JP4987012B2 - 基板の両面パターニングする方法及びシステム - Google Patents
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Description
（関連出願の相互引用）
本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、名称「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ，Ａｌｉｇｎｉｎｇ，ａｎｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ」の２００５年１２月８日に出願された、米国特許仮出願第６０／７４８４３０号に対する優先権を主張する。
本出願は、その全体が参照によって本明細書に組み込まれる、名称「Ａｐｐａｒａｔｕｓ ｆｏｒ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ，Ａｌｉｇｎｉｎｇ，ａｎｄ Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｆｏｒ Ｄｏｕｂｌｅ Ｓｉｄｅ Ｉｍｐｒｉｎｔｉｎｇ」の２００５年１２月８日に出願された、米国特許仮出願第６０／７４８４３０号に対する優先権を主張する。
本発明の分野は、一般に構造のナノ製造に関する。より詳細には、本発明は、基板の両面パターニングの方法及びシステムを対象とする。
ナノ製造は、例えば数ナノメートル以下の程度のフューチャを有する、非常に小さい構造の製造を含む。ナノ製造が相当な影響を有する１つの領域は集積回路の処理である。半導体処理工業は、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増大しながら、より大きな製造歩留まりに関する努力を続けているので、ナノ製造はますます重要になっている。ナノ製造は、形成された構造の最小フューチャ寸法のさらなる低減を可能にしながら、より大きなプロセス制御を与える。ナノ製造が用いられる開発の他の領域は、生物工学、光学技術、機械システムなどを含む。
ナノ製造技術の一例は、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・プロセスは、すべて本発明の譲渡者に譲渡された、名称「Ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ａ Ｍｏｌｄ ｔｏ Ａｒｒａｎｇｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ Ｆｅａｔｕｒｅｓ ｈａｖｉｎｇ Ｍｉｎｉｍａｌ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ」の米国特許出願第１０／２６４９６０号として出願された、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、名称「Ｍｅｔｈｏｄ ｏｆ Ｆｏｒｍｉｎｇ ａ Ｌａｙｅｒ ｏｎ ａ Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ ｔｏ Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ」の米国特許出願第１０／２６４９２６号として出願された、米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、名称「Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ Ｍａｔｅｒｉａｌ ｆｏｒ Ｉｍｐｒｉｎｔ Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ」の米国特許第６９３６１９４号などの多くの刊行物に詳細に記載されている。
前述の各米国特許出願公開や米国特許に開示されるインプリント・リソグラフィ技術は、ポリマー化可能な層内のレリーフ・パターンの形成、及び下にある基板へのレリーフ・パターンに対応するパターンの転写を含む。基板は、そのパターニングを容易にするように所望の位置を得るために、移動ステージ上に配置される。このために、テンプレートが、テンプレートと基板との間に存在する成形可能液体を有する基板から離して用いられる。液体は、固化された層を形成するように固化され、固化された層は、それに記録されたパターンを有し、記録されたパターンは、液体と接触するテンプレートの表面の形状に一致する。テンプレートは、次に、テンプレートが基板から離れるようにように、固化された層から分離させられる。基板と固化された層は、次に、固化された層内のパターンに対応するレリーフ画像を基板に転写するためのプロセスを受ける。
いくつかの応用において、基板の第１と第２の両面にレリーフ・パターンを形成することが望ましい。基板の第１と第２の両面にパターンを形成する、すなわち両面パターニングは、パターン化媒体インプリントの分野で有用である。このために、基板の両面パターニングの方法及びシステムを提供する必要性が存在する。
