JP4648408B2 - ナノ加工のためのチャッキング・システム - Google Patents

Description

（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
米国政府が本発明の一括払いライセンス、および米国国防総省国防高等研究事業局（ＤＡＲＰＡ）によって与えられるＮ６６００１−０１−１−８９６４とＮ６６００１−０２−Ｃ−８０１１の条件で提供されるような妥当な条件で他者にライセンスを与えるように特許所有者に要求する権利を限られた状況の中で有する。

本発明の分野は概して構造体のナノ加工に関する。さらに特定すると、本発明はインプリント・リソグラフィステップにおいて基板上に配置された固化層からテンプレートを容易に分離できるチャッキング・システムに向けられる。ナノ加工は極めて小さい構造体、例えばナノメートル以下のオーダーの外観を有する構造体の加工を含む。ナノ加工が大きな影響を与えた１つの分野は集積回路の処理にある。半導体処理工業は基板上の単位面積当たりの回路を増やす一方で、さらに大きな生産収率を得るために努力を続けているため、ナノ加工はますます重要になる。ナノ加工は形成される構造体の最小外観寸法のさらなる削減を可能にする一方で、さらに大きな処理制御を提供する。ナノ加工が使用されてきた他の開発の分野はバイオテクノロジー、光技術、機械系などを含む。

ナノ加工技術の一例は一般的にインプリント・リソグラフィと称される。例となるインプリント・リソグラフィは米国特許出願公開第１０／２６４９６０号として出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａＳｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ」という表題の米国公開特許出願番号２００４／００６５９７６、米国特許出願公開第１０／２６４９２６号として出願された「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａ Ｌａｙｅｒ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」という表題の米国公開特許出願番号２００４／００６５２５２、米国特許出願公開第１０／２３５３１４号として出願された「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」という表題の米国公開特許出願番号２００４／００４６２７１などの多くの公報に詳しく述べられており、これらのすべては本発明の譲受人に譲渡される。

前述の米国公開特許出願の各々に開示された基本的なインプリント・リソグラフィ技術は重合可能な層の中へのレリーフ・パターンの形成と、その下側の基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写を含む。この目的のために、基板から間隔を置いてテンプレートが使用され、成形可能な液体がテンプレートと基板の間に存在する。この液体が固化させられて固化層を形成する。固化層は、その液体と接触しているテンプレートの面の形状に一致する記録されたパターンを有する。このテンプレートが固化層から分離され、それにより、テンプレートと基板が隔てられる。次いで基板と固化層は、固化層内のパターンに対応するレリーフの像を基板内に転写するための処理を受ける。

固化層からテンプレートを分離させる改善された方法を提供することが望ましい。

本発明は、とりわけ、内部に形成された貫通路を有し、ピンが延びる面を有する本体、およびピンとランドの間にチャネルを区画する複数の突起を取り囲むランドを含むチャッキング・システムに向けられる。さらなる実施態様では、本体が複数の突起を有する。このチャッキング・システムの構造によってチャッキング力を変えることができる。本発明はテンプレート内に含まれるモールドを基板上に配置された固化層から分離させる方法に向けられる。この方法はとりわけ、層からテンプレートを分離させるためにテンプレートに分離強制力を印加するステップと、分離を達成するために必要とされる分離強制力を小さくするために基板内の局所的変形を促すステップを含む。分離強制力を小さくすることによって、記録された層への損傷が最小限にされる。本チャッキング・システムは必要とされる分離強制力を小さくし、結果として分離時の記録された層への損傷の最小化につながる。これらの実施形態その他は以下でさらに十分に述べられる。

