JP5289577B2 - インプリント・リソグラフィ装置用の真空チャックを備えた装置 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年１０月２３日に提出の米国仮出願第６１／１０７，７２９号、ならびに２００８年１０月２７日提出の米国仮出願第６１／１０８，６４０号、および２００９年１０月２０日提出の米国特許出願第１２／５８２，０９１号について、３５Ｕ．Ｓ．Ｃの§１１９（ｅ）（１）に基づいて利益を請求するものであり、これらの内容すべてを本明細書に援用する。

また、本出願は、２００６年５月１８日提出の米国仮出願第６０／８０１，２６５号、および米国仮出願第６０／８２７，１２８号の優先権を主張する２００７年５月１７日提出の米国出願番号１１／７４９，９０９号に関する情報も含み、そのすべてを本明細書に援用する。

ナノ加工は、１００ナノメートル程度、またはそれ以下の特徴的形状部を有する非常に微細な構造体の加工を含む。ナノ加工が相当な大きさの効果を発揮する適用方法の一つとして、集積回路の処理が上げられる。半導体処理業界では、基板上に形成された単位領域ごとの回路数を増加させながら、より大きい歩留まりを得るために懸命の努力を続けている。よって、ナノ加工の重要性はより高まっている。ナノ加工は、形成される構造体の最小の特徴的形状部寸法を継続的に減少させながら、プロセス管理をより高めることができる。ナノ加工を採用してきた他の開発領域としては、バイオテクノロジー、光学技術、機械システムなどがある。

今日利用されているナノ加工の一例として、一般にインプリント・リソグラフィと呼ばれるものがある。例示したインプリント・リソグラフィ工程は、ここに援用する、米国特許公開第２００４／００６５９７６号、米国特許公開第２００４／００６５２５２号、米国特許第６，９３６，１９４号など、多数の公報において詳細に説明されており、そのすべてを本明細書に援用する。

上記の米国特許公報、および特許それぞれに開示されたインプリント・リソグラフィ技術は、重合可能な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層の基板へ転写することを含む。パターンニング工程をより容易にするため、基板を所望の位置決めを得るための移動ステージと連結してもよい。さらに、基板は基板チャックに連結することができる。パターンニング工程は、基板から間隔をあけて位置するテンプレートと、テンプレートと基板の間に塗布される成形可能な液体を使用する。成形可能な液体は、固化されて、成形可能な液体に接触するテンプレートの表面の形状に合わせたパターンを有する堅い層を形成する。固化後、テンプレートをテンプレートと基板が間隔をあけて位置するように、堅い層から剥離する。続いて、基板と固化した層に対し、レリーフ画像を、固化した層のパターンに対応する基板に転写するさらなる工程が行われる。

本発明をより詳しく理解するため、添付の図面に示された実施形態を参照しながら本発明の実施形態を説明する。しかしながら、注目すべきは、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示しているに過ぎず、よってその範囲を限定するものではないため、本発明は、他の同様の効果的な実施形態も認めることができるものとする。

基板から間隔を置いて位置するパターンニング装置を有するリソグラフィック装置の概略側面図であり、パターンニング装置は、テンプレートとモールドを有する。 図１に示す基板の上面図であり、基板の内径、中間径、外径を示す。 基板チャックに結合した、図１に示す基板の側面図である。 図３に示す基板チャックの底面図である。 図１に示すテンプレートの上面図であり、モールドを結合した様子を示す。 図１に示すテンプレートがテンプレートチャックに結合した状態を示す側面図である。 図６に示すテンプレートチャックの底面図である。 図１に示す基板の領域上に位置したインプリント材料の液滴の配列を示す上面図である。 図１に示す基板の概略側面図であり、パターン形成層がその上に形成されている様子を示す図である。 第一の実施形態による図１に示す基板のパターンニング方法を示すフロー図である。 図１に示すパターンニング装置の変形例の側面図である。 図１１に示すパターンイング装置の側面図であり、図８に示すインプリント材料の液滴の部分と接触した様子を示す図である。 図８に示す液滴の圧縮を示す上面図であり、図１２に示すテンプレートを変形して採用した図である。 図８に示す液滴の圧縮を示す上面図であり、図１２に示すテンプレートを変形して採用した図である。 図８に示す液滴の圧縮を示す上面図であり、図１２に示すテンプレートを変形して採用した図である。 第二の実施形態による図１に示す基板の領域をパターンニングする方法を示すフロー図である。 図１に示す基板の変形例の側面図である。 図１に示すパターンニング装置に力をかけてその形状を変形させるピンの側面図である。 図１に示す装置の側面図であり、ガスがパターンニング装置とモールドの間に導入されている様子を示す図である。 シングルウェーブ形状の基板を備えた基板チャックの一例の概略側面図である。 複数例の成形の基板を備えた基板チャックの一例の概略側面図である。 外側ランドの例とともに示す基板チャックの一例の概略側面図である。 シングルウェーブ形状のインプリント・リソグラフィ・テンプレートと基板を形成するテンプレートチャックの一例と基板チャックの一例の概略側面図である。 ダブルウェーブ形状のインプリント・リソグラフィ・テンプレートとシングルウェーブ形状の基板を備えたテンプレートチャックの別の一例と基板チャックの別の一例の概略側面図である。 力を受ける基板の上面図である。 テンプレートを基板から剥離させている間に基板を拘束する第一の位置における保持装置の一例の概略側面図である。 図２６に示す保持装置が、基板から離れた第二の位置に位置する状態を示す概略側面図である。 基板からテンプレートを剥離する間に基板を拘束する方法の一例を示すフローチャートである。