図１を参照すると、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０が示される。一例において、基板１６には、実質的に位置合わせマークがなくてもよい。基板１６は、基板チャック１８に結合され、基板チャック１８は、真空や電磁を含むがそれらに制限されない任意のチャックである。基板チャック１８は、基板１６に面する空洞１９を備えることができる。基板１６と基板チャック１８は、第１のステージ２０と第２のステージ２２上で支持され、第１のステージ２０は、基板チャック１８と第２のステージ２２との間に配置される。さらに第１のステージ２０と第２のステージ２２は、ベース２３上に配置される。第１のステージ２０は、第１の軸の周りに移動でき、一方、第２のステージ２２は、第１の軸に対して垂直である第２の軸の周りに移動できる。すなわち、第１の軸はｘ軸で、第２の軸はｙ軸である。本発明における例示的なステージは、Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ ＩｒｖｉｎｅのＮｅｗｐｏｒｔ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、部品番号ＸＭ２０００で入手できる。基板１６は、基板１６の第１の面１２に開口２７を有し、基板１６の第２の面１４に開口２９を有するスルーウェイ２５をさらに備えている。しかしながら、さらなる実施形態において、基板１６には、実質的にスルーウェイ２５がなくてもよい。
その上にパターニング面２８を有し、基板１６に向かって広がっているメサ２６を有するテンプレート２４が、基板１６から離れている。メサ２６は、モールド２６と呼ばれることもある。しかしながら、さらなる実施形態において、テンプレート２４には、実質的にモールド２６がなくてもよい。テンプレート２４及び／又はモールド２６は、溶融シリカ、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサン・ポリマー、ホイケイ酸ガラス、フルオロカーボン・ポリマー、金属、硬化サファイヤを含むがそれらに限定されない材料から形成される。示されるようにパターニング面２８は、複数の離間された凹部３０と突出部３２によって形成されるフューチャを備える。しかしながら、さらなる実施形態において、パターニング面２８は、実質的に平滑かつ／又は平坦であってもよい。パターニング面２８は、独創的なパターンを形成することができ、独創的なパターンは、以下でさらに記載される基板１６の第１の面１２と第２の面１４に形成されるパターンの基礎を形成する。テンプレート２４は、テンプレート・チャック３４に結合されれる。テンプレート・チャック３４は、真空や電磁を含むがこれらに制限されない任意のチャックである。さらにテンプレート・チャック３４は、テンプレート２４とモールド２６の移動を容易にするためにインプリント・ヘッド３６に結合される。
図２、図３を参照すると、テンプレート２４の上方から下方への図が示される。示されるように、テンプレート２４は円形形状である。しかしながら、さらなる実施形態において、テンプレート２４は、所望の任意の幾何形状を備えることができる。さらにテンプレート２４は、第１の領域３８、第２の領域４０、第３の領域４２を備え、第２の領域４０は、第１の領域３８と第３の領域４２との間に配置される。第２の領域４０は、能動領域４０と称されることもある。さらに示されるように、第３の領域４２は、テンプレート２４の中心に配置されるが、さらなる実施形態において、第３の領域４２は、望ましいテンプレート２４の任意の位置に配置できる。図１に示されるモールド２６は、能動領域４０に重ね合わされる。能動領域４０と第３の領域４２は、高さｈ1を有する。一例において、高さｈ1は、５ミクロン〜１５ミクロンの範囲である。さらなる実施形態において、能動領域４０と第３の領域４２の高さは異なることができる。さらに、能動領域４０と第３の領域４２との間に配置された凹部４４が存在してもよい。
図２、図４を参照すると、第３の領域４２は、位置合わせマーク４６を含む。一例において、位置合わせマーク４６は、標準の汎用位置合わせターゲット（ＵＡＴ）である。位置合わせマーク４６は、図１に示されるテンプレート２４と基板１６との間の所望の空間関係を得るために用いられる。
図１を参照すると、システム１０は、さらに流体ディスペンサ４８を備える。流体ディスペンサ４８は、以下にさらに記載される、基板１６上にポリマー材料５０を配置するように基板１６と流体連通される。示されるように流体ディスペンサ４８は、テンプレート・チャック３４に結合されるが、さらなる実施形態において、流体ディスペンサ４８は、システム１０の任意の部品、すなわちテンプレート２４又はインプリント・ヘッド３６に結合されるてもよい。さらにシステム１０は、任意の数の流体ディスペンサを備えることができ、流体ディスペンサ４８は、その内に複数のディスペンス・ユニットを備えることができる。ポリマー材料５０は、例えば、ドロップ・ディスペンス、スピン・コーティング、浸漬コーティング、薄膜堆積、厚膜堆積、などの任意に知られている技術を使用して基板１６上に配置される。示されるようにポリマー材料５０は、複数の離間された液滴５２として基板１６上に配置される。