図１を参照すると、テンプレート１０がインプリンティング層１２と接触して示されている。通常では、テンプレート１０は石英ガラスで構成されおり、インプリンティング層１２は当該技術で知られているいずれの材料から形成されてもよい。インプリンティング材料１２に関して例となる組成は、２００３年１月２４日に提出され、本願明細書に参照で組入れる「Ｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ」という表題の米国特許出願公開第１０／７６３８８５号明細書に開示されている。インプリンティング層１２は基板１４上に配置されてもよく、基板１４は付随する厚さ「ｔ」を有する。基板１４はシリコン、石英ガラス、金属、または集積回路の製造に通常関連する化合物材料を含めた事実上いずれの材料で形成されてもよい。テンプレート１０はその上に配置された複数の特徴構造を有する面１６を含み、これら複数の特徴構造は複数の凸部１８と凹部２０を含む。複数の凸部１８と凹部２０はインプリンティング層１２へ転写されるべきパターンを形成し、レリーフの像を形成する。より具体的には、インプリンティング層１２の材料が複数の凹部２０内に進入してこれを充填することでテンプレート１０の面１６全域にわたって隣接する構造を備えたインプリンティング層１２を形成するようにテンプレート１０がインプリンティング層１２に接触する。通常ではテンプレート１０とインプリンティング層１２を取り巻く雰囲気はヘリウムで満たされている。テンプレート１０はインプリント・ヘッド１１に接続されている。インプリント・ヘッド１１はＸ、Ｙ、および／またはＺ軸に沿って動くように構成され、それにより、Ｚ軸に沿って基板１４から離れる方向にテンプレート１０を移動させて分離強制力Ｆ_Sを発生させる。この目的のために、基板１４は通常ではＺ軸に対して定位置に留まり、その一方でインプリント・ヘッド１１が移動させられる。

インプリンティング層１２は、化学線作用成分に晒されると重合され、架橋させられて固化物質を形成するように光電性材料から形成される。この化学線作用成分は紫外波長、熱エネルギー、電磁エネルギー、可視光などを含む。使用されるこの化学線作用成分は当業者によく知られており、通常ではインプリンティング層１２が形成される材料によって決まる。

インプリンティング層１２の固化は、テンプレート１０がこれと接触し、インプリンティング層１２が複数の凹部２０を充填した後に起こる。その後、テンプレート１０がインプリンティング層１２から分離される。この方式で、テンプレート１０のパターンに対応するパターンでレリーフの像がインプリンティング層１２へと記録される。

固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離はテンプレート１０への力Ｆ_Sの適用によって行われる。分離強制力Ｆ_Sはテンプレート１０とインプリンティング層１２の間の接着力、および曲げ（変形）に対する基板１４の抵抗に打ち勝つのに十分な大きさである。基板１４の一部の変形は固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離を促すと考えられる。いずれかのよく知られている曲げ力Ｆ_C、例えば電磁力、磁力、真空力などを使用した分離の際にウェハ・チャック２２が基板１４を保持する。結果として、分離強制力Ｆ_Sの方向は通常では曲げ力Ｆ_Cの方向と反対である。通常、ウェハ・チャック２２はＸ、Ｙ、および／またはＺ軸に沿って移動する試料台２３によって支えられる。一例のインプリント・リソグラフィ・システムは商品名ＩＭＰＲＩＯ（商標）１００で販売されており、Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ Ｉｍｐｒｉｎｔｓ，Ｉｎｃ．，Ａｕｓｔｉｎ，Ｔｅｘａｓから入手可能である。

図１に示されるように、基板１４の曲げ（変形）の程度は加えられる分離強制力Ｆ_Sの関数であり、通常では、基板１４が距離ｄでウェハ・チャック２２から隙間を開けられる曲げ領域２４の形成に結果としてつながる。曲げ領域２４は通常ではテンプレート１０と接触したインプリンティング層１２の領域の付近に生成され、処理領域と称される。

しかしながら、テンプレート１０と固化インプリンティング層１２の分離を行うために必要な分離強制力Ｆ_Sの大きさを最小にすることが望ましい。例えば、分離強制力Ｆ_Sの大きさの最小化は、テンプレート１０と基板１４が適切に位置合わせされることを可能にし、同様にテンプレートのパターン面積対全テンプレート面積の増大した比を可能にするように位置合わせ工程を容易にする。付け加えると、テンプレート１０と固化インプリンティング層１２の分離を行うために必要な分離強制力Ｆ_Sの最小化はテンプレート１０、基板１４、固化インプリンティング材料１２から成る構造の変化が起こるのを小さくする。

さらに、基板１４の変形は曲げ領域２４内にポテンシャル・エネルギーを生成し、これは固化インプリンティング層１２からテンプレート１０の分離の際の運動エネルギーへ変換される。特に、固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離の後、基板１４への分離強制力Ｆ_Sはゼロに近くなる。曲げ力Ｆ_Cと、基板１４が形成される材料の弾性は、曲げ領域２４がチャック２２に向かって加速させる原因となり、それにより、曲げ領域２４は通常ではウェハ・チャック２２と衝突する。ウェハ・チャック２２と曲げ領域２４の衝突は基板１４とその上に形成される固化インプリンティング層１２の構造的完全性を危うくする有害な影響を有する。これは、中でも基板１４とテンプレート１０の間の位置合わせに問題を生じさせる。

