JP5421221B2 - Scattering measurement alignment of imprint lithography - Google Patents

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Description

本明細書に示した実施態様はインプリント・リソグラフィのための方法とシステムに関する。 Embodiment shown herein relates to a method and system for imprint lithography. さらに具体的には、実施態様はマイクロインプリント及びナノインプリント・リソグラフィ・プロセスための方法とシステムに関する。 More specifically, embodiments relates to a method and system for micro-imprint, and nanoimprint lithography process.

マイクロエレクトロニクス・デバイスの大半を製造するために、現行では光リソグラフィ技術が使用されている。 To produce the majority of microelectronic devices, optical lithography techniques are used in the current. しかし、このような方法は分解能の点でその限界に達しつつあると信じられている。 However, this method is believed to be reaching their limits in terms of resolution. マイクロエレクトロニクス産業においてはサブミクロン・スケールのリソグラフィが重要なプロセスとなっている。 Of sub-micron scale lithography has become an important process in the micro-electronics industry. サブミクロン・スケールのリソグラフィを用いることによって、製造業者はチップ上により小型でより緻密な電子回路を形成するための要求の増大に対処することが可能となる。 By using the lithographic submicron scale, manufacturers and it is possible to cope with the increasing demand for forming a denser electronic circuit a small by the upper tip. マイクロエレクトロニクス産業は約50nm又は約50nmより小さい構造体を追求することが予想される。 Microelectronics industry is expected to pursue about 50nm or about 50nm less structure. さらに、オプトエレクトロニクスや磁気記憶の領域ではナノメートル・スケールのリソグラフィの用途が生まれている。 Further born nanometer scale lithography applications in the area of ​​opto-electronics and magnetic storage. 例えば、約テラバイト/平方インチのフォトニック結晶や高密度にパターン化された磁気メモリは、100ナノメートル以下のスケールのリソグラフィを必要とするであろう。 For example, a magnetic memory that is photonic crystal or densely patterned about terabytes / square inch would require the following scale lithography 100 nm.

50nm以下の構造体を作るには、光リソグラフィ技術は非常に短い波長(例えば、約13.2nm)の光の使用を必要とする。 To make the following structure 50 nm, optical lithography is very short wavelengths (e.g., about 13.2 nm) require the use of light. このような短い波長では、一般的な材料の多くは光学的に透過性ではないため、結像システムを典型的には複雑な反射光学を用いて構成する必要がある。 In such short wavelengths, many common materials because it is not optically transparent, it is necessary to be constructed using complicated reflective optics typically the imaging system. さらに、これらの波長において十分な出力強度を有する光源を得ることは困難である。 Furthermore, it is difficult to obtain a light source having a sufficient output intensity at these wavelengths. そのようなシステムは極端に複雑な装置となり、かつ非常に費用のかかるプロセスになる。 Such a system becomes extremely complicated devices, and become very expensive process. 高分解能電子ビーム・リソグラフィ技術は高精度ではあるが、大量の市販用途には遅過ぎる。 High resolution electron beam lithography technique is a high accuracy but too slow for mass commercial applications.

いくつかのインプリント・リソグラフィ技術が高分解能パターニング用の従来のフォトリソグラフィに代わる低コストで大量生産性のあるものとして研究されている。 Some of the imprint lithography techniques have been studied as some of the mass-produced at low cost alternative to conventional photolithography for high-resolution patterning. いずれのインプリント・リソグラフィ技術も基板上の膜に表面レリーフを複製するためのトポグラフィを含んだテンプレートを使用するという点で類似している。 They are similar in that they use one of the imprint lithography technology including topography for replicating a surface relief in the film on the substrate template. インプリント・リソグラフィの一形態はホット・エンボシングとして知られている。 One form of imprint lithography is known as a hot embossing.

ホット・エンボシング技術はいくつかの課題に直面している:i)レリーフ構造体をインプリントするために10MPaを超える圧力が一般に必要となる。 Hot embossing technique is facing several challenges: i) a pressure above 10MPa is generally required relief structure for imprinting. ii)温度が高分子膜のTgよりも高くなければならない。 ii) the temperature must be higher than the Tg of the polymer film. iii)(基板膜内の)パターンが反復されるラインとスペースに類似する分離溝又は緻密なフィーチャに限定される。 iii) (in the substrate film) pattern is limited to the separation groove or dense features similar to lines and spaces are repeated. ホット・エンボシングはラインや点などの分離され、隆起した構造体の印刷には適していない。 Hot embossing is separated such as a line or a point, not suitable for printing the raised structure. これは基板膜の温度を上昇させることの結果として得られる高粘性の液体、分離した構造体を形成するのに必要なだけの大量の液体を移動させるために、非常に高い圧力と長い時間を必要とするからである。 This highly viscous liquid obtained as a result of raising the temperature of the substrate film, in order to move large amounts of fluid as necessary to form a separate structure, a very high pressure and long time This is because you need. このパターン依存性がホット・エンボシングを魅力のないものにしている。 This pattern dependency is unattractive a hot embossing. また、高圧力と高温、熱膨張、材料の変形は、デバイス製造に必要な精度での層対層の整列の開発において重大な技術的問題を生む。 The high pressure and high temperature, thermal expansion, deformation of the material, produce serious technical problems in the development of the alignment layer-by-layer in a precision required for device fabrication. そのようなパターンの配置の歪みは記憶用のパターン化された磁気媒体などの用途において問題となる。 Distortion of the arrangement of such a pattern is problematic in applications, such as magnetic media, which is patterned for storage. パターンの配置の歪みを最小に維持することができない場合、記憶再生ヘッドによるパターン化された媒体のビットをアドレスすることが非常に困難なものとなる。 If it is not possible to maintain the strain of the arrangement of the pattern to a minimum, to address the bit patterned media by the storage reproducing head becomes very difficult. ホット・エンボシングと関連する発明が含まれる。 It includes the invention associated with the hot embossing.

一実施態様では、パターン化されたテンプレートの存在下で基板上に配置された活性化光硬化液を硬化させることによって、パターン化された層が形成される。 In one embodiment, by curing the activating light curable liquid disposed on the substrate in the presence of a patterned template, a patterned layer is formed. このパターン化されたテンプレートが基板の所定の部分の上に置かれる。 The patterned template is placed on the predetermined portion of the substrate. 典型的には、基板の所定の部分は予め形成されたパターニング領域を含む。 Typically, the predetermined portion of the substrate includes a patterned area formed in advance. 基板に対するテンプレートの整列はテンプレートと基板の両方にあるアライメント・マークを用いて達成される。 Alignment of the template with respect to the substrate is achieved using the alignment marks on both the template and the substrate.

一実施態様では、パターン化されたテンプレートが基板から離された状態で置かれる。 In one embodiment, the patterned template is placed in a state of being separated from the substrate. このパターン化されたテンプレートはアライメント・マークを含む。 The patterned template includes an alignment mark. テンプレートのアライメント・マークは対応する基板のアライメント・マークと一致する回折格子を含む。 Alignment marks of the template includes a diffraction grating that matches the alignment mark of the corresponding substrate. 散乱計測アラインメント・システムが本体に結合され、基板の回折格子に対するテンプレートの回折格子のアラインメントが本システムを用いて解析される。 Scatterometry alignment system is coupled to the body, the alignment of the diffraction grating of the template relative to the diffraction grating of the substrate is analyzed using the present system. 基板によって定められた面に対して実質的に垂直な角度の光を用いて、テンプレートのアライメント・マークと基板のアライメント・マークを照射することによって整列が行われる。 With light substantially perpendicular angle to the plane defined by the substrate, the alignment is performed by irradiating the alignment mark and the substrate alignment marks of the template. テンプレートと基板のアライメント・マークからのゼロではない次数に沿って反射される光が測定される。 The light reflected is measured along a non-zero orders from the alignment mark of the template and the substrate. 光測定には複数の波長で光の強度を解析することを含む。 The optical measurement includes analyzing the intensity of light at multiple wavelengths. 複数の波長における光強度の読取値を平均することによって、平均アラインメント誤差が決定される。 By averaging the readings of the light intensity at a plurality of wavelengths, the average alignment error is determined. この平均アラインメント誤差を用いて、パターン化された層を形成する前に基板に対するテンプレートの位置を変えることができる。 Using this average alignment error, you can change the position of the template relative to the substrate prior to forming a patterned layer.

別の実施態様では、パターン化されたテンプレートは基板から離された状態で置かれる。 In another embodiment, the patterned template is placed in a state of being separated from the substrate. このパターン化されたテンプレートはアライメント・マークを含む。 The patterned template includes an alignment mark. テンプレートのアライメント・マークはそれに対応する基板のアライメント・マークと一致する回折格子を含む。 Alignment marks of the template includes a diffraction grating that matches the alignment mark of the substrate corresponding thereto. 2つの入射光ビームを用いて基板が定める面に対して実質的に垂直ではない角度でテンプレートのアライメント・マークと基板のアライメント・マークを照射することによって整列が行われる。 Alignment is performed by irradiating the alignment mark and the substrate alignment marks of the template at an angle not substantially perpendicular to the plane in which the substrate is determined by using the two incident light beams. テンプレートと基板のアライメント・マークからのゼロ次に沿って反射された光が測定される。 Templates and light reflected along the zero order from the alignment mark of the substrate is measured. 光の測定には光強度を複数の波長で解析することを含む。 The measurement of light includes analyzing the light intensity at a plurality of wavelengths. 複数の波長における光強度の読取値を平均することによって、平均アラインメント誤差が決定される。 By averaging the readings of the light intensity at a plurality of wavelengths, the average alignment error is determined. この平均アラインメント誤差を用いて、パターン化された層を形成する前に基板に対するテンプレートの位置を変えることができる。 Using this average alignment error, you can change the position of the template relative to the substrate prior to forming a patterned layer.

別の実施態様では、パターン化されたテンプレートが基板から離された状態で置かれる。 In another embodiment, the patterned template is placed in a state of being separated from the substrate. パターン化されたテンプレートはアライメント・マークを含む。 Patterned template includes an alignment mark. このパターン化されたテンプレートはアライメント・マークを含む。 The patterned template includes an alignment mark. テンプレートのアライメント・マークは対応する基板のアライメント・マークとマッチする回折格子を含む。 Alignment mark of the template includes a diffraction grating that matches the alignment mark of the corresponding substrate. 基板によって定められた面に対して実質的に垂直ではない角度の2つの入射光ビームを用いて、テンプレートのアライメント・マークと基板のアライメント・マークを照射することによって整列が行われる。 With two incident light beam angle is not substantially perpendicular to the plane defined by the substrate, the alignment is performed by irradiating the alignment mark and the substrate alignment marks of the template. テンプレートと基板のアライメント・マークからのゼロではない次数に沿って反射される光が測定される。 The light reflected is measured along a non-zero orders from the alignment mark of the template and the substrate. 光測定には複数の波長で光の強度を解析することを含む。 The optical measurement includes analyzing the intensity of light at multiple wavelengths. 複数の波長における光強度の読取値を平均することによって、平均アラインメント誤差が決定される。 By averaging the readings of the light intensity at a plurality of wavelengths, the average alignment error is determined. この平均アラインメント誤差を用いて、パターン化された層を形成する前に基板に対するテンプレートの位置を変えることができる。 Using this average alignment error, you can change the position of the template relative to the substrate prior to forming a patterned layer.

本発明の他の目的及び利点は、以下の詳細な説明を読み、添付図面を参照すれば明白となろう。 Other objects and advantages of the present invention, reading of the following detailed description, will become apparent upon reference to the accompanying drawings.

インプリント・リソグラフィ用のシステムの一実施形態を示す見取図である。 It is a sketch illustrating one embodiment of a system for imprint lithography. インプリント・リソグラフィ・システム・エンクロージャを示す略図である。 It is a schematic diagram showing the imprint lithography system enclosure. インプリント・リソグラフィ・システムに結合されたインプリント・リソグラフィ・ヘッドの一実施形態を示す略図である。 Is a schematic diagram illustrating one embodiment of a coupled to an imprint lithography system imprint lithography head. インプリント・ヘッドを示す投射図である。 A projection view showing the imprint head. インプリント・ヘッドを示す分解図である。 Is an exploded view of an imprint head. 第1のたわみ部材を示す投射図である。 A projection view showing a first flexible member. 第2のたわみ部材を示す投射図である。 A projection view showing a second flexure. 共に結合された第1と第2のたわみ部材を示す投射図である。 A projection view showing a first and second flexure members coupled together. インプリント・ヘッドの事前較正システムに結合された高精度方向付けシステムを示す投射図である Is a projection view showing a high-precision orientation system coupled to the pre-calibration system imprint head 事前較正システムを示す断面図である。 It is a sectional view showing a pre-calibration system. たわみシステムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a deflection system. インプリント・リソグラフィ・システムのモーション・ステージ及びインプリント・ヘッドを示す投射図である。 A projection view showing a motion stage and an imprint head of the imprint lithography system. 液体分配システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a liquid dispensing system. インプリント・ヘッドに光学的に結合された光源及びカメラを備えたインプリント・ヘッドを示す投射図である。 A projection view showing the imprint head having an optically coupled light source and camera to imprint head. 液滴と基板の一部分との間の境界を示す断面図である。 It is a sectional view showing a boundary between a portion of the droplet and the substrate. 液滴と基板の一部分との間の境界を示す断面図である。 It is a sectional view showing a boundary between a portion of the droplet and the substrate. テンプレートの境界部において液体を制限するように構成されたテンプレートの第1の実施形態を示す断面図である。 It is a sectional view showing a first embodiment of an arrangement template so as to restrict the fluid at the boundary of the template. テンプレートの境界部において液体を制限するように構成されたテンプレートの第2の実施形態を示す断面図である。 It is a sectional view showing a second embodiment of the arrangement template so as to limit the fluid at the boundary of the template. テンプレートが基板上に配置された液体と接触する工程の連続を示す断面図である。 Template is a sectional view showing a continuous process that contacts the liquid disposed on the substrate. テンプレートが基板上に配置された液体と接触する工程の連続を示す断面図である。 Template is a sectional view showing a continuous process that contacts the liquid disposed on the substrate. テンプレートが基板上に配置された液体と接触する工程の連続を示す断面図である。 Template is a sectional view showing a continuous process that contacts the liquid disposed on the substrate. テンプレートが基板上に配置された液体と接触する工程の連続を示す断面図である。 Template is a sectional view showing a continuous process that contacts the liquid disposed on the substrate. 複数のパターニング領域及び境界を有するテンプレートを示す平面図である。 It is a plan view showing a template having a plurality of patterned regions and boundaries. 複数のパターニング領域及び境界を有するテンプレートを示す断面図である。 It is a sectional view showing a template having a plurality of patterned regions and boundaries. インプリント・ヘッドの事前較正システムに結合された剛性テンプレート支持システムを示す投射図である。 A projection view showing a rigid template support system coupled to the pre-calibration system imprint head. X−Yモーション・システムに結合されたインプリント・ヘッドを示す投射図である。 A projection view showing the X-Y motion imprint head that is coupled to the system. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process. 転写層を備えたネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process with the transfer layer. 転写層を備えたネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process with the transfer layer. 転写層を備えたネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process with the transfer layer. 転写層を備えたネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a negative imprint lithography process with the transfer layer. ポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a positive imprint lithography process. 転写層を備えたポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを示す断面図である。 It is a sectional view showing a positive imprint lithography process with the transfer layer. ネガ型及びポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスの組み合わせを示す断面図である。 It is a sectional view showing a combination of negative and positive imprint lithography process. テンプレートと基板上に位置決めされた光学アラインメント測定デバイスを示す略図である。 Templates and is a schematic diagram showing an optical alignment measuring device positioned on the substrate. 連続して観察及び再焦点合わせすることによって、アライメント・マークを用いて基板に対するテンプレートのアラインメントを決定するスキームを示す略図である。 By continuously registering observations and refocusing is a schematic diagram illustrating a scheme for determining the alignment of the template with respect to the substrate using the alignment marks. アライメント・マーク及び偏光されたラインを用いて基板に対するテンプレートのアラインメントを決定するスキームを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scheme for determining the alignment of the template with respect to the substrate using the alignment marks and polarized line. 偏光ラインから形成されたアライメント・マークを示す平面図である。 Is a plan view showing the alignment mark formed from the polarization lines. 基板に塗布された硬化液のパターンを示す平面図である。 It is a plan view showing a pattern of the applied curable liquid on the substrate. 硬化後の基板からテンプレートを除去するスキームを示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing the scheme of removing the template from the substrate after curing. 電界ベースのリソグラフィのために基板上に位置決めされたテンプレートの一実施形態を示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing an embodiment of a positioning template on the substrate for electric field based lithography. テンプレートとの接触を用いてナノスケールの構造体を形成するプロセスの第1の一実施形態を示す断面図である。 Using a contact between the template is a sectional view showing a first embodiment of a process for forming a structure of nano-scale. テンプレートを接触させずにナノスケールの構造体を形成するプロセスの第1の一実施形態を示す断面図である。 Without contacting the template is a sectional view showing a first embodiment of a process for forming a structure of nano-scale. 非導電性ベース上に配置された連続するパターン化導電層を含むテンプレートを示す略図である。 It is a schematic representation of a template comprising a patterned conductive layer to successive arranged in a non-conductive base. 基板チルト・モジュールを備えたモーション・ステージを示す略図である。 It is a schematic diagram showing the motion stage with a substrate tilt module. 高精度方向付けシステムを備えたモーション・ステージを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a motion stage with high precision orientation system. 基板支持体を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the substrate support. 基板支持体の下に配置されたインプリント・ヘッドを備えたインプリント・リソグラフィ・システムを示す略図である。 Is a schematic diagram showing an imprint lithography system having an imprint head positioned below the substrate support. テンプレートと基板の動きの軸を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the axes of the template and the substrate motion. 干渉計ベースの位置検出器を示す略図である。 It is a schematic diagram illustrating an interferometer-based position detectors. 干渉計ベースの位置検出器を示す投射図である。 A projection view showing an interferometer-based position detectors. 境界によって囲まれたアライメント・マークを含むパターン化されたテンプレートを示す断面図である。 It is a cross-sectional view showing the patterned template includes alignment marks enclosed by the boundary. 軸外れアラインメント法を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the off-axis alignment method. 軸外れアラインメント法を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the off-axis alignment method. 軸外れアラインメント法を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the off-axis alignment method. 軸外れアラインメント法を示す略図である。 It is a schematic diagram showing the off-axis alignment method. θ整列プロセスを示す俯瞰図である。 An overhead view showing a θ alignment process. θ整列プロセスを示す俯瞰図である。 An overhead view showing a θ alignment process. θ整列プロセスを示す俯瞰図である。 An overhead view showing a θ alignment process. θ整列プロセスを示す俯瞰図である。 An overhead view showing a θ alignment process. θ整列プロセスを示す俯瞰図である。 An overhead view showing a θ alignment process. 回折格子を含むアライメント・ターゲットを示す平面図である。 Is a plan view showing the alignment target comprising a diffraction grating. 回折格子を示す断面図である。 It is a sectional view showing a diffraction grating. 異なる間隔を有する回折格子を含むアライメント・ターゲット示す平面図である。 Is a plan view showing an alignment target comprising a diffraction grating having different intervals. N次散乱光上で複数の波長を解析する散乱計測システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing a plurality of wavelengths on the N-th order light scattering. 光学素子を通るN次散乱光上で複数の波長を解析する散乱計測システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing a plurality of wavelengths on the N order scattering light passing through the optical element. 垂直ではない角度のゼロ次散乱光を解析する散乱計測システムを示す略図である。 Is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing the zero-order scattering light is not perpendicular angle. 光学素子を通る垂直ではない角度のゼロ次散乱光を解析する散乱計測システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing the zero-order light scattered angle other than perpendicular through the optical element. 光ファイバを通る垂直ではない角度のゼロ次散乱光を解析する散乱計測システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing the zero-order light scattered angle other than vertical passing through the optical fiber. 光ファイバを通る垂直ではない角度のN次散乱光を解析する散乱計測システムを示す略図である。 It is a schematic diagram showing a scatterometry system for analyzing the N-th order light scattered angle other than vertical passing through the optical fiber.

本発明には種々の変形や代替的形態の余地があるが、それらの特定の実施態様は添付図面に例示として示しており、本明細書に詳細に記載する。 While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown as illustrated in the accompanying drawings and described in detail herein. しかし、それらに対する図面と詳細な説明は開示した特定の形態に本発明を限定することを意図したものではなく、反対に、本発明は添付の特許請求の範囲に定められた本発明の精神及び範囲にある変形、同等物、代替物のすべてを包含することを意図していることを理解すべきである。 However, the drawings and detailed description for them is not intended to limit the invention to the particular forms disclosed, spirit and the present invention is the invention as defined in the appended claims range to a variant, equivalents, it should be understood that the appended claims are intended to encompass all alternatives.

本明細書に示した実施形態は一般に、小型デバイスを製造するシステム、デバイス、関連のプロセスに関するものである。 Embodiments shown herein are generally intended system for manufacturing a compact device, the device relates to related processes. より具体的には、本明細書に示した実施形態はインプリント・リソグラフィのシステム、デバイス、関連するプロセスに関連する。 More specifically, embodiments shown herein imprint lithography system, device, associated with the associated process. 例えば、これらの実施形態は半導体ウエハなどの基板上に100nm以下のフィーチャをインプリントするのに使用される。 For example, these embodiments are used the 100nm following features on a substrate such as a semiconductor wafer to imprint. これらの実施形態はデータ記憶用のパターン化された磁気媒体、マイクロ光学デバイス、微小電気機械システム、生物学的検査デバイス、化学分析・化学反応デバイス、X線光学デバイスを含むが、これに限定しない他の種類のデバイスを製造するのに使用されてもよいことを理解すべきである。 These embodiments magnetic medium that is patterned for data storage, micro optical devices, micro-electromechanical systems, biological testing device, chemical analysis, chemical reaction devices, including X-ray optical devices, but not limited to it should be understood that it may be used to produce other types of devices.

インプリント・リソグラフィ・プロセスは、表面にトポグラフィとして像を含むテンプレートを用いて高分解能(50nm以下)の像を基板上に複製できる能力を実証した。 Imprint lithography process, an image of high resolution (50 nm or less) have demonstrated the ability to replicate on a substrate using a template containing the image as a topography to the surface. インプリント・リソグラフィは超小型電子デバイス、光学デバイス、MEMS、オプトエレクトロニクス、記憶用途のためのパターン化された磁気媒体等の製造において基板をパターン化する際に使用できる。 Imprint lithography may be used to pattern the substrate in the production of such patterned magnetic media for microelectronic devices, optical devices, MEMS, optoelectronics, storage applications. インプリント・リソグラフィ技術はマイクロ・レンズやTゲート構造体などの3次元構造体を製造するのに光リソグラフィよりも優れている。 Imprint lithography technique is superior to optical lithography to produce the three-dimensional structures, such as micro lenses and T gate structure. 表面エネルギー、境界エネルギー、Hamacker定数、ファンデルワールス力、粘度、密度、不透明度等を含むがこれに限定されない物理的特性に影響を及ぼすテンプレート、基板、液体、その他の任意の材料を含むインプリント・リソグラフィ・システムの構成要素が再現可能なプロセスを適切に処理するように設計される。 Surface energy, the boundary energy, Hamacker constant, van der Waals forces, viscosity, density, including opacity, etc. affect the physical properties including but not limited to the template, imprintable containing substrate, liquid, and other optional ingredients It is designed to - the components of the lithography system to process correctly reproducible process.

インプリント・リソグラフィのための方法とシステムは参照により本明細書に組み込まれた「Step and Flash Imprint Lithography」と題されたWillsonらに付与された米国特許第6,334,960号で考察されている。 Method and system for imprint lithography is discussed in U.S. Patent No. 6,334,960, issued to Willson et al., Entitled incorporated herein, "Step and Flash Imprint Lithography" by reference there. インプリント・リソグラフィのためのさらなる方法とシステムは次の米国特許出願でさらに考察されている:Voisonに付与された、2001年7月17日に出願された「Method and System of Automatic Fluid Dispensing for Imprint Lithography Processes」と題された米国特許出願第09/908,455号、2001年7月16日に出願された「High−Resolution Overlay Alignment Methods and Systems for Imprint Lithography」と題された米国特許出願第09/907,512号、2001年8月1日に出願された「Methods for High−Precision A further method and system for imprint lithography is discussed further in the following US patent applications: Voison have been granted to, filed on July 17, 2001 the "Method and System of Automatic Fluid Dispensing for Imprint Lithography Processes "and entitled US patent application Ser. No. 09 / 908,455, filed on July 16, 2001" High-Resolution Overlay Alignment Methods and Systems for Imprint Lithography "and entitled US patent application Ser. No. 09 / 907,512 Patent, filed on August 1, 2001 "Methods for High-Precision ap Orientation Sensing Between a Transparent Template and Substrate for Imprint Lithography」と題された米国特許出願第09/920,341号、2001年8月21日に出願された「Flexure Based Macro Motion Translation Stage」と題された米国特許出願第09/934,248号、2000年10月27日に出願された「High−Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes」と題された米国特許出願第09/698,317号、2001年10月12日に ap Orientation Sensing Between a Transparent Template and Substrate for Imprint Lithography "and entitled US patent application Ser. No. 09 / 920,341, entitled, filed on August 21, 2001" Flexure Based Macro Motion Translation Stage " US patent application Ser. No. 09 / 934,248, filed the "High-Precision Orientation Alignment and Gap Control Stages for Imprint Lithography Processes" and entitled US patent application Ser. No. 09 / 698,317 on October 27, 2000 , on October 12, 2001 出願された「Template Design for Room Temperature,Low Pressure micro−and Nano−Imprint Lithography」と題された米国特許出願第09/976,681号、2002年5月1日に出願された「Methods of Manufacturing a Lithography Template」と題された米国特許出願第10/136,188号、及びWillsonらに付与された2001年5月16日に出願された「Method and System for Fabricating Nanoscale Patterns in Light Curable Compositions Using an Electric Field」と題された米国特 Application has been "Template Design for Room Temperature, Low Pressure micro-and Nano-Imprint Lithography" and entitled US patent application Ser. No. 09 / 976,681, filed on May 1, 2002 "Methods of Manufacturing a Lithography Template "and entitled US patent application Ser. No. 10 / 136,188, and filed on May 16, 2001 granted to Willson et al.," Method and System for Fabricating Nanoscale Patterns in Light Curable Compositions Using an Electric It was entitled Field "US special 出願第であり、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれている。 An Application are all incorporated herein by these references. さらなる方法とシステムが以下の刊行物で考察されており、そのすべてが参照により本明細書に組み込まれている:Precision Engineering誌、B. It is discussed further methods and systems in the following publications, which are incorporated herein their entirety by reference: Precision Engineering Journal, B. J. J. Choi、S. Choi, S. Johnson、M. Johnson, M. Colburn、S. Colburn, S. V. V. Sreenivasan、C. Sreenivasan, C. G. G. Willsonの「Design of Orientation Stages for Step and Flash Imprint Lithography」、J. Of Willson "Design of Orientation Stages for Step and Flash Imprint Lithography", J. Vac Sci Technol B 16(6)3825〜3829 1998年11〜12月号、W. Vac Sci Technol B 16 (6) 3825~3829 1998 November-December issue, W. Wu、B. Wu, B. Cui、X. Cui, X. Y. Y. Sun、W. Sun, W. Zhang、L. Zhang, L. Zhunag、及びS. Zhunag, and S. Y. Y. Chouの「Large area high density quantized magnetic disks fabricated using nanoimprint lithography」、J Vac Sci Tech B 17(6)、3197〜3202、1999年、S. "Large area high density quantized magnetic disks fabricated using nanoimprint lithography" of Chou, J Vac Sci Tech B 17 (6), 3197~3202, 1999 years, S. Y. Y. Chou、L. Chou, L. Zhuangの「Lithographically−induced Self−assembly of Periodic Polymer Micropillar Arrays」、及びMacromolecules 13、4399(1998年)、P. Of Zhuang "Lithographically-induced Self-assembly of Periodic Polymer Micropillar Arrays", and Macromolecules 13,4399 (1998 years), P. Mansky、J. Mansky, J. DeRouchey、J. DeRouchey, J. Mays、M. Mays, M. Pitsikalis、T. Pitsikalis, T. Morkved、H. Morkved, H. Jaeger及びT. Jaeger and T. Russelの「Large Area Domain Alignment in Block Copolymer Thin Films Using Electric Fields」。 "Large Area Domain Alignment in Block Copolymer Thin Films Using Electric Fields" of Russel.