システム１０は、経路５８に沿ってエネルギー５６を向けるために結合されたエネルギー５６のソース５４をさらに備える。一例においてソース５４は、液体ガイド又は紫外線ファイバ・ガイドのいずれかに結合される紫外線放射ランプである。本発明におけるエネルギーの例示的なソースは、Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ、ＴｏｒｒｉｎｇｔｏｎのＤＹＭＡＸ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから、部品番号ＢｌｕｅＷａｖｅ（商標）２００ Ｓｐｏｔ Ｌａｍｐの下で入手可能である。インプリント・ヘッド３６及び第１と第２のステージ２０、２２は、モールド２６と基板１６それぞれが経路５８と重ね合わせられかつ経路５８内に配置されるように、構成される。インプリント・ヘッド３６、第１のステージ２０、第２のステージ２２、又はそれらの組合せは、以下でさらに記載されるように、モールド２６と基板１６との間の距離を、それらの間にポリマー材料５０によって満たされる所望の容積を形成するために、変更することができる。
システム１０は、撮像ユニット６０ａ、６０ｂを有する光学検出システムをさらに備える。示されるように、撮像ユニット６０ａは、流体ディスペンサ４８に結合されているが、さらなる実施形態において、撮像ユニット６０ａは、システム１０の任意の部品、すなわち、テンプレート２４、テンプレート・チャック３４、又はインプリント・ヘッド３６に結合されてもよい。さらに示されるように、撮像ユニット６０ｂは、第２のステージ２２に結合されているが、さらなる実施形態において、撮像ユニット６０ｂは、システム１０の任意の部品、すなわち、基板チャック１８又は第１のステージ２０に結合されてもよい。さらに、システム１０は、任意の数の撮像ユニット６０ａ、６０ｂを備えることができる。撮像ユニット６０ａ、６０ｂは、画像処理モジュール（図示されず）とデータ通信する顕微鏡である。さらなる実施形態において、撮像ユニット６０ａ、６０ｂは、レーザ縁部検出センサであってもよい。
図１、図５、図６を参照すると、撮像ユニット６０ａ、６０ｂは、それぞれ基板１６とモールド２６を検出するために用いられる。より詳細には、撮像ユニットは、基板１６の縁部６２を検出する。さらなる実施形態において、図５、図６において、ここで、撮像ユニット６４ａ、６４ａ’、６４ｂ、６４ｂ’として示される撮像ユニット６０ａは、基板１６の中心位置、すなわちｘ軸とｙ軸に関するスルーウェイ２５を決定するために用いられる。より詳細には、撮像ユニット６４ａ、６４ｂは、それぞれビーム６６ａ、６６ｂを生成するレーザであり、撮像ユニット６４ａ’、６４ｂ’は、それぞれビーム６６ａ、６６ｂを検出する強度センサである。示されるように、撮像ユニット６４ａ、６４ａ’、６４ｂ、６４ｂ’は、開口２５を検出する。撮像ユニット６４ａ、６４ｂは、軸外れ又はスルー・ザ・テンプレートとして用いられる。本発明で用いられる例示的な強度センサは、Ｎｅｗ Ｊｅｒｓｅｙ、Ｗｏｏｄｃｌｉｆｆ ＬａｋｅのＫｅｙｅｎｃｅ、Ｉｎｃ．から部品番号ＬＶ−Ｈ３７の下で入手可能である。
図１と図７を参照すると、システム１０は、基板チャック１８上に基板１６を配置し、かつ基板チャック１８から基板１６を取り外すためのロボット６８をさらに備える。ロボット６８は、当技術で知られている任意のハンドリング・ロボットでよい。一例においてロボット６８は、駆動手段７２に結合されたアーム７０を備える。アーム７０は、基板１６を扱うためにそれに結合されたエンド・エフェクタ７３をさらに有する。一例においてエンド・エフェクタ７３は、上に配置されたポリマー材料５０を有する基板１６の領域、すなわち基板１６の能動領域と接触することなく基板１６を保持するためのエッジ・グリッピング又は薄い空気空洞チャックである。駆動手段７２は、アーム７０を拡張又は収縮し、アーム７０をその軸の周りで回転させ、又はアーム７０を水平方向に円で移動させ、又はアーム７０の任意の所望の動きを与えることができる。駆動手段７２は、上述の第１と第２の軸に対して動きを与えることができる。一例において、駆動手段７２は、以下にさらに記載される、基板１６をフリップするためにｘ軸の周りで回転することができる。駆動手段７２は、その軸の周りで回転することもできる。さらにロボット６８は、基板チャック１８と基板カセット７４との間に基板１６を輸送することができる。基板カセット７４は、その内に複数の基板１６を備えることができる。
図１を参照すると、典型的にポリマー材料５０は、所望の容積がモールド２６と基板１６との間に形成される前に、基板１６上に配置される。しかしながら、ポリマー材料５０は、所望の容積が得られた後で容積を満たすことができる。所望の容積が、ポリマー材料５０で満たされた後、ソース５４は、エネルギー５６、例えば広帯域紫外放射線を生成する。エネルギー５６は、ポリマー材料５０を、基板１６の第１の面１２とモールド２６のパターニング面２８の形状に一致させて固化させかつ／又は架橋させる。このプロセスの制御は、プロセッサ７６によって調整され、プロセッサ７６は、第１のステージ２０と、第２のステージ２２と、インプリント・ヘッド３６と、流体ディスペンサ４８と、ソース５４と、撮像ユニット６０ａ、６０ｂと、ロボット６８とデータ通信し、メモリ７８内に格納されたコンピュータ可読プログラムで動作する。