図２を参照すると、本発明は固化インプリンティング層１２からテンプレート１０の分離に付随する前述の有害な影響をたとえ阻止しないとしても少なくする。これは、基板１４、テンプレート１０、固化インプリンティング層１２に関してテンプレート１０と固化インプリンティング層１２の間の分離を達成するために必要な分離強制力Ｆ_Sの大きさを小さくすることによって達成される。この目的のために、ウェハ・チャック１２２は特に分離の際に基板１４が受ける曲げ（変形）の程度を制御するように構成される。ウェハ・チャック１２２は複数の独立して生成される力Ｆ₁とＦ₂から曲げ力Ｆ_Cを生成する。これは基板１４全域にわたって方向と大きさで変わることが可能な曲げ力を与える。例えば、可変の力Ｆ₂の大きさがチャッキング力Ｆ₁より大幅に小さいことが可能である。結果として、テンプレート１０が分離強制力Ｆ_sを受けるとチャッキング力Ｆ₁は基板１４の非曲げ領域２６に関連し、可変の力Ｆ₂は基板１４の曲げ領域２４に関連する。

対の方向に沿っている。分離強制力Ｆ_Sは図１に関連して上記で検討されたように、テンプレートが接続されるインプリンティング・ヘッド１１の移動によって生成される。付け加えると、図２に示されるウェハ・チャック１２２は図１に関連して上記で検討されたように試料台２３によって支えられている。しかしながら、テンプレート１０の位置をＺ軸に対して固定して保ち、試料台２３を使用して基板１４をＺ軸に沿ってテンプレート１０から離れる方向に移動させることによって分離強制力Ｆ_Sが生成されてもよいことは留意されるべきである。場合によっては、分離強制力Ｆ_SはＺ軸に沿って反対方向に移動するテンプレート１０と基板１４の組合せから結果として生じてもよい。しかしながらこの検討の目的に関すると、本発明は基板がＸ軸に対して固定して保持される一方、テンプレート１０がＺ軸に沿って基板１４から離れる方向に移動するように動くインプリント・ヘッド１１に関して検討される。

分離強制力Ｆ_Sを受けるときに曲げ領域２４の外側の基板の部分がウェハ・チャック１２２上に保持される限り、力Ｆ₁とＦ₂の大きさが事実上いずれの望ましい値を有してもよいことは留意されるべきである。例えば、可変の力Ｆ₂はゼロに近い大きさを有することもある。チャッキング力Ｆ₁の大きさより大幅に小さい可変の力Ｆ₂の大きさの結果として、固化インプリンティング層１２からテンプレート１０を分離させるために必要とされる分離強制力Ｆ_Sの大きさを小さくすることができる。より具体的には、可変の力Ｆ₂の大きさは、分離強制力Ｆ_Sに応答してテンプレート１０と重なった基板１４の部分の曲げ（変形）を促す。

図３を参照すると、場合によっては、曲げ力Ｆ_Cは可変の力Ｆ₂の方向がチャッキング力Ｆ₁の方向と反対になって分離強制力Ｆ_Sの方向と釣り合うことが可能になるように基板１４全域にわたって変えられることもある。可変の力Ｆ₂の大きさはチャッキング力Ｆ₁の大きさと同じ、またはこれより大きい、または小さいこともある。この方式では、基板１４の局所的変形は、曲げ領域２４をウェハ・チャック１２２から離れる方向に押す可変の力Ｆ₂によって促される。これは分離強制力Ｆ_Sの存在と無関係であってもなくてもよい。

上述のように、この例ではチャッキング力Ｆ₁は分離強制力Ｆ_Sを受けるときに基板１４をウェハ・チャック１２２上に保持するように機能する。可変の力Ｆ₂の方向が分離強制力Ｆ_Sの方向と実質的に同じである結果として、固化インプリンティング層１２からテンプレート１０を分離させるために必要とされる分離強制力Ｆ_Sの大きさを小さくできる。

さらに、可変の力Ｆ₂が分離強制力Ｆ_Sの方向と実質的に同じ方向にある結果として、可変の力Ｆ₂は、たとえ衝突を回避しないとしてもテンプレート１０と曲げ領域２４の衝撃を減少させることが可能である。より具体的には、第２の可変の力Ｆ₂は固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離の後に、ウェハ・チャック１２２に向かって伝播するときの曲げ領域２４の速度、したがって運動エネルギーを下げる。この方式で、曲げ領域２４はその構造的完全性を危うくすることなく、ウェハ・チャック１２２に対して静止状態に入る。