図１および図２を参照する。基板１２上にレリーフパターンを形成するための装置１０が示されている。基板１２は円形でもよいが、別の実施形態では、いかなる幾何学的形状を有していてもよい。本例では、基板１２は、内径ｒ₁、外径ｒ₂を有するディスク形状であり、半径ｒ₂は半径ｒ₁より大きい。さらに、内径ｒ₁と外径ｒ₂の間に中間径ｒ₃が形成されており、中間径ｒ３は内径ｒ₁と外径ｒ₂から略等距離に位置している。

図１を参照する。基板１２は、基板チャック１４に結合されている。図示の基板チャック１４は、真空チャックであるが、基板チャック１４は、「インプリント・リソグラフィ工程用の高精度位置合わせ、および空隙制御ステージ（High-Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes）」と題した、本明細書に援用する、米国特許第６，８７３，０８７号に記載のような真空、ピン型、溝型、あるいは電磁式を限定することなく含む、いかなるチャックでもよい。基板１２、および基板チャック１４は、ステージ１６上に支持される。さらに、基板１２、基板チャック１４、およびステージ１６は、基台（図示せず）上に位置させることができる。ステージ１６は、第一と第二の軸を中心とした動作を行うことができる。第一と第二の軸は、互いに直交する。すなわち、ｘ軸とｙ軸である。図１，３、および４を参照する。基板チャック１４は、第一面１８とその反対側の第二面２０を有する。側面すなわちエッジ面２２は、第一面１８と第二面２０の間に延在する。第一面１８は、第一の凹部２０、第二の凹部２２、および第３の凹部２４を有し、相互に離間した第一，第二，第三，第四の支持領域２６，２８，３０，３２を形成する。第一の支持領域２６は、第二，第三，第四の支持領域２８，３０，３２、および、第一，第二，第三の凹部２０，２２，２４を囲む。第二の支持領域２８は、第三，第四の支持領域３０，３２、および、第二，第三の凹部２２，２４を囲む。第三の支持領域３０は、第四の支持領域３２および第三の凹部２４を囲む。第三の凹部２４は、第四の支持領域３２を囲む。さらに別の実施形態では、第一，第二，第三，第四の支持領域２６，２８，３０，３２は、柔軟な材料から形成すればよい。第一，第二，第三，第四の支持領域２６，２８，３０，３２は、円形であってもよいが、別の実施形態では、所望のいかなる形状を有していてもよい。

基板チャック１４には、通路３４、および３６が形成されているが、基板チャック１２に設けられる通路の数は特に限定されない。通路３４は、第一と第三の凹部２０および２４を側面１８と流体連通させているが、別の実施形態では、通路３４は、第一と第三の凹部２０および２４を基板チャック１４のいずれの面と流体連通させてもよいことは理解できよう。通路３６は、第二の凹部２２を側面１８と流体連通させているが、別の実施形態では、通路３６は、第二の凹部２２を基板チャック１４のいずれかの面と流体連通させてもよいことは理解できよう。さらに、通路３４は、第一２０と第三２４の凹部を、また、通路３６は、第二の凹部２２をポンプ装置３８のような圧力制御装置と流体連通させやすくすることができるのが望ましい。

ポンプ装置３８は、一つ以上のポンプを備え、第一２０、第二２２、および第三２４の凹部近傍の圧力を制御することができる。そのためには、基板１２が基板チャック１４に連結されている場合、基板１２は、第一２６、第二２８、第三３０、および第四３２の支持領域に寄りかかって、第一２０、第二２２、および第三２４の凹部を覆う。第一の凹部２０とそれに重なる基板１２の一部４０ａは、第一のチャンバ４２を形成する。第二の凹部２２とそれに重なる基板１２の一部４０ｂは、第二のチャンバ４４を形成する。第三の凹部２４とそれに重なる基板１２の一部４０ｃは、第三のチャンバ４６を形成する。ポンプ装置３８が動作することにより、第一４２、第二４４、および第三４６のチャンバの圧力を制御する。

図１および図５を参照する。基板１２から間隔をあけて位置しているのはパターンニング装置４８である。パターンニング装置４８は、基板１２に向かって延在するメサ型５２を有するテンプレート５０を備え、メサ型５２は、その上部にパターン形成面５４を有する。さらに、メサ型５２はモールド５２と称してもよい。さらに別の実施形態では、テンプレート５０には、モールド５２が実質的に備わっていなくてもよい。テンプレート５０、および／またはモールド５２は、石英ガラス、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウ珪酸ガラス、フッ素系ポリマー、金属、硬化サファイヤを限定することなく包含するような材料から形成することができる。図示の如く、パターン形成面５４には、複数の間隔を空けて位置する凹部５６と凸部５８によって形成される特徴的形状部を有する。しかし、さらに別の実施形態では、パターン形成面５４は、略スムースかつ平坦でもよい。パターン形成面５４は、基板１２に形成されるパターンの基礎を形成する元のパターンを形成すればよい。

図１、図６、および図７を参照する。テンプレート５０は、テンプレートチャック６０に連結することができ、テンプレートチャック６０は、「インプリント・リソグラフィ工程用の高精度位置合わせ、および空隙制御ステージ（High-Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes）」と題した特許文献４に記載のような真空、ピン型、溝型、電磁式を限定することなく含む、いかなるチャックでもよい。テンプレートチャック６０は、第一面６２と反対側の第二面６４を有する。側面、そして、エッジ面６６は、第一面６２と第二面６４の間に延在する。第一面６２は、第一の凹部６８、第二の凹部７０、および第三の凹部７２を有し、第一，第二，第三の間隔を空けて位置する支持領域７４，７６，７８を形成している。第一の支持領域７４は、第二の支持領域７０と第三の支持領域７２、更に、第一の凹部６８と第二の凹部７０および第三の凹部７２を囲む。第二の支持領域７６は、第三の支持領域７８とともに、第二および第三の凹部７０，７２を囲む。第三の支持領域７８は、第三の凹部７２を囲む。さらなる実施形態では、第一，第二，第三の支持領域７４，７６，７８は、柔軟な材料から形成すればよい。第一，第二，第三の支持領域７４，７６，７８は、円形であってもよいが、別の実施形態では所望のいかなる幾何学的形状を有していてもよい。