上述のように、システム１０は、基板１６の第１の面１２上にパターンを形成するために用いられる。しかしながら、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の両方が、形成されたパターンを有するように、基板１６の第２の面１４上にパターンを形成することが望ましい。このために、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上にパターンを形成するシステム及び方法が、以下に記載される。
図８、図９を参照すると、第１の実施形態において、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上にパターンを形成するシステム及び方法が示される。上述のように、ステップ１００で、基板１６は、基板チャック１８上に配置される。より詳細には、第１のステージ２０と第２のステージ２２は、ロボット６８が、基板１６を基板チャック１８上に配置することができるように、ロボット６８に近接して基板チャック１８を位置決めする。ロボット６８は、基板１６を基板カセット７４から移し、第１の面１２と第２の面１４の一面が、基板チャック１８に対して配置されるように、基板１６を基板チャック１８上に配置する。第１の例において、ロボット６８は、第１の面１２が基板チャック１８から離れて面し、一方、第２の面１４が基板チャック１８に向かうように、基板１６を配置する。第２の例において、ロボット６８は、第２の面１４が基板チャック１８から離れて面し、第１の面１２が基板チャック１８に向かうように、基板１６を配置することができる。ステップ１０２で、撮像ユニット６０ａは、基板１６の位置を決定する。より詳細には、撮像ユニット６０ａは、システム１０の任意の部品、すなわちモールド１８、ディスペンス・ユニット４８、又はロボット６８に対して、図５、図６に関して上述されたように、基板１６の中心位置を決定するために用いられる。結果として、システム１０の任意の部品に対する基板１６の所望の空間関係を得ることができる。
図８と図１０を参照すると、ステップ１０４で、第１のステージ２０と第２のステージ２２は、所望の位置が、基板１６と流体ディスペンサ４８との間に得られるように、基板１６を並進させる。結果として、流体ディスペンサ４８が、上述のように基板１６の第１の面１２上にポリマー流体５０を配置することができる。
図８と図１１を参照すると、ステップ１０６で、所望の位置が、基板１６とモールド２６との間で得られる。より詳細には、第１のステージ２０と第２のステージ２２とインプリント・ヘッド３６は、基板１６が、モールド２６と重ね合わされるように、基板チャック１８を位置決めし、かつさらなるポリマー材料５０が、基板１６とモールド２６との間の形成された所望の容積を満たす。ステップ１０８で、上述のように、基板１６の第１の面１２上に配置されたポリマー材料５０は、基板１６の第１の面１２とモールド２６のパターニング面２８に一致して固化されかつ／又は架橋される。ステップ１１０で、モールド２６は、基板１６の第１の面１２上に配置されたポリマー材料５０から分離される。
図８と図１２を参照して、ステップ１１２で、ステップ１００に関する上述に類似して、第１のステージ２０と第２のステージ２２は、ロボット６８に近接して基板チャック１８を位置決めする。ステップ１１４で、ロボット６８は、ロボット６８を介して基板チャック１８から基板１６を分離する。ステップ１１６で、基板１６は、基板１６の第１の面１２と第２の面１４がパターニングされたかどうかを決定するために解析される。これによって、ステップ１１８で、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の一方の面だけがパターニングされているなら、ロボット６８は、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の残るパターニングされていない面が、基板チャック１８の反対側に配置されるように、基板１６をモールド２６に対して１８０°フリップするように、軸の周りでアーム７０を回転し、かつ基板チャック１８上に基板１６を配置する。第１の例において、基板１６の第１の面１２がパターニングされるなら、第１の面１２が基板チャック１８に向かって面し、かつ第２の面１４が基板チャック１８から離れて面するように、ロボット６８は、基板１６を配置する。第２の例において、基板１６の第２の面１４がパターニングされているなら、第２の面１４が基板チャック１８に向かって面し、かつ第１の面１２が基板チャック１８から離れて面するように、ロボット６８は、基板１６を配置する。さらに、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の一面上でパターニングされたポリマー材料５０は、ポリマー材料５０に対する損傷を防げないにしても最小化するために、基板チャック１８の空洞１９内に配置される。このために、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の残る面は、図８〜図１２における上述と類似してパターニングされ、基板１６は、図１３に示されるようにパターニングされた第１の面１２と第２の面１４を有する。
