JP2021163966A - インプリントリソグラフィにおけるインプリント力印加の精度を改善するための装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】インプリント力を較正するインプリント装置を提供する。
【解決手段】インプリント装置はインプリントヘッドと、前記インプリントヘッドに信号を供給する少なくとも１つのケーブルアセンブリ６０と、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの状態を検出するケーブルアセンブリセンサとを含む。前記信号は、電圧信号、電流信号および空気信号のうちの１つまたは複数を含んでもよい。前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの歪みを測定する歪みゲージ５０、または前記少なくとも１つのケーブルアセンブリにかかる力を測定するロードセルを含んでもよい。測定された歪みおよび／または力の変化が、インプリント力のための調節された新しい設定点を計算するために適用される。
【選択図】図４

Description

本開示は、ナノインプリントリソグラフィに関し、より詳細には、ナノインプリントリソグラフィにおける最終インプリント力印加の精度を向上させるための装置に関する。

ナノ加工は、１００ナノメートル以下のオーダーのフィーチャを有する非常に小さな構造の製造を含む。ナノ加工がかなりの影響を及ぼした応用の１つは、集積回路の製造である。半導体加工産業は、基板上に形成される単位面積あたりの回路を増加させながら、より大きな生産歩留まりを目指し続けており、それゆえ、ナノ加工がますます重要になっている。ナノ加工は、形成される構造の最小フィーチャ寸法の継続的な低減を可能にしながら、より優れたプロセス制御を提供する。

今日使用されている例示的なナノ製造技術は一般に、ナノインプリントリソグラフィと呼ばれる。ナノインプリントリソグラフィは、例えば、ＣＭＯＳロジック、マイクロプロセッサ、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、ＤＲＡＭメモリ、ＭＲＡＭ、３Ｄクロスポイントメモリ、Ｒｅ−ＲＡＭ、Ｆｅ−ＲＡＭ、ＳＴＴ−ＲＡＭなどの集積デバイスの１つ以上のレイヤを製造することを含む様々な用途に有用である。例示的なナノインプリントリソグラフィ・プロセスは米国特許第８，３４９，２４１号、米国特許第８，０６６，９３０号、および米国特許第６，９３６，１９４号など、多数の刊行物に詳細に記載されており、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。

前述の米国特許のそれぞれに開示されているナノインプリントリソグラフィ技術は、成形可能（重合可能）層にレリーフパターンを形成することと、レリーフパターンに対応するパターンを下にある基板内および／または上に転写することとを含む。基板は、パターニングプロセスを容易にし所望の位置決めをするために、移動ステージに結合されてもよい。パターニングプロセスは、基板から離間したテンプレートと、テンプレートと基板との間に塗布された成形可能液体とを使用する。成形可能液体は、成形可能液体と接触するテンプレートの表面の形状に一致するパターンを有する固体層を形成するために固化される。固化の後、テンプレートは、テンプレートと基板とが離間するように剛性層から分離される。次いで、基板および固化層は、エッチングプロセスなどの追加のプロセスに供されて、固化層内のパターンに対応するレリーフイメージを基板内に転写する。パターニングされた基板は、例えば、酸化、膜形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料の除去、ダイシング、ボンディング、パッケージングなどを含む、デバイス製造のための既知のステップおよびプロセスをさらに受けることができる。

インプリント装置が開示される。前記インプリント装置は、インプリントヘッドと、前記インプリントヘッドに接続された少なくとも１つのケーブルアセンブリと、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの状態を検出するケーブルアセンブリセンサと、を備える。前記信号は、電圧信号、電流信号、および空気信号のうちの１つまたは複数を含みうる。前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの歪みを測定する歪みゲージ、または、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリにかかる力を測定するロードセルを含みうる。例えば、前記ケーブルアセンブリは、電線および／またはガス供給管を含む。前記インプリントヘッドは、テンプレートに力を印加するアクチュエータを含みうる。前記インプリント装置は、前記ケーブルアセンブリセンサによって検出された前記状態に基づいて前記アクチュエータを制御するモーションコントローラを備えてもよい。