テンプレート・チャック６０には、通路８０、および８２が形成されているが、テンプレート・チャック６０に設けられる通路の数は特に限定されない。通路８０は、第一と第三の凹部６８および７２を、第二の面６４と流体連通させているが、別の実施形態では、通路８０は、第一と第三の凹部６８および７２をテンプレート・チャック６０のいずれかの面と流体連通させてもよいことは理解できよう。通路８２は、第二の凹部７０を第二の面６４と流体連通させているが、別の実施形態では、通路８０は、第二の凹部７０をテンプレートチャック６０のいずれかの面と流体連通させてもよいことは理解できよう。さらに、通路８０は、第一および第三の凹部６８，７２を、また通路８２は、第二の凹部７０をポンプ装置８４のような圧力制御装置に流体連通させやすく構成できるのが望ましい。

ポンプ装置８４は、一つ以上のポンプを備え、第一，第二，第三 第一の凹部６８，７０，７２の近傍の圧力を制御することができる。そのためには、テンプレート５０がテンプレート・チャック６０に連結されている場合、テンプレート５０は、第一，第二，第三７８の支持領域７４、７６、７８に寄りかかって、第一，第二，第三７２の凹部６８，７０，７２を覆う。第一の凹部６８とそれに重なるテンプレート５０の部分８６ａは、第一のチャンバ８８を形成する。第二の凹部７０とそれに重なるテンプレート５０の一部８６ｂは、第二のチャンバ９２を形成する。第三の凹部７２とそれに重なる基板１２の一部８６ｃは、第三のチャンバ９６を形成する。ポンプ装置８４が動作することによって、第一，第二，第三９６のチャンバ８８，９２，９６のチャンバ内圧力を制御する。さらに、テンプレート・チャック６０をインプリントヘッド９７に結合してパターン形成装置４８が動作しやすくしてもよい。

図１を参照する。装置１０は、さらに、流体分注装置９８を備える。流体分注装置９８は、重合可能な材料１００をその上に蒸着させるように基板１２と流体連通していてもよい。流体分注装置９８は、内部に複数の分注器を備えていてもよい。重合可能な材料１００は、液滴分注、スピンコート、ディップコート、化学蒸着（ＣＤＶ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着などのような周知の技術を使って蒸着させることができることは理解できよう。典型的には、重合可能な材料１００は、モールド５２と基板１２との間に所望の空間が形成される前に基板１２に分注すればよい。しかし、重合可能な材料１００は、所望の空間を得た後に、その空間に充填することも可能である。図８に示すように、重合可能な材料１００は、複数の間隔を空けて位置するマトリクス配列１０４の液滴１０２として基板１２上に分注することができる。例では、液滴１０２はそれぞれ、約１〜１０ピコリットル単位空間とすることができる。液滴１０２は、基板１２上においていかなる二次元的な配置でもよい。

図１、および９を参照する。装置１０は、さらに、通路１１０に沿ってエネルギー１０８を案内するエネルギー１０８の供給源１０６を備えている。インプリントヘッド９７、およびステージ１６は、モールド５２と基板１２それぞれを重なった状態で通路１１０に配設されるよう、配置できるように構成されている。インプリントヘッド９７とステージ１６のいずれか、もしくはその両方が、モールド５２と基板１２の間の距離を変化させて、重合可能な材料１００を充填するその間の空間を所望の空間とする。所望の空間を重合可能な材料１００で充填した後、供給源１０６は、エネルギー１０８、たとえば、重合可能な材料１００を基板１２の表面１１２、およびパターン形成面５４の形状に沿うように固化、もしくは交差結合させる広帯域紫外線などを生成し、基板１２上にパターン形成層１１４を形成する。パターン形成層１１４は、残留層１１６と、凸部１１８、および凹部１２０として示す複数の特徴的形状部を有していてもよい。この工程の制御は、ステージ１６、ポンプ装置３８、および８４、インプリントヘッド９７、流体分注装置９８、および供給源１０６とデータ通信を行い、メモリ１２４内に保存されたコンピュータ読み出し可能なプログラム上で作動するプロセッサ１２２によって調整される。

図１を参照する。装置１０は、さらに、ステージ１６に連結されたピン１２６を有する。ピン１２６は、第一と第二の軸に垂直な第三の軸を中心として、すなわちｚ軸に沿って移動することができる。結果として、後述するように、ピン１２６は、モールド５２に接触して、その形状を変形させる。ピン１２６は、とりわけ、空気圧、圧電、磁気歪み、線形および音声コイルなどを含む従来の技術で周知の力、または変位アクチュエータでよい。さらに別の実施形態では、ピン１２６は、高解像度圧力調整器、および清浄系空気式ピストンでよく、その中心ピンは、パターン形成装置４８の界面と基板１２の間の大気を逃がすことができる真空源を備える。