固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離の後に、可変の力Ｆ₂の大きさと方向が変えられることもある。例えば、チャッキング力Ｆ₁と同じ大きさと方向を有するように可変の力Ｆ₂が供給されることがある。さらに、可変の力Ｆ₂の大きさと方向の変化は、チャッキング力Ｆ₁と反対の方向を有する可変の力Ｆ₂の大きさがゼロに近づくように期間中に直線的に変わることもある。ゼロに到達すると可変の力Ｆ₂は方向を変え、チャッキング力Ｆ₁の大きさと方向と釣り合うように徐々に大きくされる。結果として、基板１４は可変の力Ｆ₂の傾きを受け、この傾きは曲げ領域２４を徐々に減速させ、ウェハ・チャック１２２に基板１４を定位置で固定するように徐々に増大する。したがって、ウェハ・チャック１２２との衝撃の力を最小にしながらウェハ・チャック１２２との接触、すなわち衝突に応答した基板１４の急激な減速を回避することが可能となる。

固化インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離の前では、可変の力Ｆ₂の方向は図２に関連して上記で述べられたように分離強制力Ｆ_Sの方向と実質的に反対であることもある。しかしながら、固化インプリンティング層１２からテンプレート１０を分離させると、可変の力Ｆ₂の方向は図３に関連して上記で述べられたように分離強制力Ｆ_Sの方向と実質的に同じである。

図１および４を参照すると、インプリンティング層１２からのテンプレート１０をさらに分離しやすくするためにテンプレート１０が屈曲力Ｆ_Bを受けることもある。より具体的には、屈曲力Ｆ_Bはテンプレート１０の中央領域２８に沿って、および図１に示されるような分離強制力Ｆ_Sの方向と反対の方向に沿って加えられる。屈曲力Ｆ_Bは上記で検討されたような曲げ力Ｆ_Cの大きさと方向の変更と併せて、または無関係に加えられることがある。この目的のために、テンプレート１０は、２００４年１１月３０日に提出され、本特許出願の譲受人に譲渡され、発明者としてＣｈｅｒａｌａらで識別され、本願明細書に参照で組入れられる米国特許出願公開第１０／９９９８９８号明細書に開示されるようにテンプレートチャックに取り付けられてもよい。

このテンプレートチャックは中央に設けられた貫通路３３を有する本体３１を含み、貫通路の一方の側は石英ガラス・プレート３５とガスケット３６によって密閉される。貫通路３３を取り巻いているものは凹部３７とガスケット３８である。本体３１上にテンプレート１０を適切に位置決めして貫通路３３を密閉することでチャンバを形成し、同様に凹部を密閉することで中央に位置するチャンバを取り巻く第２のチャンバを形成する。中央に位置するチャンバと第２のチャンバは各々、望ましい加圧用の向かい合った通路４０、４１をそれぞれ設けられる。第２のチャンバを排気して中央のチャンバを加圧することによって、本体３１から取り外すことなくテンプレート１０に屈曲力Ｆ_Bが加えられる。

図１、５、６を参照すると、基板１４全域にわたって曲げ力Ｆ_Cの大きさと方向を変えるために前述のウェハ・チャック１２２を使用できる。さらに、以下の実施形態がステップ・アンド・リピート処理で使用されることが可能であり、一例となるステップ・アンド・リピート処理は、本発明の譲受人に譲渡され、本願明細書に参照で組入れられ、米国特許出願公開第１０／１９４４１４号として出願された米国公開特許出願番号２００４／０００８３３４に開示されている。

この目的のために、ウェハ・チャック１２２は複数の個別真空区画３０_A〜３０_Zを設けるように構成されている。本発明の目的に関すると、複数の個別真空区画３０_A〜３０_Zの各々は共通した大きさと方向の１つまたは複数のチャッキング力を供給するように区画され、例えば、個別真空区画３０_A〜３０_Zまたは複数のチャッキング力のうちの１つに関連する１つの曲げ力Ｆ_Cが存在してもよく、これらの各々は方向と大きさで実質的に同じである。真空区画３０_A〜３０_Zの数、サイズ、形状はいくつかの要因に応じて変わってもよい。付け加えると、複数の真空区画３０_A〜３０_Zのうちのいずれか１つのサイズと形状が複数の真空区画３０_A〜３０_Zのうちの残りの真空区画と異なっていてもよい。例えば、１つまたは複数の真空区画のサイズおよび／または形状が領域２４のサイズおよび／または形状と釣り合っていてもよい。結果として、複数の真空区画３０_A〜３０_Zの各々は図示された正方形などの多角形の形状、ならびに図６に１３０で示された円の形状または２３０で示された環状の形状を含めたいくつかの形状のうちの１つを与えられることが可能である。付け加えると、真空区画は図７に示された不規則な形状のうちの１つまたは複数を含むこともある。