前記インプリント装置は、テンプレートを保持するためのチャックと、前記チャックを通して前記テンプレートを押圧する倍率アクチュエータと、前記チャックを介して前記テンプレートにインプリント力を印加するためのボイスコイルアクチュエータを更に備えうる。前記少なくとも１つのケーブルアセンブリは、前記倍率アクチュエータをピエゾアクチュエータに接続するケーブルおよび前記テンプレートにガスを供給するチューブのうちの少なくとも１つを含みうる。運動（位置）コントローラは、前記インプリントヘッドを軌道に沿って移動させるように少なくとも１つの信号をアクチュエータに送るように、また、前記ケーブルアセンブリの検出された前記状態に基づいて、送られる前記信号を調節するように使用されうる。前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリに取り付けられた歪みゲージ、および／または、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリに取り付けられたロードセルを含みうる。

較正されたインプリント力が提供されるインプリントヘッドに接続されたチャックによって保持されたテンプレートを使って基板の上に層を形成する方法が提供される。前記方法は、インプリントヘッドによって保持された基板に対して硬化プロセスを実行することを含みうる。前記インプリントヘッドおよび前記チャックの一方または両方に接続されたケーブルアセンブリの状態が測定される。前記基板に印加されるインプリント力は、前記ケーブルアセンブリの測定された前記状態に基づいて較正される。次に、前記硬化プロセスが完了した後に、前記インプリントヘッドを前記基板から取り外すことができる。前記ケーブルアセンブリの前記状態は、前記ケーブルアセンブリの歪みまたは前記ケーブルアセンブリにかかる力を含みうる。前記ケーブルアセンブリは、前記ケーブルアセンブリによって前記インプリントヘッドに信号を供給するように構成される。前記信号は、電圧信号、電流信号、および空気信号のうちの１つまたは複数を含んでもよい。一実施形態では、最終インプリント力は、前記インプリントヘッドを基板から分離する前の前記硬化プロセスの終了時に印加されうる。

物品を形成する方法が提供される。前記方法は、インプリントヘッドによってテンプレートを保持することと、分配された成形可能材料を含む基板と接触するように前記テンプレートを前進させることと、前記成形可能材料を硬化させることと、ケーブルアセンブリによって前記インプリントヘッドに信号を供給することと、前記ケーブルアセンブリの状態を測定することと、前記ケーブルアセンブリの測定された前記状態に基づいて前記テンプレートに印加される最終インプリント力を較正することと、前記基板から前記テンプレートを分離することとを含む。前記ケーブルアセンブリの前記状態は、前記ケーブルアセンブリの歪み、または、前記ケーブルアセンブリにかかる力を含む。前記信号は、電圧信号、電流信号、および空気信号のうちの１つまたは複数を含む。
従って、前記ケーブルアッセンブリは、電線およびガス供給管の少なくとも一方であってもよい。

本開示のこれらおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面および提供される特許請求の範囲と併せて、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって明らかになるのであろう。

本発明の特徴および利点が詳細に理解されうるように、本発明の実施形態のより具体的な説明は、添付の図面に示される実施形態を参照することによってなされうる。しかし、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、したがって、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本発明の範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
装置を示す図。 インプリントヘッドの断面図。 テンプレートチャックおよびテンプレートに及ぼされる力を示す図。 図３に示されるようなテンプレートに及ぼされる非反復力を測定するための実施形態を示す図。 図３に示すようなテンプレートに加えられる非反復力を測定するための別の実施形態を示す図。 テンプレートに加えられる非反復力を削るために図５で使用されるケーブルおよびロードセルの配置を示す図。 インプリントプロセスにおいて印加される最終的なインプリント力を較正するための例示的な方法を示す図。 図７に示す方法を用いて物品を製造する方法を示す図。 図面全体を通して、別段の記載がない限り、同じ参照符号および文字は、例示された実施形態の同様の特徴、要素、構成要素または部分を示すために使用される。さらに、本開示は図面を参照して詳細に説明されるが、例示的な実施形態に関連してそのように行われる。添付の特許請求の範囲によって定義される主題の開示の真の範囲および精神から逸脱することなく、記載された例示的な実施形態に対して変更および修正を行うことができることが意図される。