図1はインプリント・リソグラフィのシステム3900の一実施形態を示す。 Figure 1 shows an embodiment of a system 3900 for imprint lithography. システム3900はインプリント・ヘッド3100を備える。 System 3900 includes an imprint head 3100. インプリント・ヘッド3100はインプリント・ヘッド支持体3910に取り付けられている。 Imprint head 3100 is attached to imprint head support 3910. インプリント・ヘッド3100はパターン化されたテンプレート3700を保持するように構成されている。 Imprint head 3100 is configured to hold a template 3700, which is patterned. パターン化されたテンプレート3700は基板にインプリントされるあるパターンのイーチャを定める複数の凹部を含む。 Patterned template 3700 includes a plurality of recesses defining a Icha of a pattern to be imprinted on the substrate. インプリント・ヘッド3100又はモーション・ステージ3600は、使用中に、インプリントされる基板に向かって、かつそこから離れるようにパターン化されたテンプレート3700を移動させるようにも構成されている。 Imprint head 3100 or motion stage 3600, in use, is configured to move toward the substrate to be imprinted, and the template 3700 is patterned away from it. システム3900はモーション・ステージ3600を備えている。 System 3900 is provided with a motion stage 3600. モーション・ステージ3600はモーション・ステージ支持体3920に取り付けられている。 Motion stage 3600 is attached to the motion stage support 3920. モーション・ステージ3600は基板を保持するように、かつモーション・ステージ支持体3920の上で基板をほぼ面動作で移動させるように構成されている。 Motion stage 3600 is configured to move in a substantially flush operation the substrate on the way, and motion stage support 3920 for holding a substrate. システム3900はインプリント・ヘッド3100に結合された硬化光システム3500をさらに備えている。 System 3900 further comprises a curing light system 3500 coupled to imprint head 3100. 活性化光システム3500は硬化光を発生し、インプリント・ヘッド3100に結合されたパターン化されたテンプレート3700を通して発生された硬化光を導くように構成されている。 Activation light system 3500 generates the curing light, and is configured to direct curing light generated through template 3700 of patterned coupled to imprint head 3100. 硬化光は重合可能な液体を硬化させるのに適切な波長の光を含む。 Curing light includes light of a suitable wavelength to cure the polymerizable liquid. 硬化光は紫外線、可視光、赤外線、放射X線、放射電子線を含む。 Curing light includes ultraviolet light, visible light, infrared, X-ray radiation, the radiation electron beam.

インプリント・ヘッド支持体3910は架橋支持体3930によってモーション・ステージ支持体3920に結合されている。 Imprint head support 3910 is coupled to the motion stage support 3920 by cross-linking support 3930. このような方法で、インプリント・ヘッド3100をモーション・ステージ3600の上に置く。 In this way, it puts the imprint head 3100 on top of the motion stage 3600. インプリント・ヘッド支持体3910、モーション・ステージ支持体3920、架橋支持体3930は本明細書ではまとめてシステムの「本体」と呼ぶ。 Imprint head support 3910, motion stage support 3920, cross-linked support 3930 is referred to as the "body" of the system are summarized herein. このシステム本体の構成要素は熱的安定性のある材料で形成される。 The components of the system body is formed of a material that is thermally stable. 熱的安定性のある材料は、およそ室温(例えば、25℃)で約10ppm/℃より低い熱膨張係数を有する。 Material with a thermal stability, with an approximate room temperature (e.g., 25 ° C.) low coefficient of thermal expansion than about 10 ppm / ° C. at. いくつかの実施形態では、構成材料は約10ppm/℃より低い又は約1ppm/℃より低い熱膨張係数を有してよい。 In some embodiments, the material may have a lower, or about 1 ppm / lower thermal expansion coefficient than ° C. than about 10 ppm / ° C.. そのような材料の例には炭化ケイ素、鋼、ニッケルのある種の合金(例えば、INVAR(登録商標)の名で市販されている合金)を含むがこれに限定しないある種の鉄の合金、さらにはある種の鋼、ニッケル、コバルトの合金(例えば、SUPER INVAR(商標)の名で市販されている合金)がある。 Silicon carbide is an example of such materials, steel, certain alloys of nickel (e.g., INVAR (alloy commercially available under the name R)) including but not limited to this kind of iron alloy, Furthermore there is a certain steel, nickel, cobalt alloys (e.g., alloys commercially available under the name SUPER INVAR (TM)). そのような材料のさらに別の例には、ZERODUR(登録商標)セラミックを含むがこれに限定しないある種のセラミックを含む。 Still other examples of such materials, including ZERODUR (TM) ceramic containing certain ceramic not limited thereto. モーション・ステージ支持体3920と架橋支持体3930は支持テーブル3940に結合される。 Motion stage support 3920 and the cross-linking support 3930 is coupled to the support table 3940. 支持テーブル3940はシステム3900の構成要素に対し実質的に無振動の支持を提供する。 Support table 3940 provides support substantially vibration-free with respect to the components of the system 3900. 支持テーブル3940は周囲振動(例えば、作業、他の機械装置による)からシステム3900を絶縁する。 Support table 3940 surrounding vibrations (e.g., work, by other mechanical device) to insulate the system 3900 from. モーション・ステージや振動絶縁支持テーブルはカリフォルニア州アービンのNewport Corporationから市販されている。 Motion stage and vibration isolation support table is commercially available from Newport Corporation of Irvine, California.

本明細書では、「X軸」とは架橋支持体3930間を横切る軸を意味する。 As used herein, the term "X-axis" means an axis transverse between crosslinked support 3930. 本明細書では、「Y軸」とはX軸に直交する軸を意味する。 As used herein means the axis perpendicular to the X axis and the "Y-axis". 本明細書では、「X−Y面」とはX軸とY軸によって定められた面を意味する。 As used herein, the term "X-Y plane" means a plane defined by X and Y axes. 本明細書では、「Z軸」とはX−Y面に直交し、モーション・ステージ支持体3920からインプリント・ヘッド支持体3910へ横切る軸を意味する。 As used herein, the term "Z-axis" perpendicular onto the X-Y plane, means axis transverse the motion stage support 3920 to imprint head support 3910. 一般に、インプリント・プロセスはパターン化されたテンプレートに対する基板の適切な位置が達成されるまでX−Y面に沿って基板又はインプリント・ヘッドを移動させることを伴う。 In general, the imprint process involves moving the substrate or imprint head along an X-Y plane to an appropriate position of the substrate relative to the patterned template is achieved. Z軸に沿ったテンプレート又はモーション・ステージの動きによって、パターン化されたテンプレートと基板の表面上に配置された液体との間で接触が可能になる位置にパターン化されたテンプレートが来る。 The movement of the template or motion stage along the Z-axis, come patterned template contacts is positionable between a liquid disposed on the patterned template and the substrate surface.

システム3900は図2に示すようにエンクロージャ3960内に収容される。 System 3900 is housed in an enclosure 3960, as shown in FIG. エンクロージャ3960はインプリント・リソグラフィ・システム3900を覆い、リソグラフィの構成要素に対する熱と空気の障壁となっている。 Enclosure 3960 covers the imprint lithography system 3900, and has a heat and air barrier to components of the lithography. 図2に示すように、エンクロージャ3960は「開」位置に移動したときにインプリント・ヘッドとモーション・ステージへのアクセスを可能にする可動アクセス・パネル3962を含む。 As shown in FIG. 2, the enclosure 3960 comprises a movable access panel 3962 that allows access to the imprint head and motion stage when moved to the "open" position. 「閉」位置にある場合、システム3900の構成要素は少なくとも部分的に周囲環境から絶縁される。 When in the "closed" position, the components of the system 3900 is insulated from the at least partially surrounding environment. アクセス・パネル3962はエンクロージャ3960内の構成要素の温度への室内の温度変化の影響を低減させるための熱の障壁としても機能する。 Access panel 3962 also functions as a thermal barrier for reducing the effects of room temperature changes to a temperature of the components within the enclosure 3960. エンクロージャ3960は温度制御システムを備える。 Enclosure 3960 includes a temperature control system. 温度制御システムはエンクロージャ3960内の構成要素の温度を制御するのに使用される。 Temperature control system is used to control the temperature of the components within the enclosure 3960. 一実施形態では、温度制御システムはエンクロージャ3960内で約1℃を超える温度変化を阻止するように構成されている。 In one embodiment, the temperature control system is configured to prevent the temperature change of greater than about 1 ℃ within enclosure 3960. いくつかの実施形態では、温度制御システムは約0.1℃を超える変化を阻止する。 In some embodiments, the temperature control system to prevent changes of greater than about 0.1 ° C.. 一実施形態では、1つ又は複数のファンと組み合わされたサーモスタット又は他の温度測定デバイスが、エンクロージャ3960内を実質的に一定温度に維持するために使用される。 In one embodiment, one or more fans combined with the thermostat or other temperature measuring device is used to maintain the enclosure 3960 at a substantially constant temperature.

種々のユーザ・インタフェースをエンクロージャ3960に設けてもよい。 Various user interfaces may be provided on the enclosure 3960. コンピュータ制御のユーザ・インタフェース3964がエンクロージャ3960に結合されている。 User interface 3964 of the computer control is coupled to the enclosure 3960. ユーザ・インタフェース3964は封入されたインプリント・システム3900の機能に関連する動作パラメータ、診断情報、ジョブ進行情報、その他の情報を表示する。 Operating parameter user interface 3964 is associated with the functions of the the imprint system 3900 encapsulation, diagnostic information, and displays the job progress information, other information. ユーザ・インタフェース3964はオペレータの命令を受け取ってシステム3900の動作パラメータを変更するようにも構成されている。 The user interface 3964 is also configured to change the operating parameters of the system 3900 receives the instructions of the operator. ステージング支持体3966がエンクロージャ3960に結合されている。 Staging support 3966 is coupled to the enclosure 3960. インプリント・リソグラフィ・プロセスの間に基板、テンプレート、その他の装置を置いておくのに、オペレータがステージング支持体3966を使用する。 Substrate during imprint lithography processes, templates, to keep the other device, the operator uses the staging support 3966. いくつかの実施形態では、ステージング支持体3966は基板を支持するための1つ又は複数の窪み3967(例えば、半導体ウエハ用の円形窪み)を含んでいる。 In some embodiments, the staging support 3966 includes one or more recesses 3967 for supporting a substrate (e.g., a circular recess for a semiconductor wafer). ステージング支持体3966はテンプレート支持用の1つ又は複数の窪み3968をも含んでいる。 Staging support 3966 also includes one or more recesses 3968 for the template support.

インプリント・リソグラフィ・システムが実施するように設計されたプロセスに応じて、付加的な構成要素が存在してよい。 Depending on the process imprint lithography system is designed to perform, additional components may be present. 例えば、自動ウエハ・ローダ、自動テンプレート・ローダ、カセット・ローダへのインタフェース(すべては図示せず)を含むがこれに限定しない半導体処理装置が、インプリント・リソグラフィ・システム3900に結合されてもよい。 For example, automated wafer loader, auto template loader, a semiconductor processing apparatus including an interface (all not shown) is not limited to the to the cassette loader, may be coupled to an imprint lithography system 3900 .

図3はインプリント・ヘッド3100の一部分の実施形態を示している。 Figure 3 shows an embodiment of a portion of the imprint head 3100. インプリント・ヘッド3100は事前較正システム3109と該事前較正システムに結合された高精度方向付けシステム3111を備えている。 Imprint head 3100 is provided with a highly accurate orientation system 3111 coupled to the pre-calibration system 3109 and The pre-calibration system. テンプレート支持体3130は高精度方向付けシステム3111に結合されている。 Template support 3130 is coupled to precision orientation system 3111. テンプレート支持体3130はテンプレート3700を支持し、かつそれを高精度方向付けシステム3111に結合するように設計されている。 Template support 3130 is designed to support the template 3700, and to bind it to the highly accurate orientation system 3111.

図4を参照すると、事前較正システム3109の一部分を構成する円盤状たわみリング3124がインプリント・ヘッド・ハウジング3120に結合されている。 Referring to FIG. 4, a disc-shaped flexure ring 3124 that constitutes a part of a pre-calibration system 3109 is coupled to imprint head housing 3120. インプリント・ヘッド・ハウジング3120はガイド・シャフト3112a、3112bを用いて中間フレーム3114に結合されている。 Imprint head housing 3120 is coupled to intermediate frame 3114 with guide shafts 3112a, the 3112b. 一実施形態では、ハウジング3120を支持するために3本のガイド・シャフト(図4では後部ガイド・シャフトは見えない)が使用されている。 In one embodiment, three guide shaft for supporting the housing 3120 (the rear guide shaft in FIG. 4 is not visible) is used. ハウジング3120の上下動を促進するために、中間フレーム3114周辺部に、対応するガイド・シャフト3112a、3112bに結合されるスライダー3116a、3116bが用いられている。 To facilitate the vertical movement of the housing 3120, an intermediate frame 3114 periphery, corresponding guide shaft 3112a, a slider 3116a coupled to 3112b, 3116B are used. 円盤状ベース・プレート3122がハウジング3120の底部分に結合されている。 Discoid base plate 3122 is coupled to a bottom portion of the housing 3120. ベース・プレート3122はたわみリング3124に結合されている。 Base plate 3122 is coupled to the deflection ring 3124. たわみリング3124は第1のたわみ部材3126と第2のたわみ部材3128を含む高精度方向付けシステムの構成要素を支持する。 Flexure ring 3124 to support the components of the high-precision orientation system including a first flexible member 3126 and the second flexure member 3128. たわみ部材3126、3128の動作と構成を以下で詳細に考察する。 The operation and configuration of the flexure members 3126,3128 discussed in detail below.

図5はインプリント・ヘッド3100の分解図を示す。 Figure 5 shows an exploded view of an imprint head 3100. 図5に示すように、アクチュエータ3134a、3134b、3134cがハウジング3120に固定され、ベース・プレート3122とたわみリング3124に結合されている。 As shown in FIG. 5, the actuator 3134a, 3134b, 3134c is fixed to the housing 3120 and is coupled to the ring 3124 and deflection base plate 3122. 動作中、アクチュエータ3134a、3134b、3134cの動作はたわみリング3124の動きを制御する。 During operation, the actuator 3134a, 3134b, operation 3134c controls the movement of the flexure ring 3124. アクチュエータ3134a、3134b、3134cの動作により、大まかな事前較正が容易になる。 Actuator 3134a, 3134b, the operation of the 3134c, rough pre-calibration is facilitated. いくつかの実施形態では、アクチュエータ3134a、3134b、3134cはハウジング3120周囲で均等に離れている。 In some embodiments, the actuator 3134a, 3134b, 3134c are equally spaced around the housing 3120. アクチュエータ3134a、3134b、3134cとたわみリング3124は共に事前較正システムを形成している。 Actuator 3134a, 3134b, ring 3124 and deflection 3134c is together form a pre-calibration system. アクチュエータ3134a、3134b、3134cは空隙を正確に制御するためにZ軸に沿ってたわみリング3124を移動させる。 Actuator 3134a, 3134b, 3134c moves the ring 3124 deflection along the Z axis in order to accurately control the gap.

適切な方向への整列が達成され、かつ基板表面に対して均一な間隙がテンプレートによって維持されるように、インプリント・ヘッド3100はテンプレート3700の高精度に方向付け制御を行う機構も備えている。 Is achieved aligned to the appropriate direction, and as uniform gap with respect to the substrate surface is maintained by the template, imprint head 3100 also includes a mechanism for controlling oriented precision template 3700 . 一実施形態では、整列と間隙の制御は第1と第2のたわみ部材3126、3128をそれぞれ使用することによって達成される。 In one embodiment, the control of the alignment and the gap is accomplished by using a first and second flexure members 3126,3128 respectively.

図6、7はそれぞれ、第1と第2のたわみ部材3126、3128の実施形態をより詳細に示している。 6 and 7 respectively show an embodiment of the first and second flexure members 3126,3128 in more detail. 図6に示すように、第1のたわみ部材3126は、対応する剛体部3164、3166に結合された複数のたわみジョイント3160を含む。 As shown in FIG. 6, the first flexible member 3126 includes a plurality of flexure joints 3160 which is coupled to a corresponding rigid portion 3164,3166. たわみジョイント3160は、たわみジョイントの最も薄い断面部に沿ったピボット軸の周囲で剛体部3164、3166が動けるようにしたノッチであってよい。 Deflection joint 3160 may be a notch which is adapted rigid portion 3164,3166 can move around the thinnest cross section pivot axis along the deflection joint. たわみジョイント3160と剛体部3164は共にアーム3172を形成する一方で、別のたわみジョイント3160と剛体部3166は共にアーム3174を形成する。 Deflection joint 3160 and the rigid portion 3164 are both while forming the arms 3172, another bending joint 3160 and the rigid portion 3166 together form the arms 3174. アーム3172、3174は第1のたわみフレーム3170に結合され、それから延びている。 Arms 3172,3174 are coupled to a first flexure frame 3170 extends therefrom. 第1のたわみフレーム3170は開口部3182を有している。 First flexural frame 3170 has an opening 3182. これによって、硬化光(例えば、紫外線)が第1のたわみ部材3126を通過できる。 Thus, curing light (e.g., ultraviolet) can pass through the first flexible member 3126. 図示した実施形態では、4つのたわみジョイント3160が第1のたわみフレーム3170の第1の方向付け軸3180に関する動作を可能にしている。 In the illustrated embodiment, four flexure joints 3160 is to allow operation for a first orientation axis 3180 of the first flexure frame 3170. しかし、所望の制御を行うために多かれ少なかれたわみジョイントを用いることを理解すべきである。 However, it should be understood that the use of more or less flexure joint in order to perform the desired control. 図8に示すように、第1のたわみ部材3126は第1のたわみフレーム3170によって第2のたわみ部材3128に結合されている。 As shown in FIG. 8, the first flexible member 3126 is coupled to the second deflection member 3128 by a first flexure frame 3170. 第1のたわみ部材3126は2つの結合部材3184、3186も備えている。 The first flexible member 3126 also includes two coupling members 3184,3186. 結合部材3184、3186は任意の適切な締付手段を用いてたわみリング3124へ結合部材を取り付ける開口部を備える。 Coupling member 3184,3186 includes an opening for attaching the coupling member to the flexure ring 3124 using means with any suitable fastening. 結合部材3184、3186は図示のようなアーム3172、3174を介して第1のたわみフレーム3170に結合されている。 Coupling members 3184,3186 are coupled to a first flexure frame 3170 through the arms 3172,3174 as shown.

図7に示すように、第2のたわみ部材3128は第2のたわみフレーム3206から延びた一対のアーム3202、3204を備える。 As shown in FIG. 7, the second flexure member 3128 includes a pair of arms 3202,3204 extending from the second flexure frame 3206. たわみジョイント3162と剛体部3208が共にアーム3202を形成すると同時に、他のたわみジョイント3162と剛体部3210がアーム3204を形成する。 At the same time bending the joint 3162 and the rigid portion 3208 together form the arms 3202, other deflection joint 3162 and the rigid section 3210 forms the arm 3204. たわみジョイント3162は、たわみジョイントの最も薄い断面部に沿ったピボット軸の周囲で剛体部3210、3204が動けるようにしたノッチであってよい。 Deflection joint 3162 may be a notch which is adapted rigid portion 3210,3204 can move around the thinnest cross section pivot axis along the deflection joint. アーム3202、3204はテンプレート支持体3130に結合され、かつテンプレート支持体3130から延びている。 Arms 3202,3204 are coupled to the template support 3130, and extends from the template support 3130. テンプレート支持体3130はパターン化されたテンプレートの少なくとも一部分を支持かつ保持するように構成されている。 Template support 3130 is configured to support and retain at least a portion of the patterned template. テンプレート支持体3130は硬化光(例えば、紫外線)を第2のたわみ部材3128に通す開口部3212も有する。 Template support 3130 also has openings 3212 through curing light (e.g., ultraviolet light) to the second flexure member 3128. 図示の実施形態では、4つのたわみジョイント3162によって、テンプレート支持体3130が第2の方向付け軸3200に関する動作を可能としている。 In the illustrated embodiment, by four flexure joints 3162, template support 3130 is enabling operation with respect to the second orientation axis 3200. しかし、所望の制御を行うために多かれ少なかれたわみジョイントを用いることを理解すべきである。 However, it should be understood that the use of more or less flexure joint in order to perform the desired control. 第2のたわみ部材3128はブレース3220、3222も備える。 Second flexure member 3128 also includes a brace 3220,3222. ブレース3220、3222は第1のたわみ部材3126へブレースを取り付けるための開口部を含む。 Brace 3220,3222 includes an opening for attaching the brace to the first flexible member 3126.

一実施形態では、第1のたわみ部材3126と第2のたわみ部材3128は図8に示すように接合されて高精度方向付け部3111を形成している。 In one embodiment, the first flexible member 3126 second flexure member 3128 forms a high precision directed portion 3111 are joined as shown in FIG. ブレース3220、3222は、第1のたわみ部材3126の第1の方向付け軸3180と第2のたわみ部材の第2の方向付け軸3200が相互に対して実質的に直交するように第1のたわみフレーム3170に結合されている。 Brace 3220,3222, the first deflection such that the second orientation axis 3200 of the first orientation axis 3180 of the first flexible member 3126 second flexure member is substantially orthogonal to each other It is coupled to the frame 3170. そのような構成では、第1の方向付け軸3180と第2の方向付け軸3200は、テンプレート支持体3130内に配置されたパターン化されたテンプレート3700のほぼ中心領域におけるピボット点3252で交差する。 In such an arrangement, the first orientation axis 3180 and the second orientation axis 3200 intersect at a pivot point 3252 in the substantially central region of the patterned template 3700 is placed in the template support in 3130. 第1と第2のたわみ部材のこの結合によって使用中にパターン化されたテンプレート3700の高精度な整列と間隙制御が可能となる。 High-precision alignment and clearance control of the template 3700, which is patterned in use by the coupling of the first and second flexure members is possible. 第1と第2のたわみ部材を個別の要素として図示しているが、第1と第2のたわみ部材は、たわみ部材が一体化される機械加工された単一の部品から形成されてよいことを理解すべきである。 Are illustrated the first and second flexure member as a separate element, the first and second flexure members, flexure member that may be formed from a single piece machined are integrated it is to be understood. たわみ部材3126、3128はパターン化されたテンプレート3700の動きがピボット点3252の周囲で生じるように表面が組み合わされて結合されているので、インプリント・リソグラフィ後にインプリントされたフィーチャを剪断するであろう「揺れ」や他の動きを実質的に低減させることができる。 Since the deflection member 3126,3128 motion of template 3700, which is patterned is coupled in combination surface to occur at around the pivot point 3252, der shearing the features imprinted after imprint lithography the wax "vibration" and other motion can be substantially reduced. たわみジョイントの構造上の高い剛性が選択的に制限されるために、高精度方向付け部によってテンプレート表面の側方動きが無視できるようになり、テンプレート表面に対する垂線の回りのねじれ動きは無視できるようになる。 For high structural rigidity of the flexure joint is selectively limited, it becomes negligible lateral movement of the template surface by precision oriented portion, so that the rotation of the twisting movement of the vertical line can be ignored with respect to the template surface become. 本明細書に記載したたわみ部材を用いた別の利点は、特に摩擦で動くジョイントに比べ、たわみ部材がかなりの量の微粒子を生成しないことである。 Another advantage of using a deflection member as described herein, compared with the joint particularly moving friction, flexible member is that it does not generate a significant amount of fine particles. この微粒子はインプリント・リソグラフィ・プロセスを乱すので、このことはインプリント・リソグラフィ・プロセスに大きな利点を提供する。 Since the fine particles disturb the imprint lithography process, this provides a significant advantage to the imprint lithography process.

図9は事前較正システムに結合された組み立てられた高精度方向付けシステムを示す。 Figure 9 shows the accurate orientation system assembled coupled to pre-calibration system. パターン化されたテンプレート3700が第2のたわみ部材3128の一部であるテンプレート支持体3130内に位置している。 Patterned template 3700 is located in the template support 3130 which is a part of the second flexure member 3128. 第2のたわみ部材3128は第1のたわみ部材3126に実質的に直交する方向で結合されている。 Second flexure member 3128 is coupled in a direction substantially perpendicular to the first flexible member 3126. 第1のたわみ部材3126は結合部材3186、3184を介してたわみリング3124に結合されている。 The first flexible member 3126 is coupled to the deflection ring 3124 via the coupling member 3186,3184. 上記のようにたわみリング3124はベース・プレート3122に結合されている。 Ring 3124 deflection as described above is coupled to the base plate 3122.

図10は断面3260を示す事前較正システムの断面図である。 Figure 10 is a cross-sectional view of a pre-calibration system showing a cross-section 3260. 図10に示すように、たわみリング3124はアクチュエータ3134を有するベース・プレート3122に結合されている。 As shown in FIG. 10, flexure ring 3124 is coupled to the base plate 3122 having an actuator 3134. アクチュエータ3134はたわみリング3124に接する力検出器3135に結合された端部3270を含む。 The actuator 3134 includes an end 3270 that is coupled to a force detector 3135 adjacent to the flexure ring 3124. 使用中、アクチュエータ3134を起動することにより端部3270はたわみリング3124に向かって、あるいはたわみリング3124から移動させられる。 During use, end 3270 by activating the actuator 3134 towards the flexure ring 3124, or deflection is moved from the ring 3124. たわみリング3124に向かう端部3270の動きはたわみリングを変形させ、高精度方向付けシステムをZ軸に沿って基板方向に並進させる。 Movement of the end portion 3270 toward the flexure ring 3124 to deform the deflection ring, translating toward the substrate with high precision orientation system along the Z axis. たわみリングから離れる端部3270の動きによってたわみリングはその元の形状に戻ることが可能となり、またその過程中に高精度方向付けステージを基板から離す。 Ring deflection by the movement of the end portion 3270 away from flexure ring it is possible to return to its original shape, also release the accurate orientation stage in the process from the substrate.

典型的なインプリント・プロセスでは、先の図に示したようにテンプレートは高精度方向付けシステムに結合されたテンプレート・ホルダ内に配設される。 In a typical imprint process, a template as shown in the previous figures are provided with high precision orientation system coupled to the template in the holder. このテンプレートが基板の表面上の液体と接触する。 The template is in contact with the liquid on the surface of the substrate. テンプレートが基板に接近するときに基板上に液体を押し付けることにより、テンプレートに液体による抵抗力が加わる。 By template presses the liquid onto the substrate when approaching the substrate, the resistance force by the liquid is applied to the template. この抵抗力は高精度方向付けシステムを介して図9、10に示すようなたわみリング3124へ伝えられる。 The resistance force is transmitted through the highly accurate orientation system to flexure ring 3124, as shown in FIGS. 9 and 10. たわみリング3124に加えられた力は抵抗力としてアクチュエータ3134に伝わる。 Force applied to the flexure ring 3124 is transmitted to the actuator 3134 as a resistance force. アクチュエータ3134に加わる抵抗力が力センサ3135によって決定される。 Resistance force applied to the actuator 3134 is determined by the force sensor 3135. 使用中にアクチュエータ3135に加わる抵抗力が決定かつ制御されるように、力センサ3135はアクチュエータ3134に結合されている。 As the resistance force applied to the actuator 3135 in use is determined and controlled, the force sensor 3135 is coupled to an actuator 3134.

図11に全体を3300で表示したたわみモデルを示し、本明細書に記載の高精度方向付け部などのデカップリングされた高精度方向付けステージの動作原理をわかり易くしている。 Total 11 to show the deflection model displayed in 3300, and clearly the principle of operation of the decoupled accurate orientation stage, such as a high precision directed portion described herein. たわみモデル3300は4つの平行なジョイント、つまり、名目の構成と回転構成における4バー・リンク・システムを構成しているジョイント1、2、3、4を含む。 Deflection model 3300 four parallel joints, i.e., including the joint 1, 2, 3, 4 constituting the four-bar link system in the rotating structure and the nominal configuration. ライン3310はジョイント1、2の整列の軸を示す。 Line 3310 shows the axial alignment of the joints 1,2. ライン3312はジョイント3、4の整列の軸を示す。 Line 3312 shows the axial alignment of the joints 3,4. 角度α 1はテンプレート3700の中心を通る垂直軸とライン3310との間の角度を表す。 Angle alpha 1 represents an angle between the vertical axis and the line 3310 through the center of the template 3700. 角度α 2はテンプレート3700の中心を通る垂直軸とライン3312との間の角度を表す。 Angle alpha 2 represents an angle between the vertical axis and the line 3312 through the center of the template 3700. いくつかの実施形態では、角度α 1と角度α 2はコンプライアントなアラインメント軸(又は方向付け軸)がテンプレート3700の表面に実質的に存在するように選択される。 In some embodiments, the angle alpha 1 and the angle alpha 2 is compliant alignment axis (or orientation axis) is selected such that there is substantially on the surface of the template 3700. 高精度方向付けの変化に対し、ジョイント2と3との間の剛体部3314は点Cで示した軸の回りを回転する。 To changes in the high precision orientation, the rigid portion 3314 between the joint 2 and 3 to rotate around the axis indicated by point C. 剛体部3314は第2のたわみ部材3128のテンプレート支持体3130を表している。 Rigid portion 3314 represents a template support 3130 of the second flexure member 3128.

高精度方向付けシステムは、高精度方向付けシステムに結合されたテンプレートの表面において実質的な側方動きを発生せずに単に傾斜動きを発生させる。 Precision orientation system is simply generating gradient motion without generating substantial lateral movement at the surface of the bonded highly accurately orientation system template. たわみアームの使用によって、横動き又は回転の動きが望ましくない方向には高い剛性を与え、方句付け動作が必要な場合にはより低い剛性が高精度方向付けシステムに提供与えられる。 The use of flexure arm, gives a high stiffness in a direction transverse movement or rotation movement is undesirable, a lower stiffness is given provided accurate orientation system if square clause with operation is necessary. したがって、高精度方向付けシステムはテンプレート支持体の回転を、すなわちテンプレートの回転をテンプレート表面のピボット点周囲で可能にすると同時に、テンプレートに対して垂直方向とテンプレートに対して平行方向とに十分な抵抗力を与えて基板に対して適切な位置を維持する。 Therefore, accurate orientation system of rotation of the template support, i.e. while enabling rotation of the template in a pivot point around the template surface, sufficient resistance to the direction parallel to the vertical direction and the template to the template to maintain a proper position with respect to the substrate by applying a force. このようにして、受動的方向付けシステムがテンプレートに対して平行な方向へのテンプレートの方向付けに使用される。 In this way, passive orientation system is used in the orientation of the template in the direction parallel to the template. 「受動的」という用語は、ユーザ又はプログラマブル・コントローラなしに発生する動きを意味し、つまりシステムはテンプレートの液体との接触によって適切な方向に自己補正する。 The term "passive" refers to motion that occurs without user or programmable controller, i.e. the system self-correcting in the appropriate direction by contact with the liquid in the template. 能動的たわみを発生するためにたわみアームの動作がモータによって制御される別の実施形態が実施されてもよい。 Another embodiment may be implemented for operation of the bending arm in order to generate an active deflection is controlled by a motor.