図１、８、および９を参照する。上記のように、モールド５２と基板１２の距離は、重合可能な材料１００を充填する所望の空間がその間に形成されるように変更することができる。さらに、固化後、重合可能な材料１００は、基板１２の表面１１２とパターン形成面５４の形状に沿い、基板１２上にパターン形成層１１４を形成する。そのため、マトリクス配列１０４の液滴１０２の間に形成される空間１２８には、ガスが存在し、マトリクス配列１０４の液滴１０２は、ガス、および／または基板１２とモールド５２の間のガスポケット、およびパターン形成層１１４の中にガスが滞留するのを防止できないまでも、回避するように基板１２上に広がる。ガス、および／またはガスポケットは、空気、窒素、二酸化炭素、およびヘリウムに限定されずに包含するガスでよい。基板１２とモールド５２の間、およびパターン形成層１１４のガス、および／またはガスポケットは、とりわけ好ましくないとされる形成層１１４に形成される特徴的形状部のパターンの歪み、パターン形成層１１４に形成された特徴的形状部の不正確さ、さらにはパターン形状層１１４に亘って存在する残留層１１６の厚みの不均等などを引き起こす可能性がある。そのため、基板１２とモールド５２の間、およびパターン形成層１１４のガス、および／またはガスポケットの滞留を防止できないまでも、最小限に抑えるための方法と装置を下記に示す。

図１から１０を参照する。第一の実施形態では、基板１２とモールド５２との間のガスを追い出す方法を示す。より詳しくは、工程２００において、上記の如く、重合可能な材料１００を液滴分注、スピンコート、ディップコート、化学蒸着（ＣＤＶ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着などによって基板１２上に位置させることができる。さらに別の実施形態では、重合可能な材料１００は、モールド５２上に位置させてもよい。

図６，７、１０、および１１を参照する。工程２０２では、パターン形成装置４８の形状を変更することができる。さらに詳しくは、パターン形成装置４８の形状は、図２に示す基板１２の中間径ｒ３におけるモールド５２と基板１２との間で設定される距離ｄ１が、モールド５２の残りの部分におけるモールド５２と基板１２との間で設定される距離よりも小さくなるように変更することができる。例では、距離ｄ１は、モールド５２のエッジで設定される距離ｄ２より小さい。さらに別の実施形態では、距離ｄ１は、モールド５２のいかなる所望の位置にも設定することができる。パターン形成装置４８の形状は、第一と第三のチャンバ６８および７２の内部の圧力を制御すことによって変更することができる。さらに詳しくは、上記のように、ポンプ装置８４は、第一と第三のチャンバ６８および７２の内部の圧力を制御するように操作する。そのために、ポンプ装置８４は、第一と第三のチャンバ６８および７２の内部を、テンプレート５０の部分８６ａ、および８６ｃが基板１２から離れる方向に曲がるとともに、テンプレートチャック６０の方向に曲がるように、通路８０を介して真空にすればよい。テンプレート５０の部分８６ａ、および８６ｃを、基板１２から離れる方向に曲げることにより、テンプレート５０の部分８６ｂが、基板１２に向かって、かつテンプレートチャック６０から離れる方向に曲がる。

図１０，１２、および１３を参照する。工程２０４では、図１を参照してすでに説明したように、図１に示すインプリントヘッド９７、あるいはステージ１６またはその両方が、図１１に示す距離ｄ１を、モールド５２の一部が液滴１０２の一部分に接触するように変更することができる。図示の如く、図２に示す基板１２の中間径ｒ３と重なったモールド５２の一部は、モールド５２の残りの部分が液滴１０２のうちの残りの液滴に接触する前に、液滴１０２の一部分に接触する。しかし、さらに別の実施形態では、モールド５２のどの部分が、モールド５２の残りの部分より前に液滴１０２に接触するようにしてもよい。そのため、図示の如く、モールド５２は、図２に示す基板１２の中間径ｒ３と重なるすべての液滴１０２と略同時に接触する。これにより、液滴１０２が広がって、重合可能な材料１００の連続的な液体シート１３０が生成されるのである。液体シート１３０のエッジ１３２が、基板１２のエッジ１３６に向けてガスを空間１２８に押し込む機能を有する気液界面１３４を形成する。液滴１０２の間の空間１２８は、ガスがエッジ１３６まで押し出されるガス通路を形成する。その結果、気液界面１３４は、ガスの通路と連動して、液体シート１３０におけるガスの滞留を防止できないまでも、低減することができる。

図７、１０、および１４を参照する。工程２０６では、パターン形成装置４８の形状を、モールド５２と基板１２の間に形成された所望の空間が、図１に関連してすでに説明した重合可能な材料１００によって充填されるように変更することができる。さらに詳しくは、パターン形成装置４８の形状は、第一と第三のチャンバ８８および９６の内部の圧力と、重合可能な材料１００とモールド５２との間が接触することにより、図１に示すインプリントヘッド９７、および／またはステージ１６によってパターン形成装置４８にかかる力との制御を組み合わせることによって変更することができる。さらに詳しくは、上記のように、ポンプ装置８４を操作することによって、第一および第三のチャンバ８８および９６内の圧力を制御する。そのため、ポンプ装置８４は、図２に示す基板１２の中間径ｒ３を囲む液滴１００の次の一部に伴って重合可能な材料１００が広がって、図１４に示すように連続した流体シート１３０に含有されるように、通路８０によって第一および第三のチャンバ８８および９６内に生成された真空度を下げる。パターン形成装置４８の形状は、モールド５２がその後、残りの液滴１０２と接触するように引き続き変化し、それに伴う重合可能な材料１００が広がって、図１５に示すように連続したシート１３０に含有されるようになる。図示の如く、界面１３４はエッジ１３６に向かって移動するので、図８に示す残りの空間１２８にガスが妨げられることなく通過できる通路ができる。これにより、図８に示す空間１２８内のガスが、モールド５２とエッジ１３６に対向する基板１２の間から排出される。このように、図９に示すように、基板１２とモールド５２の間、およびパターン形成層１１４内のガス、および／またはガスポケットの滞留を防止できないまでも、最小限に抑えることができる。さらに別の実施形態では、パターン形成装置４８の形状は、図１１を参照してすでに説明したように、距離ｄ１の縮小と同時に変更させることができる。図７、および１２を参照する。さらに別の実施形態では、パターン形成層４８の形状を変更しやすくするため、第二のチャンバ９２内の圧力を制御することができる。さらに詳しくは、上記のように、ポンプ装置８４を操作して第二のチャンバ９２内の圧力を制御する。そのためには、ポンプ装置８４は、テンプレート５０の部分８６ｃが基板１２に向かって曲がり、かつテンプレートチャック６０から離れる方向に曲がるように、通路８２を介して第二のチャンバ９２内に圧力を生じさせればよい。さらに、上記のように、第一および第三のチャンバ８８および９６内に真空を生じさせると同時に、第二のチャンバ９２内に圧力を生じさせることができる。