ナノインプリントシステム
図１は、一実施形態を実施することができるナノインプリントリソグラフィ装置１０を示す。装置１０は、基板１２上にレリーフパターンを形成するために使用されうる。基板１２は、基板チャック１４に結合されてもよい。図示するように、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、真空、ピン型、溝型、静電、電磁等を含むがこれらに限定されない任意のチャックであってもよい。

基板１２および基板チャック１４は、位置決めステージ１６によってさらに支持されてもよい。ステージ１６は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、θ軸、およびφ軸のうちの１つまたは複数に沿った並進運動および／または回転運動を提供することができる。ステージ１６、基板１２、および基板チャック１４はまた、ベース（図示せず）上に位置決めされてもよい。

基板１２から離間してテンプレート１８がある。テンプレート１８は、第１面と第２面とを有する本体を含むことができ、一方の面は、そこから基板１２に向かって延びるメサ２０（モールド２０とも呼ばれる）を有する。メサ２０は、その上にパターニング表面２２を有することができる。あるいは、テンプレート１８は、メサ２０なしで形成されてもよい。

テンプレート１８および／またはモールド２０は、溶融シリカ、石英、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、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイアなどを含むがこれらに限定されない材料から形成されてもよい。図示されるように、パターニング表面２２は、複数の離間した凹部２４および／または凸部２６によって画定されるフィーチャを含むが、本発明の実施形態はそのような構成（例えば、平面）に限定されない。パターニング面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成する任意のオリジナルパターンを画定することができる。あるいは、表面２２は、ブランクであってもよく、すなわち、パターンフィーチャがなくてもよく、その場合、平坦な表面を基板上に形成することができる。代替実施形態では、パターニング表面２２が基板と同じ面積サイズである場合、基板全体（例えば、基板処理全体）にわたって層を形成することができる。

テンプレート１８は、テンプレートチャック２８に結合することができる。テンプレートチャック２８は、真空、ピン型、溝型、静電型、電磁型、および／または他の同様のチャック型として構成されてもよいが、これらに限定されない。さらに、テンプレートチャック２８は、テンプレートチャック２８、ヘッド３０およびテンプレート１８が少なくともｚ軸方向に移動可能であるように、次にブリッジ３６に移動可能に結合されうるインプリントヘッド３０に結合されてもよい。

装置１０は、流体分配システム３２をさらに備えることができる。流体分配システム３２は、基板１２上に成形可能材料３４（例えば、重合可能材料）を堆積させるために使用されうる。形成可能材料３４は、ドロップディスペンス、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、厚膜蒸着などの技術を用いて、基板１２上に配置することができる。成形可能材料３４は、設計上の考慮事項に応じて、型２２と基板１２との間に所望の体積が画定される前および／または後に、基板１２上に配置することができる。

流体分配システム３２は、成形可能材料３４を分配するために異なる技術を使用することができる。成形可能材料３４が噴射可能である場合、インクジェットタイプのディスペンサを使用して成形可能材料を分配することができる。例えば、サーマルインクジェッティング、マイクロエレクトロメカニカルシステム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェッティング、バルブジェット、および圧電インクジェッティングは、ジェッタブル液体を分配するための一般的な技術である。

装置１０は、化学線エネルギー４０を経路４２に沿って導く放射線源３８をさらに備えてもよい。インプリントヘッド３０およびステージ１６は、テンプレート１８および基板１２を経路４２と重ね合わせて位置決めするように構成することができる。カメラ５８は、同様に、経路４２と重ね合わせて配置することができる。装置１０は、ステージ１６、ヘッド３０、流体分配システム３２、供給源３８、および／またはカメラ５８と通信するプロセッサ５４によって調整されてもよく、メモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラム上で動作してもよい。