高精度方向付けステージの動きは液体との直接的又は間接的接触によって生じることがある。 Movement precision orientation stage may be caused by direct or indirect contact with the liquid. 高精度方向付けステージが受動的な場合、一実施形態では2つの方向付け軸の回りで最も有力なコンプライアンスを有するように設計される。 If accurate orientation stage is passive, in one embodiment is designed to have a dominant compliance in two directions with axis of rotation. 2つの方向付け軸は相互に直交して存在し、かつ高精度方向付けステージ上に配置されたインプリント部材のインプリント表面上に存在する。 Two orientation axis is present perpendicular to each other, and present in the imprinting surface of the imprinting member positioned with high precision orientation on the stage. 2つの直交するねじれのコンプライアンスの値は対称的なインプリント部材に対して同じになるように設定される。 Compliance values ​​of twisting two orthogonal is set to be the same for symmetric imprinting member. 受動的高精度方向付けステージはテンプレートが基板に対して平行でない場合にテンプレートの方向を変えるように設計される。 Passive accurate orientation stage template is designed to alter the direction of the template if not parallel to the substrate. テンプレートが基板上の液体と接触するとき、たわみ部材は結果的に生じるテンプレート上への不均一な液体の圧力を補正する。 When the template is in contact with the liquid on the substrate, the deflection member for correcting the pressure of the non-uniform liquid into the resulting on the template. そのような補正は最小のオーバーシュートで、あるいは全くオーバーシュートがなく行われるであろう。 Such correction is the smallest overshoot, or will overshoot at all takes place without. さらに、上記のような高精度方向付けステージは液体の硬化を可能にするために、テンプレートと基板との間で実質的に平行な方向付けを十分に長い時間にわたって維持するであろう。 It would further accurate orientation stage as described above to allow for curing of the liquid, is maintained for a sufficiently long period of time substantially parallel orientation between the template and substrate.

図1に示すように、インプリント・ヘッド3100はインプリント・ヘッド支持体3910に取り付けられている。 As shown in FIG. 1, imprint head 3100 is attached to imprint head support 3910. この実施形態では、インプリント・ヘッド3910はインプリント・ヘッドが常に固定位置に留まるように取り付けられている。 In this embodiment, imprint head 3910 is attached to remain in constantly fixed position imprint head. 使用中、X−Y面に沿ったすべての動きはモーション・ステージ3600によって基板に対して実行される。 During use, all movement along an X-Y plane is performed to the substrate by the motion stage 3600.

使用中、モーション・ステージ3600を用いてインプリントされる基板が支持され、X−Y面に沿って基板が移動される。 In use, the support is a substrate to be imprinted with the motion stage 3600, a substrate is moved along an X-Y plane. いくつかの実施形態では、モーション・ステージは少なくとも±30nmの精度で、好適には約±10nmの精度で最大数百mmを超えて基板を移動させることができる。 In some embodiments, motion stage with an accuracy of at least ± 30 nm, preferably capable of moving the substrate beyond up to hundreds of mm with an accuracy of about ± 10 nm. 一実施形態では、図12に示すように、モーション・ステージはキャリッジ3620に結合された基板チャック3610を備える。 In one embodiment, as shown in FIG. 12, the motion stage includes a substrate chuck 3610 that is coupled to the carriage 3620. キャリッジ3620は摩擦軸受システム又は無摩擦軸受システム上でベース3630の上で動く。 The carriage 3620 moves on the base 3630 on the friction bearing system or frictionless bearing system. 一実施形態では、空気軸受を備えた無摩擦軸受システムが使用される。 In one embodiment, frictionless bearing system having an air bearing is used. キャリッジ3620は一実施形態では空気層(すなわち、「空気軸受」)を用いてモーション・ステージのベース3630の上に懸架される。 The carriage 3620 is suspended on the base 3630 of motion stage with an air layer in one embodiment (i.e., "air bearing"). 磁気又は真空システムを用いて空気軸受レベルにカウンター・バランシング力を与えてもよい。 The air bearing level may provide counter-balancing force with a magnetic or vacuum system. 磁気ベースと真空ベースのシステムは共に種々の供給源から市販されており、またそのような任意のシステムをインプリント・リソグラフィ・プロセスに用いることができる。 Magnetic-based and the vacuum-based systems Both are commercially available from a variety of sources, and may be used any such system in an imprint lithography process. インプリント・リソグラフィ・プロセスに適用可能なモーション・ステージの一例はDynam YXモーション・ステージであり、カリフォルニア州アービンのNewport Corporationから市販されている。 An example of the applicable motion stage to imprint lithography process is the Dynam YX motion stage, which is commercially available from Newport Corporation of Irvine, California. モーション・ステージは基板をXY動き面とほぼ同じ高さにするように設計された、較正ステージに類似のチップ・チルト・ステージを備えてもよい。 Motion stage was designed to the substrate at substantially the same height as the XY motion plane may comprise a similar chip tilt stage calibration stage. モーション・ステージは基板上のパターンをXY動き軸に方向付けするための1つ又は複数のθステージを備えてもよい。 Motion stage may comprise one or more of θ stages for directing a pattern on the substrate in the XY motion axis.

システム3900は硬化液を基板上に分配する液体分配システムも備える。 System 3900 also includes a liquid dispensing system for dispensing a curable liquid onto a substrate. 液体分配システムはシステム本体に結合されている。 Liquid distribution system is coupled to the system main body. 一実施形態では、液体分配システムはインプリント・ヘッド3100に結合される。 In one embodiment, the liquid dispensing system is coupled to imprint head 3100. 図3はインプリント・ヘッド3100のカバー3127から延びる、液体分配システムの液体分配ヘッド2507を示している。 Figure 3 extends from the cover 3127 of imprint head 3100, it shows a liquid dispensing head 2507 of a liquid dispensing system. 液体分配システム3125の種々の構成要素がインプリント・ヘッド3100のカバー3127内に設けられてよい。 The various components of a liquid dispensing system 3125 may be provided in the cover 3127 of the imprint head 3100.

図13に液体分配システムの略図を示す。 It shows a schematic representation of a liquid dispensing system in Figure 13. 一実施形態では、液体分配システムは液容器2501を備える。 In one embodiment, the liquid dispensing system comprises a liquid container 2501. 液容器2501は活性化光硬化液を保持するように構成されている。 Liquid container 2501 is configured to hold the activating light curable liquid. 液容器2501は注入導管2502を介してポンプ2504に結合されている。 Liquid container 2501 is coupled to the pump 2504 through the inlet conduit 2502. 注入導管2502を通る流れを制御するために、入口弁2503が液容器2501とポンプ2504と間に設けられている。 To control the flow through the inlet conduit 2502, the inlet valve 2503 is disposed between the liquid container 2501 and the pump 2504. ポンプ2504は出口導管2506を介して液体分配ヘッド2507に結合されている。 Pump 2504 is coupled to a liquid dispensing head 2507 via the outlet conduit 2506.

液体分配システムは基板上に分配される液体の量の正確な量制御を可能にするように構成される。 Liquid dispensing system is configured to allow the correct amount control of the amount of liquid that is dispensed onto the substrate. 一実施形態では、液体制御はポンプ2504として圧電弁を用いて達成される。 In one embodiment, the liquid control is achieved using a piezoelectric valve as a pump 2504. 圧電弁はコネチカット州ウェストブルックのLee Company社から市販されている。 The piezoelectric valve is commercially available from the Lee Company, Inc. of Connecticut Westbrook. 使用中、硬化液は注入導管2502を通してポンプ2504に導かれる。 In use, the curing liquid is guided to the pump 2504 through the inlet conduit 2502. 基板が適切に位置決めされると、ポンプ2504が起動されて所定量の液体を出口導管2506に流す。 Once the substrate is properly positioned, the pump 2504 is activated flow a predetermined amount of the liquid to the outlet conduit 2506. 次に、液体は液体分配ヘッド2507を介して基板上に分配される。 Then, the liquid is dispensed onto a substrate through a liquid dispensing head 2507. この実施形態では、液体量の制御はポンプ2504の制御により達成される。 In this embodiment, control of the amount of liquid is achieved by control of the pump 2504. 開状態から閉状態に素早くポンプを切り替えることによって分配ヘッド2507に送られる液体量の制御が可能になる。 It becomes possible to control the amount liquid to be sent to the dispensing head 2507 by switching quickly pump to the closed state from the open state. ポンプ2504は約1μLより少ない量で液体を分配するように構成される。 Pump 2504 is configured to dispense the liquid in an amount less than about 1 [mu] L. ポンプ2504の動作は、液体を液滴か、あるいは液体を連続したパターンのいずれかで基板上に分配できる。 Operation of the pump 2504, liquid can be dispensed on the substrate in any pattern of continuous droplet or, or liquid. 液体の液滴は開状態から閉状態にポンプを迅速にサイクルさせることによって塗布される。 Droplets of liquid is applied by rapidly cycling the pump to the closed state from the open state. 液体の流れはポンプを開状態のままにしかつ液体分配ヘッドの下で基板を移動させることによって基板上に作られる。 The liquid stream is produced on the substrate by moving the substrate pump under only One liquid dispensing head remains open.

別の実施形態では、液体の量の制御は液体分配ヘッド2507を用いて行っても良い。 In another embodiment, control of the amount of liquid may be carried out using a liquid dispensing head 2507. そのようなシステムでは、ポンプ2504は液体分配ヘッド2507に硬化液を供給するために用いられる。 In such systems, the pump 2504 is used to supply hardening liquid to the liquid dispensing head 2507. 量が正確に指定されるであろう液体の小滴は、液体分配アクチュエータを用いて分配される。 Droplet amount would be specified accurately liquid is dispensed using a liquid dispensing actuator. 液分配アクチュエータの例には微小電磁弁又は圧電起動分配器を含む。 Examples of liquid distribution actuator includes a micro-solenoid valve or piezoelectric activation distributor. 圧電起動分配器はテキサス州プラノのMicroFab Technologies Inc. Piezoelectric activation distributor of Plano, Texas MicroFab Technologies Inc. から市販されている。 It is commercially available from. 液分配アクチュエータは液分配の制御を可能にするために液体分配ヘッドに組み入れられている。 Liquid distribution actuator is incorporated into the liquid dispensing head in order to enable control of the liquid distribution. 液分配アクチュエータは、分配される液滴毎に約50pL〜約1000pLの液体を分配するように構成されている。 Liquid distribution actuator is configured to dispense the liquid from about 50pL~ about 1000pL each droplet dispensed. 液分配アクチュエータを備えたシステムの利点には、分配時間がより早いことと量の制御がより正確であることである。 The advantage of the system having a liquid distribution actuators, is that the control of the earlier that a quantity distribution time is more accurate. 液体分配システムは、参照により本願に組み込まれた、2001年7月17日に出願された「Method and System of Automatic Fluid Dispensing for Imprint Lithography Processes」と題された米国特許出願第09/908,455号にさらに記載されている。 Liquid distribution system was incorporated herein by reference, filed July 17, 2001 "Method and System of Automatic Fluid Dispensing for Imprint Lithography Processes" entitled U.S. patent application Ser. No. 09 / 908,455 It is further described in.

テンプレートと基板の位置の粗決定はリニア・エンコーダ(例えば、露出したリニア・エンコーダ)を用いて決定される。 Coarse determination of the position of the template and the substrate is determined using a linear encoder (e.g., exposed linear encoder). エンコーダは約0.01μmの粗測定を提供する。 The encoder provides a coarse measurement of about 0.01 [mu] m. リニア・エンコーダは移動物体に結合されたスケールと本体に結合された読取器を備える。 Linear encoder comprises a reader coupled to the scale and body coupled to the moving object. スケールはガラス、ガラス・セラミック、鋼を含む様々な材料から形成されてよい。 Scale glass, glass ceramic, may be formed from a variety of materials including steel. スケールは移動物体の相対位置と絶対位置を決定するために読取器によって読み取られる多数のマークを含む。 The scale includes a plurality of marks to be read by the reader in order to determine the relative position and absolute position of the moving object. スケールは当該分野において知られている手段を用いてモーション・ステージに結合されている。 Scale is coupled to a motion stage with a means known in the art. 読取器は本体に結合され、スケールと光学的に結合されている。 Reader is coupled to the body, it is scaled optically coupled. 一実施形態では、露出したリニア・エンコーダを使用してもよい。 In one embodiment, it may be used exposed linear encoder. エンコーダは単軸面に沿ってか、あるいは2軸面内のいずれかでモーション・ステージの位置を決定するように構成される。 The encoder is configured to determine the location of the motion stage either of or, or in biaxial plane along a single axis plane. 露出した2軸リニア・エンコーダの一例はイリノイ州ショーンバーグのHeidenhain Corporationから入手可能なPPモデル・エンコーダである。 An example of the exposed biaxial linear encoder is a PP model encoder available from Heidenhain Corporation of Illinois Schaumburg. 一般に、エンコーダは市販されている多数のX−Yモーション・ステージに組み込まれている。 In general, the encoder is built into many X-Y motion stage which is commercially available. 例えば、Newport Corpから入手可能なDynam XYモーション・ステージはシステムに組み込まれた2軸エンコーダを備えている。 For example, Dynam XY motion stage available from Newport Corp includes a 2-axis encoder built into the system.

Z軸に沿ったテンプレートの大まかな位置もリニア・エンコーダを用いて決定される。 Rough position of the template along the Z-axis is also determined using a linear encoder. 一実施形態では、露出したリニア・エンコーダを用いてテンプレートの位置が測定される。 In one embodiment, the position of the template is measured using the exposed linear encoder. 一実施形態では、リニア・エンコーダのスケールがインプリント・ヘッドの事前較正リングに結合されている。 In one embodiment, the scale of the linear encoder is coupled to the pre-calibration ring imprint head. 別の場合には、スケールがテンプレート支持体3130に直接結合されてよい。 In another case, the scale may be coupled directly to the template support 3130. 読取器は本体に結合され、光学的にスケールに結合される。 Reader is coupled to the body, it is optically coupled to the scale. テンプレートの位置はエンコーダを用いてZ軸に沿って決定される。 Position of the template is determined along the Z-axis using an encoder.

いくつかの実施形態では、インプリント・リソグラフィ・プロセス中にはテンプレートと基板の位置の検出は、100nmより小さい精度まで知る必要がある。 In some embodiments, during imprint lithography processes detection position of the template and the substrate, it is necessary to know up to 100nm is less than accurate. 高分解能半導体プロセスでパターン化されたテンプレート上の多数のフィーチャは100nmより小さいので、そのような制御はそのフィーチャを適切に整列させるために重要である。 Since many features on a patterning template for high resolution semiconductor process is less than 100 nm, such control is important to properly align the feature. 一実施形態では、高精度位置検出は干渉計(例えば、レーザ干渉計)を用いて決定できる。 In one embodiment, the high accuracy location interferometer (e.g., a laser interferometer) can be determined using.

図42はインプリント・リソグラフィ・プロセスの間に決定される回転と動きの軸を示す。 Figure 42 shows the axis of rotation and movement determined during imprint lithography processes. 基板位置はX W軸、Y W軸、及びZ W軸に沿って決定される。 Substrate position X W axis, Y W-axis, and is determined along the Z W axis. 基板の回転はX軸(α W )の回り、Y軸(β W )の回り、及びZ軸(θ W )の回りで決定される。 Rotation of the substrate is determined around the around the X-axis (α W), around the Y-axis (beta W), and Z-axis (θ W). 同様に、テンプレートの位置はX、Y、Z軸に沿って決定される。 Similarly, the position of the template X, Y, is determined along the Z-axis. テンプレートの回転はX軸(α T )の回り、Y軸(β T )の回り、及びZ軸(θ T )の回りで決定される。 Rotation of the template around the X-axis (α T), around the Y-axis (β T), and is determined by the Z-axis (theta T) around. 基板に対するテンプレートの位置を合わせるためには、X、Y、Z座標のほかにα、βの角度とθの角度を一致させるべきである。 In order to adjust the position of the template relative to the substrate, X, Y, in addition to the Z-coordinate alpha, should match the angle of the angle and θ of beta.

リニア・エンコーダを用いてテンプレートと基板のX軸、Y軸、Z軸の位置が決定される。 X-axis of the template and substrate using a linear encoder, Y-axis, the position of the Z-axis is determined. しかし、そのようなエンコーダは典型的にはそれらの軸に関する回転情報を提供しない。 However, such encoders typically do not provide rotation information about those axes. 一実施形態では、干渉計を用いてテンプレートと基板のX軸とY軸の位置ならびに角度α、β、θの回転角が決定される。 In one embodiment, the position and angle of the X-axis and Y-axis of the template and substrate using an interferometer alpha, beta, rotation angle θ is determined. 干渉計ベースの位置検出システムの略図を図43に示す。 A schematic representation of the interferometer based position detection system shown in FIG. 43. 干渉計システム4300は第1の3軸レーザ干渉計4310と第2の3軸レーザ干渉計4320を備えている。 The interferometer system 4300 includes a first three-axis laser interferometer 4310 and the second three-axis laser interferometer 4320. ミラー4330とミラー4335が基板及び/又はテンプレートに結合されている。 Mirror 4330 and the mirror 4335 is coupled to the substrate and / or template. ミラー4330とミラー4335は第1と第2のレーザ干渉計にそれぞれ光学的に結合されている。 Mirror 4330 and the mirror 4335 is optically coupled to the first and second laser interferometers. ミラー4330は、ミラー4335がテンプレート及び/又は基板の上に設置されている側に対して垂直であるテンプレート及び/又は基板の一部分の上に配置されている。 Mirror 4330 is disposed over a portion of the template and / or substrate is perpendicular to the side where the mirror 4335 is placed on top of the template and / or substrate. 図43に示すように、これによって5°の動きを実質的に同時に決定することが可能となる。 As shown in FIG. 43, a substantially possible to determine simultaneously the movement of 5 ° thereby. 第1のレーザ干渉計4310はX軸と回転角β、θに沿った基板及び/又はテンプレートの位置を感知する。 The first laser interferometer 4310 rotation angle β with the X axis, for sensing the position of the substrate and / or template along the theta. 第2のレーザ干渉計4320はY軸と回転角α、θに沿った基板及び/又はテンプレートの位置を感知する。 The second laser interferometer 4320 rotation angle and Y-axis alpha, sensing the position of the substrate and / or template along the theta.

インプリント・リソグラフィ・システム3900に使用される干渉計ベースの位置検出器4400の一実施形態を図44に示す。 An embodiment of an interferometer based location detector 4400 for use in imprint lithography system 3900 shown in FIG. 44. 位置検出器4400はシステム3900の本体の一部分に取り付けられている。 Position detector 4400 is attached to a portion of the body of the system 3900. 例えば、位置検出器は本体の支持体3930に取り付けられてよい。 For example, the position detector may be mounted on a support 3930 of the body. 一実施形態では、位置検出器4400は4個の干渉計を備えている。 In one embodiment, the position detector 4400 includes four interferometers. 一実施形態では、干渉計はレーザ式である。 In one embodiment, the interferometer is a laser type. 差分干渉計又は絶対干渉計のいずれかが使用されてよい。 Any differential interferometer or absolute interferometer may be used. 2つの干渉計4410、4415がテンプレートの位置決定に使用される。 Two interferometers 4410,4415 are used for positioning of the template. 他の2つの干渉計4420、4425が基板の位置決定に使用される。 The other two interferometers 4420,4425 are used for positioning of the substrate. 一実施形態では、すべての干渉計は三軸干渉計である。 In one embodiment, all of the interferometer is a three-axis interferometer. 干渉計のこの配置を用いることによって、テンプレートと基板両方の5°の動き(例えば、X、Y位置とα、β、θ回転)が可能となる。 By using this arrangement of the interferometer, templates and 5 ° of movement of both the substrate (e.g., X, Y position and the alpha, beta, theta rotation) becomes possible. レーザ4430が干渉計に光を提供する。 Laser 4430 to provide light to the interferometer. このレーザからの光は光学部品4440(注意:すへての光学部品が参照されているわけではない)を介して干渉計4410、4415、4420、4425に導かれる。 Light from the laser optics 4440: led to interference through (Note, f optics not referenced of) total 4410,4415,4420,4425. 光学部品はレーザから干渉計に光を導くためにビーム・スプリッタとミラー・システムを備える。 Optics includes a beam splitter and mirror system for directing light to the interferometer from the laser. 干渉計システムや適切な光学システムはいくつかの供給源から市販されている。 Interferometer system and suitable optical systems are commercially available from several sources.

一実施形態では、図3に示すように、気圧計3135がインプリント・ヘッド3100に結合されている。 In one embodiment, as shown in FIG. 3, barometer 3135 is coupled to imprint head 3100. 気圧計3135を用いてモーション・ステージ上に設けられた基板が基準面に対して実質的に平行か否かが決定される。 Substrate provided on a motion stage with a barometer 3135 whether substantially parallel to the reference plane is determined. 本明細書で使用されるように、「気圧計」とは表面に向かって導かれる空気の流れの圧力を測定するデバイスを意味する。 As used herein, refers to a device for measuring the pressure of the flow of air directed towards the surface of the "barometer". 基板が気圧計3135の出口の下に設けられる場合、気圧計3135の出口からの基板の距離は気圧計が感知する圧力に影響を及ぼすであろう。 If the substrate is provided below the outlet of the pressure gauge 3135, the distance of the substrate from the exit of the barometer 3135 will affect the pressure sensed by pressure gauge. 一般に、基板が気圧計から離れるほど、圧力は弱くなる。 In general, the more the substrate is separated from the pressure gauge, the pressure is weakened.

そのような構成では、気圧計3135を用いて、基板表面と気圧計との間の距離の変化から圧力の差が決定される。 In such a configuration, by using a barometer 3135, the difference in pressure from the change in the distance between the substrate surface and the pressure meter is determined. 基板の表面に沿って気圧計3135を移動させることによって、気圧計は種々の測定地点において気圧計と基板表面との間の距離を決定することができる。 By moving the barometer 3135 along the surface of the substrate, barometer can determine the distance between the pressure gauge and the substrate surface at various measuring points. 気圧計に対する基板の面度は、種々の測定地点における気圧計と基板との間の距離を比較することによって決定される。 Mending of the substrate relative to the barometer is determined by comparing the distance between the barometer and the substrate at various measuring points. 基板上の少なくとも3点と気圧計との間の距離を用いて基板が面であるかどうかが決定される。 Whether the surface is a substrate with a distance between at least three points and barometer on a substrate is determined. 距離が実質的に同じである場合、基板は面であると考えられる。 If the distance is substantially the same, considered substrate is the surface. 基板と気圧計との間で測定された距離に著しい差がある場合は、基板と気圧計との間の関係は非面関係であることを示している。 If there is a significant difference in the measured distance between the substrate and the barometer shows that the relationship between the substrate and the barometer is non face relationship. この非面関係は基板の非面性あるいは基板の傾斜によって生じるであろう。 The non-face relationship will result by the inclination of the non-planarity of or substrate of the substrate. 使用前に、基板とテンプレートとの間に面関係を確立するために、XYステージに取り付けられたチップ・チルト・ステージを用いて基板の傾斜が補正される。 Before use, to establish a face relationship between the substrate and the template, the inclination of the substrate using a chip-tilt stage mounted on the XY stage is corrected. 適切な気圧計はSenex Inc. Appropriate barometer Senex Inc. から入手できる。 Available from.

気圧計を使用中、基板又はテンプレートは気圧計の測定範囲内に置かれる。 In use barometer, the substrate or template is placed within the measuring range of the barometer. 気圧計に向かう基板の動きはインプリント・ヘッドのZ軸の動きあるいはモーション・ステージのZ軸の動きのいずれかによって行われる。 Movement of the substrate toward the barometer is carried out either by movement of Z-axis movement or motion stage in the Z-axis of the imprint head.

あるインプリント・リソグラフィ・プロセスでは、光硬化液は基板の表面上に配置される。 In some imprint lithography process, light curable liquid is disposed on the surface of the substrate. パターン化されたテンプレートが光硬化液と接触し、活性化光が光硬化液に加えられる。 Patterned template contacts the photocurable liquid activating light is applied to the light curable liquid. 本明細書で使用されるように、「活性化光」とは化学変化に影響を及ぼすであろう光を意味する。 As used herein, the term "activating light" means light will affect the chemical change. 活性化光は紫外線(例えば、約200nm〜約400nmの波長を有する光)、光化学作用光、可視光、又は赤外光を含む。 Activation light is ultraviolet (e.g., light having a wavelength of about 200nm~ about 400 nm), actinic light, including visible light, or infrared light. 一般に、化学変化に影響を及ぼすことのできる光の任意の波長は活性化として分類される。 Generally, any wavelength of light capable of affecting a chemical change may be classified as activating. 化学変化は多数の形態で出現するであろう。 Chemical changes will appear in many forms. 化学変化は重合又は架橋反応を発生させる任意の化学反応を含んでよいが、それに限定するものではない。 Chemical changes may include any chemical reaction that generates a polymerization or crosslinking reaction, but not limited thereto. 一実施形態では、この活性化光はテンプレートを通って組成に達する。 In one embodiment, the active Kahikari reaches the composition through the template. このような方法で、光硬化液が硬化してテンプレート上に形成された構造体に対して相補的な構造体を形成させる。 In such a way, the photocurable liquid to form a complementary structure with respect to the structures formed on the cure to the template.

いくつかの実施形態では、活性化光源3500は約200nm〜約400nmの波長を有する光を発生することのできる紫外線光源である。 In some embodiments, the activation source 3500 is a UV light source that can generate light having a wavelength of about 200nm~ about 400 nm. 図1に示すように、活性化光源3500はテンプレートに光学的に結合される。 As shown in FIG. 1, activation source 3500 is optically coupled to the template. 一実施形態では、活性化光源3500はインプリント・ヘッド3100に近接して設けられる。 In one embodiment, the activated light source 3500 is provided in proximity to the imprint head 3100. インプリント・ヘッド3100は活性化光源からの光をパターン化されたテンプレートに反射するミラー3121(図4に示す)を備える。 Imprint head 3100 comprises a mirror 3121 for reflecting the template a patterned light from activated light source (shown in FIG. 4). 光はインプリント・ヘッド3100の本体内の開口部を通り、ミラー3121によって3700に向かって反射する。 Light passes through the opening in the body of imprint head 3100, is reflected toward the 3700 by mirror 3121. このようにして、活性化光源はインプリント・ヘッド3100内に配置されずにパターン化されたテンプレートを照射する。 In this way, the activation source irradiates a template patterned without being disposed in imprint head 3100.

大半の活性化光源は使用中に著しい量の熱を発生する。 Most of the activated light source generates a significant amount of heat during use. 活性化光源3500がインプリント・システム3900に非常に近接している場合、その光源からの熱はインプリント・システムの本体に向かって放射されるであろうし、本体のいくつかの部分の温度を上昇させるであろう。 If the activation source 3500 is very close to the imprint system 3900, the heat from the light source to will be emitted toward the body imprint system, the temperature of the several parts of the body It will increase. 加熱されると多くの金属は膨張するため、インプリント・システムの本体のある部分の温度上昇は本体の膨張を拡大させるであろう。 Because when heated many metals expands, the temperature rise of the portion of the body imprint system will expands the expansion of the body. 100nm以下のフィーチャが製造されるときには、この膨張はインプリント・システムの精度に影響を及ぼすであろう。 When the 100nm following features are produced, the expansion will affect the accuracy of the imprint system.

一実施形態では、システム本体が活性化光源3500が発生する熱から活性化光源3500とインプリント・ヘッド3100との間の介在空気によって絶縁されるように、活性化光源は本体から十分距離を置いて設けられる。 In one embodiment, as the system main body are insulated by an intervening air between the heat-activated light source 3500 to generate an activating light source 3500 and the imprint head 3100, activating the light source at a sufficient distance from the body provided Te. 図14は、インプリント・ヘッド3100に光学的に結合された活性化光源3500を示す。 Figure 14 shows the activation light source 3500 optically coupled to imprint head 3100. 活性化光源3500は光源によって発生された光をインプリント・ヘッド3100に向かって投射する光学システム3510を備える。 Activating light source 3500 includes an optical system 3510 which projects toward the light generated by the light source to the imprint head 3100. 光は光学システム3510を通り開口部3123を介してインプリント・ヘッド3100に入る。 Light enters the imprint head 3100 through the streets opening 3123 of the optical system 3510. 次に、光はインプリント・ヘッド内に設けられたミラー3121によって、インプリント・ヘッド3110に結合されたテンプレートに向かって反射させられる(図4を参照)。 Then, the light by a mirror 3121 provided in the imprint head, is to be reflected towards the template that is coupled to imprint head 3110 (see Figure 4). このようにして、光源は本体から熱的に絶縁されている。 In this way, the light source is thermally insulated from the body. 適切な光源はカリフォルニア州サンタクララのOAI Inc. Suitable light source is, of Santa Clara, California OAI Inc. から入手されてよい。 It may be obtained from.

1つ又は複数の光学測定デバイスがインプリント・ヘッド3910及び/又はモーション・ステージ3920に結合されてよい。 One or more optical measuring devices may be coupled to imprint head 3910 and / or motion stage 3920. 一般に、光学測定デバイスは基板に対するテンプレートの位置及び/又は方向付けを決定する任意のデバイスである。 In general, the optical measuring device is any device for determining the position and / or orientation of the template with respect to the substrate.

