使用してインプリント可能媒体が供給される。

第１の基板３８は、パターンを第１の基板上にインプリントするために使用されるインプリントテンプレート４０の下方に配置される。一旦新たな基板上へのインプリント可能媒体の堆積が完了し、かつ第１の基板３８上へのパターンのインプリントが完了したら、基板テーブル３１、３２は、もう一度反対の位置へ交換される（これは上で説明したものと同じ様態で行われる）。

本発明の実施形態は、例えば、異なる基板上にパターンがインプリントされているときに、同時にインプリント可能媒体が所与の基板の上に供給され得るので処理量を増大させる。

本発明の別法による実施形態が、図５に模式的に示されている。図５に示した実施形態は、大部分が図４の右手側に対応するが、主要な違いは、第１に、図５の左手および右手側が実質的に同じであること、さらに第２に、インプリント可能媒体を提供するように構成されたディスペンサがそれぞれのインプリントテンプレートホルダのどちらの側にも設けられていることである。

最初に図５の左手側を参照すると、基板１４２が、ガス足部１３５の上に位置する基板テーブル１３４の上で保持されている。インプリントテンプレートホルダ１４１が、インプリントテンプレート１４０を保持する。ＵＶ源１５０が、テンプレートホルダ１４１の上方に設けられ、アライメントシステム１４５がテンプレートホルダの一方の側に設けられる。インプリント可能媒体１４６がテンプレートホルダ１４１の両側に設けられる。

図５の右手側を参照すると、基板２４２が、ガス足部２３５の上に位置する基板テーブル２３４の上に保持されている。インプリントテンプレートホルダ２４１がインプリントテンプレート２４０を保持する。ＵＶ源２５０がインプリントテンプレートホルダ２４１の上方に設けられ、アライメントシステム２４５がテンプレートホルダの一方の側に設けられる。インプリント可能媒体ディスペンサ２４６テンプレートホルダ２４１の両側に設けられる。

図６に、下方から眺めたインプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６が示されている。それぞれのインプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６に一連のインクジェットノズル１６０が設けられる。図６では、これが５つの開口として模式的に図示されているが、任意適切な数のインクジェットノズルが使用され得ること、さらにこれらは一連の列として設けてもよいし、または単一の列として設けられるのではなく配列の形態で設けてもよいことが理解されよう。インクジェットノズルの代わりに他の適切な穴を使用してもよい。図６には、インプリントテンプレートホルダ１４１、２４１およびインプリントテンプレート１４０、２４０の下面も示されている。

図５から７を参照すると、使用に際して、基板テーブル１３４、２３４は、インプリントテンプレート１４０、２４０の下方でＸ−方向に走査される。このような走査移動時に、インプリント可能媒体が、左手側のインプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６のインクジェットノズル１６０を使用して基板１４２、２４２のターゲット部分上に堆積される。インクジェットノズル１６０からのインプリント可能媒体の供給は、一旦ターゲット部分がインプリント可能媒体によって覆われると停止される。これが図７に示されており、インプリント可能媒体の層が１６１で示されている。基板テーブル１３４、２３４は、インプリントテンプレート１４０、２４０が、インプリント可能媒体１６１のターゲット部分の上方に配置されるまで、Ｘ−方向に移動し続ける。こうして、基板１４２、２４２のターゲット部分は、それがインプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６の下方を通過する直後に、インプリントテンプレート１４０、２４０の下方に配置される。インプリントテンプレート１４０、２４０はインプリント可能媒体１６１の中へ圧入され、次いで、このテンプレートはＵＶ源１５０、２５０を使用して照射される。次に、インプリントテンプレート１４０、２４０がインプリント可能媒体１６１から取り出され、さらなるインプリント可能媒体が基板１４２、２４２の上に堆積され得るように、基板テーブル１３４、２３４がもう一度Ｘ−方向へ走査される。

「直後に」(directly after)という用語は、ターゲット部分がインプリントテンプレート１４０、２４０の下方に位置する前に、それが実質的な経路を通過（例えば、正および負のＸ−方向における走査ならびにＹ−方向における並進）しないことを意味しようとするものである。それは、インプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６とインプリントテンプレート１４０、２４０との間に離隔距離が存在しないことを意味しようとするものではない。

引き続いて、基板テーブル１３４、２３４が負のＸ−方向へ走査されているとき、右手側のインプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６を使用してインプリント可能媒体を基板１４０、２４０の上に堆積する。

図５を参照すると、基板操作器（図示せず）が、基板を基板テーブル１３４、２３４の上に配置するために、かつ基板を基板テーブルから取り出すために、本装置の両側に設けられ得る。別法として、図５の中心の矢印によって模式的に示したように、基板テーブル１３４、２３４が位置を交換し、単一の基板操作器を使用して単一の基板操作器が基板を基板テーブルの上に配置し、かつそれから基板を取り出せるようにしてもよい。