ヘッド３０、ステージ１６、またはその両方が成形可能材料３４によって充填されるそれらの間の所望の体積を規定するために、モールド２０と基板１２との間の距離を変化させる。例えば、インプリントヘッド３０は、モールド２０が成形可能材料３４に接触するようにテンプレート１８に力を印加することができる。所望の体積が成形可能材料３４で満たされた後、供給源３８は、成形可能材料１３４を硬化させる化学線エネルギー４０（例えば、紫外線）を生成し、すなわち、成形可能材料３４を、基板１２の表面４４およびテンプレート１８の表面２２の形状に一致して固化および／または架橋させ、基板１２上に形成された層を画定する。一実施形態では、基板１２は、基板、パターン化されていないテンプレート、または成形可能材料３４がその上でテンプレート１８によって成形される他の何らかの物体であってもよい。

インプリントヘッド
図２は、テンプレート１８をテンプレートチャック２８で保持し、インプリントプロセス中にテンプレート１８の動きを制御するインプリントヘッド３０の例示的な構造の断面図である。図示のように、インプリントヘッド３０は、フレーム３０ａを有し、フレーム３０ａの内部には、種々の装置または部品が組み込まれうる。本実施形態では、テンプレート１８は、フレーム３０ａの内側のテンプレートチャック２８によって保持される。テンプレートチャック２８の周縁部は、フレーム３０ａの底部周縁部の軟らかいフレクシャ４２によって支持されている。柔らかいフレクシャ４２は、ＸＹ平面上では高い剛性を有し、Ｚ方向に沿って低い剛性を有するように材料と幾何形状の設計がなされる。ＸＹ平面上の高い剛性は、ＸＹ平面におけるテンプレート１８の運動を妨げるが、Ｚ方向に沿った低い剛性は、Ｚ方向に沿ったテンプレート１８の運動に対してある限界を提供する。インプリントプロセスの間、テンプレート１８は、テンプレート１８の様々な位置に応力を印加する倍率アクチュエータ４０によってしばしば変形される。倍率アクチュエータ４０は、複数のピエゾアクチュエータを含み、これらのピエゾアクチュエータは電力を供給し、制御し、センサ情報を送信するケーブル４６に接続されている。インプリントヘッド３０はまた、倍率アクチュエータ４０の重量を相殺するために、フレーム３０ａの上壁と倍率アクチュエータ４０との間に接続された一組のばね４８を含む。したがって、ばね４８は、Ｚ方向に沿って制御された剛性を有する。倍率アクチュエータ４０は、テンプレートチャック２８に結合することもできる。エンコーダ４３は、フレーム３０ａの内部側壁に取り付けられうる。エンコーダ４３に位置合わせされたのは、テンプレートチャック２８の上面に配置されうるエンコーダスケール４４である。テンプレートチャック２８はまた、Ｚ方向に制御された剛性を有する１つまたは複数のばねを介してフレーム３０ａに接続されてもよい。エンコーダ４３とエンコーダスケール４４との対は、テンプレート１８の位置情報を提供する。インプリントヘッド３０は、Ｚ方向に沿ってテンプレート１８に印加される力を発生するために、１つまたは複数のボイスコイルアクチュエータ４５をさらに含む。テンプレートチャック２８から延びるチューブ４７は、テンプレート１８に印加される圧力を制御するためにガス供給源に接続される。ケーブル４６、ワイヤ、および／またはチューブ４７は、１つまたは複数のケーブル４６、ワイヤ、および／またはチューブ４７を含む少なくとも１つのケーブルアセンブリ６０として構成される。ケーブルアセンブリ６０は、互いに束ねられたケーブル４６、ワイヤ、および／またはチューブ４７を含むことができる。ケーブルアセンブリ６０は、複数のケーブルサブアセンブリを含んでもよい。ケーブル４６およびワイヤは、インプリントヘッド３０に、および、インプリントヘッド３０から電気信号および／または電力を伝送することができる。チューブ４７は、テンプレートチャック２８に、および、テンプレートチャック２８から空気信号および／または空気力を伝達することができる。ケーブルアセンブリ６０は、インプリントヘッド３０およびテンプレートチャック２８の一方または両方に接続される。ボイスコイルアクチュエータ４５は、電力を供給し、制御し、センサ情報を送信する１つまたは複数のケーブル４６に接続することができる。インプリントヘッド３０は、電力、センサ情報、および／または制御情報を供給する追加のケーブルを含むことができる。また、インプリントヘッド３０は、インプリントヘッド３０を介してまたはその下方に環境ガス（例えばヘリウム）を供給する追加のチューブ４７を含んでもよい。インプリントヘッド３０は、制御された力を関心対象に加える構成要素である。限定を意図しない例示的なインプリントヘッドは、制御された力をテンプレートチャックに印加し、その制御された力がテンプレートに伝達され、テンプレートは、その制御された力を基板１２上の成形可能材料に伝達する。別の限定を意図しない例示的なインプリントヘッドは、制御された力をレプリカテンプレートチャックに印加する。別の限定を意図しない例示的なシステムは、パターン化テンプレート、ブランクレプリカテンプレート、またはウエハなどの、システム内の１つまたは複数の物体（基板）に作用する力および／またはそれらの間の力をそれぞれ制御する２以上のインプリントヘッドを含む。別の限定を意図しない例示的なシステムは、フィーチャを有しないテンプレートを使って基板（例えば、ウエハまたはレプリカブランク）を平坦化しながら、制御された力を印加する。別の限定を意図しない例では、インプリントヘッドは、水平方向に沿った並進運動を印加し、その中で、運動を引き起こす力が制御される。インプリントヘッドは、成形システム内で何かを移動させる力を供給する。