図１、図８を参照すると、しかしながら、基板１６の第１の面１２と第２の面１４の両方がパターニングされているなら、ステップ１２０で、基板１６は、基板チャック１８から外され、ロボット６８は、基板カセット７４内に基板１６を配置する。さらなる実施形態において、流体ディスペンサ４８は、システム１０の外側に配置されてもよく、基板１６の第１の面１２と第２の面１４は、システム１０の外側でその上に配置されたポリマー流体５０を有する。さらに、ロボット６８及び／又は基板チャック１８と接触する基板１６の部分からポリマー流体５０を取り除くことが望ましい。
図１４を参照すると、システム１１０として示されるように、システム１０の第２の実施形態が記載される。システム１１０は、図１〜図７に関して上述されたシステム１０に類似するが、システム１１０は、以下にさらに記載される追加のパターニング面を備えている。
このために、システム１１０は、パターニング面２２８を有し、テンプレート２４に向いて広がっているモールド２２６を有するテンプレート２２４をさらに備える。テンプレート２２４は、テンプレート・チャック２３４に結合される。テンプレート２２４、モールド２２６、テンプレート・チャック２３４は、図１に関して上述されたそれぞれテンプレート２４、モールド２６、テンプレート・チャック３４に類似してい。モールド２２６は、モールド２６のパターニング面２８と実質的に同一のパターニング面２２８を有するが、さらなる実施形態において、パターニング面２２８は、パターニング面２８とは異なることもできる。テンプレート２２４、モールド２２６、テンプレート・チャック２３４は、第２のステージ２２に結合され、第２のステージ２２は、図１に関して上述された第２の軸の周りのテンプレート２２４、モールド２２６、テンプレート・チャック２３４を移動させる。結果として、モールド２２６は、以下にさらに記載される基板１６の第１の面１２と第２の面１４のパターニングを容易にするために、モールド２６に重ね合って配置される。さらなる実施形態において、テンプレート２２４、モールド２２６、テンプレート・チャック２３４は、さらに第１のステージ２０に結合される。
システム１１０は、さらに流体ディスペンサ２４８を備え、流体ディスペンサ２４８は、図１に関して上述された流体ディスペンサ４８に類似する。示されるように、流体ディスペンサ２４８は、テンプレート・チャック２３４に結合されるが、さらなる実施形態において、流体ディスペンサ２４８は、システム２１０の任意の部分、すなわちテンプレート２２４又は第２のステージ２２に結合される。さらに、撮像ユニット６０ｂは、流体ディスペンサ２４８に結合されて示されるが、さらなる実施形態において、撮像ユニット６０ｂは、システム１１０の任意の部分、すなわち第２のステージ２２、テンプレート２２４、又はテンプレート・チャック２３４に結合される。流体ディスペンサ２４８の制御は、流体ディスペンサ２４８とデータ通信するプロセッサ７６によって調整される。
図１５と図１６を参照すると、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上にパターンを形成する方法及びシステムの第２の実施形態が示される。上述のように、ステップ３００で、基板１６は、基板チャック１８上に配置される。より詳細には、第１のステージ２０と第２のステージ２２は、ロボット６８が基板チャック１８上に基板１６を配置することができるように、ロボット６８の近位に基板チャック１８を位置決めする。ロボット６８は、基板カセット７４から基板１６を移送し、かつ第１の面１２と第２の面１４の一面が基板１８を向いて配置されるように、基板１６を基板チャック１８上に配置する。図示を簡略性のために、プロセッサ７６と、第１のステージ２０、撮像ユニット６０ｂ、流体ディスペンサ２４８との間の結合は示されていないことに留意されたい。
ステップ３０２で、撮像ユニット６０ａ、６０ｂは、基板１６の位置を決定する。より詳細には、撮像ユニット６０ａ、６０ｂは、図５、図６に関して上述されるように、システム１０の任意の部品に対して、すなわちモールド２６、２２６、ディスペンス・ユニット４８、２４８、又はロボット６８に対して、基板１６の中心位置を決定するために用いられる。結果として、さらに以下に記載される、システム１０の任意の部品に対する基板１６の所望の空間関係が得られる。
図１５と図１７を参照して、ステップ３０４で、第１のステージ２０と第２のステージ２２は、所望の位置が、基板１６と流体ディスペンサ４８との間に得られるように基板１６を並進させる。結果として、流体ディスペンサ４８は、上述されたように基板１６の第１の面１２上にポリマー流体５０を配置することができる。