図１、および１０を参照する。次に、工程２０８では、図１に関して説明したように、重合可能な材料１００を固化、および／または交差結合させて、図９に示すパターン形成層１１４を形成する。続いて、工程２１０では、モールド５２は、図９に示すパターン形成層１１４から剥離させることができる。

図１、および１６を参照しながら、本発明のさらに別の実施形態を説明する。さらに詳しくは、工程３００において、図１０に示す工程２００に関してすでに説明したように、重合可能な材料１００を基板１２、またはモールド５２上に位置させてもよい。

図３、４，１６、および１７を参照する。工程３０２では、図１０に示す工程２０２に関してすでに説明したように、パターン形成装置４８の形状は変更が可能である。さらに、パターン形成装置４８の形状を変更すると同時に、基板１２の形状も変更することができる。さらに詳しくは、基板１２の形状は、第一および第三のチャンバ４２および４６の内部の圧力を制御することによって変更することができる。さらに詳しくは、上記の如く、ポンプ装置３８を操作して第一と第三のチャンバ４２および４６内の圧力を制御する。そのために、ポンプ装置３８は、基板１２の部分４０ａ、および４０ｃが、図１７に示すように、基板チャック１４から離れる方向に曲がるように、かつモールド５２に向かって曲がるように、通路３６を介して第一および第三のチャンバ４２および４６の内部を真空にすればよい。基板チャック１４へ向かって、またそこから離れる方向に基板１２の部分４０ａ、および４０ｃが曲がった結果、基板１２の部分４０ｂがモールド５２に向かって、かつ基板チャック１４から離れる方向に曲がる。図１１、１３、および１６を参照する。工程３０４では、図１０に示した工程２０４に関してすでに説明したように、インプリントヘッド９７、ステージ１６、あるいはその両方を、図１１に示す距離ｄ₁を変更させて、モールド５２の部分が図２に示す基板１２の中間径ｒ３と重なった液滴１０２の一部分と略同時に接触して、重合可能な材料１００の連続した液体シート１３０を生成するようにしてもよい。

図４、１２、および１６を参照する。工程３０６では、図１０に示す工程２０６に関してすでに説明したように、パターン形成装置４８の形状は、モールド５２と基板１２の間に形成された所望の空間が重合可能な材料１００で満たすことができるように変更することができる。さらに、パターン形成装置４８の形状を変更すると同時に、基板１２の形状も変更することができる。さらに詳しくは、上記のように、ポンプ装置３８を操作して、第一と第三のチャンバ４２および４６内の圧力を制御する。そのために、ポンプ装置３８は、図１０に示す工程２０４ですでに説明したように、パターン形成装置４８の形状を変更すると同時に、図２に示す基板１２の中間径ｒ₃を囲む液滴１０２に伴う重合可能な材料１００が広がって、図１４に示すように連続した流体シート１３０に含有されるように、通路３６によって第一および第三のチャンバ４２および４６内に生成された真空度を下げる。さらに、基板１２の形状は、パターン形成装置４８の形状が変更されると同時に、その後、モールド５２が、残りの液滴１０２と接触するように変更してもよく、それにより、それに伴う重合可能な材料１００が広がって、図１５に示すように連続したシート１３０に含有されるようになる。図８に示す空間１２８内のガスは、図１０に示す工程２０６に関して上記で説明したものと略同じ方法で、モールド５２とエッジ１３６に対向する基板１２の間から排出される。

図３、および４を参照する。基板１２の形状の変更をさらに容易にするためには、第二のチャンバ４４内の圧力を制御すればよい。さらに詳しくは、上記のように、ポンプ装置３８を操作して、第二のチャンバ４４内の圧力を制御する。そのためには、ポンプ装置３８は、通路３４を介して第２のチャンバ４４内の圧力を、基板５０の部分４０ｂがモールド５２に向かって曲がるように、かつ基板チャック１４から離れる方向に曲がるように生成すればよい。さらに、上記のように、第一と第三のチャンバ４２および４６内を真空にすると同時に、第二のチャンバ４４内で圧力を生成すればよい。

図１、および１０を参照する。工程３０８では、図１に関してすでに述べたように、さらに重合可能な材料１００を固化、および／または交差結合させて、図９に示すパターン形成層１１４を形成することができる。その後、工程３１０で、モールド５２を図９に示すパターン形成層１１４から剥離させることができる。

図６、および１８を参照する。さらに別の実施形態では、パターン形成装置４８の形状を変更しやすくするためにピン１２６を採用している。さらに詳しくは、ピン１２６は、本例では、パターン形成装置４８にテンプレート５０の第３の部分８６ｃに力をかけることができる。結果として、パターン形成装置４８は、上記の所望の変形した形状を有していてもよく、また、上記の方法のいずれかを採用してもよい。ピン１２６は、それぞれ、図１０、および１６に示すような工程２０８、および３０８に関して上述したモールド５２、および基板１２の剥離を容易にするためにも採用することができる。さらに、図９に示すようなパターン形成層１１４の形成後、ピン１２６は、パターン形成装置４８が略平坦になるように、パターン形成装置４８から離れる方向に変位することができる。ピン１２６は、ピン１２６が力の度合いを判断するための力のフィードバックを得られるように、プロセッサ１２２と通信してもよい。