２つのＵＶ放射源１５０、２５０が示されているが、これらは、適切な放射路を介してインプリントテンプレート１４０、２４０に連結される単一の放射源によって置き換えられてもよい。一実施形態では、このような放射路が、両方の基板１４２、２４２を同時に照射できるように構成され得る。これを実施する場合には、適切な時点に（すなわち、インプリントテンプレート１４０、２４０が基板上に押し付けられるときに）照明が基板１４２、２４２の上に注がれるように、図５の左手側の装置部分および図５の右手側の装置部分の操作が同期化される。

別法による配置では、放射路は、放射が所与の時間に一方の基板のみに通り得るように構成されてもよい。例えば、これは可動式ミラーを使用して実現され得る。これが実施される場合には、照明が適正時に基板上に注がれるように、図５の左手側に示した装置が、図５の右手側に示した装置に対して非同期的に操作される。このような配置は、放射源からの放射が所与の時間に一方の基板のみに送出されるので、より弱いＵＶ放射の使用を可能にする。

図５から図７には、インプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６が、インプリントテンプレート１４０、２４０の両Ｘ−方向に配置されているように示されているが、別法として、インプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートの両Ｙ−方向に配置されてもよいことが理解されよう。インプリント可能媒体ディスペンサ１４６、２４６が配置される位置は、ターゲット部分がインプリントテンプレート１４０、２４０の下方に位置する前に、インプリント可能媒体が基板１４２、２４２の所与のターゲット部分の上に供給されるように、基板テーブル１３４、２３４が移動される１つまたは複数の方向を考慮することによって決定される。

幾つかの場合では、インプリント可能媒体ディスペンサをインプリントテンプレートホルダ１４１、２４１のそれぞれの側に設けることが望まれ得る。

図５から図７に関して説明した本発明の実施形態は、それが２つの基板のインプリントを同時に実行することを可能にするので、処理量の増大をもたらし得る。さらには、それはインプリントが行われる直前に、インプリント可能媒体が基板上に供給されることを可能にする。

図５から図７に関して説明したインプリント可能媒体ディスペンサは、１つの基板テーブルのみを備えるインプリントリソグラフィ装置の中に設けられてもよい。

以上に本発明の特定の実施例を説明してきたが、本発明は説明された以外でも別様に実施され得ることが理解されよう。以上の説明は本発明を限定しようとするものではない。

従来のソフトリソグラフィ方法の実施例を例示する図である。 従来のホットリソグラフィ方法の実施例を例示する図である。 従来のＵＶリソグラフィ方法の実施例を例示する図である。 ホットインプリントリソグラフィおよびＵＶインプリントリソグラフィを使用してレジスト層をパターニングするときに使用される２段エッチング処理を例示する図である。 テンプレートと、基板上に堆積された典型的にインプリント可能なレジスト層とを例示する図である。 本発明に係るインプリントリソグラフィ装置の実施形態を示す模式図である。 本発明に係るインプリントリソグラフィ装置の別法による実施形態を示す模式図である。 図５の左手側のインプリントテンプレートホルダおよびインプリント可能媒体ディスペンサの底面を示す模式図である。 動作中の図５の左手側を模式的に示す拡大図である。アライメントシステムアライメントシステム

Claims (20)