最終インプリント力測定
インプリントプロセス中、基板とテンプレートとを分離する前の硬化プロセスの終了時に基板に接触力が印加される。一実施形態では、基板が半導体ウエハ、ブランクテンプレート、または、その上にテンプレート１８によって成形可能材料３４が成形される他の何らかの物体とすることができる。このような接触力は、しばしば最終インプリント力と呼ばれる。最終インプリント力は、ＮＩＬ（ナノインプリントリソグラフィー）の目標オーバレイ仕様を達成するために、ツール上で０．１Ｎの精度で制御される必要がある重要なパラメータの１つである（例えば、本明細書に記載の方法を使用して、０．０１Ｎ〜１Ｎの精度で最終インプリント力を制御することもできる）。使用された最終インプライント力は、米国特許公開物第２０１９／００３３７０９−Ａ１（これに記載された事項は、本開示の一部として取り込まれる）に記載されているとおり、インプリントされた膜のオーバレイの測定結果に基づいて推定することができる。この最終的なインプリント力をインプリント中に測定することは、接触ベースの力センサがインプリントプロセスの邪魔をするために、位置合わせ、オーバレイ、および他のプロセス仕様に著しく影響を及ぼす可能性があり、極めて困難である。現在のところ、力は、１つ以上のボイスコイルアクチュエータのそれぞれを流れる電流を通して推定されうる。しかしながら、この力推定は、複数回の実行にわたって目標仕様を満たそうとすると、外乱の下で精度と再現性の問題を持つことが観察された。インプリントヘッドがある位置から別の位置に移動することにつれて、位置は短い時間内に整定しうるものの、ボイスコイルアクチュエータを流れる力（電流）は一定の位置を維持するために減衰を続け、減衰の大きさは目標仕様より大きくなりうる。この減衰挙動は、ツール（装置）ごとに変化しうるものであり、同じツール上での複数回の実行中においも変化しうる。したがって、インプリント中のこの力の推定値を改善する必要がある。

本出願人は、力を推定する際の誤差の主要な原因が、インプリントヘッドが異なる位置間を移動する際の、インプリントヘッドに接続されたケーブルおよびチューブにおける応力の発生および緩和であると判断した。この挙動は、運動プロプロファイルに依存することが分かっており、インプリントヘッドの初期位置と最終位置との間のステップサイズ、初期位置から最終位置までのインプリントヘッドの速度、ケーブルおよびチューブ内の初期応力を含むケーブルおよびチューブの全ての以前の状態を含む多くの因子に依存しうる。ケーブルおよびチューブのこの粘弾性挙動は、力と減衰力の大きさに双方向反復性誤差（ヒステリシス）をもたらすようにシステムに減衰を誘起し、目標仕様内の力を推定することを困難にする。さらに、ケーブル間またはケーブルとツールの静止部分との間の相対的接触は非線形性および非反復性の力挙動をもたらす摩擦を引き起こし、したがって、力の推定を困難にする可能性がある。ばね力、撓み関連力、テンプレートチャック上のケーブルの歪み発生を含む非線形外乱を含む反復性の力が図３に示されている。Ｚ方向に沿った力Ｆ（ｚ）は次のように表すことができる。