図５〜７を参照すると、共通のウェハ・チャック１２２上に区画された複数の真空区画の各々が共通の形状とサイズを有することは可能であるが、これは必要条件ではない。したがって、ウェハ・チャック２２２は六角形の真空区画４３０、長方形の真空区画５３０、円形の真空区画１３０、環状の真空区画２３０に加えて不規則な真空区画３３０を区画することもある。

図２、５、７、８を参照すると、複数の真空区画３０_A〜３０_Zの各々は、異なるチャッキング力が複数の真空区画３０_A〜３０_Zに関連するように個別に対処されてもよい。この方式で、所望のチャッキング力、例えばＦ₁および／またはＦ₂の場所が極めて正確に確定される。しかしながら、基板１４が基板１４の全領域を横切って延びる軸に沿って存在するように複数の真空区画３０_A〜３０_Zに関連する曲げ力Ｆ_Cを変えることが望ましい。この目的のために、前記複数の真空区画３０_A〜３０_Zの隣り合う横列が曲げ力の差分ΔＦ_Cを決める。例えば、真空区画３０_D、３０_I、３０_O、３０_U、３０_Z、３０_J、３０_P、３０_Vが可変の力Ｆ₂を生成し、これが残りの真空区画３０_A、３０_B、３０_C、３０_E、３０_F、３０_G、３０_H、３０_K、３０_L、３０_M、３０_N、３０_Q、３０_R、３０_S、３０_T、３０_W、３０_X、３０_Yによって生成されるチャッキング力Ｆ₁より小さいこともある。これは基板１４が軸Ａの周りで曲がることを可能にし、これは真空区画３０_D、３０_I、３０_O、３０_U、３０_Zから成る第１の横列と真空区画３０_C、３０_H、３０_N、３０_T、３０_Yから成る第２の横列の間の力の差分ΔＦ_Cによって促される。

図９、１０を参照すると、ウェハ・チャック１２２および／または２２２に前述の真空特性を与えるためにウェハ・チャック１２２、２２２は、間隔を開けられてそれらの間に複数のチャネル３６を区画する複数のピン３２、３３を備えたステンレス鋼またはアルミニウムから一体で形成される。円形の断面を有して図示されているが、複数のピン３２、３３の各々は多角形の形状を含めた事実上どのような所望の断面形状を有することも可能であり、通常では３ミリメートルのピッチを有する。複数のピンのうちの１つまたは複数が中空であり、図１１に示されるように通路３５から延びて基板１４に面するオープニングで終結する貫通路３４を形成している。これらは、重なり合う基板１４の部分の屈曲を防止するために約２ミリメートルの直径を有する貫通路を備えたピン３２で示されている。

ピン３２の各々は共有通路３５と流体連絡して示されているが、これは必要条件ではない。そうではなく、複数のピン３２の各々にある貫通路３４は単位時間当たりにこれを通過する流体の量と方向が残りのピン３２に関連する貫通路３４を通る流体流量と無関係になるように個別に対処されてもよい。これは残りのピン３２と流体連絡している通路とは異なる通路と流体連絡している１つまたは複数のピン３２を置くことによって達成される。さらなる実施形態では、貫通路３４は階段式構造を含むこともある。複数のピン３４は基板１４が置かれているランド３７によって取り囲まれてもよい。チャネル３６は通常、開口４０を介して共有通路３９と流体連絡している。

図１０および１１を参照すると、基板１４はチャネル３６および／または貫通路３４を通る流体流によって生成される曲げ力Ｆ_Cによってウェハ・チャック１２２上に保持される。この目的のために、通路３５が圧力制御システム４１と流体連絡しており、通路３９が圧力制御システム４３と流体連絡している。両方の圧力制御システム４１、４３がこれらとデータ通信しているプロセッサ４５の制御下で運転される。この目的のために、プロセッサは図２〜１１に関連して述べられた流体流を実行するためにプロセッサによって動作されるコンピュータ読み取り可能な符号を含んでいる。ウェハ・チャック１２２上に配置されると、ウェハ・チャック１２２に面した基板１４の一方の面はピン３２、３３に相対して載せられる。曲げ力Ｆ_Cの存在下、および分離強制力Ｆ_Sの不在下では、基板１４に面する貫通路３４の端部はピン３２、３３に面して載せられた面４７によって実質的に密閉されている。面４７による密閉の結果として貫通路３４とチャネル３６の間で流体は流れない。