図１５と図１８を参照すると、ステップ３０６で、所望の位置が、基板１６とモールド２６との間に得られる。より詳細には、第１のステージ２０と第２のステージ２２さらにインプリント・ヘッド３６は、基板１６がモールド２６と重ね合わされるように、基板チャック１８が位置決めされ、さらに基板１６の第１の面１２上に配置されるポリマー材料５０は、基板１６とモールド２６との間に形成される所望の容積を満たす。ステップ３０８で、上述のように、基板１６の第１の面１２上に配置されるポリマー材料５０は、基板１６の第１の面１２とモールド２６のパターニング面２８に一致して固化され及び／又は架橋される。ステップ３１０で、基板１６は、基板１６がモールド２６に結合されるように基板チャック１８から分離される。
図１５と図１９を参照すると、ステップ３１２で、第１のステージ２０、又はさらなる実施形態において第１のステージ２０と第２のステージ２２は、所望の位置が、基板１６と流体ディスペンサ２４８との間に得られるように、流体ディスペンサ２４８を並進させる。結果として、流体ディスペンサ２４８は、図１７で示される基板１６の第１の面１２に対して上述された配置に類似して、基板１６の第２の面１４上にポリマー流体５０を配置する。
図１５と図２０を参照すると、ステップ３１４で、所望の位置が、基板１６とモールド２２６との間に得られる。より詳細には、第２のステージ２２、又はさらなる実施形態において第１のステージ２０と第２のステージ２２、さらにインプリント・ヘッド２６は、基板１６と重ね合わされるようにモールド２２６を位置決めし、基板１６の第２の面１４上に配置されるポリマー材料５０が、基板１６とモールド２２６との間に形成される所望の容積を満たす。ステップ３１６で、上述のように、基板１６の第２の面１４上に配置されるポリマー材料５０は、基板１６の第２の面１４とモールド２２６のパターニング面２２８に一致して固化され及び／又は架橋される。さらなる実施形態において、上述のステップ３０８は、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上に配置された材料５０が、同時に固化され及び／又は架橋されるように、基板１６が、上述の化学作用がある放射線に対して実質的に透明である場合には省略される。
図１５と図２１を参照すると、ステップ３１８で、モールド２２６は、基板１６がモールド２６に結合されたままであるように、基板１６の第２の面１４上に配置されたポリマー材料５０から分離される。ポリマー材料５０からモールド２２６の分離を容易にするために、モールド２２６は、基板１６に向かって弓状に曲げられ、一方、同時にインプリント・ヘッド３６は、モールド２２６から離れる方向へモールド２６を移動させる。
図１５と図２２を参照すると、ステップ３２０で、第１のステージ２０と第２のステージ２２さらにインプリント・ヘッド３６は、基板チャック１８が基板１６と重ね合わされるように、基板チャック１８を位置決めする。ステップ３２２で、モールド２６は、基板１６が基板チャック１８上に配置されるように、基板１６の第１の面１２上に配置されたポリマー材料５０から分離される。ポリマー材料５０からモールド２６の分離を容易にするために、モールド２６は、基板１６に向かって弓状に曲げられ、一方、同時にインプリント・ヘッド３６は、基板１６から離れる方向にモールド２６を移動させる。基板１６の第２の面１４上に配置されたポリマー材料５０は、ポリマー材料５０に対する損傷を防げないにしても最小化するために、基板チャック１８の空洞１９内に配置される。ステップ３２４で、基板１６は、基板チャック１８から外され、ロボット６８は、基板カセット７４内に基板１６を配置する。
さらなる実施形態において、流体ディスペンサ４８と２４８は、システム１１０の外側に配置されてもよく、基板１６の第１の面１２と第２の面１４は、システム１１０の外側でその上に配置されたポリマー流体５０を有する。さらに、ロボット６８と／又は基板チャック１８と接触する基板１６の部分からポリマー流体５０を取り除くことが望ましいことがある。
図２３を参照すると、システム２１０として示される、システム１０の第３の実施形態が記載される。システム２１０は、図１〜図７に関して上述されたシステム１０に類似するが、システム２１０は、以下にさらに記載される追加のパターニング面と基板１６を保持するためにピン８０をさらに備える。
システム２１０は、テンプレート２４に向かって広がっているモールド３２６を有するテンプレート３２４をさらに備える。テンプレート３２４は、テンプレート・チャック３３４に結合されている。テンプレート３２４、モールド３２６、テンプレート・チャック３３４は、図１に関して上述されたそれぞれテンプレート２４、モールド２６、テンプレート・チャック３４に類似する。モールド３２６は、モールド２６のパターニング面２８と実質的に同一のパターニング面３２８を有するが、さらなる実施形態において、パターニング面３２８は、パターニング面２８とは異なる。さらなる実施形態において、テンプレート・チャック３２４は、モールド３２６と重ねられるテンプレート・チャック３２４の領域にわたって２ミクロンから１００ミクロンの範囲の湾曲を有する球状チャック・ユニットである。ピン８０は、図１に関して上述されたように、第１の軸と第２の軸でテンプレート３２４とモールド３２６を移動させる。さらにピン８０は、第１の軸と第２の軸に垂直な第３の軸に沿った、すなわちｘ軸に沿った動きを与える。例において、ピン８０は、ｘ軸とｙ軸の周りのほぼ５０ミクロン〜２００ミクロン、さらにｚ軸に沿ったほぼ２ミリメートルの動きを与える。