Ｆ（ｚ）＝ Ｆｒｅｐｅａｔａｂｌｅ（ｚ）＋ Ｆｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ（ｚ）
反復性の力Ｆｒｅｐｅａｔａｂｌｅ（ｚ）は、ボイスコイルアクチュエータによって生成される下向きの力と、磁気アクチュエータの重量と、チャックおよびテンプレートの重量と、重量補正ばね力およびフレクシャから及ぼされる上向きの力とを含む。非反復性の外乱力には、ケーブルの粘弾性減衰によって生じるものが含まれる。

システム内のケーブルの歪みおよび／または応力を垂直（Ｚ）方向に関して測定することにより、ケーブルひいては力に影響を与える減衰挙動または外乱のいずれかによる力の大きさの変化の推定値を提供することができる。この文脈において、ケーブルとは、ケーブルおよびチューブの両方を指す。ケーブル応力緩和による力変化が測定されると、ノミナル力からの偏差を、最終的なインプリント力推定から除去することができる。センサは、最終的なインプリント力の代わりに、ケーブルおよびチューブ内の歪みまたは力を測定するためだけのものであるので、大きな測定範囲を必要としない。一実施形態によると、センサは、ケーブルがフレームに及ぼす外乱力を推定するために使用される。図４は、減衰挙動をリアルタイムで測定し、インプリントからインプリント、および／または、基板からウエハへの外乱またはゆらぎからの挙動のあらゆるゆらぎを補正するための１つの実施形態を示す。図４に示されるように、歪みゲージ５０が、倍率アクチュエータ４０に接続しているケーブル４６のうちの１つまたは複数に取り付けられ、ケーブル４６上の歪みを測定する。別の歪みゲージ５０が、ガス供給源をテンプレートチャック２８に接続するチューブ４７に取り付けられる。チューブ４７は、テンプレート１８の下に環境ガスを供給することもできる。一実施形態では、歪みゲージ５０のうちの１つまたは複数を、ケーブルアセンブリ６０、ケーブルサブアセンブリの一部、および／またはケーブルサブアセンブリに取り付けることができる。測定された歪みは、減衰挙動またはケーブルおよびチューブに影響を与える外乱のいずれかによる力の大きさの変化の推定値を提供する。力変化の測定が推定されると、ノミナル挙動からの偏差を除去して、最終インプリント力および／またはインプリント力軌跡のより正確な推定値をうることができる。

図５は、減衰挙動およびまたは外乱による力の大きさの変化を測定するための別の実施形態を示す。図５に示されるように、力変換器、例えばロードセル５１がケーブル４６およびチューブ４７に取り付けられて、その上の張力、圧縮、圧力またはトルクを測定する。歪みゲージ５０と同様に、それによって測定された力は、ケーブルおよびチューブの外乱力の推定値を提供する。ケーブル応力緩和による力変化がロードセル５１を用いて測定されると、ノミナル力からの偏差を最終インプリント力推定から除去することができる。一実施形態では、１つまたは複数の力変換器（例えばロードセル５１）が、ケーブルアセンブリ６０、ケーブルサブアセンブリの一部、および／またはケーブルサブアセンブリに取り付けられうる。図６は、ロードセル５１の構成例を示している。図示のように、ロードセル５１は、インプリントヘッドフレーム３０ａに取り付けられている。複数のケーブル４６およびチューブ４７を支持するために、ケーブルトレイ５２がロードセル５１の上に配置されうる。一実施形態では、ケーブルトレイ５２が環状の形状であり、１つまたは複数のロードセル（例えば、３つ）または他の何らかの形状で支持される。一実施形態では、ケーブルトレイ５２が複数の別個のトレイである。一実施形態では、ケーブルアセンブリ６０が１つまたは複数のケーブルトレイ５２を含む。このような測定構成により、インプリントヘッドが位置合わせおよびオーバレイ性能にとって重要な垂直方向に移動するときに、横方向の剛性を大きく変えたり劣化させたりすることなく、力の測定を行うことができる。従って、より敏感なロードセルを採用したより精密な測定を選択して、位置合わせおよびオーバレイ性能を劣化させることなく測定の精度を改善することができる。