分離強制力Ｆ_Sが加わると、固化インプリンティング層１２と重なっている面４７の部分はピン３２および／または３３から分離される。分離を行うために必要とされる分離強制力Ｆ_Sの大きさを減らすことによってこの分離を促進させるために、ピン３２はウェハ・チャック１２２の領域全域にわたって配置されている。貫通路３４を通って流れる流体は可変の力Ｆ₂がチャッキング力Ｆ₁より小さくなるように選択される。通常、チャッキング力Ｆ₁は十分な真空下で圧力制御システム４３を動作させることによって生成される。可変の力Ｆ₂が加圧状態で動作させられるとき、曲げ領域２４とウェハ・チャック１２２の間に配置された容積内で約２００キロ・パスカル（ｋＰａ）の圧力を生成させると十分な大きさである。これは普通、曲げ領域２４で約１０ミクロンの基板１４の移動が生じる。密閉が破られる結果として、貫通路３４はチャネル３６と開口４０を介して通路３９と流体連絡状態に置かれる。これは曲げ領域２４と重なっている曲げ力Ｆ_Cの大きさをさらに小さくし、したがって、領域２４内の基板１４の曲げ／変形が促されるのでインプリンティング層１２からテンプレート１０を分離させるために必要とされる分離強制力Ｆ_Sを小さくすることができる。

図１２を参照すると、代替の実施形態において、ウェハ・チャック３２２はピン３２、３３の使用を伴わずに前述の真空特性を得ることが可能である。この目的のために、ウェハ・チャック３２２の面４９は複数の開口５０、５２を含み、これらはこれらを通る流体の流れを有するように構成され、流れの大きさと方向はほかの開口５０、５２を通る流体の流れと無関係にされる。開口は、これと重なり合う基板１４の部分の屈曲の可能性を低減させるのに十分ように、通常では３ミリメートルのピッチと２ミリメートルの直径を有する。

この例では、開口５０が共有通路５３と流体連絡しており、開口５２が共有通路５５と流体連絡している。曲げ力Ｆ_Cは間隔を置かれた複数の開口５０、５２のうちの１つまたは複数を通って流れる流体によって生成される。分離の前に、間隔を置かれた複数の開口５０、５２の部分は第１の流量、０ｓｃｃｍ以上でこれらを通過する流体を有している。分離強制力Ｆ_Sが与えられれば、流体は第１の流量とは異なる流量で開口５０、５２を通過することが可能となる。特に、開口５０、５２を通過する流体の流量は分離強制力Ｆ_Sの存在に応答して変わることが可能である。通常では、前述の流量変化は曲げ領域２４と重なり合う開口５０、５２に局所化される。この流量変化は、通常、曲げ力Ｆ_Cの大きさを小さくするのに十分である。それ自体でこの流量変化は、通常、開口５２または開口５０の一方のみを通過する流体に影響を与える。例えば、曲げ領域２４と重なり合う開口５２を通る流量は、それにより生成される曲げ力Ｆ_Cが減らされるように変化する。開口５０を通る流量は実質的に一定に留まる。

図２を参照すると、インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離をさらに補助するためにインプリンティング層は本願明細書に参照で組入れられる米国特許第６２１８３１６号明細書に開示されるように所定の波長に晒されると気体状の副生成物を生成する材料で構成されてもよい。この気体状の副生成物はインプリンティング層１２とモールドの平坦面の間の界面に局所的な圧力を生成させる。この局所的な圧力はインプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離を促進させる。気体状の副生成物を発生させる放射の波長は１５７ｎｍ、２４８ｎｍ、２５７ｎｍ、３０８ｎｍまたはこれらの組合せといった波長を含む。気体状の副生成物の発生後に、インプリンティング層１２への損傷を最小限にするためにテンプレート１０の分離を迅速に開始することが望ましい。さらに、テンプレート１０とインプリンティング層１２の間に位置する気体状の副生成物はテンプレート１０とインプリンティング層１２の間から漏れ出すことがあり、これは望ましくない。さらに、インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離はインプリンティング層１２の歪みを最小限にするためにインプリンティング層１２に対して直角方向であるべきである。