システム２１０は、さらに流体ディスペンサ３４８を備え、流体ディスペンサ３４８は、図１に関して上述された流体ディスペンサ４８に類似する。流体ディスペンサ３４８と撮像ユニット６０ｂは、ベース２６に結合されて示されているが、流体ディスペンサ３４８と撮像ユニット６０ｂは、システム２１０の任意の部分に結合される。流体ディスペンサ３４８の制御は、流体ディスペンサ３４８とデータ通信するプロセッサ７６によって調整される。
図２４と図２５を参照すると、基板１６の第１の面１２と第２の面１４上にパターンを形成する方法及びシステムの第３の実施形態が示される。ステップ４００で、ロボット６８は、基板カセット７４から基板１６を回収し、ロボット６８は基板１６を保持する。ステップ４０２で、ロボット６８は、基板１６と流体ディスペンサ４８、３４８との間に所望の空間関係が得られ、基板１６上にポリマー流体を配置できるように基板１６を配置する。より詳細に、流体ディスペンサ４８は、基板１６の第１の面１２上にポリマー流体５０を配置することができ、流体ディスペンサ３４８は、基板１６の第２の面１４上にポリマー流体５０を配置する。さらなる実施形態において、流体ディスペンサ４８、３４８は、システム２１０の外側に配置され、基板１６の第１の面１２と第２の面１４は、システム２１０の外側でその上に配置されたポリマー流体５０を有する。ステップ４０４で、モールド２６とモールド３２６との間の距離は、基板１６がモールド２６とモールド３２６との間に配置されるように増大される。図示を簡略性のために、プロセッサ７６と、撮像ユニット６０ｂ、ピン８０、流体ディスペンサ３４８との間の結合は示されないことに留意されたい。
図２４と図２６を参照して、ステップ４０６で、ロボット６８は、基板１６を並進させ、ピン８０は、基板１６とピン８０との間に所望の空間関係が得られるように並進させられる。結果として、基板１６は、ピン８０に対して中心合わせされる。より詳細には、スルーウェイ２５は、ピン８０に重ね合わされる。しかしながら、さらなる実施形態において、基板１６とピン８０との間に任意の所望の空間関係が得られる。
図２４と図２７を参照すると、ステップ４０８で、ピン８０は、基板１６がピン８０上に配置されるように、ｚ軸に沿って並進させられる。ステップ４１０で、ロボット６８は、基板１６の保持から引き込まれる。より詳細に、ロボット６８のアーム７０は、図７に示されるエンド・エフェクタ７３が基板１６に結合されないように、引き込まれる。ステップ４１２で、撮像ユニット６０ａは、基板１６の位置を決定する。より詳細に、撮像ユニット６０ａは、システム１０の任意の部品、すなわちモールド２６、モールド３２６、又はロボット６８に対して、図５、図６に関して上述されたように基板１６の中心位置を決定するために用いられる。結果として、さらに以下に記載される、システム１０の任意の部品に関する基板１６の所望の空間関係が得られる。
図２４と図２８を参照すると、ステップ４１４で、所望の位置が、基板１６とモールド３２６との間で得られる。より詳細に、ピン８０とチャック３３４は、基板１６がモールド３２６と重ね合わされるように、基板１６とモールド３２６を配置することができ、かつ基板１６の第２の面１４上に配置されたさらなるポリマー材料５０が、基板１６とモールド３２６との間に形成される所望の容積を満たす。
図２４と図２９を参照すると、ステップ４１６で、所望の位置が、基板１６とモールド２６との間に得られる。より詳細には、ピン８０とインプリント・ヘッド３６は、基板１６がモールド２６と重ね合わされるように、基板１６とモールド２６を配置することができ、基板１６の第１の面１２上に配置されるさらなるポリマー材料５０は、基板１６とモールド２６との間に形成される所望の容積を満たす。ステップ４１８で、上述のように、基板１６の第１の面１２上に配置されるポリマー材料５０は、基板１６の第１の面１２とモールド２６のパターニング面２８に一致して固化され及び／又は架橋され、基板１６の第２の面１４上に配置されるポリマー材料５０は、基板１６の第２の面１４とモールド３２６のパターニング面３２８に一致して固化され及び／又は架橋される。
図２４と図３０を参照して、ステップ４２０で、モールド２６は、基板１６の第１の面１２上に配置されるポリマー材料５０から分離される。さらに、ロボット６８及び／又はピン８０と接触する基板１６の部分からポリマー材料５０を取り除くことが望ましい。
図２４と図３１を参照して、ステップ４２２で、ロボット６８は、アーム７０の、図７に示されるエンド・エフェクタ７３が基板１６を保持するように、基板１６を回収する。ステップ４２４で、モールド３２６は、基板１６がロボット６８に結合されるように、基板１６の第２の面１４上に配置されるポリマー材料５０から分離される。ステップ４２６で、基板１６は、基板チャック１８から外され、ロボット６８は、基板カセット７４内に基板１６を配置される。