減衰挙動または外乱の測定が実行されると、最終的なインプリント力を推定することができる。図７は、インプリントヘッド運動および／または最終的にテンプレートによって成形可能材料に加えられる最終インプリント力に影響を及ぼす擾乱を補償するように力設定点を調整するために力センサ信号がどのように使用されうるかの実施形態の概略図を示す。図示のように、倍率アクチュエータおよびテンプレートチャックの両方からケーブルおよびチューブを接続するケーブルおよびチューブの状態を測定するために、センサが使用される。ケーブルおよび／またはチューブ上の歪みまたは力の変化が測定される場合、歪みおよび／または力の変化が、インプリント力のための調節された新しい設定点を計算するために適用される。したがって、制御電流ｉを計算することができ、ボイスコイルアクチュエータを介してテンプレートに印加することができる。この方法は、テンプレートを基板に接触させた後でも、リアルタイムでケーブルおよびチューブの外乱力を測定し、補償することを可能にする。図６に示すようなステップに加えて、インプリントヘッドの移動、移動軌跡、および／またはインプリント力軌跡も、ケーブルおよびチューブから測定された歪みまたは力に基づいて制御または調節されうる。軌道の制御は、図６に示すように、エンコーダおよびエンコーダスケールに接続されているコントローラ４８によって達成することができ、コントローラ４８は、制御信号をインプリントヘッドの１つまたは複数の構成要素に送るモーションコントローラを含むことができる。制御信号は、デジタル信号、アナログ信号、電流信号、電圧信号、光信号、空気信号、またはインプリントヘッドの１つまたは複数の構成要素に、特定の時間にまたは力の軌跡に沿って力を印加するように命令する任意の他の信号のうちの１つまたは複数を含むことができる。一実施形態によると、制御信号は、ケーブルアセンブリ６０の検出された状態に基づいて調整される。

図８は、上述の最終インプリント力を推定するための装置および方法を使用して物品を形成するためのプロセスを示す。ステップＳ８０１では、インプリントヘッドのテンプレートチャックでテンプレートを保持する。テンプレートは、ステップＳ８０２において、基板上に分配された成形可能材料と接触するように進められる。ステップＳ８０３で、電圧信号、電流信号、インプリントプロセスで使用される環境ガス（例えば、ヘリウム、クリーンドライエア、窒素など）の供給、およびケーブルアセンブリ６０によってインプリントヘッドに供給される空気信号のうちの１つまたは複数を含む信号が提供される。ケーブルアセンブリ６０の状態は、例えば、ステップＳ８０４において、ケーブルアセンブリ６０の歪みまたはケーブルアセンブリ６０上の力を測定することによって測定される。次に、ステップＳ８０５において、テンプレートを介して成形可能材料に及ぼされるべき最終的なインプリント力および／またはインプリント力の軌跡を補正するように、測定された状態が適用される。ステップ８０６では、成形可能材料を硬化させる。硬化プロセスが完了すると、ステップＳ８０７において、テンプレートが基板から除去される。処理Ｓ８０２〜Ｓ８０７は、基板上の全てのフィールドが補正されたインプリント力で硬化されるまで繰り返されてもよい。次に、ステップＳ８０８において、基板に対してさらなるプロセスを実行することができる。

様々な態様のさらなる修正および代替実施形態は、この説明を考慮すれば当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。本明細書で示され、説明される形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることが理解されるべきである。要素および材料は本明細書に図示され、説明されたものと置き換えることができ、部品およびプロセスは逆にすることができ、特定の特徴は独立して利用することができ、すべて、この説明の恩恵を受けた後に当業者には明らかになるのであろう。