図14を参照すると、スルー・ザ・テンプレート光学結像システム3800がインプリント・ヘッドに光学的に結合されている。 Referring to FIG 14, through-the-template optical imaging system 3800 is optically coupled to imprint head. 光学結像システム3800は光学結像素子3810と光学システム3820を備える。 Optical imaging system 3800 includes an optical imaging element 3810 and an optical system 3820. 一実施形態では、光学結像素子3810はCCD顕微鏡である。 In one embodiment, the optical imaging element 3810 is a CCD microscope. 光学結像システム3800はインプリント・ヘッドを通してテンプレートに光学的に結合される。 Optical imaging system 3800 is optically coupled to the template through imprint head. 基板がパターン化されたテンプレートの下に配置されている場合、光学結像システム3800は基板にも光学的に結合される。 If the substrate is disposed under the patterned template, the optical imaging system 3800 is optically coupled to the substrate. 光学結像システム3800を用いてパターン化されたテンプレートと本明細書に記載したような下にある基板との間の配置誤差が決定される。 Placement error between the underlying substrate as described herein and patterned template using an optical imaging system 3800 is determined. 一実施形態では、ミラー3121(図4に示す)はインプリント・ヘッド内で移動可能である。 In one embodiment, the mirror 3121 (shown in FIG. 4) is movable within imprint head. アラインメント・プロセス又は工学的検査プロセスの間は、ミラー3121は光学結像システムの光路の外に移動させられる。 During the alignment process or engineering inspection process, the mirror 3121 is moved out of the optical path of the optical imaging system.

光学アラインメント・デバイスの使用中、基板又はテンプレートは光学結像システムの測定範囲(例えば、視野)内に置かれる。 During use of the optical alignment device, the substrate or template is placed within the measuring range of the optical imaging system (e.g., field of view). 光学結像システムに向かう基板の動きは、インプリント・ヘッドのZ軸の動き又はモーション・ステージのZ軸の動きのいずれかによって行われる。 Movement of the substrate toward the optical imaging system is performed by either movement of the Z-axis movement or motion stage in the Z-axis of the imprint head.

付加的な光学結像システムが軸外れ位置の基板を見るためにインプリント・ヘッドに結合されてよい。 Additional optical imaging system may be coupled to imprint head to see the substrate off-axis position. 軸外れ位置は本明細書では活性化光源の光路内にはない位置であると定められる。 Off-axis position are herein defined to be a position which is not in the optical path of the activation source. 軸外れ光学結像システム3830は図14に示すようにインプリント・ヘッド3100に結合されている。 Optical imaging system 3830 off-axis is coupled to imprint head 3100 as shown in FIG. 14. 軸外れ光学結像システム3830は光学結像素子3832と光学システム3834を備えている。 Optical imaging system 3830 off-axis is provided an optical imaging element 3832 and an optical system 3834. 一実施形態では、光学結像素子3810はCCD顕微鏡である。 In one embodiment, the optical imaging element 3810 is a CCD microscope. 軸外れ光学結像システム3830を用いてテンプレートを光路内に置くことなく基板を走査できる。 Off-axis can be scanned substrate without placing the template in the optical path using the optical imaging system 3830. 軸外れ光学結像システム3830は本明細書に記載したような軸外れアラインメント・プロセスに使用される。 Optical imaging system 3830 off axis is used for off-axis alignment process as described herein. さらに、軸外れ光学結像システム3830を用いて基板に対するテンプレートの大まかな整列を実行でき、他方ではスルー・ザ・テンプレート光学結像システム3830が基板に対するテンプレートの高精度アラインメントに使用される。 Furthermore, you can perform a rough alignment of the template with respect to the substrate using an optical imaging system 3830 off-axis, on the other hand through-the-template optical imaging system 3830 is used for high precision alignment of the template with respect to the substrate. 付加的な軸外れ光学システムがインプリント・ヘッド3100に結合されてよい。 Additional off-axis optical system may be coupled to imprint head 3100. 図12はインプリント・ヘッド3100に結合された付加的な軸外れ光学システム3840を示している。 Figure 12 shows an optical system 3840 out additional axes coupled to imprint head 3100.

テンプレートを見るために、付加的な光学結像素子がモーション・ステージに結合されてよい。 To see the template, additional optical imaging element may be coupled to the motion stage. テンプレート光学結像システム3850が図12に示すようなモーション・ステージ3600に結合されている。 Template optical imaging system 3850 is coupled to the motion stage 3600 as shown in FIG. 12. テンプレート光学結像システム3850は光学結像素子3852と光学システム3854を備える。 Template optical imaging system 3850 includes an optical imaging element 3852 and an optical system 3854. 一実施形態では、光学結像素子3852はCCD顕微鏡である。 In one embodiment, the optical imaging element 3852 is a CCD microscope. テンプレートの大部分を走査せずにテンプレートの表面を走査するためにテンプレート光学結像システム3850が用いられる。 Template optical imaging system 3850 is used to scan the surface of the template without scanning the majority of the template. テンプレート光学結像システム3830が本明細書に記載するような軸外れアラインメント・プロセスに使用されてよい。 Template optical imaging system 3830 may be used to off-axis alignment process as described herein.

光学結像システムが本明細書に記載した代替的なシステムの実施形態内に配置されてよいことを理解すべきである。 Optical imaging system is to be understood that may be disposed within the embodiment of the alternative systems described herein. 例えば、代替的なシステムの実施形態では、光学結像システムはインプリント・ヘッドを移動させるように構成されたモーション・ステージに結合されてよい。 For example, in embodiments alternative systems, optical imaging system may be coupled to a motion stage configured to move the imprint head. そのような実施形態では、基板は光学結像素子も備えた基板支持体に取り付けられる。 In such embodiments, the substrate is attached to the substrate support with even an optical imaging element.

先に述べたように、光硬化液は基板上に置かれ、インプリント・リソグラフィ・プロセス中にテンプレートがその液体と接触させられる。 As mentioned earlier, the photocurable liquid is placed on a substrate, the template during imprint lithography processes is brought into contact with the liquid. 硬化液は低粘度の液体のモノマー溶液である。 Curable liquid is a monomer solution of a low viscosity liquid. 適切な溶液は約0.01cps〜約100cps(25℃で測定)の範囲の粘度である。 Suitable solutions are viscosity in the range of about 0.01cps~ about 100 cps (measured at 25 ° C.). 高分解能の構造体(例えば、100nm以下)には低粘度が特に望ましい。 Structures of a high resolution (e.g., 100 nm or less) for the low viscosity is especially desirable. 低粘度は空隙をより早く閉鎖することにもつながる。 Low viscosity leads to be closed more quickly voids. さらに、低粘度によって低圧で空隙領域をより早く液体で充填することになる。 Furthermore, it will be filled with faster liquid void region at low pressure by a low viscosity. 特に、50nm以下のレジメでは、溶液の粘度は約30cps以下、あるいはより好適には約5cps(25℃で測定)より低くあるべきである。 In particular, in the following regimen 50 nm, the viscosity of the solution to about 30cps or less, or more preferably should be below about 5 cps (measured at 25 ° C.).

他のリソグラフィ技術で遭遇する問題の多くは、インプリント・リソグラフィ・プロセスにおいて低粘度の光硬化液を用いることによって解決されるであろう。 Many of the problems encountered with other lithography, it will be solved by using a light curable liquid of low viscosity in an imprint lithography process. 低粘度の光硬化液のパターン化は低粘度感光液を利用することによって、ホット・エンボシング技術に直面する各々の問題を解決する。 Patterning the light curable liquid low viscosity by utilizing a low viscosity photosensitive liquid, to solve each of the problems facing the hot embossing techniques. また、厚くて剛性のある透過性テンプレートを使用することによってより容易な層対層の整列の可能性が提供される。 Also, thick possibility of alignment easier layer-by-layer by using a transparent template having rigidity is provided. 一般に、剛性テンプレートは液体活性化光とアライメント・マーク測定光の両方に透過性がある。 In general, the rigid template is permeable to both liquid activation light and the alignment mark measurement light.

硬化液は種々の重合可能な材料から構成されてよい。 Curable liquid may consist of a variety of polymerizable materials. 一般に、任意の光重合可能な材料を使用できる。 In general, any photopolymerizable material could be used. 光重合可能な材料はモノマーや光重合開始剤の混合物を含んでよい。 Photopolymerizable material may comprise a mixture of monomers and photoinitiator. いくつかの実施形態では、硬化液は1つ又は複数の市販のネガ型フォトレジスト材料を含んでよい。 In some embodiments, the curing solution may comprise one or more commercially available negative photoresist material. このフォトレジスト材料の粘度を、適切な溶剤を用いて液体フォトレジストを希釈することによって低くすることができる。 The viscosity of the photoresist material can be lowered by diluting the liquid photoresist with a suitable solvent.

一実施形態では、適切な硬化液はモノマー、シリネートモノマー、重合開始剤を含む。 In one embodiment, suitable curing solution contains a monomer, Siri sulfonates monomer, a polymerization initiator. 架橋剤やジメチルシロキサン誘導体も含まれてよい。 Crosslinking agent and dimethyl siloxane derivative may also be included. モノマーはアクリレートとメタクリレートのモノマーを含むが、これに限定するものではない。 Although monomers include monomers of acrylates and methacrylates, not limited thereto. モノマーの例にはブチルアクリレート、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、又はそれらの混合物を含むが、これに限定するものではない。 Butyl acrylate Examples of monomers include methyl acrylate, including methyl methacrylate, or mixtures thereof, but the embodiment is not limited thereto. モノマーは硬化液の約25〜約50重量%を構成する。 Monomer comprises from about 25 to about 50 wt% of the curable liquid. モノマーは硬化液中の光重合開始剤の適度な溶解性を確実にすると考えられる。 Monomer is considered to ensure adequate solubility of the photopolymerization initiator in the curable liquid. モノマーは使用されるときに下にある有機転写層に接着性をも提供する。 Monomer also provides adhesiveness to the organic transfer layer underlying when used.

硬化液はシリネートモノマーであってもよい。 Curable liquid may be a silicon sulphonate monomer. シリネートモノマーは一般に、ケイ素のグループを含む重合可能な化合物である。 Siri sulphonate monomer is generally a polymerizable compound containing a group of silicon. シリネートモノマー類にはシランアクリリルとシランメタクリリルの誘導体が含まれるが、それらに限定されるものではない。 Although the Siri sulfonate monomers include derivatives of silane acrylyl and silane methacrylonitrile Lil, but is not limited thereto. 具体的な例にはメタクリロキシプロピルトリス(トリ−メチルシロキシ)シランと(3−アクリロキシプロピル)トリス(トリ−メトキシシロキシ)−シランを含む。 The specific examples methacryloxypropyl tris (tri - methylsiloxy) silane and (3-acryloxypropyl) tris (tri - methoxy siloxy) - containing silane. シリネートモノマーは25〜50重量%の量で存在してよい。 Siri sulfonate monomer may be present in an amount of 25 to 50 wt%. 硬化液はジメチルシロキサン誘導体を含んでもよい。 Curable liquid may include dimethyl siloxane derivative. ジメチルシロキサン誘導体の例には(アクリロキシプロピル)メチルシロキサンジメチルシロキサン共重合体、アクリロキシプロピルメチルシロキサン・ホモポリマー、アクリロキシ末端ポリジメチルシロキサンを含むが、それらに限定されるものではない。 Examples of dimethylsiloxane derivative (acryloxypropyl) methylsiloxane dimethylsiloxane copolymer, acryloxypropyl methyl siloxane homopolymers, including acryloxy-terminated polydimethylsiloxane, but is not limited thereto. ジメチルシロキサン誘導体は約0〜50重量%の量で存在する。 Dimethyl siloxane derivative is present in an amount of about 0-50 wt%. シリネートモノマーとジメチルシロキサン誘導体は硬化液に高い酸素エッチング抵抗性を与える。 Siri sulfonate monomer and dimethyl siloxane derivative gives a high oxygen etch resistance in the cured liquid. さらに、シリネートモノマーとジメチルシロキサン誘導体の両方は硬化液の表面エネルギーを低減させるので、表面から離れるテンプレートの能力が増大される。 Furthermore, since both Siri sulfonate monomer and dimethyl siloxane derivative reduces the surface energy of the cured liquid, ability of the template away from the surface is increased. 本明細書に記載のシリネートモノマーとジメチルシロキサン誘導体はGelest Inc. Siri sulfonate monomer and dimethyl siloxane derivatives described herein Gelest Inc. からすべて市販されている。 All of which are commercially available from.

遊離基反応を開始するであろう任意の材料が重合開始剤として使用できる。 Any material that will initiate free radical reactions can be used as the polymerization initiator. 硬化材料の光硬化を開始するには、重合開始剤が光重合開始剤であることが好ましい。 To start photocuring of curable material is preferably a polymerization initiator is a photopolymerization initiator. 重合開始剤の例にはα−ヒドロキシケトン(例えば、Irgacure 184としてCiba−Geigy Specialty Chemical Divisionから販売されている1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン)、アシルフォスフィンオキシド重合開始剤(例えば、Irgacure 819としてCiba−Geigy Specialty Chemical Divisionから発売されているフェニルビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド)を含むが、それらに限定されるものではない。 Examples of the polymerization initiator α- hydroxy ketones (e.g., sold by Ciba-Geigy Specialty Chemical Division as Irgacure 184 1-hydroxycyclohexyl phenyl ketone), acylphosphine oxide polymerization initiator (e.g., Ciba as Irgacure 819 including -Geigy Specialty Chemical Division phenyl it is released from bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide), but is not limited to them.

硬化液は架橋剤を含んでもよい。 Curable liquid may contain a crosslinking agent. 架橋剤は2つ以上の重合可能なグループを含むモノマーである。 Crosslinking agent is a monomer containing two or more polymerizable groups. 一実施形態では、多官能シロキサン誘導体が架橋剤として用いられてよい。 In one embodiment, the polyfunctional siloxane derivative may be used as a crosslinking agent. 多官能シロキサン誘導体の一例は1,3−ビス(3−メタクリロキシプロピル)−テトラメチルジシロキサンである。 An example of a polyfunctional siloxane derivative is 1,3-bis (3-methacryloxypropyl) - tetramethyl disiloxane.

一実施例では、硬化液はn−ブチルアクリレート50重量%及び(3−アクリロキシプロピル)トリス−トリメチルシロキサン−シラン50重量%の混合物を含んでよい。 In one embodiment, the curing solution is n- butyl acrylate 50 wt%, and (3-acryloxypropyl) tris - may comprise silane 50% by weight of the mixture - trimethylsiloxane. この混合物に対して、Irgacure 819対Irgacure 184が1:1の3重量%混合物及び架橋剤1,3−ビス(3−メタクリロキシプロピル)−テトラメチルジシロキサンを5重量%を添加してよい。 To this mixture, Irgacure 819 pairs Irgacure 184 is 1: 1 3 wt% mixture and a crosslinking agent 1,3-bis (3-methacryloxypropyl) - may be added to 5 wt% tetramethyl disiloxane. この混合物の粘度は約25℃で測定して30cpsより低い。 The viscosity of the mixture is less than 30cps, measured at about 25 ° C..

別の実施形態では、硬化液はモノマー、光酸発生剤、光塩基発生剤から構成される。 In another embodiment, the curing solution is comprised monomeric photoacid generator, a photobase generator. モノマーの例にはフェノールポリマーとエポキシ樹脂があるが、それらに限定されない。 Although Examples of the monomers are phenolic polymer and epoxy resin, but are not limited to. 光酸発生剤は活性化光で処理されるときに酸を放出する化合物である。 The photoacid generator is a compound which releases an acid when processed with activating light. 生成された酸はモノマーの重合を触媒する。 The generated acid catalyzes the polymerization of the monomer. 当業者であればそのような酸発生添加剤を知っており、使用される具体的な酸発生添加剤はモノマーと所望の硬化条件に左右される。 Those skilled in the art knows such acid generating additives, specific acid generator additive used depends on the desired curing conditions as monomers. 一般に、酸発生添加剤は、いくつかの実施形態では可視域又は近紫外(近UV)域である第1の波長λ 1での照射に反応するように選択される。 In general, the acid generator additive, in some embodiments be selected to respond to irradiation with the first wavelength lambda 1 is visible or near ultraviolet (near UV) region. 例えば、いくつかの実施形態では、第1の波長λ 1は約400nm以上になるように選択される。 For example, in some embodiments, it is selected such that the first wavelength lambda 1 is equal to or greater than about 400 nm. 光塩基発生剤もモノマーに添加される。 Photobase generator may also be added to the monomer. この光塩基発生剤はテンプレートの境界近傍でモノマーの硬化を阻止してよい。 The photobase generator may prevent curing of the monomers near the boundary of the template. 光塩基発生剤は第2の波長λ 2での照射に反応してよいが、第1の波長λ 1での照射には不活性又は実質的に不活性である。 Photobase generator may be responsive to radiation at the second wavelength lambda 2, but irradiation at the first wavelength lambda 1 which is inert or substantially inert. さらに、第2の波長λ 2は、第2の波長での照射がテンプレートとの境界のモノマーの表面近傍で最初に吸収されるように、かつ著しく深くまでは硬化液に浸透しないように選択されるべきである。 Further, the second wavelength lambda 2, as radiation in the second wavelength is first absorbed in the vicinity of the surface of the monomer at the boundary with the template, and to significantly deeper is selected so as not to penetrate the cured liquid is Rubeki. 例えば、いくつかの実施形態では、深紫外域の波長λ 2を有する照射、すなわち約190〜280nmの範囲の波長を有する照射に反応する塩基発生添加剤が使用されてよい。 For example, in some embodiments, deep purple radiation having a wavelength lambda 2 of the outer zone, i.e. may base generator additive that reacts is used for radiation having a wavelength in the range of about 190~280Nm.

一実施形態によれば、モノマー、光酸発生剤、光塩基発生剤を含んだ硬化液が基板上に堆積される。 According to one embodiment, the monomer, a photoacid generator, a curing solution containing photobase generator is deposited on the substrate. テンプレートがこの硬化液と接触される。 Template is contacted with the curable liquid. 次に、硬化液は実質的に同じ時間に第1の波長λ 1と第2の波長λ 2の光の放射線に曝露される。 Next, the curing liquid is substantially exposed first wavelength lambda 1 and the radiation of the second wavelength lambda 2 of light at the same time. 別の場合には、硬化液は第2の波長λ 2の放射線に、次いで第1の波長λ 1の放射線に曝露される。 In another case, the curable liquid is exposed to the radiation of the second wavelength lambda 2, then the first radiation wavelength lambda 1. 第2の波長λ 2の放射線に硬化液を曝露することでテンプレートとの境界には過剰な塩基が発生する。 The boundary between the template by exposing the curable liquid to the second wavelength lambda 2 radiation excess base is generated. 過剰な塩基は第1の波長λ 1の放射線への硬化液の曝露によって発生される酸を中和するように働き、これにより酸が硬化液を硬化させるのが阻止される。 Excess base serves to neutralize the acid generated by exposure of a first curable liquid wavelengths lambda 1 to the radiation, thereby that acid cure the curable liquid is prevented. 第2の波長λ 2の放射線は硬化液への浸透深さが浅いので、その放射線によって発生される塩基はテンプレートとの境界でのあるいはテンプレートとの境界近傍での硬化液の硬化を阻止するだけである。 Since radiation of the second wavelength lambda 2 has a shallow penetration depth into the hardening solution, only bases generated by the radiation prevents curing of the curable liquid in the vicinity of the boundary between or templates at the boundary between the template it is. この硬化液の残りは硬化液全体を浸透するより長い波長の放射線(λ 1 )への曝露によって硬化させられる。 The remainder of the curable liquid is cured by exposure to radiation of longer wavelength penetrates the entire curable liquid (lambda 1). 「Planarization of Non−Planar Surfaces in Device Fabrication」と題された米国特許第6,218,316号は、このプロセスに関するさらなる詳細を記載しており、参照により本明細書に組み込まれている。 "Planarization of Non-Planar Surfaces in Device Fabrication" entitled U.S. Patent No. 6,218,316 describes a further details regarding this process and is incorporated herein by reference.

別の実施形態では、硬化液は例えば深UV照射に曝露されたときに分解して、水素(H 2 )、窒素(N 2 )、亜酸化窒素(N 2 O)、三酸化硫黄(SO 3 )、アセチレン(C 22 )、二酸化炭素(CO 2 )、アンモニア(NH 3 )、又はメタン(CH 4 )などの1つ又は複数のガスを発生する感光剤を含んでいる。 In another embodiment, it decomposes when the curable liquid exposed to e.g. deep UV radiation, hydrogen (H 2), nitrogen (N 2), nitrous oxide (N 2 O), sulfur trioxide (SO 3 ), acetylene (C 2 H 2), carbon dioxide (CO 2), and ammonia (NH 3), or methane (CH 4) contains a sensitizer for generating one or more gases, such as. 硬化液を硬化させるために可視域又は近UV域などの第1の波長λ 1での照射が用いられ、1つ又は複数の上記ガスを発生させるために深UV照射(λ 2 )を用いる。 Irradiation at a first wavelength lambda 1, such as visible or near UV region is used to cure the curable liquid, using a deep UV radiation (lambda 2) in order to generate one or more of the gas. ガスの生成は硬化液とテンプレートとの間の境界近傍で局所圧力を発生させて硬化液からのテンプレートの分離を促進する。 Generation of gas facilitates the separation of the template from the cured liquid by generating a local pressure in the vicinity of the boundary between the cured liquid and the template. 米国特許第6,218,316号はこのプロセスに関するさらなる詳細を記載しており、参照により本明細書に組み込まれている。 U.S. Patent No. 6,218,316 describes a further details regarding this process and is incorporated herein by reference.

別の実施形態では、硬化して光への曝露によって分解されるであろうポリマーを形成するモノマーで硬化液を構成させてもよい。 In another embodiment, it may be configured to cure liquid in monomers to form a polymer would be decomposed cured to by exposure to light. 一実施形態では、2重に置換された炭素のバックボーンを有するポリマーが基板上に堆積される。 In one embodiment, a polymer having a backbone carbons substituted double is deposited on the substrate. テンプレートを硬化液に接触させた後、硬化液は第1の波長λ 1 (例えば、400nmより大きい)の放射線と深いUV範囲の第2の波長λ 2の放射線に曝露される。 After the template is brought into contact with the curable liquid, curable liquid is exposed first wavelength lambda 1 (e.g., 400 nm greater than) to a second radiation of a wavelength lambda 2 of the radiation and deep UV range. 第1の波長の放射線は硬化液を硬化させるように働く。 Radiation of the first wavelength serves to cure the curable liquid. 硬化液が第2の波長λ 2に曝露されると、置換された炭素原子に切断が生じる。 If the curable liquid is exposed to the second wavelength lambda 2, is generated cut substituted carbon atoms. 深UV照射は硬化液に深く浸透しないので、ポリマーはテンプレートとの境界近傍で分解するだけである。 Because deep UV radiation does not penetrate deeply into curing solution, the polymer is only decomposed in the vicinity of the border between the template. この硬化液の分解された表面がテンプレートからの分離を促進する。 Decomposed surface of the cured liquid to facilitate separation from the template. ポリマーの光分解を促進する他の官能基を用いることもできる。 It is also possible to use other functional groups that promote photodegradation of the polymer. 米国特許第6,218,316号はこのプロセスのさらなる詳細を記載しており、参照により本明細書に組み込まれている。 U.S. Patent No. 6,218,316 describes a further details of this process and is incorporated herein by reference.

種々の実施形態では、インプリント・リソグラフィ・テンプレートは光リソグラフィ、電子ビーム・リソグラフィ、イオンビーム・リソグラフィ、X線リソグラフィ、超紫外線リソグラフィ、走査プローブ・リソグラフィ、集束イオン・ビーム・ミリング、干渉リソグラフィ、エピタキシャル成長法、薄膜堆積法、ケミカル・エッチング、プラズマ・エッチング、イオン・ミリング、反応性イオン・エッチング、又はそれらの組み合わせを含むがそれに限定されないプロセスを用いて製造される。 In various embodiments, optical lithography imprint lithography template, the electron beam lithography, ion beam lithography, X-ray lithography, extreme ultraviolet lithography, scanning probe lithography, focused ion beam milling, interferometric lithography, epitaxial growth Law, thin film deposition, chemical etching, plasma etching, ion milling, reactive ion etching, or a combination thereof are prepared using a process which is not limited thereto. パターン化されたテンプレートの製造方法は、参照により本明細書に組み込まれた、Voisonに付与された2002年5月1日に出願され「Methods of Manufacturing a Lithography Template」と題された米国特許出願第10/136,188号に記載されている。 Method for producing a patterned template, incorporated herein by reference, U.S. Patent Application No. filed on May 1, 2002, issued to Voison entitled "Methods of Manufacturing a Lithography Template" It is described in JP 10 / 136,188.

一実施形態では、インプリント・リソグラフィ・テンプレートは活性化光に実質的に透過性である。 In one embodiment, imprint lithography template is substantially transparent to activating light. テンプレートは下面を有する本体を含む。 Template comprises a body having a lower surface. テンプレートは下面に本体の上面に向かって延びる複数の凹部をさらに含む。 The template further comprises a plurality of recesses extending toward the upper surface of the body to the lower surface. この凹部は任意の適切な寸法であってよいが、典型的には凹部の少なくとも一部は約250nmより小さいフィーチャ・サイズを有する。 The recess may be of any suitable size, typically at least a portion of the recess having approximately 250nm smaller features sizes.

インプリント・リソグラフィ・プロセスに関しては、テンプレートの耐久性やその解放特性が懸念されるであろう。 With respect to the imprint lithography process, it will durability and the release characteristics of the template is a concern. 一実施形態では、テンプレートは石英から形成される。 In one embodiment, the template is formed from quartz. 他の材料を用いてテンプレートが形成されてもよく、シリコン・ゲルマニウム・カーボン、窒化ガリウム、シリコン・ゲルマニウム、サファイヤ、ヒ化ガリウム、エピタキシャル・シリコン、ポリシリコン、ゲート酸化物、二酸化シリコン、又はそれらの組み合わせを含んでよいが、それに限定するものではない。 May be template formed using other materials, silicon germanium carbon, gallium nitride, silicon germanium, sapphire, gallium arsenide, epitaxial silicon, polysilicon, gate oxide, silicon dioxide, or their the combination may comprise, but not limited thereto. テンプレートはアライメント・マークなどの検出可能なフィーチャを形成するのに用いられる材料を含んでもよい。 The template may include a material used to form the detectable features, such as alignment marks. 例えば、検出可能なフィーチャはSiOxから形成されてよい。 For example, detectable features may be formed from SiOx. ここでXは2未満である。 Where X is less than 2. いくつかの実施形態では、Xは約1.5である。 In some embodiments, X is approximately 1.5. 別の実施例では、検出可能なフィーチャはケイ化モリブデンから形成されてよい。 In another embodiment, the detectable features may be formed from molybdenum silicide. SiOx及びケイ化モリブデンは共に、重合可能な液体を硬化させるのに用いられる光に対して光学的に透過性である。 SiOx and molybdenum silicide are both optically transparent to light used to cure the polymerizable liquid. しかし、両材料は可視光に対しては実質的には不透明である。 However, both materials are opaque to substantially to visible light. これらの材料を用いれば下の基板の硬化に干渉しないアライメント・マークをテンプレートの上に形成することが可能になる。 Using these materials it is possible to form the alignment mark does not interfere with the curing of the lower substrate on the template.

先に述べたように、テンプレートは表面処理物質を用いて処理されて、テンプレートの表面上に薄い層を形成する。 As previously mentioned, the template is treated with a surface treatment material to form a thin layer on the surface of the template. 表面処理プロセスは低い表面エネルギー・コーティングをもたらすように最適化される。 Surface treatment process is optimized to provide a low surface energy coating. このようなコーティングはインプリント・リソグラフィ用のインプリント・テンプレートを調製する際に使用される。 Such coatings are used in preparing the imprint template for imprint lithography. 処理されたテンプレートは未処理のテンプレートと比べ望ましい解放特性を有する。 Processed template have desirable release characteristics compared with the templates untreated. 未処理のテンプレートの表面は約65ダイン/cm以上の表面自由エネルギーを有する。 Surface of the untreated template has a surface free energy of greater than about 65 dynes / cm. 本明細書に記載の表面処理手順は、高レベルの耐久性を呈する表面処理層をもたらす。 Surface treatment procedures described herein, results in a surface treatment layer exhibiting high durability level. この表面処理層の耐久性によって、表面処理層を交換しなくても非常に多くのインプリントにテンプレートを使用することが可能となる。 The durability of the surface treatment layer, without replacing the surface treatment layer becomes possible to use the template so many imprint. いくつかの実施形態では、この表面処理層は25℃で測定される下面の表面自由エネルギーを約40ダイン/cmより小さくなるまで低減させるか、あるいはいくつかの実施形態では約20ダイン/cmより小さくなるまで低減させる。 In some embodiments, either the surface treatment layer is reduced to less than about 40 dynes / cm the surface free energy of the lower surface to be measured at 25 ° C., or, more in some embodiments about 20 dynes / cm reduce to small.