図１９を参照する。モールド５２と基板１２の剥離をさらに容易にするため、ピン１２６を介して基板１２とモールド５２の間にガス１４８を導入することができる。さらに詳しくは、ピン１２６は、ポンプ装置３８のような圧力制御装置と流体連通した開口１５２を有する通路１５０を備えていてもよい。さらに別の実施形態では、ピン１２６の開口の数は特に限定されない。開口１５２は、モールド５２と基板１２の間にガス１４８を導入するように位置させてもよい。ガス１４８は、モールド５２と基板１２上に力をかけてモールド５２を基板１２から離れる方向に押すとともに、モールド５２から離れる方向に基板１２を押す。図示のごとく、ガス１４８は、ピン１２６がテンプレート５０に近接しているときにモールド５２と基板１２の間に導入することができるが、別の実施形態では、ガス１４８は、ピン１２６がどの場所にあってもモールド５２と基板１２の間に導入することができる。

図２０は、基板１２にシングルウェーブの曲げを形成するための、図１に示す基板チャック１４ａの別の実施形態を示す図である。シングルウェーブのインプリントでは、基板１２の内径ｄ₁は、チャック１４の不均等（平面性）、テンプレート１８と基板１２の間の傾き誤差、および／またはテンプレート１８と基板１２の間の軸方向の誤差に対する感知性を最小限にすることができる。基板１２の内径ｄ₁は、非インプリント領域として保持されるので、インプリントの不良、および／または剥離不良は最小限とすることができる。さらに、チャック１４ａは、基板１２の外径ｄ₃とチャック１４ａの間の接触を最小限として不良を低減することができる。

基板チャック１４ａは、第一面２１８と反対側の第二面２２０を有していてもよい。側面、またはエッジ面２２２は、第一面２１８と反対側の第二面２２０の間に延在していてもよい。第一の面２１８は、第一の凹部２２４と第二の凹部２２６を有していてもよい。第一の凹部２２４と第二の凹部２２６は、第一の支持領域２２８と第二の支持領域２３０を形成していてもよい。第一の形成領域２２８は、第二の支持領域を囲んでもよい。支持領域２２８、および２３０は、設計の検討に基づき、円形、長方形、矩形、および／または任意のいかなる形状でもよい。

図２０に示す様に、支持領域２２８は支持領域２３０の高さｈ₂より大きい高さｈ₁を有していてもよい。支持領域２２８は、インプリント中に基板１２がシングルウェーブに変形されるよう、支持領域２３０の高さｈ₂より大きい高さｈ₁を有していてもよい。シングルウェーブの変形とは、一般的に、基板１２が凹型に曲がり、基板１２の表面２２９が支持領域２３０、および／または支持領域２２８に対して略正接となるようなシングルウェーブ形状として説明される。たとえば、支持領域２２８の高さｈ₁は、支持領域２３０の高さｈ₂より約８０ミクロンだけ大きい。さらに、支持領域２２８の高さｈ₁、支持領域２３０の高さｈ₂、および／または支持領域２２８の高さｈ₁と支持領域２３０の高さｈ₂の間の大きさの違いは、基板１２の厚さｔ₁、および／または基板１２の材料に基づくものでもよい。たとえば、支持領域２２８の高さｈ₁と支持領域２３０の高さｈ₂の大きさの違いは、厚みｔ₁が約６３５ミクロンである石英ガラスの基板１２では約１００ミクロンであってよい。

基板１２の外径ｄ₃は、一般的に、剥離の第一のポイントとすることができ、よって図１、および２に関連して説明したようなインプリントに続くテンプレート１８とパターン層４６の剥離中に最大限の保持力を必要とする場合もある。指示領域２２８の高さｈ₁を大きくすることにより、チャック１４によって提供される真空力を外径ｄ₃に向かって偏らせることができる。真空力を偏らせることにより、必要な保持力を低下させることができ、さらに／または、テンプレート１８とパターン形成層４６の分離中に必要な分離力を減らすことができる。

基板チャック１４ａには、通路２３２ａおよび／または２３２ｂと、２３４ａおよび／または２３４ｂを形成することができる。注目すべきは、基板チャック１４ａは、設計の検討により、さらに追加の通路を有していてもよい。簡素化するため、二本の通路２３４、および２３６を示している。通路２３４、および２３６は、凹部２２４、および２２６において側面２１８と流体連通していてもよい。通路２３４、および２３６により、圧力制御装置（たとえばポンプ装置）と流体連通した凹部２２４、および／または２２６の位置決めを容易にすることができる。たとえば、ポンプ装置は、凹部２２４、および／または２２６の近傍の圧力を制御することができる一つ以上のポンプを設けてもよい。

図２１Ａ〜２１Ｃを参照する。ある実施形態では、支持領域２２８の高さｈ₁は、ここで説明する特徴（たとえば、厚みｔ₁、基板１２の材料および／またはそれに類似するもの）を決定することに加え、またはその代わりに、圧力制御装置が凹部２２４、および／または２２６にかけた所定の圧力レベルに基づいて決定することができる。たとえば、支持領域２２８の高さｈ₁は、印加されると図２０に示すようなシングルウェーブの基板１２となるような標準圧力レベルに基づいて決定することができる。インプリント中のシングルウェーブの基板１２によれば、ここで説明するように、基板１２の内径ｄ₂ は略凹型でもよい。