上述された本発明の実施形態は例示的である。多くの変化及び修正が、上に引用された開示に対して行われるが、本発明の範囲内に留まる。したがって、本発明の範囲は、上記記載によって制限されるべきではなく、代わりに、それらの完全な等価物の範囲に加えて添付の特許請求の範囲を参照して決定されるべきである。
Claims (14)
- モールド・アセンブリを用いて、第１と第２の両面を有する基板をパターニングする方法であって、
空洞を有するチャック上に前記基板を配置するステップであって、前記基板の前記第１の面は前記モールド・アセンブリに向いて配置され、前記基板の前記第２の面は前記チャックに向いて配置される、ステップと、
前記基板の前記第１の面が前記モールド・アセンブリと重なり合うように、前記基板と前記モールド・アセンブリとの間に第１の空間関係を得るステップであって、前記モールド・アセンブリ及び前記基板の前記第１の面は、その間に配置された材料を有する、ステップと、
前記モールド・アセンブリを用いて前記基板の前記第１の面上の前記材料にパターンを形成して、第１のパターン化層を形成するステップと、
前記基板の前記第２の面が前記モールド・アセンブリと重なり合うように、前記基板と前記モールド・アセンブリとの間に、前記第１の空間関係とは異なる第２の空間関係を得るステップであって、前記モールド・アセンブリ及び前記基板の前記第２の面は、その間に配置された材料を有する、ステップと、
前記モールド・アセンブリを用いて前記基板の前記第２の面上の前記材料にパターンを形成して、第２のパターン化層を形成するステップと、
からなり、
前記第２の空間関係を得るステップは、前記第１のパターン化層を前記チャツク内に配置し、前記基板の前記第２の面をパターン化している間に前記第１のパターン化層への損傷を最小限抑えるように、前記チャック上に前記基板を配置するステップを含む、ことを特徴とする方法。 - 前記第２の空間関係を得る前記ステップは、前記基板をフリッピングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記第２の空間関係を得る前記ステップは、前記モールド・アセンブリに対して前記基板を１８０度フリッピングするステップをさらに含む請求項１に記載の方法。
- 少なくとも１つの撮像ユニットにより、前記基板と前記モールド・アセンブリとの間に前記第１の空間関係を与えるように前記基板が配置されていることを検出するステップをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの撮像ユニットは、前記基板の中心位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 前記少なくとも１つの撮像ユニットは、前記基板と前記モールド・アセンブリの間に前記第２の空間関係を与えるために、前記基板の位置を検出するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
- 第１と第２の両面を有する基板をパターニングするシステムであって、
空洞を有する第１の面をもち、前記基板に結合された基板チャックと、
モールド・アセンブリと、
前記基板を前記モールド・アセンブリに対して第１と第２の位置に交互に配置し、前記モールド・アセンブリが、前記基板の向かい合わせられた側の第１の面上に配置された材料と接触して第１のパターン化層を形成し、かつ前記基板の側の第２の面上に配置された材料とさらに接触して第２のパターン化層を形成するように、前記基板に結合されるロボットと
を備え、
前記空洞は前記基板上に形成されたパターン化層を隔離するように形成されることを特徴とするシステム。 - 第１と第２の向かい合った流体ディスペンサをさらに含み、前記第１の流体ディスペンサは、前記材料を前記基板の前記第１の面上に配置し、かつ前記第２の流体ディスペンサは、前記材料を前記基板の前記第２の面上に配置することを特徴とする請求項７に記載のシステム。
- 前記モールド・アセンブリと前記基板との間の空間関係を決定するための光学検出システムをさらに含むことを特徴とする請求項７に記載のシステム。
- 前記ロボットは、さらに前記モールド・アセンブリに対して前記基板を１８０度フリップすることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
- 前記ロボットは、駆動手段に結合されたアームを備え、前記アームは前記基板に結合されたエンド・エフェクタを備えることを特徴とする請求項７に記載のシステム。
- 前記エンド・エフェクタは、ポリマー材料を有する基板の領域とは接することなく、前記基板に接触することを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
- 前記駆動手段は、第１と第２の軸に対して動きを与えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
- 前記駆動手段は、前記モールド・アセンブリに対して実質的に１８０°フリップするように、軸Ｘに動きを与えることを特徴とする請求項１１に記載のシステム。
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