一実施形態では、表面処理層はアルキルシラン、フルオロアルキルシラン、又はフルオロアルキルトリクロロシランと水との反応産物から形成される。 In one embodiment, the surface treatment layer is formed from an alkyl silane, fluoroalkyl silanes, or fluoroalkyl trichlorosilane and reaction products with water. この反応はパターン化されたテンプレートの表面上にシリネートされたコーティング層を形成する。 This reaction forms a coating layer which is Shirineto on the surface of the patterned template. 例えば、シリネート表面層はトリデカフルオロ−1,1,2,2−テトラヒドロオクチルトリクロロシランと水との反応産物から形成される。 For example, Shirineto surface layer is formed from the reaction products of tridecafluoro-1,1,2,2-tetrahydrooctyl trichlorosilane and water. 表面処理層は液相プロセス又は気相プロセスのいずれかを用いて形成されてよい。 Surface treatment layer may be formed using either a liquid phase process or a vapor process. 液相プロセスでは、基板は前駆物質や溶媒の溶液に浸漬される。 In the liquid phase process, the substrate is immersed in a solution of the precursor and solvent. 気相では、前駆物質が不活性キャリアガスを用いて運ばれる。 In the vapor phase, the precursor is conveyed using an inert carrier gas. 液相処理に用いるために純粋な無水溶媒を得ることは難しいことがある。 To obtain pure anhydrous solvents for use in the liquid phase process can be difficult. 処理中にバルク相に水が存在すると、結果として塊が堆積されてしまい、これはコーティングの最終的な品質又はカバレージに悪影響を及ぼすことになる。 When water is present in the bulk phase during processing, it will be consequently mass deposition, which would adversely affect the final quality or coverage of the coating. 気相プロセスの一実施形態では、テンプレートは真空室に設置され、次に真空室をサイクルパージして過剰な水が除去される。 In one embodiment of the gas phase process, the template is placed in a vacuum chamber, the excess water is removed and then the cycle purge vacuum chamber. しかし、吸収されたいくらかの水はテンプレートの表面上に残る。 However, it absorbed some water remains on the surface of the template. しかし、少量の水はコーティングを形成する表面反応を開始するのに必要であると考えられる。 However, a small amount of water is considered necessary to initiate a surface reaction to form a coating. この反応は次式のように記載されてよい: This reaction may be described as follows:
R−SiCl 3 +3H 2 O => R−Si(OH) 3 +3HCl R-SiCl 3 + 3H 2 O => R-Si (OH) 3 + 3HCl
反応を促進するために、テンプレートは温度制御チャックを用いて所望の温度にされる。 To accelerate the reaction, the template is at a desired temperature using the temperature control chuck. 次に前駆物質が所定の時間の間反応室に供給される。 Then the precursor is supplied to the reaction chamber for a predetermined period of time. テンプレート温度、前駆物質濃度、フロー・ジオメトリ等の反応パラメータは特定の前駆物質とテンプレート基板の組み合わせに調整される。 Template temperature, the precursor concentration, reaction parameters such as the flow geometry is adjusted to a particular combination of precursor and template substrate. このような条件を制御することによて、表面処理層の厚さが制御される。 And good to controlling these conditions, the thickness of the surface treatment layer is controlled. フィーチャ・サイズに対する表面処理層の干渉を最小にするために、表面処理層の厚さは最小値に維持される。 To minimize the interference of the surface treated layer to the feature size, the thickness of the surface treatment layer is kept to a minimum. 一実施形態では、表面処理層の単層が形成される。 In one embodiment, a single layer of the surface treated layer is formed.

一実施形態では、テンプレートの下面上の凹部に関連する少なくとも2つの異なる深さが存在する。 In one embodiment, at least two different depths associated with the recess on the lower surface of the template is present. 図20A、20Bは2種類の深さを有する凹部でパターン化されたテンプレートの平面図と断面図をそれぞれ示す。 Figure 20A, 20B show two in recesses having a depth patterned plan view of a template and a sectional view, respectively. 図20A、20Bを参照すると、テンプレートは1つ又は複数のパターニング領域401を含む。 Figure 20A, Referring to 20B, the template includes one or more patterned regions 401. このような実施形態では、図20Bに示すように、第1の比較的浅い深さがテンプレートのパターニング領域内の凹部と関連している。 In such embodiments, as shown in FIG. 20B, the first relatively shallow depth is associated with the recess in the patterning area of ​​the template. このパターニング領域はテンプレートのパターニング中に反復される領域を含む。 The patterning region includes a region that is repeated during the patterning of the template. このパターニング領域はテンプレートの端部407によって定められた領域内に設けられる。 The patterning area is provided in the region defined by the ends 407 of the template. 外側領域409は任意のパターニング領域の外端部からテンプレートの端部まで延びる領域として定められる。 The outer region 409 is defined as a region extending to the end of the template from the outer end portion of an arbitrary patterned regions. 外側領域はパターニング領域内の凹部よりも実質的に大きい深さを有する。 Outer region has a substantially greater depth than the recess in the patterned region. ここではテンプレートの周囲部は外側領域409によって限定されたパターニング領域として定められる。 Here periphery of the template is defined as a patterned region defined by the outer region 409. 図20Aに示すように、4つのパターニング領域がテンプレートによって定められた領域内に設けられている。 As shown in FIG. 20A, 4 single patterning areas are provided in the area defined by the template. このパターニング領域は外側領域409によってテンプレートの端部407から分離されている。 The patterning area is separated from the end portion 407 of the template by the outer region 409. テンプレートの「境界部」はパターニング領域の端部403a、403b、403c、403d、403e、403f、403g、403hによって定められている。 "Boundary" of the template in the patterning area ends 403a, 403b, 403c, 403d, are determined 403e, 403f, 403g, by 403h.

パターニング領域は境界領域405によって相互に分離されている。 Patterning regions are separated from one another by a boundary region 405. 境界領域はパターニング領域の凹部よりも深いパターニング領域の間に設けられた凹部である。 Boundary region is a recess provided between the deep patterning area than the recess of the patterned area. 以下に記載するように、境界領域とパターニング領域は共にパターニング領域とパターニング領域の間の、すなわちパターニング領域の境界部を越える液体の流れをそれぞれ阻止する。 As described below, the boundary region and the patterning area between both the patterned region and the patterning area, that prevents each liquid flow beyond the boundary of the patterned area.

テンプレートのデザインは使用されるリソグラフィ・プロセスのタイプに基づいて選択される。 The template of the design is selected based on the type of lithography process to be used. 例えば、ポジ型インプリント・リソグラフィ用のテンプレートは基板上の不連続な膜の形成に有利なデザインを有する。 For example, a template for positive imprint lithography has an advantageous design form of the discontinuous film on the substrate. 一実施形態では、図15に示すように、テンプレート12は1つ又は複数の構造体の深さがパターニング領域を形成するのに用いられる構造体の深さに比して比較的大きくなるように形成される。 In one embodiment, as shown in FIG. 15, the template 12 is to be relatively larger than the depth of the structures used to a depth of one or more structures forming a patterned region It is formed. 使用中、テンプレート12は基板とは所望の離間した関係で置かれる。 In use, the template 12 is a substrate placed in the desired spaced relation. そのような実施形態では、テンプレート12の下面536と基板20との間の空隙(h 1 )は、凹部表面534と基板との間の空隙(h 2 )よりも著しく小さい。 In such embodiments, the gap (h 1) between the lower surface 536 and the substrate 20 of the template 12 is significantly smaller than the space between the recessed surface 534 and the substrate (h 2). 例えば、h 1は約200nmよりも小さく、h 2は約10,000nmよりも大きいであろう。 For example, h 1 is less than about 200 nm, h 2 will be greater than about 10,000nm. テンプレートが基板20上の液体40に接触すると、凹部表面534の下の領域を残して、下面536と基板20との間の空隙を充填する(図16に示す)。 When the template contacts the liquid 40 on the substrate 20, leaving a region below the recess surface 534, filling the gap between the lower surface 536 and the substrate 20 (shown in FIG. 16). 表面エネルギーと毛管力の組み合わせが大きな凹部からより狭い領域へと液体を導くと考えられる。 The combination of the surface energy and capillary forces are considered to narrower region from the larger recess to lead the liquid. 1が小さくなるにしたがって、テンプレート12によって液体に加わる力は下面536の下にある液体を引き出す毛細管力に勝ることがある。 according h 1 is reduced, the force by the template 12 applied to the liquid may outweigh the capillary force drawing the liquid below the lower surface 536. このような力は凹部表面534の下の領域へ液体を拡散することがある。 Such forces may spread the liquid into the region below the recess surface 534. 液体が凹部532に拡散するのが阻止されるh 1の最小値を、本明細書では「最小膜厚」と呼ぶ。 The minimum value of h 1 for the liquid to diffuse into the recess 532 is blocked, is referred to herein as the "minimum thickness". さらに、h 1が大きくなると毛管力は小さくなり、最終的には液体はより深い凹部領域へ広がる。 Furthermore, the capillary force is small when h 1 is increased, and eventually the liquid spreads into the deeper recessed region. 毛管力がより深い凹部領域への液体の流れを阻止するのに十分なh 1の最大値は、本明細書では「最大膜厚」と呼ぶ。 Maximum value enough h 1 to capillary forces to prevent the flow of liquid into the deeper recessed region, referred to herein as "maximum film thickness".

図17、18に示すように、種々の実施形態では、テンプレート12は基板20上に置かれた硬化液がテンプレート12の境界部412を超えて流れるのを阻止するように形成される。 As shown in FIGS. 17 and 18, in various embodiments, template 12 may be formed so as to prevent the hardening liquid placed on the substrate 20 from flowing beyond the boundary portion 412 of the template 12. 図17に示した一実施形態では、高さh 1は基板20から浅い凹部の表面552までである。 In one embodiment shown in FIG. 17, the height h 1 is up to the surface 552 of the shallow recess from the substrate 20. 浅い凹部の表面552はテンプレート12の境界部まで延びている。 Surface 552 of the shallow recess extends up to the boundary portion of the template 12. したがって、テンプレートの端部が高さh 2を形成し、高さh 1と比較して事実上無限である。 Therefore, the end portion of the template to form a height h 2, is virtually unlimited as compared to the height h 1. 図18に示した一実施形態では、深い凹部がテンプレート12の外端部に形成されている。 In one embodiment shown in FIG. 18, the deep recess is formed in the outer end portion of the template 12. 高さh 2は基板20から深い凹部の表面554までである。 The height h 2 is up to the surface 554 of the deep recess from the substrate 20. ここでも高さh 1は基板20から浅い凹部の表面552までである。 Again the height h 1 is up to the surface 552 of the shallow recess from the substrate 20. いずれの実施形態においても、高さh 2は高さh 1よりも著しく大きい。 In either embodiment, the height h 2 is significantly greater than the height h 1. 高さh 1が十分に小さい場合、硬化液が塗布される間、活性化光硬化液はテンプレート12と基板20との間の空隙に残ったままになる。 If the height h 1 is sufficiently small, while the hardening liquid is applied, activating light curable liquid will remain on the gap between the template 12 and the substrate 20. 深い凹部部分は、ここに記載したようなステップ・アンド・リピート・プロセスにおける液体の閉じ込めに特に有用である。 Deep recess portions is particularly useful for containment of the liquid in the step and repeat process as described herein.

一実施形態では、テンプレート12及び基板20は各々1つ又は複数のアライメント・マークを有している。 In one embodiment, the template 12 and the substrate 20 has a respective one or more of alignment marks. アライメント・マークを用いてテンプレート12と基板20が位置合わされる。 Template 12 and substrate 20 are combined position using the alignment marks. 例えば、アライメント・マークの整列のために、1つ又は複数の光学結像デバイス(例えば、顕微鏡、カメラ、イメージング・アレイ等)を用いる。 For example, for alignment of the alignment marks, one or more optical imaging device (e.g., a microscope, a camera, an imaging array, etc.) is used.

一実施形態では、テンプレートのアラインメント・マークは活性化光に対して実質的に透過性である。 In one embodiment, the alignment marks of the template are substantially transparent to activating light. 別の場合には、アライメント・マークはアライメント・マーク検出光に対して実質的に不透明である。 In another case, the alignment mark is substantially opaque to the alignment mark detection light. 本明細書で用いるように、アライメント・マーク検出光や他の測定及び解析プロセスのための光は、「解析光」と呼ばれる。 As used herein, light for alignment mark detection light or other measurement and analysis process is referred to as "analysis light". 一実施形態では、解析光は可視光及び/又は赤外光を含むがこれに限定するものではない。 In one embodiment, the analysis light does not include visible light and / or infrared light to be limiting. アライメント・マークは本体の材料とは異なる材料から形成されてよい。 Alignment marks may be formed from a different material than the material of the body. 例えば、アライメント・マークはSiO X 、ただし、Xは約1.5、から形成されてよい。 For example, alignment marks SiO X, however, X is approximately 1.5, may be formed from. 別の実施形態では、アライメント・マークはケイ化モリブデンから形成されてよい。 In another embodiment, the alignment marks may be formed from molybdenum silicide. 別の場合には、アライメント・マークは本体の表面にエッチングされた複数のラインを含んでよい。 In another case, the alignment mark may include a plurality of lines that are etched into the surface of the body. このラインは活性化光を実質的に散乱させるが、解析光下で解析可能なマークを作るように構成される。 The line to substantially scatter activation light, configured to create a mark that can be analyzed under the analysis light.

種々の実施形態では、上記のような1つ又は複数の深い凹部はテンプレートの本体を完全に突き抜けてテンプレート内に開口部を形成する。 In various embodiments, one or more deep recesses as described above to form an opening the body of the template to fully penetrate in the template. そのような開口部の1つの利点は、各開口部において高さh 2がh 1に対して非常に大きいものであることを事実上保証することである。 One advantage of such openings is that the height h 2 at each opening is virtually guarantees that is very large with respect to h 1. さらに、いくつかの実施形態では、加圧ガス又は真空がその開口部に加えられてよい。 Furthermore, in some embodiments, the pressurized gas or vacuum may be added to the opening. 液体を硬化後に、加圧ガス又は真空が1つ又は複数の開口部に加えられてもよい。 After curing the liquid, pressurized gas or vacuum may be added to the one or more openings. 例えば、硬化後に加圧ガスが、硬化した液体からテンプレートを分離するのを助ける剥離や引っ張り工程の一部として加えらる。 For example, pressurized gas after curing, Kuwaeraru as part of the process separation and pulling that aids in separating the template from the cured liquid.

一実施形態では、1つ又は複数のアライメント・マークをパターン化されたテンプレート内に形成してもよい。 In one embodiment, it may be formed in one or more of alignment marks patterned in the template. 本明細書に記載するように、テンプレート内に形成されたアライメント・マークを用いて基板上のパターン化された領域に対してテンプレートを整列させてもよい。 As described herein, the alignment marks formed in the template may be aligned templates for patterned areas on the substrate used. アライメント・マークを含んだテンプレートの一実施形態を図45に示す。 One embodiment of containing the alignment marks template shown in Figure 45. パターン化されたテンプレート4500はパターニング領域4510、アライメント・マーク4520、アライメント・マーク・パターニング領域4530を含む。 Template 4500, which is patterned includes patterning area 4510, the alignment mark 4520, the alignment mark patterning area 4530. アライメント・マーク4520は境界4540、4542によってパターニング領域4510、4512からそれぞれ分離されている。 Alignment marks 4520 are separated from each patterned area 4510,4512 by the boundary 4540,4542. 境界4540、4542はアライメント・マークの深さより実質的に大きい深さを有する。 Boundary 4540,4542 has a substantially greater depth than the depth of the alignment mark. 図45に示すように、テンプレート4500が活性化光硬化液4560と接触されると、液体がパターニング領域4510、4512に広がるが、境界によってアライメント・マーク4520の領域に広がるのは阻止される。 As shown in FIG. 45, the template 4500 is contacted with the activating light curable liquid 4560, but the liquid spreads to the patterning area 4510,4512, spreading in the region of the alignment mark 4520 by the boundary is prevented.

活性化光硬化液がアラインメント領域に入らないようにしておくことによって、アラインメント測定が行われるときに利点が提供される。 By activating light curable liquid is kept to not enter the alignment region, advantages are provided when the alignment measurement is performed. 典型的なアラインメントの手順の間に、光学的測定がテンプレートを通って下の基板アラインメント・マーク(例えば、アラインメント・マーク4550)まで行われて、アラインメント・マークがあっているか否かを決定する。 During a typical alignment procedure, the substrate alignment marks under the optical measurement through the template (e.g., alignment marks 4550) was performed to determine whether there is an alignment mark. アラインメント測定の間にテンプレートと基板との間に液体が存在すると、光学的測定に干渉する可能性がある。 When there is liquid between the template and the substrate during the alignment measurement, it can interfere with the optical measurement. 典型的には、液体の屈折率はテンプレート材料に実質的に類似している。 Typically, the refractive index of the liquid is substantially similar to the template material. 液体がアラインメント領域に入らないようにしておくことによって、光学的アラインメント技術を単純化することができ、アラインメント・システムの光学的必要条件は少なくなる。 By liquid kept so as not to enter the alignment region, it is possible to simplify the optical alignment techniques, optical requirements of the alignment system is reduced.

テンプレートが基板上に形成される複数の層の1つをインプリントするのに使用されるとき、テンプレートは下の基板と整列させるためのアライメント・マークだけでなくアラインメント・パターニング領域も含むことが有利である。 When the template is used to imprint one of a plurality of layers formed on the substrate, the template advantageously also comprise alignment patterning area not only alignment marks for aligning the substrate under it is. 図10に示すように、アライメント・マーク・パターニング領域4530は塗布された活性化光硬化液の一部と接触する。 As shown in FIG. 10, the alignment mark patterned region 4530 contacts a portion of the applied activating light curable liquid. 硬化中、アライメント・マーク・パターニング領域4530によって定められたアライメント・マークが硬化層内にインプリントされる。 During curing, the alignment mark defined by the alignment mark patterned regions 4530 are imprinted on the cured layer. 次のプロセス中、アライメント・マーク・パターニング領域4530で形成されたアライメント・マークを用いて基板に対するテンプレートの整列が支援される。 During the next process, the alignment of the template is supported to the substrate by using the alignment mark formed by the alignment mark patterned regions 4530.

上記のインプリント・リソグラフィ・システムは以下の代替実施形態に応じて変形される。 Additional imprint lithography system is modified in accordance with the following alternative embodiments. 記載した代替実施形態のいずれも単独でか、あるいは組み合わされて本明細書に記載の他のシステムに結合させることができる。 Both one alone alternative embodiments described, or in combination can be linked to other systems described herein.

上記のように、インプリント・ヘッドは基板に対するテンプレートの「受動的」方向付けを可能にする高精度方向付けシステムを備える。 As described above, imprint head comprises a high-precision orientation system that allows for "passive" orientation of the template with respect to the substrate. 別の実施形態では、高精度方向付けシステムはたわみアームに結合されたアクチュエータを備えている。 In another embodiment, the high-precision orientation system comprises an actuator coupled to the flexure arm. このアクチュエータは高精度方向付けシステムの「能動的」制御を可能にする。 The actuator allows the "active" control of high precision orientation system. 使用中、ユーザ又はプログラマブル・コントローラは基板に対するテンプレートも方向付けを監視する。 In use, the user or the programmable controller monitors the even orientation template for the substrate. 次に、ユーザ又はプログラマブル・コントローラはアクチュエータを操作することによって基板に対するテンプレートの方向付けを修正する。 Next, the user or programmable controller modifies the orientation of the template with respect to the substrate by manipulating the actuator. アクチュエータが動くことによって、たわみアームの動作がテンプレートの方向付けを修正する。 Actuator by movement, operation of the deflection arm to correct the orientation of the template. このようにして、基板に対するテンプレートの微細な位置決めの「能動的」制御を行うことができる。 In this way it is possible to perform the "active" control of fine positioning of the template with respect to the substrate. ある能動的高精度方向付けシステムが、参照によって本明細書に組み入れた、2001年8月1日に出願された「Methods for High−Precision Gap Orientation Sensing Between a Transparent Template and Substrate for Imprint Lithography」と題された米国特許出願第09/920,341号にさらに記載されている。 Dial active accurate orientation system, incorporated herein by reference, filed August 1, 2001 and "Methods for High-Precision Gap Orientation Sensing Between a Transparent Template and Substrate for Imprint Lithography" It is further described in U.S. Patent application Serial No. 09 / 920,341 which are.

代替実施形態では、上記のように、インプリント・ヘッドは事前較正システムを備えている。 In an alternative embodiment, as described above, imprint head comprises a pre-calibration system. 事前較正システムは図21に示すようなたわみリング3124を備える。 Pre-calibration system comprises a deflection ring 3124 as shown in FIG. 21. 高精度方向付けシステムの代わりに、テンプレート支持システム3125が事前較正リングに結合されている。 Instead of high-precision orientation system, template support system 3125 is coupled to the pre-calibration ring. 高精度方向付けシステムとは対照的に、テンプレート支持システム3125は実質的に剛性があり、コンプライアンスでない部材3127から形成されている。 In contrast to the high precision orientation system, template support system 3125 is substantially rigid and is formed from a member 3127 not compliance. これらの部材はテンプレート支持体3130内に配置されたテンプレート3700に実質的に剛性のある支持を提供する。 These members provide support with substantially rigid template 3700 positioned in the template support 3130. この実施形態では、高精度方向付けがテンプレート支持体の代わりにモーション・ステージを用いて行われる。 In this embodiment, accurate orientation is performed using a motion stage instead of the template substrate.

これまで記載した実施形態では、インプリント・ヘッド3100は本体に固定位置で結合されている。 In the embodiments described heretofore, imprint head 3100 is coupled in a fixed position to the body. 別の実施形態では、図22に示すように、インプリント・ヘッドをX−Y平面に沿って移動させるモーション・システムに、インプリント・ヘッド3100を取り付けてもよい。 In another embodiment, as shown in FIG. 22, the motion system that moves along the imprint head in the X-Y plane may be attached to imprint head 3100. インプリント・ヘッド3100は本明細書の実施形態のいずれか1つに記載したようなパターン化されたテンプレートを支持するように構成される。 Imprint head 3100 configured to support a template which has been patterned as described in any one of the embodiments herein. インプリント・ヘッド3100はインプリント・ヘッド・チャック3121とインプリント・モーション・ステージ3123を備えたモーション・システムに結合されている。 Imprint head 3100 is coupled to a motion system with imprint head chuck 3121 and the imprint motion stage 3123. インプリント・ヘッド3100はインプリント・ヘッド・チャック3121に取り付けられている。 Imprint head 3100 is attached to imprint head chuck 3121. インプリント・ヘッド・チャックはインプリント・モーション・ステージ3123とともにX−Y平面に沿ってインプリント・ヘッドを移動させる。 Imprint head chuck moves the imprint head along the X-Y plane with imprint motion stage 3123. その際、機械的又は電磁的モーション・システムが使用される。 At that time, mechanical or electromagnetic motion system is used. 電磁システムは磁石の使用によって、インプリント・チャックのX−Y平面動きを発生させる。 Electromagnetic system by the use of magnets to generate the X-Y plane movement of imprint chuck. 一般に、電磁システムは永久磁石と電磁磁石をインプリント・モーション・ステージ3123とインプリント・ヘッド・チャック3121に組み込んでいる。 In general, the electromagnetic system incorporates a permanent magnet and an electromagnetic magnet imprint motion stage 3123 and imprint head chuck 3121. これら磁石の引力は、インプリント・ヘッド・チャック3121とインプリント・モーション・ステージ3123との間の空気のクッションによって克服され、「空気軸受」を生じさせる。 Attraction of these magnets are overcome by a cushion of air between the imprint head chuck 3121 and the imprint motion stage 3123, causing "air bearing". インプリント・ヘッド・チャック、故にインプリント・ヘッドは空気のクッション上でX−Y平面に沿って移動させられる。 Imprint head chuck, thus imprint head is moved along the X-Y plane on a cushion of air. 電磁X−Yモーション・ステージが、「Method and Apparatus for Motion Control」と題された米国特許第6,389,702号に記載されており、本明細書に参照によって組み入れている。 Electromagnetic X-Y motion stage is described in U.S. Patent No. 6,389,702, entitled "Method and Apparatus for Motion Control", and incorporated by reference herein. 機械的モーション・システムでは、インプリント・ヘッド・チャックがモーション・ステージに取り付けられる。 In the mechanical motion system, imprint head chuck is attached to the motion stage. 次に、モーション・ステージは種々の機械的手段を用いることにより移動させられて、X−Y平面に沿ってインプリント・ヘッド・チャックの位置を、故にインプリント・ヘッドを修正する。 Next, the motion stage is moved by using a variety of mechanical means, the position of the imprint head chuck along the X-Y plane, thus modifying the imprint head. この実施形態では、本明細書に記載されるように、インプリント・ヘッドは受動的コンプライアント高精度方向付けシステム、作動高精度方向付けシステム、又は剛性のあるテンプレート支持システムを備えてよい。 In this embodiment, as described herein, imprint head passive compliant precision orientation system, working precision orientation system, or may comprise a template support system rigid.

インプリント・ヘッド3100が移動支持体に結合させられ、基板が静止支持体に取り付けられてよい。 Imprint head 3100 is coupled to a moving support, the substrate may be attached to a stationary support. したがって、代替実施形態では、インプリント・ヘッド3100は本明細書に示したようなX−Y軸モーション・ステージに取り付けられている。 Thus, in an alternative embodiment, imprint head 3100 is mounted onto the X-Y-axis motion stages as illustrated herein. 基板は実質的に静止状態の基板支持体に取り付けられる。 The substrate attached to the substrate support substantially stationary. 静止基板支持体を図40に示す。 The stationary substrate support shown in FIG. 40. 本静止基板支持体3640はベース3642と基板チャック3644を備えている。 This stationary substrate support 3640 has a base 3642 and a substrate chuck 3644. 基板チャック3644はインプリント・リソグラフィ・プロセスの間基板を支持するように構成されている。 Substrate chuck 3644 is configured to support a substrate during imprint lithography processes. 基板チャックは基板チャックに基板を保持するために任意の適切な手段を用いることができる。 Substrate chuck can be any suitable means for holding the substrate to the substrate chuck. 一実施形態では、基板チャック3644は基板に真空を適用して基板チャックに基板を結合させる真空システムを備える。 In one embodiment, the substrate chuck 3644 includes a vacuum system to couple the substrate to the substrate chuck by applying a vacuum to the substrate. 基板チャック3644はベース3642に結合されている。 Substrate chuck 3644 is coupled to the base 3642. ベース3642はインプリント・リソグラフィ・システムの支持体3920に結合されている(図1を参照)。 Base 3642 is coupled to the support 3920 of the imprint lithography system (see Figure 1). 使用中、静止基板支持体3640は支持体3920上の固定位置に止まり、インプリント・ヘッドの位置が基板の様々な部分に接近するように変えられる。 In use, a stationary substrate support 3640 is stopped in a fixed position on the support 3920, the position of the imprint head is changed so as to approach to the different parts of the substrate.

モーション・ステージにインプリント・ヘッドを結合することによって、基板がモーション・ステージ上にある技術に比べて利点が提供される。 By combining the imprint head in motion stage, advantages substrate compared to technology that is on a motion stage is provided. モーション・ステージは一般に空気軸受に依存してモーション・ステージの実質的に摩擦のない動作を可能にする。 Motion stage is generally dependent on the air bearing to permit substantially frictionless operation of the motion stage. 一般に、モーション・ステージはZ軸に沿って加わる大きな圧力を受け入れるように設計されていない。 In general, the motion stage is not designed to accept a large pressure applied along the Z-axis. 圧力がZ軸に沿ってモーション・ステージ・チャックに加わると、モーション・ステージ・チャックの位置はこの圧力に応答して僅かに変動する。 When applied to the motion stage chuck pressure along the Z-axis, the position of the motion stage chuck slightly varies in response to this pressure. ステップ・アンド・リピート・プロセスの間、基板の面積よりも小さい面積を有するテンプレートを用いて複数のインプリント領域が形成される。 During the step and repeat process, a plurality of imprint area using a template having an area less than the area of ​​the substrate. 基板モーション・ステージはより大きい基板を収容するためにテンプレートと比べ比較的大きい。 Substrate motion stage is relatively large compared to the template to accommodate the larger substrate. テンプレートが中心をずれた場所で基板モーション・ステージと接すると、モーション・ステージは傾いて圧力の増大に順応する。 Template when in contact with the substrate motion stage at a location off center, motion stage tilted to adapt to an increase in pressure. この傾斜は、確実に適切に整列させられるように、インプリント・ヘッドを傾けることで補償される。 This inclination is to be allowed to ensure proper alignment, is compensated by tilting the imprint head. しかし、インプリント・ヘッドがモーション・ステージに結合されている場合、Z軸に沿った力のすべては、インプリントが行われる基板上の場所に関係無くテンプレートの上に集まる。 However, if the imprint head is coupled to the motion stage, all of the force along the Z-axis, gather on top of the template without relation to a location on the substrate on which the imprint is made. これによって整列が一段と容易になり、またシステムのスループットも増大するであろう。 This alignment becomes more easy, it will also increase system throughput.

一実施形態では、基板チルト・モジュールが図38に示すような基板支持体内に形成される。 In one embodiment, the substrate tilt module is formed on a substrate supporting body shown in FIG. 38. 基板支持体3650は基板チルト・モジュール3654に結合された基板チャック3652を備えている。 The substrate support 3650 includes a substrate chuck 3652 that is coupled to the substrate tilt module 3654. 基板チルト・モジュール3654はベース3656に結合されている。 Substrate tilt module 3654 is coupled to the base 3656. 一実施形態では、ベース3656は基板支持体のX−Y動きを可能にするモーション・ステージに結合される。 In one embodiment, the base 3656 is coupled to the motion stage that allows X-Y movement of the substrate support. 別の場合には、基板支持体がインプリント・システムに固定位置で取り付けられるように、ベース3656が支持体(例えば、3920)に結合される。 In other cases, as the substrate support is mounted in a fixed position to the imprint system, base 3656 is coupled to a support (e.g., 3920).