圧力レベルは、支持領域２２８の高さｈ₁に基づいて、基板１２をシングルウェーブに変形させるように構成することができる。たとえば、図２１Ａでは、基板１２が約０ｋＰａを受けていることを示している。約０ｋＰａの基板１２は、実質的な平面性を呈していてもよい。さらに、基板１２と支持領域２３０は、距離ｄ分離れている。たとえば、基板１２と支持領域２３０は、約１００ミクロン離れていてもよい。図２１Ｂを参照する。通路２３２と２３４は約−５ｋＰａで凹部２２４を形成し、基板１２が実質的にシングルウェーブ形状に曲がり、基板１２の表面２２９が支持領域２３０に対して略正接するような凹型に湾曲する。約−８０ｋＰａでは、基板１２の部分が支持領域２３０に対してまだ略正接しているが、基板１２は、ダブルウェーブ形状となり、複数の凹型湾曲部を凹部２２４に形成する。

図２２Ａ、および２２Ｂを参照する。一実施形態では、チャック１４は、外径ｄ₃ における不良を最少限としながら、さらに／または排除しながら、インプリント中にシングルウェーブ形状の基板１２を提供することができる。たとえば、図２２Ａは、チャック１４がテーパ形状のランド２２８ａを有したチャック１４ａの一実施例を示している。テーパ形状のランド２２８ａは、外径ｄ₃におけるチャック１４と基板１２の間の接触を最少限とする。接触を最少限とすると、さらに外径ｄ₃における不良も最少限とすることができる。テーパ形状のランド２２８ａは、支持領域２３０の高さｈ₂より大きい高さｈ₁を有していてもよい。さらに、テーパ形状のランド２２８ａのテーパ形状のエッジ２４０は、軸２４２に対して角度（たとえば、約２〜５°）に設定することができる。角度は、図２２Ａに示すようにテーパ形状のランド２２８ａが基板１２のエッジ２４４（すなわち、平坦領域）との接触が最少限になる、もしくは接触しないように調整すればよい。

図２２Ｂは、チャック１４ａの別の実施例であり、チャック１４ａが略平坦なランド２２８ｂを有している。シングルウェーブ形状の基板１２の位置決めにより、基板１２の外径ｄ₃が略平坦なランド２２８ｂから距離ｇ₁となる。

図２３を参照する。一実施形態では、テンプレートチャック２８ａは、テンプレート１８のパターン形成面２２を、インプリント、および／または剥離中に基板１２のシングルウェーブ形状に沿わせることができる。テンプレートチャック２８ａは、テンプレート１８の形状に影響する真空、および／または圧力を供給するように設定された通路２５４を有していてもよい。たとえば、通路２５４ａは、テンプレート１８の外側エッジがチャック２８に向かって曲がるように、テンプレート１８の外側エッジを保持する真空を形成することができる。通路２５４ｂは、テンプレート１８の中心が基板１２に向かって曲がるように真空および／または圧力を供給するようにしてもよい。テンプレート１８の中心は、シングルウェーブ形状に沿いながら基板１２に接触するようにしてもよい。たとえば、テンプレート１８の中心は、基板１２の内径ｄ₁に接触し、重合可能な材料３４が基板１２の外径ｄ₃に向かって外側に流れる流体動作を行うようにしてもよい。さらに、剥離中は、基板１２のシングルウェーブ形状で、テンプレート１８の中心と基板１２の内径ｄ₁で最終剥離が起こり、テンプレート１８の形状に沿うようにしてもよい。

図２４Ａ〜Ｄを参照する。別の実施形態では、テンプレートチャック２８ｂは、シングルウェーブ形状の基板１２のインプリント、および／または剥離中において、ダブルウェーブ形状のテンプレート１８のパターン形成面２２を形成してもよい。

図２４Ａを参照する。テンプレートチャック２８ｂの通路５６０ａ〜５６０ｃは、真空、および／または圧力を供給してダブルウェーブ形状のテンプレート１８を形成してもよい。たとえば、通路５６０ａおよび５６０ｃが、ランド５６２ａ〜５６２ｆ（たとえば、３個以上のチャンバ）によって形成されたチャンバに真空を形成する一方、通路５６０ｂでは圧力を供給してもよい。このチャンバ内の圧力、および／または真空により、テンプレート１８の、通路５６０ｂと重なっている部分が基板１２に向かって曲がり、テンプレート１８の、通路５６０ａ、および５６０ｃと重なっている部分が、基板１２から離れる方向に曲がるようにしてテンプレート１８にダブルウェーブが形成される。テンプレート１８の、通路５６０ｂと重なる部分が初めに基板１２と接触する。注目すべきは、別の通路５６０、および／またはチャンバを使用してもよいことである。図２４ｂに示すように、テンプレート１８が基板１２の残りの部分に接触するように真空を低減、および／または圧力を低減させてもよい。特に、テンプレート１８の、通路５６０ｃと重なる（たとえば、基板１２の内径に重なる）部分が基板１２と最後に接触するようにしてもよい。このようにして、テンプレート１８と基板１２の間のガスを、基板１２の内径で排気させることができる。

インプリント工程中、一般的に、基板１２の表面は、局所的に流体が異常に広がらないよう、基板チャック１４が実質的に良好に制御された形状となる。しかしながら、マスク２０と基板１２上のパターン形成面４６の間の局所的な表面密着度は、基板チャック１４が保持しようとする力を上回る場合がある。これにより、インプリント領域の境界において基板１２の局所的な湾曲が起こる場合がある。このような局所的な湾曲により、真空保持圧が失われることがあり、それにより、剥離が正常に行われない場合もある。

図２５〜２７を参照する。基板１２は、基板チャック１４に加え、またはその代わりに保持装置６６０で拘束してもよい。一般的に、保持装置６６０は基板１２に係合し、力Ｆを使って、ここで説明するパターン形成層をテンプレートから剥離する間、基板１２を拘束する。一実施形態では、保持装置６６０は基板１２を囲む。別の実施形態では、複数の保持装置６６０を基板１２の周りに最大限の効果が得られるように配置して、テンプレート１８を基板１２から剥離する間、基板１２を拘束する。