1. 基板を保持するように配置された第１の基板テーブルと、
   基板を保持するように配置された第２の基板テーブルと、
   インプリントテンプレートを保持するように配置されたインプリントテンプレートホルダと、
   インプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、
   前記第１の基板テーブルは、前記インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して位置する第１の位置と、前記インプリントテンプレートホルダにまたはそれに隣接して位置する第２の位置との間で移動可能であり、
   前記第２の基板テーブルは、前記第１および第２の基板テーブルが位置を交換するように、前記第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるインプリントリソグラフィ装置。
2. 前記インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して位置する第１のアライメントシステムと、前記インプリントテンプレートホルダにまたはそれに隣接して位置する第２のアライメントシステムとをさらに備える、請求項１に記載の装置。
3. 前記第１のアライメントシステムは、前記第１の基板テーブルの上の１つまたは複数のアライメントマークに対して、前記第１の基板の上の１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定するように配置される、請求項２に記載の装置。
4. 前記第２のアライメントシステムは、前記第２の基板の１つまたは複数のターゲット部分が、前記インプリントテンプレートホルダによって保持されたときに前記インプリントテンプレートと位置合わせされ得るように、前記第２の基板テーブルの上の１つまたは複数のアライメントマークの位置を測定するように配置される、請求項２に記載の装置。
5. 前記基板テーブルの位置をモニターするように配置された１組の干渉計をさらに備える、請求項１に記載の装置。
6. どちらの基板テーブルの位置が前記インプリント可能媒体ディスペンサの箇所にあるかまたはそれに隣接しているかをモニターするように配置された第１の組の干渉計と、どちらの基板テーブルの位置が前記インプリントテンプレートホルダの箇所にあるかまたはそれに隣接しているかをモニターするように配置された第２の組の干渉計とを備える、請求項５に記載の装置。
7. 前記基板テーブルは、前記インプリントテンプレートホルダの移動軸に対して実質的に垂直な平面内に共に位置する２つの方向へ移動可能である、請求項１に記載の装置。
8. 前記基板テーブルはそれぞれがガス足部によって支持される、請求項１に記載の装置。
9. 前記インプリント可能媒体ディスペンサは、インクジェットノズル、またはインクジェットノズルの配列を備える、請求項１に記載の装置。
10. 基板を保持するように配置された第１の基板テーブルと、
    基板を保持するように配置された第２の基板テーブルと、
    インプリントテンプレートと、
    インプリント可能媒体を提供するように構成されたディスペンサと、を備え、
    前記第１の基板テーブルは、前記インプリント可能媒体ディスペンサにまたはそれに隣接して位置する第１の位置と、前記インプリントテンプレートにまたはそれに隣接して位置する第２の位置との間で移動可能であり、
    前記第２の基板テーブルは、前記第１および第２の基板テーブルが位置を交換するように、前記第１の位置と第２の位置との間で移動可能であるインプリントリソグラフィ装置。
11. 基板を保持するように配置された基板テーブルと、
    インプリントテンプレートを保持するように配置されたインプリントテンプレートホルダと、
    少なくとも２つのインプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、第１の前記インプリント可能媒体ディスペンサは前記インプリントテンプレートホルダの一方の側にまたは一方の側に隣接して位置し、第２の前記インプリント可能媒体ディスペンサは前記インプリントテンプレートホルダの反対側にまたは反対側に隣接して位置するインプリントリソグラフィ装置。
12. 前記基板テーブルは、前記基板のターゲット部分が前記インプリント可能媒体ディスペンサの一方の下方を通過する直後に、それが前記インプリントテンプレートの下方に位置するように走査方向へ移動可能である、請求項１１に記載の装置。
13. 前記インプリントテンプレートの上流に位置する前記インプリント可能媒体ディスペンサは、前記ターゲット部分が前記インプリントテンプレートの下方に位置する前に、インプリント可能媒体を前記基板の上に供給するように配置される、請求項１２に記載の装置。
14. 前記インプリント可能媒体ディスペンサの少なくとも一つは、穴の列、一連の穴の列または穴の配列を備える、請求項１１に記載の装置。
15. 前記穴はインクジェットノズルである、請求項１４に記載の装置。
16. インプリント可能媒体ディスペンサが前記インプリントテンプレートホルダのそれぞれの側にまたはそれぞれの側に隣接して位置するように、２つの追加的なインプリント可能媒体ディスペンサをさらに備える、請求項１１に記載の装置。
17. 第２の基板を保持するように配置された第２の基板テーブルと、
    第２のインプリントテンプレートを保持するように配置された第２のインプリントテンプレートホルダと、
    少なくとも２つのインプリント可能媒体ディスペンサと、をさらに備え、第１の前記インプリント可能媒体ディスペンサは前記第２のインプリントテンプレートホルダの一方の側にまたは一方の側に隣接して位置し、第２の前記インプリント可能媒体ディスペンサは前記第２のインプリントテンプレートホルダの反対側にまたは反対側に隣接して位置する、請求項１１に記載の装置。
18. 前記第１および第２の基板テーブルの位置は交換され得る、請求項１７に記載の装置。
19. 基板を保持するように配置された基板テーブルと、
    インプリントテンプレートと、
    少なくとも２つのインプリント可能媒体ディスペンサと、を備え、第１の前記インプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートの一方の側にまたは一方の側に隣接して位置し、第２の前記インプリント可能媒体ディスペンサはインプリントテンプレートの反対側にまたは反対側に隣接して位置するインプリントリソグラフィ装置。
20. 第１の基板を保持する第１の基板テーブルを第１の位置に移動させること、
    前記基板を前記第１の位置にある前記基板テーブルに位置合わせすること、
    インプリント可能媒体層を前記第１の基板の上に前記第１の位置で提供すること、
    前記第１の基板を第２の位置に移動させること、
    第２の基板を保持する第２の基板テーブルを前記第１の位置に移動させること、
    前記第２の位置で、１つまたは複数のテンプレートを前記インプリント可能媒体層中にプレスすること、および
    前記第２の基板を前記プレスの少なくとも一部の間に前記第２の基板テーブルに位置合わせすること、
    を含むインプリントリソグラフィ方法。