基板チャック3652は基板チャックに対して基板を保持するための任意の手段を用いることができる。 Substrate chuck 3652 may be any means for holding the substrate against the substrate chuck. 一実施形態では、基板チャック3654は基板に真空を適用して基板チャックに基板を結合させる真空システムを備えている。 In one embodiment, the substrate chuck 3654 includes a vacuum system to couple the substrate to the substrate chuck by applying a vacuum to the substrate. 基板チルト・モジュール3654はたわみリング支持体3660に結合されたたわみリング3658を備えている。 Substrate tilt module 3654 includes a flexure ring 3658 coupled to the ring support 3660 deflection. 複数のアクチュエータ3662がたわみリング3658とたわみリング支持体3660に結合されている。 It is coupled to a plurality of actuators 3662 to flex ring 3658 and flexure ring support 3660. アクチュエータ3662は、たわみリング3658の傾斜を変動させるように操作される。 The actuator 3662 is operated to vary the inclination of the deflection ring 3658. 一実施形態では、アクチュエータは手動あるいは自動的に操作される差動歯車機構を用いる。 In one embodiment, the actuator uses a differential gear mechanism which is manually or automatically operated. 代替実施形態では、アクチュエータは偏心ローラ機構使用する。 In an alternative embodiment, the actuator is used eccentric roller mechanism. 偏心ローラ機構は一般に、差動歯車機構よりも大きな垂直剛性を基板支持体に提供する。 Eccentric roller mechanism generally provide greater vertical stiffness than the differential gear mechanism to the substrate support. 一実施形態では、基板チルト・モジュールはテンプレートが約1ポンド〜約10ポンドの力を基板上に配置された液体に印加するときに基板の傾きを阻止する剛性を有する。 In one embodiment, the substrate tilt module has a rigid to prevent the inclination of the substrate when applied to the template is arranged a force of about 1 to about 10 lbs. On a substrate liquid. 特定的には、基板チルト・モジュールは、最大で10ポンドの圧力がテンプレート上の液体を通して基板に加わるときに、僅か5マイクロ・ラジアンだけ傾斜するように構成されている。 In particular, the substrate tilt module, pressure up to 10 pounds when applied to the substrate through the liquid on the template, and is configured so as to be inclined slightly 5 micro-radian.

使用中、基板チャックに結合されたセンサを用いて基板の傾斜が決定される。 During use, the inclination of the substrate is determined using a sensor coupled to the substrate chuck. 基板の傾斜はアクチュエータ3662によって調整される。 Tilt of the substrate is adjusted by an actuator 3662. このようにして、基板の傾斜の補正を行うことができる。 In this way, it is possible to correct the tilt of the substrate.

基板チルト・モジュールは高精度方向付けシステムを備えてもよい。 Substrate tilt module may include a high-precision orientation system. 高精度方向付けシステムを備えた基板支持体を図39に示す。 The substrate support with high accuracy orientation system shown in Figure 39. 高精度方向付けの制御を達成するために、たわみリング3658は基板チャック3652が配設される中心凹部を含む。 To achieve high-precision control orientation, flexure ring 3658 includes a central recess in which the substrate chuck 3652 is disposed. その中心凹部の深さは、基板チャック3652上に設けられた基板の上面がたわみリング3658の上面と等しい高さになるようなものである。 Depth of the central recess is such that the upper surface of the substrate provided on the substrate chuck 3652 is the upper surface height equal to flexure ring 3658. 高精度方向付けはアクチュエータ3662を用いて行うことができる。 Precision orientation can be performed using an actuator 3662. 高精度方向付けはナノメートル範囲の動作の制御が可能であるアクチュエータ3662を用いて行われる。 Precision orientation is accomplished using actuator 3662 can be controlled for operation in the nanometer range. 別の場合には、高精度方向付けは受動的に行うことができる。 In another case, high-precision orientation can be done passively. アクチュエータは実質的にコンプライアンスである。 The actuator is substantially compliance. アクチェータのコンプライアンスにより、基板はテンプレートが基板上に配置された液と接触されるときに傾斜の変動に対する自己補正ができる。 The compliance of the actuator, the substrate template can self-correct for variations of slope when it is contacted with a liquid disposed on the substrate. たわみリングと実質的に等しい高さに基板を配置することによって、使用中に高精度方向付けが基板−液境界において行われるであろう。 By placing the substrate in flexure ring substantially equal to a height, precision orientation during use substrate - it will be performed in the liquid boundary. アクチュエータのコンプライアンスはこのようにして基板の上面に伝えられて基板の高精度方向付けを可能にする。 Actuator compliance reportedly on the upper surface of the substrate in this manner to allow accurate orientation of the substrate.

上記のシステムは、活性化光硬化液が基板と、その基板上に分配され、かつ基板とテンプレートが相互に近接するようにされるシステムとして構成されている。 The system described above, and the substrate activating light curable liquid is dispensed on the substrate, and the substrate and the template is configured as a system which is to be close to each other. しかし、上記システムは活性化光硬化液を基板よりはむしろテンプレートに塗布できるように変形されてよいことを理解すべきである。 However, the system should be understood that the activating light curable liquid may be deformed so as to be rather applied to the template from the substrate. そのような実施形態では、テンプレートは基板の下に配置される。 In such embodiments, the template is disposed below the substrate. 図41はテンプレートが基板の下に配置されるように構成されたシステム4100の一実施形態の略図を示している。 Figure 41 is a template indicates a schematic representation of one embodiment of a system 4100 that is configured to be positioned below the substrate. システム4100はインプリント・ヘッド4110とそのインプリント・ヘッド4110の上に配置された基板支持体4120を備える。 System 4100 includes a substrate support 4120 disposed on the imprint head 4110 with imprint head 4110. インプリント・ヘッドはテンプレート3700を保持するように構成されている。 Imprint head is configured to hold a template 3700. インプリント・ヘッドは本明細書に記載の任意のインプリント・ヘッドとデザインの点で類似している。 Imprint head are similar in terms of any imprint head and design described herein. 例えば、インプリント・ヘッド4110は本明細書に記載したような高精度方向付けシステムを備えている。 For example, imprint head 4110 is provided with a highly accurate orientation system as described herein. インプリント・ヘッドはインプリント・ヘッド支持体4130に結合されている。 Imprint head is coupled to imprint head support 4130. インプリント・ヘッドは固定位置に結合され、使用中は実質的に静止したままである。 Imprint head is coupled in a fixed position and remain in use substantially stationary. 別の場合には、インプリント・ヘッドは使用中にインプリント・ヘッド4130のX−Y平面動きを可能にするモーション・ステージ上に設置されてもよい。 In another case, it may be the imprint head is mounted on a motion stage that allows the X-Y plane movement of imprint head 4130 during use.

インプリントされる基板は基板支持体4120上に設置される。 Substrate to be imprinted is placed on the substrate support 4120. 基板支持体4120は本明細書に記載の任意の支持体と類似するデザインを有する。 The substrate support 4120 has a design similar to any of the supports described herein. 例えば、基板支持体4120は本明細書に記載したような高精度方向付けシステムを備えている。 For example, the substrate support 4120 is a precision orientation system as described herein. 基板支持体4120は支持体4140に固定位置で結合され、使用中は実質的に静止したままである。 The substrate support 4120 is coupled in a fixed position on the support 4140, remain in use substantially stationary. 別の場合には、基板支持体4120は使用中に基板支持体のX−Y平面動きを可能にするモーション・ステージ上に設置されてもよい。 In other cases, the substrate support 4120 may be mounted on motion stage that allows the X-Y plane movement of the substrate support during use.

使用中、活性化光硬化液はインプリント・ヘッド内に配設されたテンプレート3700上に置かれる。 In use, activating light curable liquid is placed on the template 3700 disposed within imprint head. このテンプレートは実行される操作の種類に応じてパターン化されたものか、あるいは平面であってよい。 This template or not patterned in accordance with the type of operation to be performed, or may be planar. パターン化されたテンプレートは本明細書に記載したようなポジ型、ネガ型、さらにはポジ型とネガ型の組み合わせのインプリント・リソグラフィ・システムに使用されるように構成される。 Patterned template positive as described herein, negative, further configured for use in imprint lithography system of a combination of positive and negative.

典型的なインプリント・リソグラフィ・プロセスを図23A〜23Fに示す。 A typical imprint lithography process is shown in Figure 23A~23F. 図23Aに示すように、テンプレート12はテンプレート12と基板20との間に空隙が形成されるように基板20とは離れた関係で位置している。 As shown in FIG. 23A, the template 12 is located at a remote relationship to the substrate 20 as the gap is formed between the template 12 and the substrate 20. テンプレート12は1つ又は複数の所望のフィーチャを設けた表面を含む。 Template 12 includes a surface provided with one or more desired features. このテンプレートはパターニング中に基板20まで移動される。 This template is moved during the patterning to the substrate 20. ここで使用されるように「フィーチャ・サイズ」とは一般に所望のフィーチャの幅、長さ、及び/又は深さを意味する。 Wherein the width of the desired features in general a "feature size" as used, means the length and / or depth. 種々の実施形態では、所望のフィーチャはテンプレートの表面上に形成される凹部又は導通パターンとしてテンプレート12の表面上に設けられる。 In various embodiments, it is provided on the surface of the template 12 as a recess or conductive pattern is formed on the surface of the desired feature template. テンプレート12の表面14は、テンプレートの表面エネルギーを下げ、かつ基板20からのテンプレート12の分離を支援する薄層13を用いて処理されている。 Surface 14 of the template 12, lowers the surface energy of the template, and has been treated with a thin layer 13 for supporting the separation of template 12 from substrate 20. テンプレートのための表面処理層は記載されている。 Surface treatment layer for the template is described.

一実施形態では、基板20に対して所望の位置にテンプレート12を移動させる前に物質40が基板20上に配置される。 In one embodiment, material 40 prior to moving the template 12 in a desired position relative to the substrate 20 is disposed on the substrate 20. 物質40はテンプレート12の所望のフィーチャの形状に従う硬化液である。 Material 40 is a curable liquid according the shape of the desired features of the template 12. 一実施形態では、物質40は高温を使用せずに空隙31の空間を少なくとも部分的に充填する低粘度の液体である。 In one embodiment, material 40 is a liquid of low viscosity to be at least partially fills the space gap 31 without the use of high temperatures. 低粘度の液体はテンプレートと基板との間の空隙を高圧を必要とせずに閉じることが可能である。 Low viscosity liquid is possible to close the gap between the template and the substrate without the need for high pressure. ここで用いられるように「低粘度の液体」とは、約25℃で約30センチポアズの粘度を有する液体を意味する。 As here as "low viscosity liquid" as used means a liquid having a viscosity of about 30 centipoise at about 25 ° C.. 物質40の適切な選択に関するさらなる詳細を以下で考察する。 Consider Further details regarding a suitable choice of material 40 below. テンプレート12は硬化液40と相互に作用して液体を所望の形状にする。 Template 12 to the desired shape of the liquid interacts with the curable liquid 40. 例えば、硬化液40は図23Bに示したようなテンプレート12の形状に従う。 For example, curable liquid 40 follows the shape of the template 12 as shown in FIG. 23B. テンプレート12と基板20との間に所望の空隙距離を作るようにテンプレート12の位置を調整する。 Adjusting the position of the template 12 to produce a desired gap distance between the template 12 and the substrate 20. 同様に、基板12に対してテンプレート12が適切に整列させられるように、テンプレート12の位置を調整する。 Similarly, as the template 12 to the substrate 12 is brought into proper alignment to adjust the position of the template 12.

テンプレート12を適切に載せた後、物質40を硬化させて基板上にマスク層42を形成する。 After placing the template 12 appropriately, a mask layer 42 on the substrate by curing the material 40. 一実施形態では、物質40は活性化光32を用いて硬化されてマスク層42を形成する。 In one embodiment, material 40 is cured using an activation light 32 to form a mask layer 42. テンプレート12を通して活性化光を加えて液体を硬化させる工程を図23Cに示す。 It added activation light through the template 12 shown in FIG. 23C curing the liquid. 図23Dに示すように、液体が実質的に硬化された後、テンプレート12がマスク層42から除去され、基板20の表面上に硬化されたマスク層が残る。 As shown in FIG. 23D, after the liquid is substantially cured, the template 12 is removed from the mask layer 42, a mask layer that is cured on the surface of the substrate 20 remains. マスク層42はテンプレート12のパターンと相補的なパターンである。 Mask layer 42 is a complementary pattern to the pattern of the template 12. マスク層42は1つ又は複数の所望のフィーチャの間に「ベース層」(「残留層」とも呼ばれる)を含んでいる。 Mask layer 42 includes a "base layer" between the one or more desired features (also referred to as "residual layer"). 所望のフィーチャが基板20の表面から剪断あるいは亀裂無くもとの状態のまま残るように、テンプレート12のマスク層42からの分離が行われる。 Desired features have like remains on the surface from shearing or cracking without the original state of the substrate 20, separated from the mask layer 42 of the template 12 is performed. インプリント後の基板20からのテンプレート12の分離を以下に記載する。 It describes the separation of template 12 from substrate 20 after imprinting below.

マスク層42は様々な方法で使用される。 Mask layer 42 may be used in a variety of ways. 例えば、いくつかの実施形態では、マスク層42は機能層である。 For example, in some embodiments, the mask layer 42 are functional layers. そのような実施形態では、硬化液40は導電層、半導体層、誘電体層、及び/又は所望の機械的又は光学的特性を有する層を形成するように硬化可能である。 In such embodiments, curable liquid 40 is electrically conductive layer, a semiconductor layer, a dielectric layer, and / or the desired mechanical or curable to form a layer having optical properties. 別の実施形態では、基板20をさらに加工するときに基板20の一部を覆うために、マスク層42を使用することもできる。 In another embodiment, in order to cover a portion of the substrate 20 when further processing the substrate 20, it is also possible to use a mask layer 42. 例えば、マスク層42を用いて材料堆積プロセス中に基板の特定の部分への材料の堆積を阻止する。 For example, to prevent the deposition of material to a specific portion of the substrate during material deposition process using the mask layer 42. 同様に、マスク層42は基板20をエッチングするためのマスクとしても用いらる。 Similarly, the mask layer 42 as a mask for etching the substrate 20 Mochiiraru. マスク層42のさらなる説明を簡単にするために、エッチング・プロセス用のマスクとしてのその使用のみを以下に記載する。 To simplify the further description of the mask layer 42, it describes only the use as a mask for the etching process below. しかし、本明細書に記載の実施形態のマスク層は先に述べたような様々なプロセスで使用される。 However, the mask layer embodiments described herein are used in various processes as described above.

エッチング・プロセスに使用する場合、図23Eに示すように、基板20の部分がマスク層42を通して露出されるまで、エッチング・プロセスを用いてマスク層42をエッチングする。 When used in the etching process, as shown in FIG. 23E, to the portion of the substrate 20 is exposed through the mask layer 42, the mask layer 42 is etched using the etching process. すなわち、このベース層の部分がエッチングで取り除かれる。 That is, the portion of the base layer is removed by etching. マスキング層42の部分44は、基板20の部分のエッチングを阻止するのに使用されるように基板20上に残される。 Portion 44 of the masking layer 42 is left on the substrate 20 to be used to prevent the etching of the portion of the substrate 20. マスク層42のエッチングが完了した後、知られているエッチング・プロセスを用いて基板20をエッチングする。 After etching of the mask layer 42 has been completed, the substrate 20 is etched using a known etching process. マスク層42の部分44の下の基板20の部分は、基板20の露出部分がエッチングされる間、実質的にエッチングされない。 Portion of the substrate 20 of the lower portion 44 of the mask layer 42, while the exposed portions of the substrate 20 is etched, not substantially etched. このようにして、テンプレート12のパターンに相当するパターンが基板に転写される。 In this manner, a pattern corresponding to the pattern of the template 12 is transferred to the substrate. 図23Fに示すように、パターン化された基板20を残した状態でマスク層42の残りの部分44が除去されてよい。 As shown in FIG. 23F, the remaining portion 44 of the mask layer 42, leaving the substrate 20 that is patterned may be removed.

図24A〜24Dは転写層を用いたインプリント・リソグラフィ・プロセスの一実施形態を示す。 FIG 24A~24D shows an embodiment of an imprint lithography process using a transfer layer. 転写層18が基板20の上面に形成される。 Transfer layer 18 is formed on the upper surface of the substrate 20. 転写層18は下の基板20及び/又は硬化液40から形成されたマスク層とは異なるエッチング特性を有する材料から形成される。 Transfer layer 18 is formed from materials having different etching characteristics from the mask layer formed from the substrate 20 and / or the curable liquid 40 below. すなわち、各層(例えば、転写層18、マスク層、及び/又は基板20)は他の層に対して少なくとも多少選択的にエッチングされる。 That is, each layer (for example, transfer layer 18, mask layer, and / or substrate 20) is at least somewhat selectively etched with respect to other layers.

転写層18の表面上に硬化液を堆積させ、図23A〜23Cに関して記載したマスク層を硬化させることによって、マスク層42が転写層18の上に形成される。 Depositing a curable liquid onto the surface of the transfer layer 18, by curing a mask layer as described with respect to FIG. 23A to 23C, the mask layer 42 is formed on the transfer layer 18. マスク層42は転写層18をエッチングするためのマスクとして使用される。 Mask layer 42 is used as a mask for etching the transfer layer 18. 図24Bに示すように、転写層18の部分がマスク層42を通して露出されるまで、エッチング・プロセスを用いてマスク層42がエッチングされる。 As shown in FIG. 24B, to the portion of the transfer layer 18 is exposed through the mask layer 42, the mask layer 42 is etched using an etching process. マスク層42の部分44は転写層18上に残り、転写層の一部のエッチングを阻止するために用いられる。 Portion 44 of the mask layer 42 remaining on the transfer layer 18 is used to prevent a part of the etching of the transfer layer. マスク層42のエッチングが完了した後、転写層18が知られているエッチング・プロセスを用いてエッチングされる。 After etching of the mask layer 42 has been completed, it is etched using an etching process in which the transfer layer 18 are known. マスク層42の部分44の下に配置された転写層18の部分は、転写層18の露出部分がエッチングされる間、実質的にエッチングされない。 Portion of the transfer layer 18 positioned below the portion 44 of the mask layer 42, while the exposed portions of the transfer layer 18 is etched, not substantially etched. このようにして、マスク層42のパターンが転写層18内に複製される。 In this manner, the pattern of the mask layer 42 is replicated into the transfer layer 18.

図24Cでは、部分44と転写層18のエッチングされた部分は共に、基板20のそれらの下にある部分のエッチングを阻止するのに使用されるマスク・スタック46を形成している。 In Figure 24C, the etched portion of the portion 44 and the transfer layer 18 together form a mask stack 46 that is used to prevent etching of the underlying portions of the substrates 20. 基板20のエッチングは知られているエッチング・プロセス(例えば、プラズマ・エッチング・プロセス、反応性イオン・エッチング・プロセス等)を用いて行われてよい。 Etching process the etching of the substrate 20 is known (e.g., plasma etch process, a reactive ion etching process, etc.) may be performed using. 図24Dに示すように、このマスク・スタックは下にある基板20の部分のエッチングを阻止する。 As shown in FIG. 24D, the mask stack prevents the etching of the portion of the substrate 20 at the bottom. 基板20の露出部分のエッチングは所定の深さに達するまで継続される。 Etching the exposed portion of the substrate 20 is continued to reach a predetermined depth. 基板20をエッチングするためのマスクとしてマスク・スタックを用いることの利点は、組み合わされた積層が高アスペクト比のマスク(すなわち、幅よりも高さが大きいマスク)を形成することにある。 The advantage of using mask stack substrate 20 as a mask for etching is combined stacked high aspect ratio mask (i.e., mask height greater than the width) to be formed. 高アスペクト比のマスク層はエッチング・プロセス中にマスク部分のアンダーカットを阻止するのに望ましい。 Mask layer having a high aspect ratio may be desirable to prevent undercutting of the mask portion during the etching process.

図23A〜23Fと図24A〜24Dに示したプロセスはネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスの実施形態である。 Process illustrated in FIG. 23A~23F and FIG 24A~24D are embodiments of a negative imprint lithography process. 本明細書で用いるように「ネガ型インプリント・リソグラフィ」プロセスとは一般に、硬化液が硬化前にテンプレートのトポグラフィに従うプロセスを意味する。 In general a "negative imprint lithography" process as used herein, the curable liquid is meant a process according to the topography of the template before curing. すなわち、テンプレートのネガ像が硬化された液体内に形成される。 That is, a negative image of the template is formed on the cured liquid. これらの図に示すように、テンプレートの凹部でない部分がマスク層の凹状部分になる。 As shown in these figures, the recess is not part of the template is recessed portion of the mask layer. したがって、テンプレートはマスク層に形成するパターンのネガ像を表すパターンを有するように設計される。 Therefore, the template is designed to have a pattern representing the negative image of the pattern formed on the mask layer.

本明細書で用いられるように、「ポジ型インプリント・リソグラフィ」プロセスとは一般に、マスク層内に形成されたパターンがテンプレートのパターンの鏡像であるプロセスを意味する。 As used herein, the general term "positive imprint lithography" process, the pattern formed on the mask layer is meant a process which is a mirror image of the pattern of the template. 以下にさらに記載するように、テンプレートの凹部でない部分がマスク層の凹部でない部分となる。 As described further below, the recess is not part of the template is partially non recesses of the mask layer.

典型的なポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスを図25A〜25Dに示す。 A typical positive imprint lithography process shown in FIG. 25A to 25D. 図25Aに示すように、テンプレート12はテンプレート12と基板20との間に空隙が形成されるように基板20とは離間した状態で位置している。 As shown in FIG. 25A, the template 12 is positioned in a state of being separated from the substrate 20 as the gap is formed between the template 12 and the substrate 20. テンプレート12の表面は、テンプレートの表面エネルギーを下げ、かつ硬化したマスク層からのテンプレート12の分離を支援する薄い表面処理層13を用いて処理されている。 Surface of the template 12, lowers the surface energy of the template, and has been treated with a thin surface treatment layer 13 to assist the separation of template 12 from the cured mask layer.

硬化液40が基板20の表面に置かれる。 Curable liquid 40 is placed on the surface of the substrate 20. テンプレート12が硬化液40と接触させられる。 Template 12 is brought into contact with hardening liquid 40. 図25Bに示すように、硬化液がテンプレートの下面と基板との間の空隙を充填する。 As shown in FIG. 25B, the curable liquid fills the gap between the lower surface and the substrate of the template. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスとは対照的に、硬化液40はテンプレートの凹部の少なくとも一部分の実質的に下にある基板の領域領域には存在しない。 In contrast to the negative imprint lithography process, curable liquid 40 is not present on at least a portion substantially region region of the substrate beneath the recesses of the template. したがって、硬化液40はテンプレート12の凹部の少なくとも一部分の場所によって定められた基板の上に不連続な膜として維持される。 Accordingly, curable liquid 40 is maintained as a discontinuous film on the substrate defined by at least a portion of the location of the recess of the template 12. テンプレート12が適切に配置された後、硬化液40は硬化させられて基板上にマスク層42を形成する。 After the template 12 is properly positioned, curable liquid 40 forms a mask layer 42 on the substrate is cured. 図25Cに示すように、基板20の表面上に硬化したマスク層を残した状態で、マスク層42からテンプレート12を除去する。 As shown in FIG. 25C, while leaving the mask layer cured on the surface of the substrate 20, removing the template 12 from the mask layer 42. マスク層42はテンプレート12のパターンと相補的なパターンを有する。 Mask layer 42 has a complementary pattern to the pattern of the template 12.

基板20の部分をエッチングされるのを阻止するためにマスク層42を使用する。 The portion of the substrate 20 using the mask layer 42 to prevent from being etched. マスク層42の形成が完了した後、基板20は知られているエッチング・プロセスを用いてエッチングされる。 After formation of the mask layer 42 has been completed, the substrate 20 is etched using a known etching process. 図25Dに示すように、マスク層42の部分の下に配置された基板20の部分は、基板20の露出部分がエッチングされる間、実質的にエッチングされないままである。 As shown in FIG. 25D, the portion of the substrate 20 disposed below the portion of the mask layer 42, while the exposed portions of the substrate 20 is etched, it remains not substantially etched. このようにして、テンプレート12のパターンが基板20内に複製される。 In this way, the pattern of the template 12 is replicated in the substrate 20. マスク層42の残りの部分を除去してパターン化された基板20が形成される。 Substrate 20 which is patterned by removing the remaining portion of the mask layer 42 is formed.

図26A〜26Cは転写層を用いたポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスの一実施形態を示す。 FIG 26A~26C shows an embodiment of a positive imprint lithography process using a transfer layer. 転写層18は基板20の上面に形成される。 Transfer layer 18 is formed on the upper surface of the substrate 20. 転写層18は下にある転写層及び/又は基板20とは異なるエッチング特性を有する材料から形成される。 Transfer layer 18 is formed from materials having different etching characteristics from the transfer layer and / or substrate 20 underlying. 転写層18の表面に硬化液を堆積させ、かつ図25A〜25Cに関して記載したようにマスク層を硬化させることによって、マスク層42が転写層18の表面上に形成される。 Depositing a curable liquid on the surface of the transfer layer 18, and by curing the mask layer as described for FIG. 25A-25C, the mask layer 42 is formed on the surface of the transfer layer 18.

マスク層42は転写層18をエッチングするためのマスクとして用いられる。 Mask layer 42 is used as a mask for etching the transfer layer 18. マスク層42は転写層18の一部のエッチングを阻止する。 Mask layer 42 prevents the portion of the etching of the transfer layer 18. 転写層18は知られているエッチング法を用いてエッチングされる。 Transfer layer 18 is etched by using an etching method known. マスク層42の下に配置された転写層の部分は転写層18の露出部分がエッチングされている間、実質的にエッチングされないまま残る。 Portion of the transfer layer disposed under the mask layer 42 while the exposed portion of the transfer layer 18 is etched, remains not substantially etched. このようにして、マスク層42のパターンが転写層18内に複製される。 In this manner, the pattern of the mask layer 42 is replicated into the transfer layer 18.

図26Bでは、マスク層42と転写層18のエッチングされた部分が一緒に、下にある基板20の部分のエッチングを阻止するのに使用されるマスク・スタック46を形成している。 In Figure 26B, together etched portion of the mask layer 42 and the transfer layer 18, to form a mask stack 46 that is used to prevent the etching of the portion of the substrate 20 at the bottom. 基板20のエッチングは知られているエッチング・プロセス(例えば、プラズマ・エッチング・プロセス、反応性イオン・エッチング・プロセス等)を用いて行われる。 Etching process the etching of the substrate 20 is known (e.g., plasma etch process, a reactive ion etch process, etc.) is carried out using a. 図26Cに示すように、このマスク・スタックは下にある基板20の部分のエッチングを阻止する。 As shown in FIG. 26C, the mask stack prevents the etching of the portion of the substrate 20 at the bottom. 基板20の露出部分のエッチングは所定の深さに達するまで継続される。 Etching the exposed portion of the substrate 20 is continued to reach a predetermined depth.

一実施形態では、ある工程はポジ型及びネガ型インプリント・リソグラフィを組み合わせることができる。 In one embodiment, certain process can combine positive and negative imprint lithography. 組み合わされたポジ型及びネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセス用のテンプレートはポジ型リソグラフィに適切な凹部及びネガ型リソグラフィに適切な凹部を含む。 Combined positive and template for negative imprint lithography process includes an appropriate recess in the appropriate recesses and negative lithography positive lithography. 例えば、組み合わされたポジ型及びネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセス用のテンプレートの一実施形態を図27Aに示す。 For example, an embodiment of a combined positive and template for negative imprint lithography process in FIG 27A. 図27Aに示すように、テンプレート12は下面566、少なくとも1つの第1の凹部562、及び少なくとも1つの第2の凹部564を含む。 As shown in FIG. 27A, the template 12 is a lower surface 566 includes at least one first recess 562, and at least one second recess 564. 第1の凹部562はテンプレートが硬化液と接触するときに硬化液40の不連続な部分を形成するように構成される。 The first recess 562 is configured to templates to form a discontinuous part of the curable liquid 40 upon contact with the curing solution. 第1の凹部の高さ(h 2 )は第2の凹部の高さ(h 1 )よりもかなり高い。 The height of the first recess (h 2) is considerably higher than the height of the second recess (h 1).

典型的な組み合わせたインプリント・リソグラフィ・プロセスを図27A〜27Dに示す。 A typical combination imprint lithography processes shown in FIG. 27A to 27D. 図27Aに示すように、テンプレート12はテンプレート12と基板20との間に空隙が形成されるように基板20とは離間した状態で位置している。 As shown in FIG. 27A, the template 12 is positioned in a state of being separated from the substrate 20 as the gap is formed between the template 12 and the substrate 20. テンプレート12の少なくとも下面566は、テンプレートの表面エネルギーを下げ、かつ硬化したマスク層からのテンプレート12の分離を支援する薄い表面層(図示せず)を用いて処理される。 At least the lower surface 566 of the template 12, lowers the surface energy of the template, and are treated with a thin surface layer to help the separation of template 12 from the cured mask layer (not shown). さらに、第1の凹部562及び/又は第2の凹部564の表面をその薄い表面処理層を用いて処理してもよい。 Further, the surface of the first recess 562 and / or the second recess 564 may be treated using the thin surface treatment layer.

硬化液40が基板20の表面上に配置される。 Curable liquid 40 is placed on the surface of the substrate 20. テンプレート12を硬化液40と接触させる。 The template 12 is brought into contact with the curable liquid 40. 図27Bに示すように、この硬化液はテンプレート566の下面と基板20との間の空隙を充填する。 As shown in FIG. 27B, the curable liquid fills the gap between the lower surface of the template 566 and the substrate 20. 硬化液40は第1の凹部562も充填する。 Curable liquid 40 is also filled first recess 562. しかし、硬化液40は第2の凹部564のほぼ下にある基板の領域には存在しない。 However, curable liquid 40 is not present in the region of the substrate that is substantially below the second recess 564. したがって、硬化液は第1の凹部562によって形成されたパターンに相当する表面トポグラフィを含んだ基板上に不連続な膜として維持される。 Accordingly, the curing liquid is maintained as a discontinuous film on the substrate including the surface topography corresponding to the pattern formed by the first recess 562. テンプレート12が適切に配置された後、硬化液40を硬化させて基板上にマスク層42を形成する。 After the template 12 is properly positioned, a mask layer 42 on the substrate by curing the curable liquid 40. 図27Cに示すように、基板20の表面上に硬化したマスク層を残した状態で、マスク層42からテンプレート12を除去する。 As shown in FIG. 27C, while leaving the mask layer cured on the surface of the substrate 20, removing the template 12 from the mask layer 42. マスク層42はネガ型インプリント・リソグラフィによって形成されるマスクに類似する領域568を含んでいる。 Mask layer 42 includes a region 568 which is similar to the mask formed by the negative imprint lithography. さらに、マスク層42はマスク材料を含まない領域569をも含む。 Further, the mask layer 42 also includes a region 569 that does not include a mask material.