図１３を参照すると、インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離をさらに補助するためにテンプレート１０と基板１４の間に押し付け力Ｆ_Pが使用されることもある。特に、押し付け力Ｆ_Pはテンプレート１０と重なり合わない基板１４の領域で基板１４の付近に加えられる。この押し付け力Ｆ_Pは基板１４をテンプレート１０から離れる方向に移動させることによってテンプレート１０の分離を促す。この目的のために、押し付け力Ｆ_Pは分離強制力Ｆ_Sに対して反対の方向に沿って向けられ、それにより、分離を行うために必要とされる分離強制力Ｆ_Sは小さくされることが可能である。押し付け力Ｆ_Pは図１４に示されるように局所的に配置された複数の空気ノズル６２によって、または図１５に示されるようにアレイ１６２として加えられる。複数の空気ノズルの中に使用される気体は、限定はされないが窒素（Ｎ₂）を含む。押し付け力Ｆ_Pは独立して、または図２〜１２に関連して上記で検討されたような曲げ力Ｆ_Cの変化と併せて加えられることが可能である。

図２、１６、１７を参照すると、インプリンティング層１２からのテンプレート１０の分離をさらに補助するためにテンプレート１０はテンプレート１０とインプリンティング層１２の間の真空密閉効果を削減するための複数のトレンチ３８を含んでもよい。トレンチ６６はテンプレート１０とインプリンティング層１２が接触するときにテンプレート１０とインプリンティング層１２の間に位置する空気を放出させ、したがってテンプレート１０とインプリンティング層１２の間の真空密閉効果を下げる。結果として、分離強制力Ｆ_Sの大きさが小さくされ、これは望ましい。

図１８、図１９を参照すると、さらなる実施形態においてテンプレート１０は複数の穴６８を含むことも可能であり、これら複数の穴６８はトレンチ６６と同様に機能し、それにより、穴６８はテンプレート１０とインプリンティング層１２の間の真空密閉効果を下げるように機能する。

上述の本発明の実施形態は範例である。本発明の範囲内に留まりながら多くの変更や改造が上記に引用された開示に為されることが可能である。したがって、本発明の範囲は上記の説明を参照して決定されるべきではなく、添付の特許請求項ならびに同等事項の全範囲を参照して決定されるべきである。

インプリンティング層と接触しており、そこからの分離を先行技術に従って基板上に配置されたテンプレートの断面図である。 基板上に配置され、インプリンティング層からの分離を本発明の一実施形態に従って受けるテンプレートの断面図である。 基板上に配置され、インプリンティング層からの分離を本発明の第２の実施形態に従って受けるテンプレートの断面図である。 本発明に従ってテンプレート保持具に装着されたテンプレートの断面図である。 本発明に従って設けられることが可能な多様な真空区画のうちの第１の実施形態を例示するウェハ・チャックの平面図である。 本発明に従って設けられることが可能な多様な真空区画のうちの第２の実施形態を例示するウェハ・チャックの平面図である。 本発明に従って設けられることが可能な多様な真空区画のうちの第３の実施形態を例示するウェハ・チャックの平面図である。 代替の実施形態による解放の仕組みを受ける、図３に示されたウェハ・チャックおよび基板の側面図である。 図２に示されたウェハ・チャックの一実施形態の平面図である。 図９に示されたウェハ・チャックの、線１０−１０に沿ってとられた断面図である。 上に配置された基板を有する、図１０に示されたウェハ・チャックの断面図である。 上に配置された基板を有する、図２に示されたウェハ・チャックの第２の実施形態の断面図である。 基板上に配置され、インプリンティング層と接触したテンプレートの断面図であって、基板が押し付け力を受けている。 押し付け力を行使するために局所的に配置された複数の空気ノズルを有するテンプレートを示す、単純化された平面図である。 押し付け力を行使するためにアレイとして配置された複数の空気ノズルを有するテンプレートを示す、単純化された平面図である。 テンプレートとインプリンティング層の間に位置する空気の放出を容易にするために配置された複数のトレンチを有するテンプレートを示す、単純化された平面図である。 図１６に示されたテンプレートの側面図である。 テンプレートとインプリンティング層の間に位置する空気の放出を容易にするために配置された複数の穴を有するテンプレートを示す、単純化された平面図である。 図１７に示されたテンプレートの側面図である。

Claims (15)