Claims (16)

1. インプリント装置であって、
   インプリントヘッドと、
   前記インプリントヘッドに接続された少なくとも１つのケーブルアセンブリと、
   前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの状態を検出するケーブルアセンブリセンサと、
   テンプレートに力を印加する、前記インプリントヘッドのアクチュエータと、
   前記ケーブルアセンブリセンサによって検出された前記状態に基づいて前記アクチュエータを制御するモーションコントローラと、
   を備えることを特徴とするインプリント装置。
2. 前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリの歪みを測定する歪みゲージ、または、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリにかかる力を測定するロードセルを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
3. 前記ケーブルアセンブリは、前記インプリントヘッドおよびチャックの一方または両方に信号を供給し、前記信号は、電圧信号、電流信号、および空気信号のうちの１つまたは複数を含む、
   ことを請求項１に記載のインプリント装置。
4. 前記ケーブルアセンブリは、少なくとも１つの電線を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
5. 前記ケーブルアセンブリは、少なくとも１つのガス供給管を含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
6. テンプレートを保持するためのチャックと、
   前記テンプレートに応力を印加する倍率アクチュエータと、を備え、
   前記アクチュエータは、前記チャックを介して前記テンプレートにインプリント力を印加するためのボイスコイルアクチュエータであり、
   前記少なくとも１つのケーブルアセンブリは、前記倍率アクチュエータに接続する少なくとも１つのケーブルおよび前記チャックにガスを供給するためのチューブのうちの少なくとも１つを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
7. 軌道に沿って前記テンプレートを移動させる力軌道に沿って前記テンプレートに力を印加するように前記インプリントヘッドに命令する少なくとも１つの制御信号を送り、前記ケーブルアセンブリの検出された前記状態に基づいて送られる前記制御信号を調整するモーションコントローラをさらに備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
8. 前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリに取り付けられた歪みゲージを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
9. 前記ケーブルアセンブリセンサは、前記少なくとも１つのケーブルアセンブリに取り付けられたロードセルを含む、
   ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
10. インプリントヘッドに接続されたチャックによって保持されたテンプレートを用いて基板の上に層を形成する方法であって、
    前記インプリントヘッドおよび前記チャックの一方または両方に接続されたケーブルアセンブリの状態を測定することと、
    前記ケーブルアセンブリの測定された前記状態に基づいて、前記テンプレートと前記基板との間に印加されるインプリント力を較正することと、
    較正された前記インプリント力を前記テンプレートに印加することと、
    を含むことを特徴とする方法。
11. 前記ケーブルアセンブリの前記状態は、前記ケーブルアセンブリの歪み、または、前記ケーブルアセンブリにかかる力を含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記インプリントヘッドおよび前記チャックの一方または両方に前記ケーブルアセンブリを用いて信号を供給することをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
13. 前記信号は、電圧信号、電流信号および空気信号のうちの１つまたは複数を含む、
    ことを特徴とする請求項１１に記載の方法。
14. 校正された前記インプリント力は、前記テンプレートの下の成形可能材料を硬化させることの終了時であって、前記テンプレートを前記基板から分離する前に加えられる、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
15. 前記インプリントヘッドを力軌道に沿って移動させる信号を送り、前記ケーブルアセンブリの測定された前記状態に基づいて、送信される前記信号を調整することをさらに含む、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
16. 物品を形成するための方法であって、
    インプリントヘッドに接続されたチャックによってテンプレートを保持すること、
    成形可能材料が分配された基板と接触するように前記テンプレートを前進させることと、
    ケーブルアセンブリによって前記インプリントヘッドに信号を提供することと、
    前記ケーブルアセンブリの状態を測定することと、
    前記ケーブルアセンブリの測定された前記状態に基づいて前記テンプレートに印加されるインプリント力を較正することと、
    校正された前記インプリント力を前記テンプレートに印加することと、
    前記成形可能材料を硬化させることと、
    前記基板から前記テンプレートを分離することと、
    を含むことを特徴とする方法。

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