一実施形態では、マスク層42は下の基板と同一か又は類似するエッチング速度を有する材料から構成される。 In one embodiment, the mask layer 42 is made of a material having an etching rate for the same or similar to the substrate below. エッチング・プロセスをマスク層42に適用してマスク層と基板が実質的に同じエッチング速度で除去される。 Mask layer and the substrate is removed at substantially the same etch rate by applying the etching process to the mask layer 42. このようにして、図27Dに示すように、テンプレートの多層パターンが基板に転写される。 In this way, as shown in FIG. 27D, the multilayer pattern of the template is transferred to the substrate. このプロセスは他の実施形態に記載したような転写層を用いて行われてもよい。 This process may be performed using the transfer layer as described in other embodiments.

ポジ型及びネガ型のリソグラフィの組み合わせはテンプレートの複数の領域をパターン化するのにも有用である。 The combination of lithography positive and negative are also useful for patterning a plurality of regions of the template. 例えば、基板はパターン化を必要とする複数の領域を含む。 For example, the substrate comprises a plurality of areas requiring patterning. 図27Cに示すように、複数の深さの凹部を有するテンプレートは間にある「境界」領域569を有する2つのパターニング領域568を含む。 As shown in FIG. 27C, it includes two patterned regions 568 having a "boundary" region 569 that is between the template having a recessed portion of the plurality of depths. 境界領域569はテンプレートのパターニング領域を越える液体の流れを阻止する。 The boundary region 569 prevents the flow of liquid beyond the patterning area of ​​the template.

本明細書に用いられるように、「ステップ・アンド・リピート」プロセスとは基板よりも小さいテンプレートを用いて基板上に複数のパターニング領域を形成することを意味する。 As used herein, a "step and repeat" process means to form a plurality of patterned regions on a substrate using a smaller template than the substrate. ステップ・アンド・リピート・インプリント・プロセスは、基板の一部分の上に光硬化液堆積させ、基板の以前のパターンに硬化した液体内のパターンを整列させ、液体にテンプレートを押しつけ、この液体を硬化させ、かつ硬化した液体からテンプレートを分離する工程を含む。 Step and repeat imprint process causes the light curable liquid deposited on a portion of the substrate, aligning the pattern in a liquid which is cured before the pattern on the substrate, pressing the template to the liquid, curing the liquid It is allowed, and including the step of separating the template from the cured liquid. 基板からのテンプレートの分離によりテンプレートのトポグラフィの像を硬化した液体内に残す。 It remains in the liquid curing the image of the topography of a template by the separation of the template from the substrate. このテンプレートは基板の総表面積よりも小さいので、基板の一部分のみがパターン化された硬化液を含む。 This template is smaller than the total surface area of ​​the substrate comprises a cured liquid only a portion of the substrate is patterned. このプロセスの「反復」部分は基板の異なる部分の上に光硬化液を堆積させる工程を含む。 "Repeat" part of the process includes a step of depositing a light curable liquid over a different portion of the substrate. 次に、パターン化されたテンプレートが基板と整列させられ、硬化した液体と接触させられる。 Next, patterned template is aligned with the substrate is brought into contact with the curing liquid. 硬化液を、活性化光を用いて硬化させて、硬化した液体の第2の領域を形成する。 The curable liquid and cured with activating light to form a second region of the cured liquid. このプロセスは基板の大半がパターン化されるまで連続的に反復される。 This process is continuously repeated until the majority of the substrate is patterned. ステップ・アンド・リピート・プロセスはポジ型、ネガ型、又はポジ型/ネガ型インプリント・プロセスと共に用いることができる。 Step and repeat process can be used positive, negative, or with positive / negative imprint process. ステップ・アンド・リピート・プロセスは本明細書に記載の装置の任意の実施形態を用いて行われてもよい。 Step and repeat processes may be performed using any embodiment of the apparatus described herein.

ステップ・アンド・リピート・インプリント・プロセスは他の技術よりも多数の利点を提供する。 Step and repeat imprint process provides numerous advantages over other techniques. 本明細書に記載のステップ・アンド・リピート・プロセスは低粘度の光硬化液及び剛性のある透過性テンプレートを使用するインプリント・リソグラフィに基づいている。 Step and repeat processes described herein are based on the imprint lithography employing a transmissive template with light curable liquid and rigidity of the low viscosity. テンプレートは液体活性化光及びアライメント・マーク検出光に対して透過性であるので、層対層整列の潜在能力が提供される。 Since the template is permeable to liquid activating light and alignment mark detection light, potential layer-by-layer alignment is provided. 多層デバイスの生産規模のインプリント・リソグラフィにとっては、非常に高い分解能の層対層アラインメント(例えば、最小加工寸法(MFS)の1/3ほどの低さ)を有することが有利である。 For production scale imprint lithography of a multilayer device, it is advantageous to have a very high resolution layer-by-layer alignment (e.g., 1/3 as low as the minimum feature size (MFS)).

テンプレートを作成する際に歪み誤差の種々の原因が存在する。 The various causes of distortion error exists when creating a template. ステップ・アンド・リピート・プロセスは、所定のステップの間に基板の一部分のみが加工される。 Step and repeat process, only a portion of the substrate during a given step is processed. 各ステップ中に加工された場所の寸法はMFSの1/3より小さいパターンの歪みを有するように十分小さくあるべきである。 The dimensions of the location which is processed in each step should be sufficiently small so as to have a strain of less than 1/3 the pattern of MFS. これは高分解能のインプリント・リソグラフィのステップ・アンド・リピート・パターニングを必要とする。 This requires a step-and-repeat patterning of high-resolution imprint lithography. これは大半の光学リソグラフィ・ツールがステップ・アンド・リピート・システムである理由である。 This is why the majority of the optical lithography tool is a step-and-repeat system. また、先に考察したように、低いCD変動及び欠陥の検査/修復の必要性があるために、小さい場所を加工することを支持する。 Further, in order to, as discussed above, there is a need for a low CD variations and defect inspection / repair, support the processing the small place.

プロセス・コストを低く維持するために、リソグラフィ装置が十分高いスループットを有することが重要である。 To maintain the process costs low, it is important to have a lithographic apparatus is sufficiently high throughput. スループット要件はフィールド毎に許容されるパターン化時間に厳しい制限を設ける。 Throughput requirements provide severe restrictions on the patterning time allowed for each field. 光硬化可能な低粘度の液体はスループットの観点から魅力的である。 Liquid photocurable low viscosity are attractive in terms of throughput. このような液体は非常に早く移動してテンプレートと基板との間の空隙を適切に充填し、リソグラフィ能力はパターンに依存しない。 Such liquid is moved very quickly to properly fill the gap between the template and substrate, the lithographic capability does not depend on the pattern. この結果得られる低圧力、室温のプロセスは高スループットに適切なと同時に層対層の整列の利点を維持している。 The resulting low pressure, maintains the advantages of room temperature process alignment suitable at the same time the layer-by-layer in a high throughput.

先行発明は低粘度の光硬化液のパターニングに注目しているが、それらはステップ・アンド・リピート・プロセスに対するパターニングに注目してはいない。 Prior invention is focused on the patterning of the photocurable liquid low viscosity, they are not is focused on the patterning for the step-and-repeat process. フォトリソグラフィのほかホット・エンボシングにおいても、膜はそのパターニングに先立って基板の上にスピン・コーティングされ、硬く焼き付けられる。 Also in addition to the hot embossing photolithography, film is spin coated onto the substrate prior to the patterning, baked hard. そのようなアプローチが低粘度の液体と共に使用される場合、大きな3つの問題が存在する。 If such an approach is used with low viscosity liquids, there is a large three problems. 低粘度の液体はディウェット(dewet)し易く、連続した膜の形態で留まることができないので、スピン・コートし難い。 Low viscosity liquids are easier to de-wet (deWet), since it can remain in the form of a continuous film, hardly spin coating. また、ステップ・アンド・リピート・プロセスではこの液体は蒸発にさらされ、これによりテンプレートが基板上でステップ・アンド・リピートされているときに基板の上に残される液体の量が変動することになる。 Further, in the step-and-repeat process the liquid is subjected to evaporation, the amount of liquid left on the substrate will vary when Thereby template is a step-and-repeat on a substrate . 最終的に、全体的な光の照射がパターン化されている特定の場所を越えて散乱し易くなる。 Finally, it is easy to scatter beyond the particular location where the irradiation of the overall light is patterned. これは次の場所の不完全な硬化を起こし易く、これによってインプリントの前に液体の流動性が影響を受ける。 It susceptible to incomplete cure of the following locations, whereby the fluidity of the liquid is affected before the imprint. 1つの場所を同時に、単一の場所に適切な液体を基板の上に分配するというアプローチが、上記の3つの問題を解決するであろう。 At the same time one place, approach distributes the appropriate liquid on a substrate in a single location, it would solve the above three problems. しかし、基板上の使用可能な領域の損失を回避するには、液体をその特定の場所に限定することが重要である。 However, to avoid loss of available space on the substrate, it is important to limit the liquid to that particular location.

一般に、リソグラフィはデバイスの生産に使用される多数の単位工程の1つである。 Generally, lithography is one of a number of unit processes used in the production of the device. 特に多層デバイスでは、これらすべてのプロセスのコスト的には、次のパターンに干渉することなくパターニング領域を相互にできるだけ近接して設けることが非常に望ましい。 Especially in multilayer device, the cost of all of these processes, it is highly desirable to provide as close as possible the patterning area without interfering with the next pattern to each other. このことは使用可能な領域を、故に基板の使用を効果的に最大にする。 This is the available space, thus effectively maximizing the use of the substrate. また、インプリント・リソグラフィは様々なレベルの同じデバイスが様々なリソグラフィ技術から製造される他の種類の(光学リソグラフィなどの)リソグラフィと共に「ミックス・アンド・マッチ」モードで使用される。 Further, imprint lithography may be used in a variety of the same device of other types which are manufactured from various lithography techniques (such as optical lithography) level "mix-and-match" mode with lithography. インプリント・リソグラフィ・プロセスを他のリソグラフィ技術に適合させることは有利である。 It is advantageous to adapt the imprint lithography process to other lithography techniques. 境界領域は基板上の2つの近接するフィールドを分離する領域である。 Boundary region is a region separating the field to close the two substrates. 最新の光学リソグラフィ・ツールでは、この境界領域は50〜100μ程度である。 In the latest of optical lithography tool, the boundary area is about 50~100μ. 境界領域の大きさは典型的にはパターン化された領域を分離するのに使用されるブレードの大きさによって制限される。 The size of the boundary region is typically limited by the size of the blades used to separate the patterned regions. この小さな境界は個々のチップをダイシングするダイシング・ブレードが薄くなるほど小さくなる。 This small boundary decreases as dicing blade of dicing the individual chips is reduced. この厳しい境界寸法要件を満たすために、パターニング領域から排除される過剰な液体の場所は十分に制限され、かつ反復可能であるべきである。 To meet this strict boundary dimensional requirements, excess place of the liquid to be removed from the patterned region is sufficiently restricted, and it should be repeated. このようにして、表面エネルギー、境界エネルギー、Hamacker定数、ファンデルワールス力、粘度、密度、不透明度等を含むがこれに限定されない、システムの物理的特性に影響を及ぼすテンプレート、基板、液体、他の任意の材料を含む個々の構成要素が再現可能なプロセスを適切に処理するように設計される。 In this way, the surface energy, the boundary energy, Hamacker constant, van der Waals forces, viscosity, density, including opacity, etc. are not limited to, affecting the template on the physical characteristics of the system, the substrate, a liquid, other It is designed to properly handle the individual components that can be reproduced process comprise any material.

先に考察したように、不連続な膜は適切にパターン化されたテンプレートを用いて形成される。 As discussed earlier, a discontinuous film is formed by using an appropriately patterned template. 例えば、境界領域を定める高アスペクト比を有するテンプレートは境界領域を越える液体の流れを阻止する。 For example, a template having a high aspect ratio defining the boundary region prevents the flow of liquid beyond the border region. 境界領域内の阻止は多数の要因によって左右される。 Blocking of the boundary region is influenced by a number of factors. 先に考察したように、テンプレートのデザインは液体の閉じ込めに大きな役割を果たす。 As discussed above, the design of templates play a major role in confining the liquid. さらに、テンプレートを液体に接触させるプロセスは液体の閉じ込めにも影響を及ぼす。 Furthermore, the process of the template in contact with the liquid also affects the containment of the liquid.

図19A〜Cは不連続な膜が表面上に形成されるプロセスの断面図を示す。 FIG 19A~C is a cross-sectional view of a process of discontinuous film is formed on the surface. 一実施形態では、図19Aに示すように、硬化液40は線のパターンとして、あるいは液滴として基板20の上に分配される。 In one embodiment, as shown in FIG. 19A, curable liquid 40 as a pattern of lines, or it is distributed over the substrate 20 as a droplet. したがって、硬化液40はインプリントされる基板20の領域全体を覆うわけではない。 Accordingly, curable liquid 40 is not cover the entire area of ​​the substrate 20 to be imprinted. 図19Bに示すように、テンプレート12の下面536が液体40と接触すると、テンプレートの力が液体に加わることによって液体は基板20の表面上で広がる。 As shown in FIG. 19B, the lower surface 536 of the template 12 is in contact with the liquid 40, the liquid by the force of the template is applied to the liquid spreads on the surface of the substrate 20. テンプレートによって液体に加わる力が大きくなるほど、液体は基板の上をより広がる。 The greater the force exerted on the liquid by the template, the liquid will spread more over the substrate. したがって、図19Cに示すように、十分な力が加わると、液体はテンプレートの周囲部を越えるであろう。 Accordingly, as shown in FIG. 19C, when sufficient force is applied, the liquid will exceed the perimeter of the template. テンプレートによって気体に加わる力を制御することによって、図19Dに示すように、液体はテンプレートの所定の境界内に閉じ込められる。 By controlling the force applied to the gas by the template, as shown in FIG. 19D, the liquid is confined within a predetermined boundary of the template.

液体に加わる力の量は基板上に分配される液体の量と硬化中の基板からのテンプレートの距離に関連する。 The amount of force applied to the liquid is related to the distance of the template from the substrate during curing and the amount of liquid that is dispensed onto the substrate. ネガ型インプリント・リソグラフィ・プロセスの場合、基板上に分配される液体の量は、パターン化されたテンプレートの凹部を実質的に充填するのに必要な液体の量、パターン化される基板の面積、硬化させる層の所望の厚さによって定められる量以下となるべきである。 For negative imprint lithography process, the amount of liquid that is dispensed onto the substrate, the area of ​​the substrate to be the amount, pattern of liquid required to substantially fill the recesses of the patterned template It should be more than the amount defined by the desired thickness of the layer to be cured. 硬化液の量がこの量を超えると、この液体はテンプレートが基板から適切な距離にされたとき、テンプレートの境界部から離れる。 When the amount of the curing liquid is more than this amount, this liquid when the template is in the proper distance from the substrate, away from the boundary of the template. ポジ型インプリント・リソグラフィ・プロセスの場合、基板上に分配される液体の量は、硬化させる層の所望の厚さ(すなわち、テンプレートの凹部ではない部分と基板との間の距離)と、パターン化される基板の部分の表面積とによって定められる量未満になるべきである。 For positive imprint lithography process, the amount of liquid that is dispensed onto the substrate, the desired thickness of the layer to be cured (i.e., the distance between the part and the substrate is not a recess of the template), the pattern It should be less than the amount defined by the surface area of ​​the portion of the substrate to be of.

1つ又は複数の境界を含んだテンプレートを使用するインプリント・リソグラフィについて、先に述べたように、テンプレートの凹部のない表面と基板との間の距離が最小膜厚と最大膜厚との間に設定される。 For one or imprint lithography that uses a plurality of templates including a boundary, as previously described, while the distance is the minimum thickness and the maximum thickness Metropolitan between the recess-free surface and the substrate of the template It is set to. これら値の間に高さを設定することにより、適切な毛管力がテンプレートの領域で定められた境界内に液体を含めることができる。 By setting the height between these values ​​may include liquid in a suitable capillary force is determined by the area of ​​the template boundaries. さらに、層の厚さはパターン化されたフィーチャの高さにほぼ匹敵すべきである。 Further, the thickness of the layer should be roughly equal to the height of the patterned features. 硬化された層が厚過ぎると、硬化された層に形成されたフィーチャは、そのフィーチャが下の基板にインプリントされる前に侵食される恐れがある。 When cured layer is too thick, features formed in the cured layer, there is a possibility that the feature is eroded before being imprinted on the underlying substrate. したがって、適切な膜厚を使用できるように、上記のような大きさを制御して下げることが望ましい。 Therefore, to use the appropriate thickness, it is desirable to reduce by controlling the size as described above.

テンプレートによって液体に加わる力はテンプレートが液体に接触される速度の影響も受ける。 Force exerted on the liquid by the template is also affected by the rate at which the template is contacted with a liquid. 一般に、テンプレートが接触される速度が速くなるほど、液体に加わる力はより大きくなる。 In general, the higher the rate at which the template is contacted is increased, the force applied to the liquid is greater. したがって、基板の表面上の液体の広がりを制御するいくつかの手段は、テンプレートが液体と接触される速度を制御することによっても行われる。 Therefore, some means of controlling the spread of liquid on the surface of the substrate is also performed by controlling the rate at which the template is contacted with a liquid.

インプリント・リソグラフィ・プロセスのために基板に対してテンプレートを配置する際に、これら特徴のすべてが考慮される。 When placing the template on the substrate for imprint lithography process, all of these features are considered. これらの変数を所定の方法で制御することによって、液体の流れが所定の領域内に制限されたままになるように制御される。 By controlling these variables in a predetermined manner, the flow of liquid is controlled so as to remain limited to a predetermined area.

オーバーレイ・アラインメント・スキームは、アラインメント誤差を測定した後に、これら誤差の補正を行って、基板上でのパターン化テンプレートと所望のインプリント場所の正確なアラインメントを行うことを含む。 Overlay alignment scheme, after measuring the alignment error, performing a correction of these errors, comprises performing a patterning template on the substrate a correct alignment of the desired imprint location. 基板に対するテンプレートの正確な設置は、基板上に予め形成されている任意の層に対するパターン化された層の適切なアラインメントを行うのに重要である。 The exact placement of the template with respect to the substrate is important to make a proper alignment of the patterned layer to any layer that is previously formed on the substrate. ここで用いられるように、設置誤差とは一般にテンプレートと基板との間(すなわち、X及び/又はY軸に沿った並進)のX−Y位置決め誤差を意味する。 As used herein, refers to X-Y positioning errors between generally the template and the substrate and the installation error (i.e., translation along the X and / or Y-axis). 一実施形態では、図14に示すように、設置誤差はテンプレート光学デバイスを用いて決定され、補正される。 In one embodiment, as shown in FIG. 14, installation error is determined using a template optical device, it is corrected.

図28はスルー・ザ・テンプレート光学結像システム3800の光学システム3820の略図を示す(図14も参照すること)。 Figure 28 shows a schematic representation of the optical system 3820 of through-the-template optical imaging system 3800 (FIG. 14 see also). 光学システム3820は2つのアライメント・マークを異なる平面から単一の焦点面上に焦点合わせするするように構成されている。 The optical system 3820 is configured to focusing on a single focal plane from different planes of the two alignment marks. 光学システム3820は異なる波長の光から得られる焦点距離の変化を使用して下の基板に対するテンプレートのアラインメントを決定する。 The optical system 3820 determines the alignment of the template with respect to the underlying substrate by using the change in the focal length obtained from the different wavelengths of light. 光学システム3820は光学結像デバイス3810、照明源(図示せず)、焦点調整デバイス3805を備えている。 The optical system 3820 optical imaging device 3810 (not shown) the illumination source, and a focusing device 3805. 異なる波長を有する光は個々の光源を用いるか、あるいは単一の広帯域光源を用いかつ結像面とアライメント・マークとの間に光学バンドパス・フィルタを挿入するかのいずれかによって生成される。 Light having different wavelengths is generated by either inserting an optical bandpass filter between the and the imaging surface and the alignment mark using individual or using a light source, or a single broadband light source. テンプレート3700と基板2500との間の空隙に応じて、異なる波長を選択して焦点距離が調整される。 Depending on the gap between the template 3700 and the substrate 2500, the focal length is adjusted by selecting a different wavelength. 使用される各波長の光の下で、図29に示すように各オーバーレイ・マークが結像面に2つの像を生成する。 Under the light of the wavelength used, each overlay marks, as shown in FIG. 29 to generate the two images on the imaging plane. 特定の波長の光を用いた第1の像2601はきれいに焦点が合った像である。 First image 2601 with light of a particular wavelength is clean image-focus. 同じ波長の光を用いた第2の像2602は焦点のずれた像である。 Second image 2602 using light of the same wavelength is shifted image of the focus. 各々の焦点のずれた像を除去するために、いくつかの方法を使用できる。 In order to remove the displacement image of the focus of each of the several methods can be used.

第1の方法では、第1の波長の光の下で、2つの像が光学結像素子3810によって受け取られる。 In the first method, under the first wavelength light, the two images are received by the optical imaging element 3810. 像を図29に示し、全体として符号2604を付す。 Shows an image in FIG. 29, as a whole denoted with reference numeral 2604. 正方形で像を示しているが、十字など他の任意の形状を使用できることを理解すべきである。 Shows the image in a square, it is to be understood that the use of any other shape such as a cross. 像2602は基板上のオーバーレイ・アラインメント・マークに対応する。 Image 2602 corresponds to the overlay alignment mark on the substrate. 像2601はテンプレート上のオーバーレイ・アラインメント・マークに対応する。 Image 2601 corresponds to the overlay alignment marks on the template. 像2602の焦点が合うとき、像2601の焦点ははずれている。 When the focal point of the image 2602 is focused, the focus of the image 2601 is out. 一実施形態では、像処理技術を用いて、像2602に関連する画素に対応する幾何学的データが消去される。 In one embodiment, using image processing techniques, the geometric data corresponding to the pixels associated with the image 2602 is deleted. したがって、像2601のみを残した状態で、基板マークの焦点のずれた像が除去される。 Accordingly, while leaving only the image 2601, the deviation image of the focus of the substrate mark is removed. 同じ手順と第2の波長の光を用いて、像2605と像2606が光学結像素子3810上に形成される。 Using light of the same procedure and a second wavelength, the image 2605 and the image 2606 is formed on the optical imaging element 3810. 像2605を残した状態で、焦点のずれた像2606が除去される。 While leaving the image 2605, image 2606 shifted the focus is removed. 次に、オーバーレイ誤差測定を行うために、残った2つの焦点の合った像2601、2605が1つの像平面2603上に結合される。 Next, in order to perform the overlay error measurement, the remaining two focal suits image 2601,2605 are coupled on one image plane 2603.

図30に示すように、第2の方法は2つの共面偏光アレイと偏光照明源を利用している。 As shown in FIG. 30, the second method makes use of two coplanar polarizer array polarized illumination source. 図30はオーバーレイ・マーク2701と、直交する偏光アレイ2702とを示している。 Figure 30 shows an overlay marks 2701, and a polarizer array 2702 orthogonal. 偏光アレイ2702はテンプレート表面上に形成され、表面の上に置かれている。 Polarizer array 2702 is formed on the surface of the template is placed on the surface. 2つの偏光された照明源の下で、焦点の合った像2703(異なる波長及び偏光に各々対応する)が像平面上に現われる。 Under two polarized illumination source (corresponding respectively to the different wavelengths and polarization) suits image 2703 focal appears on the image plane. したがって、焦点のずれた像はアレイ2702を偏光することによってフィルタ・アウトされる。 Therefore, displacement image of the focus are filtered out by polarizing the array 2702. この方法の一利点はそれが焦点がずれた像を除去するための画像処理技術を必要としないことであろう。 One advantage of this method would be to it does not require an image processing technique for removing an image with out of focus.

光学リソグラフィ・プロセスのためにモアレ・パターンに基づいたオーバーレイ測定を使用した。 Using an overlay measurement based on Moire pattern for optical lithography processes. インプリント・リソグラフィ・プロセスに関し、モアレ・パターンの2枚の層が同一平面上には存在しないが、イメージング・アレイ内で依然として重なり合っている場合、2つの個々の焦点の合った像を取得することは、難しいであろう。 Relates imprint lithography process, it two layers of Moire patterns is not present on the same plane, if still overlap in the imaging array, to retrieve the matching images of the two individual focus It will be difficult. しかし、光学的測定器具の焦点深度内でかつテンプレートと基板とを直接接触させずにテンプレートと基板との間の空隙を制御すれば、焦点合わせの問題が最小の状態で、モアレ・パターンの2枚の層を同時に取得できるであろう。 However, by controlling the gap between the template and the substrate without contacting the within the depth of focus and the template and the substrate of the optical measuring instruments directly, the focusing problems with minimal state, the Moire pattern 2 It will plies the can be acquired at the same time. モアレ・パターンに基づいた他の標準的なオーバーレイ・スキームがインプリント・リソグラフィ・プロセスに直接実施される。 Moire patterns other based standard overlay scheme is implemented directly in the imprint lithography process.

UV硬化液材料を用いるインプリント・リソグラフィ・プロセスのためのオーバーレイ・アラインメントに関する別の懸念はアライメント・マークの可視性であるであろう。 Another concern with overlay alignment for imprint lithography process using UV curable liquid material will be the visibility of the alignment mark. オーバーレイ配置誤差測定のために、いくつかの実施形態では、一方はテンプレートの上にあり他方は基板上にある2つのオーバーレイ・マークが使用される。 For overlay placement error measurements, in some embodiments, one other is on the template are two overlay marks on the substrate are used. しかし、テンプレートは硬化剤に対して透過性であることが望ましいので、いくつかの実施形態ではテンプレートのオーバーレイ・マークは不透明ではないラインである。 However, the template because it is desirable that transparent to curing agent, overlay marks of the template and in some embodiments is not opaque lines. むしろ、テンプレートのオーバーレイ・マークはテンプレート表面のトポグラフィックなフィーチャである。 Rather, the overlay mark of the template is a topographical feature of the template surface. いくつかの実施形態では、このマークはテンプレートと同じ材料から作られる。 In some embodiments, the mark is made from the same material as the template. さらに、UV硬化はテンプレート材料(例えば石英)の屈折率に類似する屈折率を有してよい。 Further, UV curing may have a refractive index comparable with that of the template material (e.g., quartz). したがって、UV硬化液がテンプレートと基板との間の空隙を充填するとき、テンプレートのオーバーレイ・マークを認識するのが非常に困難になるであろう。 Therefore, when the UV curable liquid fills the gap between the template and substrate, will to recognize overlay marks of the template becomes very difficult. テンプレートのオーバーレイ・マークが不透明な材料(例えば、クロム)を用いて作られている場合、オーバーレイ・マークの下のUV硬化液がUV光に適切に曝露されないことがある。 Overlay mark templates are opaque material (e.g., chromium) if made with sometimes UV curable liquid under the overlay mark is not properly exposed to UV light.

一実施形態では、光学結像系3800によっては見られるが硬化光(例えば、UV光)に対しては不透明であるオーバーレイ・マークがテンプレート上で用いられる。 In one embodiment, it is seen by the optical imaging system 3800 Curing light (eg, UV light) overlay mark is opaque is used on the template for. このアプローチの一実施形態を図31に示す。 It illustrates one embodiment of the approach in Figure 31. 図31では、完全に不透明な線の代わりに、テンプレート上のオーバーレイ・マーク3102は細かい偏光ライン3101から形成される。 In Figure 31, instead of completely opaque lines, overlay marks 3102 on the template is formed from a fine polarization line 3101. 例えば、適切な細かい偏光ラインは硬化剤として使用される活性化光の波長の約1/2〜1/4の幅を有する。 For example, a suitable fine polarizing lines has a width of about 1 / 2-1 / 4 of the wavelength of the activating light used as the curing agent. 偏光ライン3101のこのライン幅は、2本のライン間を通る活性化光がライン下の液体のすべてを硬化させるのに十分に回折されるように十分小さくなるべきである。 The line width of the polarization line 3101 should be sufficiently small so as to be sufficiently diffracted to activating light passing between two lines to cure all under the line of the liquid. そのような一実施形態では、活性化光はオーバーレイ・マーク3102の偏光に従って偏光される。 In such an embodiment, activating light is polarized in accordance with polarization of the overlay marks 3102. 活性化光を偏光することにより、比較的均一な曝露がオーバーレイ・マーク3102を有する領域を含んだテンプレート領域に提供される。 By polarizing the activation light, relatively uniform exposure is provided to the template region including the region having the overlay marks 3102. テンプレート上にオバーレイ・マーク3102を位置させるのに用いられる光は、広帯域光又は液体材料を硬化させないであろう特定の波長であってよい。 Light used to position the Obarei marks 3102 on the template may be a specific wavelength that will not cure the broadband light, or liquid material. この光は変更される必要がない。 This light does not need to be changed. 偏光されたライン3101は測定光に対して実質的に不透明であるために、オーバーレイ・マークは従来のオーバーレイ誤差測定器具を用いて可視化される。 For line 3101 that is polarized is substantially opaque to the measurement light, overlay mark is visualized using a conventional overlay error measurement instruments. 細かく偏光されるオーバーレイ・マークは電子ビーム・リソグラフィなどの既存の技術を用いてテンプレート上に作成される。 Overlay marks finely polarized is created on the template using existing techniques such as electron beam lithography.