保持装置６６０は、接触ヘッド６６８、および本体６６９を備えていてもよい。接触ヘッド６６８は、基板１２を拘束する力Ｆを提供する。接触ヘッド６６８は、設計の検討により、固定していても、調整可能でもよい。

接触ヘッド６６８は、基板１２に接触するための表面を有していてもよい。接触ヘッド６６８は、表面６７０が基板１２の一部と一致するように、その少なくとも一面６７０が、本体６６９に対して角度Θである。たとえば、図２６に示すように、表面６７０が基板１２の面取り縁部６６４と一致するような、本体６６９に対して角度Θの面６７０である。接触ヘッド６６８が基板１２の面取り縁部６６４と接触することにより、保持装置６６０が、基板１２上のパターン形成層４６（図２に示す）と干渉することを防ぐことができる。

基板１２と接触すると、接触ヘッド６６８は、基板１２に力Ｆを加えて、基板１２を基板チャック１４に拘束する。たとえば、図２７に示すように、接触ヘッド６６８は、ここで説明するように、剥離中は、力Ｆを基板１２の面取り縁部６６４にかけることにより基板１２を基板チャック１４に実質的に拘束することができる。

保持装置６６０は、さらに基部６６６も備えていてもよい。一般的に、本体６６９は、基部６６６に調整可能に取り付けられて、本体６６９に、ｘ、およびｙ軸を中心とした半径方向の動作を行わせてもよい。基部６６６を中心とした、本体６６９の半径方向の動作により、基板１２と接触ヘッド６６８の間に距離ができ、基板の１２の搭載、および取り外しができるようになる。たとえば、図２６に示すように、第一の位置の本体６６９は、接触ヘッド６６８が基板１２と接触できるように、基部６６６上に位置させることができる。図２７に示すように、第二の位置では、本体６６９の、基部６６６を中心とした半径方向の動作により、接触ヘッド６６８を、基板１２から設定距離Ｄに離して位置させることができる。この位置では、基板１２は、接触ヘッド６６８に妨げられることなく、よって、図１に示す、装置１０から取り外すことができる。基部６６６を中心とした本体６６９の動作範囲は、一般的に、基板１２の搭載、および取り外しに必要な範囲を超えない。たとえば、基部６６６を中心とした本体６６９の動作範囲は、約５０ミクロンから１ｍｍ程度でよい。あるいは、基部６６６を中心とした本体６６９の動作は、設計の検討により、基板１２の一般的な搭載、および取り外しに必要とされる要件を超えてもよい。

本体が基板１２に接触すると、基部６６６は、ここで説明するような剥離中、本体６６９に別の力Ｆｃをかけて基板１２を拘束することができる。一例では、本体６６９を基部６６６に調整可能に取り付けることにより、ｚ軸を中心とした拘束力Ｆｃを提供することができる。たとえば、接触ヘッド６６８を、あらかじめ真空とした空気軸受、あらかじめ磁気を与えた空気軸受けおよび／またはそれに類似するものによって基部６６６に連結することができる。

図２８は、基板１２からテンプレート１８を剥離する間に、基板１２を拘束するための方法の一例を示すフローチャート６８０を示す。工程６８２では、基板１２を装置１０に搭載する。工程６８４では、接触ヘッド６６８は、基板１２と接触させて載置する。たとえば、接触ヘッド６６８の表面６７０は、基板１２の接触面取り縁部６６４と接触させてもよい。工程６８６では、接触ヘッド６６８が力Ｆで基板１２を拘束する。工程６８８では、基部６６６が力Ｆｃで本体６６９を拘束する。工程６９０では、装置１０でインプリント工程を行う。工程６９２では、バス６６６を中心とした本体６６９の半径方向の動作により、接触ヘッド６６８を基板１２から分離させる。工程６９０では、基板１２を装置１０から取り外す。

１２ 基板； １４ 基板チャック； ２１８ 第一面； ２２０ 第二面；
２２４ 第一の凹部； ２２６ 第二の凹部； ２２８ 第一の支持領域；
２３０ 第二の支持領域； ２３２、２３４ 通路。

Claims (11)

1. 基板を支持するように構成されたインプリント・リソグラフィ装置用の真空チャックを備え、
   前記真空チャックは、
   前記基板の外径を支持するように構成され、かつ第一の高さを有する外側ランドと、
   前記基板の内径を支持するように構成され、前記外側ランドから間隔をあけて配置され、かつ前記外側ランドの前記第一の高さよりも低い第二の高さを有する内側ランドと、
   が備えられ、
   前記第一の高さと前記第二の高さはシングルウェーブ形状の基板を形成し、前記基板の外径に向かって真空力を偏らせるように設定されることを特徴とする装置。
2. 複数のランドとチャンバを形成する通路を有し、かつインプリント・リソグラフィ・テンプレートを支持するように構成されたテンプレート・チャックをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 少なくとも一つのチャンバが前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに圧力をかけ、少なくとも一つのチャンバが前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートに真空圧をかけることを特徴とする請求項２に記載の装置。
4. 前記チャンバは、シングルウェーブ形状の前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートを形成するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 前記チャンバは、前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートにダブルウェーブを形成するように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の装置。
6. 前記外側ランドはテーパ形状であることを特徴とする請求項１に記載の装置。
7. 前記基板の前記外径に力を与える保持システムをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
8. 前記保持システムは、前記基板の前記外径に接する面取り縁部を有する接触ヘッドを備えることを特徴とする請求項７に記載の装置。
9. 前記第一の高さは前記第二の高さよりも高いことを特徴とする請求項１に記載の装置。
10. 前記内側ランドと前記外側ランドの間には第一の凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
11. 前記内側ランドは第二の凹部を決定することを特徴とする請求項１０に記載の装置。

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