1. テンプレートを備えたインプリントヘッドを所与の分離強制力で分離方向に移動させる移動機構と、基板を試料台の所定位置に所定のチャッキング力で保持するチャック機構とを備え、前記テンプレートと前記基板の間のインプリンティング層に前記テンプレートのパターンを転写し、次ぎに前記インプリントヘッドを前記分離方向に移動して、前記基板上に前記転写されたパターンを有したインプリンティング層を残すようにしたインプリントシステムであって、
   前記チャック機構は、それぞれがチャッキング力を生成することができるよう圧力制御装置に接続されているチャッキング区画を有しており、
   前記インプリントヘッドを分離方向に移動しているときに、前記チャック機構の１つまたは複数のチャッキング区画が生成するチャッキング力を前記圧力制御装置によって変化させて、前記分離強制力を小さくすることを特徴とするシステム。
2. 前記複数のチャッキング区画が、それぞれ圧力制御装置に接続された複数の第１のピンと複数のチャネルによって形成されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
3. 前記複数の第１のピンは第１の圧力制御装置に接続された第１の通路と流体連絡し、前記複数のチャネルは第２の圧力制御装置に接続された第２の通路と流体連絡していることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
4. さらに、圧力制御装置に接続していない第２のピンを複数有しており、前記第１のピン及び第２のピンは前記基板を支持するためのものであることを特徴とする請求項２に記載のシステム。
5. 前記複数のチャッキング区画が、それぞれ異なるチャッキング力を生成するよう、前記圧力制御装置によって制御されていることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
6. 前記チャッキング区画は、環状、多角形、または円形であることを特徴とする請求項１に記載のシステム。
7. さらに、前記テンプレートに前記分離方向と反対方向に作用する力を加えて、前記分離強制力を小さくするテンプレートチャックを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシステム。
8. 前記テンプレートチャックは、該テンプレートの中央背後に形成された第１のチャンバと、この第１のチャンバを取り巻くよう形成された第２のチャンバを有しており、第２のチャンバを排気して第１のチャンバを加圧するよう構成されていることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
9. テンプレートを備えたインプリントヘッドを所与の分離強制力で分離方向に移動させる移動機構と、基板を試料台の所定位置に所定のチャッキング力で保持するチャック機構とを備え、前記テンプレートと前記基板の間のインプリンティング層に前記テンプレートのパターンを転写し、次ぎに前記インプリントヘッドを前記分離方向に移動して、前記基板上に前記転写されたパターンを有したインプリンティング層を残すようにしたインプリントシステムであって、
   前記チャック機構は、複数の開口を有し、該複数の開口を通る流体の流量が、前記インプリントヘッドの分離方向への移動に応答して、変化するよう構成され、これにより前記分離強制力を小さくすることを特徴とするシステム。
10. さらに、前記テンプレートに前記分離方向と反対方向に作用する力を加えて、前記分離強制力を小さくするテンプレートチャックを備えたことを特徴とする請求項９に記載のシステム。
11. 前記テンプレートチャックは、該テンプレートの中央背後に形成された第１のチャンバと、この第１のチャンバを取り巻くよう形成された第２のチャンバを有しており、第２のチャンバを排気して第１のチャンバを加圧するよう構成されていることを特徴とする請求項１０に記載のシステム。
12. テンプレートを備えたインプリントヘッドを所与の分離強制力で分離方向に移動させる移動機構と、基板を試料台の所定位置に所定のチャッキング力で保持するチャック機構とを備え、前記テンプレートと前記基板の間のインプリンティング層に前記テンプレートのパターンを転写し、次ぎに前記インプリントヘッドを前記分離方向に移動して、前記基板上に前記転写されたパターンを有したインプリンティング層を残すようにしたインプリントシステムであって、
    前記チャック機構は、前記インプリントヘッドが分離方向へ移動しているときに、前記基板を前記分離方向と反対方向に移動させる押付力付与機構を備えており、これにより前記分離強制力を小さくすることを特徴とするシステム。
13. 前記押付力付与機構が前記基板を押す空気ノズルを含むことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
14. さらに、前記テンプレートに前記分離方向と反対方向に作用する力を加えて、前記分離強制力を小さくするテンプレートチャックを備えたことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
15. 前記テンプレートチャックは、該テンプレートの中央背後に形成された第１のチャンバと、この第１のチャンバを取り巻くよう形成された第２のチャンバを有しており、第２のチャンバを排気して第１のチャンバを加圧するよう構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。

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