別の実施形態では、オーバーレイ・マークはテンプレートとは異なる材料から作られる。 In another embodiment, the overlay mark is made of a different material than the template. 例えば、テンプレートのオーバーレイ・マークを形成するために選択される材料は可視光に対しては実質的に不透明であるが、硬化剤に用いられる活性化光(例えば、UV光)に対しては透過性である。 For example, the material selected to form the overlay marks of the template is to visible light is substantially opaque, transparent for the activating light used in curing agent (eg, UV light) it is sex. 例えば、Xが2より小さいSiO Xがそのような材料として用いられる。 For example, X is less than 2 SiO X is used as such a material. 特にXが約1.5であるSiO Xで形成された構造体は可視光に対しては実質的に不透明であるが、UV硬化光に対しては透過性である。 In particular X is formed by SiO X structure is about 1.5 but to visible light is substantially opaque, is transparent to UV curing light.

一実施形態では、1つ又は複数のテンプレート・アラインメント・マークは軸外れアラインメント・プロセスを用いて行うことができる。 In one embodiment, one or more template alignment marks can be performed using the off-axis alignment process. 上記のように、システムはインプリント・ヘッド及びモーション・ステージに結合された軸外れ光学撮像素子を備えている。 As described above, the system includes an optical imaging device off-axis coupled to imprint head and motion stages. 以下の説明はモーション・ステージに取り付けられた基板を有するシステムに向けられたものであるが、そのプロセスはモーション・ステージに取り付けられたインプリント・ヘッドを有するシステムのために容易に変形できることを理解すべきである。 Although the following description is directed to a system having a substrate attached to the motion stage, the process recognize that the invention can be easily deformed for systems with imprint head mounted on a motion stage Should. さらに、以下の説明は倍率誤差がアラインメント・プロセスを行う前に補正されることを仮定していることを理解すべきである。 Further, the following description it should be understood that it is assumed to be corrected before the magnification error to perform alignment process. 倍率誤差は温度変化のために材料が膨張又は収縮するときに発生する。 Magnification error is generated when the material expands or contracts due to the temperature change. 倍率誤差を補正する技術が、参照によって本明細書に組み入れた、2001年7月16日に出願された「High−Resolution Overlay Alignment Methods and Systems for Imprint Lithography」に米国特許出願第09/907,512号に記載されている。 Technique for correcting the magnification error is incorporated herein by reference, U.S. patent application filed July 16, 2001 "High-Resolution Overlay Alignment Methods and Systems for Imprint Lithography" 09 / 907,512 It is described in JP. また、テンプレートのパターニング領域内の平面において2つの垂直方向で異なる倍率補正も整列の前に必要となるであろう。 Also, different magnification correction in two perpendicular directions in the plane of the patterning area of ​​the template will also be required before alignment.

図46A〜Dは基板に対するテンプレートの軸外れ整列のためのシステムの略図を示す。 FIG 46A~D shows a schematic representation of a system for off-axis alignment of the template with respect to the substrate. インプリント・ヘッド3100はテンプレート3700と軸外れ結像デバイス3840を備えている。 Imprint head 3100 includes an imaging device 3840 off-axis and the template 3700. 基板4600がモーション・ステージ3620に結合された基板チャック3610に取り付けられている。 Substrate 4600 is attached to the substrate chuck 3610 which is coupled to the motion stage 3620. モーション・ステージ3620は基板の動きをテンプレートに対して実質的に平行な方向に制御するように構成されている。 Motion stage 3620 is configured to control a direction substantially parallel movement of the substrate relative to the template. テンプレート光学結像システム3850がモーション・ステージと共に移動するようにモーション・ステージ3620に結合されている。 Template optical imaging system 3850 is coupled to a motion stage 3620 to move with a motion stage. このシステムはシステム・アライメント・ターゲット4630も備える。 The system also includes a system alignment target 4630. システム・アライメント・ターゲット4630は、光学結像システムに光学的に整列させられて、システムの固定された部分に結合されている。 System alignment target 4630 is allowed to optically aligned to the optical imaging system is coupled to the fixed part of the system. システム・アライメント・ターゲット4630はインプリント・リソグラフィ・システム又は動かない光学結像システム(例えば、光学結像システム3840)の本体に結合される。 System alignment target 4630 is coupled to the main body of the imprint lithography system, or non-moving optical imaging system (e.g., an optical imaging system 3840). システム・アライメント・ターゲットはアラインメント測定のための固定された基準点として用いられる。 System alignment target is used as a fixed reference point for the alignment measurement.

テンプレート3700と基板4600は少なくとも1つ、好適には2つの図46Aに示すようなアライメント・マークを含む。 Template 3700 and the substrate 4600 at least one, preferably includes an alignment mark as shown in the two figures 46A. インプリント・プロセスの間、基板上に配置された液体を硬化させる前に、テンプレートのアライメント・マークは基板の対応するアライメント・マークに整列させられる。 During the imprinting process, prior to curing the arranged liquid onto the substrate, the alignment marks of the template is aligned to the corresponding alignment mark of the substrate. 一実施形態では、整列は軸外れ光学撮像素子を用いることによって行われる。 In one embodiment, the alignment is performed by using an off-axis optical imaging element. 図46Aは初期化された状態にあるシステムを示す。 Figure 46A shows a system in the state of being initialized. この初期化状態では、テンプレートのアライメント・マークは基板のアライメント・マークと整列していない。 In this initial state, alignment mark of the template is not aligned with the alignment mark of the substrate. しかし、光学アラインメント・システム3840、3850は、システム・アライメント・ターゲット4630と整列させられている。 However, the optical alignment system 3840,3850 may have been aligned with the system alignment target 4630. したがって、システム内のある固定位置に対する動作の各々の開始位置は分かっている。 Accordingly, each of the start position of the operation with respect to a fixed location within the system is known.

テンプレートと基板のアライメント・マークのアラインメントを実行するために、システム・アライメント・ターゲットに対するアライメント・マークの位置が決定される。 To perform the alignment of the alignment marks of the template and the substrate, the position of the alignment mark with respect to system alignment target is determined. 図46Bに示すように、システム・アライメント・ターゲットに対するテンプレートのアライメント・マークの位置を決定するために、テンプレート・アライメント・ターゲットが光学撮像素子3850の視野に入るまでモーション・ステージ3610を移動させる。 As shown in FIG. 46B, in order to determine the position of the alignment mark of the template to system alignment target, template alignment target moves the motion stage 3610 to enter the field of view of the optical imaging device 3850. (X−Y平面の)アライメント・マークを見付けるのに必要なモーション・ステージの動きを用いて、システム・アライメント・ターゲットに対するテンプレートのアライメント・マークの位置が決定される。 (X-Y plane) by using the motion of the required motion stage to find the alignment marks, the position of the alignment mark of the template to system alignment target is determined. 図46Cに示すように、基板のアライメント・マークの位置は、基板のアライメント・マークが軸外れ光学結像系3840の視野に入るまで、モーション・ステージ3610に対して基板を移動させることによって決定される。 As shown in FIG. 46C, the position of the alignment mark of the substrate is determined by alignment marks of the substrate to enter the field of view of the optical imaging system 3840 off-axis, moving the substrate relative to the motion stage 3610 that. (X−Y平面の)アライメント・マークを見付けるのに必要なモーション・ステージの動きを用いて、システム・アライメント・ターゲットに対するテンプレートのアライメント・マークの位置が決定される。 (X-Y plane) by using the motion of the required motion stage to find the alignment marks, the position of the alignment mark of the template to system alignment target is determined. 一実施形態では、(例えば、図46Aに示すように)モーション・ステージは初期化位置まで戻される。 In one embodiment, (e.g., as shown in FIG. 46A) motion stage is returned to the initialization position.

一旦テンプレートと基板のアライメント・マークの位置が決定されると、整列は適切な位置まで基板を移動させることによって行われる。 Once the position of the alignment marks of the template and the substrate is determined, alignment is performed by moving the substrate to the appropriate position. 図46Dはテンプレートと基板の最終的に整列させられた状態を示している。 Figure 46D illustrates the final aligned so was the state of the template and the substrate.

基板上のある領域に対してテンプレートを適切に整列させるために、テンプレートに対する基板の位置がテンプレートと基板のアライメント・マークを整列させるように選択される。 To properly align the template for an area on the substrate, the position of the substrate relative to the template is selected so as to align the alignment marks of the template and the substrate. 典型的には、2つ以上のアライメント・マークがテンプレート上に形成されている。 Typically, two or more alignment marks are formed on the template. 対応するアライメント・マークも基板上に形成される。 Corresponding alignment marks are also formed on the substrate. テンプレートのアラインメント・マークが基板のアラインメント・マークに対してすべて適切に整列させられると、インプリント・プロセスが実行される。 If alignment marks of the template is all is properly aligned with respect to alignment marks of the substrate, the imprint process is performed.

いくつかの実施形態では、テンプレートは基板に対してZ軸の回りに回転させられる。 In some embodiments, the template is rotated about the Z-axis with respect to the substrate. そのような実施形態では、基板上の対応するアライメント・マークに対してテンプレートの複数のアライメント・マークを整列させることは基板の単純なX−Y動きを用いては不可能なことがある。 In such embodiments, aligning the plurality of alignment marks of the template relative to the corresponding alignment mark on the substrate is sometimes not possible using a simple X-Y movement of the substrate. 基板上の選択されたフィールドに対してテンプレートを適切に位置を合わせるために、基板(又はテンプレート)がZ軸の回りで回転させられる。 In order to match the proper position the template on selected fields on the substrate, the substrate (or template) is rotated about the Z axis. 本明細書ではこの回転補正を「θアラインメント」と呼ぶ。 In the present specification, the rotation correction is referred to as a "θ alignment".

図47Aは基板4720上に配置されたテンプレート4710の俯瞰図を示す。 Figure 47A shows a top view of a template 4710 disposed on a substrate 4720. テンプレート4710は少なくとも2つのアライメント・マークを含み、基板4720はそれに対応する少なくとも2つのアライメント・マークを含む。 Template 4710 includes at least two alignment marks, the substrate 4720 includes at least two alignment marks corresponding thereto. 適切に位置が合わされた場合、テンプレートのアライメント・マークのすべてはそれに対応する基板のアライメント・マークのすべてと整列しているはずである。 If properly position is combined, all of the alignment marks of the template should aligned with all of the alignment marks of the substrate corresponding thereto.

図47Bに示すように、最初の整列はテンプレートのアラインメント・マークの少なくとも1つが基板のアラインメント・マークの少なくとも1つと整列するように、ある位置まで基板(又はテンプレート)を移動させることによって行われる。 As shown in FIG. 47B, the first alignment so that at least one of the alignment marks of the template with at least one alignment of the alignment marks of the substrate, is performed by moving the substrate (or template) to a certain position. θアラインメント誤差(及び倍率誤差)がない場合、基板をさらに任意に移動させなくても他方のアライメント・マークはマッチしているはずである。 If there is no θ alignment error (and magnification error), the other alignment mark even without further optionally moving the substrate should have matched. しかし、図47Bに示すように、θアラインメント誤差があるとテンプレートと基板上の他方のアライメント・マークの整列はずれるであろう。 However, as shown in FIG. 47B, theta would if there is alignment errors deviate alignment of the other alignment marks of the template and the substrate. さらなるインプリントが行われる前に、θ誤差の補正が行われる。 Before further imprint is carried out, the correction of θ error is made.

θ誤差補正はZ軸(すなわち、ページのX軸とY軸に対して垂直なページから延びる軸)の回りに基板(又はテンプレート)を回転させることによって行われる。 θ error correction is performed by rotating the Z axis (i.e., axis extending from a vertical page to the X and Y axes of the page) substrate around (or template). 図47に示すように、基板が回転することによってテンプレートと基板のアライメント・マークのすべての整列が可能となる。 As shown in FIG. 47, the substrate is possible that all of the alignment of the alignment marks of the template and substrate by rotating.

θ誤差は軸外れアラインメント手順あるいはスルー・ザ・テンプレート・アラインメント手順のいずれかを用いて検出(及び補正)される。 θ error is detected (and corrected) using any of the off-axis alignment procedure or through-the-template alignment procedure. 本明細書に記載するように、軸外れ技術によて種々のアライメント・マークの位置を固定された基準点(例えば、システム・アライメント・ターゲット)に対して決定できる。 As described herein, it can be determined with respect to off-axis reference point which is fixed the position of the various alignment marks Te by the art (e.g., system alignment target). 図47Dは基板4720上に置かれたテンプレート4710の俯瞰図を示す。 Figure 47D shows a top view of a template 4710 placed on the substrate 4720. テンプレート4710は少なくとも2つのアライメント・マークを含み、基板4720はそれに対応する少なくとも2つのアライメント・マークを含む。 Template 4710 includes at least two alignment marks, the substrate 4720 includes at least two alignment marks corresponding thereto.

まず、軸外れ結像デバイスを用いて2つのテンプレートのアライメント・マークと2つの基板のアライメント・マークの位置が、システム・アライメント・ターゲット4730に対して決定される。 First, the position of the alignment marks of the two templates and alignment marks of the two substrates using an imaging device off-axis is determined for the system alignment target 4730. システム・アライメント・ターゲット4730は基準X軸及び基準Y軸の頂点が定める。 System alignment target 4730 defines the vertex of the reference X-axis and the reference Y-axis. システム・アライメント・ターゲットに対するX基準軸とY基準軸の方向が、モーション・ステージのX動きとY動きの方向によってそれぞれ決定される。 Direction of the X reference axis and Y reference axis for system alignment target, respectively, are determined by the direction of X movement and Y movement of the motion stage. テンプレートのアライメント・マークの位置を用いて基準XY軸に対する、テンプレートのアライメント・マークを通るライン4740の角度が決定される。 With respect to the reference XY-axis with the position of the alignment mark of the template, the angle of the line 4740 through the alignment marks of the template is determined. 基板のアライメント・マークの位置を用いて基準XY軸に対する、基板のアライメント・マークを通るライン4750の角度が決定される。 With respect to the reference XY-axis with the position of the alignment mark of the substrate, the angle of the line 4750 through the alignment marks of the substrate are determined. ライン4740とライン4750の角度は標準的な幾何学的関数を用いて決定される。 Angle of the line 4740 and line 4750 is determined using standard geometrical function. 基準XY軸に対して決定された4740、4750の角度の差が、θアラインメント誤差を表している。 Angular difference 4740,4750 determined for the reference XY axis represents the θ alignment error.

θ誤差を決定した後、モーション・ステージを適切な量だけ回転させてこの誤差を補正する。 After determining the θ error, rotate the motion stage appropriate amount to correct the error. 補正されれば、X、Y基準軸に対して、テンプレートのアライメント・マークを通して引かれるライン4740の角度と、基板のアライメント・マークを通して引かれるライン4750の角度は実質的に同じになるべきである。 If it is correct, X, the Y reference axis, and the angle of the line 4740 drawn through the alignment marks of the template, the angle of the line 4750 drawn through the alignment marks of the substrate should be substantially the same . θ補正が完了した後、テンプレートと基板のアライメント・マークはモーション・ステージのX−Y動きによって最終的な整列が行われる。 After the θ correction is completed, the alignment marks of the template and the substrate is a final alignment is performed by X-Y movement of the motion stage. その後、その整列させられたテンプレートと基板を用いてインプリント・プロセスが行われる。 Then, the imprint process is performed using the template and substrate was allowed to its alignment.

別の実施形態では、スルー・ザ・テンプレート・アラインメント法を用いてθ誤差が補正され、基板に対してテンプレートが整列させられる。 In another embodiment, the θ error is corrected by using the through-the-template alignment method, the template is aligned with respect to the substrate. スルー・ザ・テンプレート・アラインメント技術は、両方のマークを観察して対応する基板のアライメント・マークに対するテンプレートのアライメント・マークの整列を観察することによって実行される。 Through-the-template alignment techniques are performed by observing the alignment of the alignment mark of the template with respect to the alignment mark of the corresponding substrate by observing both marks. 本明細書に記載するように、これはテンプレートと基板のアライメント・マークをテンプレートを通して見ることができる光学系を用いることによって行われる。 As described herein, this is done by using an optical system that can see the alignment marks of the template and the substrate through a template.

図47Eは基板4720上に置いたテンプレート4710の俯瞰図を示す。 Figure 47E shows a top view of a template 4710 placed on the substrate 4720. テンプレート4710は少なくとも2つのアライメント・マークを含み、基板4720はそれに対応する少なくとも2つのアライメント・マークを含む。 Template 4710 includes at least two alignment marks, the substrate 4720 includes at least two alignment marks corresponding thereto.

図47Eに示すように、まず、スルーザ・テンプレート光学結像デバイスを用いて、モーション・ステージが第1のテンプレートのアライメント・マークを第1の基板のアライメント・マークに対して整列するように移動させられる。 As shown in FIG. 47E, first with reference to Suruza template optical imaging device is moved to a motion stage to align the alignment marks of the first template for alignment mark of the first substrate It is. 第2のテンプレートのアライメント・マークと第2の基板のアライメント・マークの位置は、アライメント・マークが見付かるまで光学結像デバイスをテンプレートを横断して移動させることによって決定される。 Positions of the alignment marks and the alignment marks of the second substrate of the second template is determined by moving across the template optical imaging device to the alignment mark is found. アライメント・マークの場所が見付かったら、想像上のライン4740(テンプレートのアライメント・マーク間)と4750(基板のアライメント・マーク間)が算出され、2本のライン間のθ角を決定するのに用いられる。 When you find the location of the alignment mark, it is calculated 4750 and imagination on the line 4740 (between the alignment mark of the template) (between the alignment mark of the substrate), used to determine the θ angle between two lines It is. この角度はθ誤差を表している。 This angle represents the θ error.

一実施形態では、第2のテンプレートと基板のアライメント・マークの位置はモーション・ステージの動きによって決定される。 In one embodiment, the position of the alignment mark of the second template and the substrate is determined by the movement of the motion stage. まず第1のテンプレートと基板のアライメント・マークを図47Eに示すように合わせる。 First align the alignment marks of the first template and the substrate, as shown in FIG. 47E. 第2のテンプレートのアライメント・マークを見付けるために光学結像素子を移動させる。 Moving the optical imaging element in order to find the alignment marks of the second template. このマークを見付けた後、モーション・ステージを移動させるが、第1のテンプレートのアライメント・マークが光学結象素子の視野に戻されるまで光学結像素子を同じ位置に維持させる。 After finding the mark, but moves the motion stage, to maintain the optical imaging element to the alignment marks of the first template is returned to the field of view of the optical Yuizo element in the same position. モーション・ステージの動きが監視され、この動きを用いて第1のテンプレートのアライメント・マークに対する第2のテンプレートのアライメント・マークの位置が算出される。 Movement of the motion stage is monitored and the position of the alignment mark of the second template for alignment marks of the first template using the motion is calculated. 第1のテンプレートのアライメント・マークに対する第2のテンプレートのアライメント・マークの位置は、モーション・ステージのX動きとY動きの方向によって定められるX−Y基準平面に基づいて決定される。 Positions of the alignment marks of the second template for alignment marks of the first template is determined based an X-Y reference plane defined by the direction of the X movement and Y movement of the motion stage. 同様に、第2の基板のアライメント・マークが第1の基板のアライメント・マークに対して決定される。 Similarly, alignment mark of the second substrate is determined for the alignment marks of the first substrate.

θ誤差を決定した後、モーション・ステージを適切な量だけ回転させてこの誤差が補正される。 After determining the θ error, this error is corrected by rotating the motion stage appropriate amount. θ補正が完了すると、テンプレートと基板のアライメント・マークはモーション・ステージのX−Y動きによって最終的なアラインメントを行う。 When θ correction is completed, the alignment marks of the template and the substrate make the final alignment by X-Y movement of the motion stage. その後、適切に整列させたテンプレートと基板を用いてインプリント・プロセスが行われる。 Then, the imprint process is performed using appropriately aligned template and substrate was allowed.

別の実施形態では、軸外れアラインメントとスルー・ザ・テンプレート・アラインメントの両方を一緒に用いて基板に対してテンプレートを整列させる。 In another embodiment, to align the template to the substrate with both off-axis alignment and through-the-template alignment together. この実施形態では、軸外れ法を用いて最初のアラインメントを実行し、スルー・ザ・テンプレート・アラインメントを用いて基板に対するテンプレートの位置を精密に合わせる。 In this embodiment, to perform a first aligned using the off-axis method, precisely align the template with respect to the substrate using a through-the-template alignment. θ誤差補正とX−Y誤差補正は共に両技術を用いて行われる。 θ error correction and X-Y error correction are both performed using both techniques.

上記のθ補正アラインメント・プロセスはステップ・アンド・リピート・プロセスに使用される。 The above θ correction alignment process is used to step-and-repeat process. ステップ・アンド・リピート・整列はグローバル・アラインメント又はフィールド・バイ・フィールド・アラインメントのいずれかによって行われてよい。 Step-and-repeat alignment may be performed by either the global alignment or field-by-field alignment. グローバル・アラインメントのために、基板の2つ以上のフィールドは少なくとも2つのアライメント・マークを含むであろう。 For global alignment, two or more fields of the substrate will comprise at least two alignment marks. 軸外れアラインメント又はスルー・ザ・テンプレート・整列は2つ以上のフィールドにおいて行われ、各フィールドにおけるθアラインメント誤差及びX−Yアラインメント誤差が決定される。 Off-axis alignment or through-the-template alignment is performed in two or more fields, theta alignment error and X-Y alignment errors in each field is determined. 任意には、各フィールドにおける整列はインプリント工程を伴ってよい。 Optionally, the alignment in each field may involve imprint process. 次に、各フィールドにおけるθアラインメント誤差及びY−Xアラインメント誤差を平均化して「平均アラインメント誤差」が決定される。 Then, the θ alignment errors and Y-X alignment error at each field by averaging "average alignment error" is determined. この平均アラインメント誤差を用いて、基板上の任意のフィールドに適用するのに必要な補正が決定される。 Using this average alignment error, a correction is determined necessary to be applied to any field on the substrate.

次に、平均アラインメント誤差がステップ・アンド・リピート・プロセスに使用される。 Then, the average alignment error is used in step-and-repeat process. ステップ・アンド・リピート・プロセスでは、各々のフィールド位置が予め決定され、リソグラフィ・システムのデータベースに格納される。 The step and repeat process, each field position is predetermined and stored in the database of the lithography system. インプリント中、テンプレートがデータベースに格納された座標に基づいて基板の所望の位置で方向付けされるように、モーション・ステージを移動させる。 During imprint, the template to be oriented in a desired position of the substrate on the basis of the coordinates stored in the database, to move the motion stage. 次に、テンプレートと基板は平均アラインメント誤差に基づいてアラインメント補正を受ける。 Then, the template and the substrate is subjected to alignment correction based on the average alignment error. 活性化光硬化液はアラインメント補正の前又は後に基板の上に置かれる。 Activating light curable liquid is placed on the substrate before or after the alignment correction. 活性化光を加えて活性化光硬化液を硬化させ、硬化された液体からテンプレートを分離させる。 In addition an activation light to cure the activating light curable liquid, to separate the template from the cured liquid. モーション・ステージを移動させて基板の別の部分の上でテンプレートが方向付けされ、このプロセスを繰り返す。 By moving the motion stage template is oriented over another portion of the substrate, and the process is repeated.

別の場合には、フィールド・バイ・フィールド・アラインメント・プロセスを用いることができる。 In other cases, it is possible to use a field-by-field alignment process. インプリント中、モーション・ステージはテンプレートがデータベースに格納された座標に基づいて基板の所望の位置で方向付けされるように、モーション・ステージを移動させる。 During imprint, motion stage as template is oriented in a desired position of the substrate on the basis of the coordinates stored in the database, to move the motion stage. 基板の各フィールドはテンプレートのアラインメント・マークに対応する2つ以上のアライメント・マークを含む。 Each field of the substrate comprises two or more alignment marks corresponding to the alignment marks of the template. 次に、テンプレートのアライメント・マークは、ウィザー軸外れ、スルー・ザ・テンプレート、又はこれらアラインメント技術の組み合わせを用いて、インプリントされている特定のフィールドにおいて基板のアライメント・マークに対して整列させる。 Next, alignment marks of the template is unlinked wizard axis, through-the-template, or using a combination of these alignment techniques are aligned with respect to alignment marks of the substrate in a particular field being imprinted. 活性化光硬化液は整列の前又は後に基板の上に置かれてよい。 Activating light curable liquid may be placed on the substrate before or after the alignment. 活性化光を加えて活性化光硬化液を硬化させ、硬化された液体からテンプレートを分離させる。 In addition an activation light to cure the activating light curable liquid, to separate the template from the cured liquid. モーション・ステージを移動させて基板とテンプレートの別のフィールドの上でテンプレートが方向付けされる。 Motion stage to move the template on top of another field of the substrate and the template is oriented. 整列が基板の各個々のフィールドに対して行われる。 Alignment is performed for each individual field of the substrate.

一実施形態では、整列は散乱計測を用いて行われる。 In one embodiment, the alignment is performed using the scatterometry. 散乱計測は表面から散乱される光の特性を測定するのに用いられる技術である。 Scatterometry is a technique used to measure the characteristics of light scattered from the surface. 基板に対するテンプレートのアラインメントのために、散乱計測は基板とテンプレート上の回折格子を使用する。 For alignment of the template with respect to the substrate, scattering measurements using a diffraction grating on a substrate and the template. インプリント・リソグラフィでは、テンプレートのアラインメント・マークと基板のアラインメント・マークは200nm未満だけ相互に離れてていても良い。 In imprint lithography, alignment mark and the alignment mark of the substrate template may have been separated from each other by less than 200nm. したがって、本アラインメント・システムは両方のアライメント・マークを同時に見ることができる。 Accordingly, the present alignment system is able to see both of the alignment mark at the same time. 一般に、アライメント・マーク上の入射光は相互に対するアライメント・マークの方向付けに応じて所定の形態でアライメント・マークから散乱させられる。 In general, light incident on the alignment mark is caused to scatter from the alignment marks in a predetermined form in accordance with the orientation of the alignment mark with respect to each other. 一実施形態では、アライメント・マークが整列させられたときの光の散乱を算出して散乱プロファイルが生成される。 In one embodiment, the scattering profile is generated by calculating the scattering of light when the alignment mark has been aligned. 使用中、アライメント・マークからの散乱光プロファイルが所定の散乱プロファイルと実質的に一致するまで基板又はテンプレートのいずれかを移動させることによって整列が行われる。 In use, the alignment is performed by scattered light profile from the alignment mark moves either the predetermined scattering profile substantially substrate or template until match.

インプリント・リソグラフィを用いた基板のパターン化中、パターン化されたテンプレートを基板の所定の部分の上に置く。 During patterning of the substrate using the imprint lithography, positioning a patterned template over a predetermined portion of the substrate. 典型的には、インプリントされている基板の部分は先に形成された構造体を有するであろう。 Typically, the portion of the substrate being imprinted will have a structure that is formed first. インプリントに先立ち、パターン化されたテンプレートを基板上に先に形成された構造体に整列させる必要がある。 Prior to the imprint, it is necessary to align the patterned template structure previously formed on the substrate. 100nm以下のインプリント・リソグラフィについては、基板上のフィーチャに対するテンプレートの整列は約25nm未満の精度を用いて、いくつかの実施形態については10nm未満の精度を用いて可能となるはずである。 The following imprint lithography 100 nm, the alignment of the template with respect to a feature on the substrate using a precision of less than about 25 nm, for some embodiments it should be possible with accuracy of less than 10 nm. 基板に対するテンプレートの整列は典型的にはアライメント・マークを用いて行われる。 Alignment of the template with respect to the substrate is typically performed using the alignment marks. すなわち、基板とテンプレート内に形成され、所定の位置に配置されたアライメント・マークをマッチングさせる。 That is, formed in the substrate and the template, matching the alignment marks arranged in a predetermined position. アライメント・マークが適切に整列していると、テンプレートが基板に対して適切に整列しており、インプリント・プロセスが実行される。 When the alignment marks are properly aligned, the template has been properly aligned with respect to the substrate, the imprint process is performed.

一般に、整列は高出力顕微鏡を用いて行われてよい。 In general, the alignment may be performed using a high output microscope. そのような顕微鏡はアライメント・マークの像を収集する。 Such a microscope is to collect the image of the alignment mark. 収集された像はユーザによって解析され、ユーザは基板に対するテンプレートの位置を変えて像を整列させる、故に下の基板とテンプレートは整列させられる。 The collected image is analyzed by the user, the user aligns the image by changing the position of the template relative to the substrate, the lower substrate and the template thus is aligned. 10nm未満のアラインメント精度を達成できる高出力顕微鏡は非常に高価であり、インプリント・リソグラフィ・システム内に実装することは難しいであろう。 High power microscope can achieve alignment accuracy of less than 10nm is very expensive, it would be difficult to implement in an imprint lithography system.

散乱計測はフィーチャを画像化する必要なくイメージ・データを収集する技術を提供する。 Scattering measurement is to provide a technique for collecting without the need image data to image the feature. 一般に、散乱計測ツールは偏光解析器又は反射計などの光学ハードウェア及び光学ハードウェアによって収集されたデータを処理する散乱計測ソフトウェア・アプリケーションを搭載したデータ処理ユニットを備える。 Generally, scatterometry tool includes a data processing unit equipped with scatterometry software application that processes data collected by the optical hardware and optical hardware such as an ellipsometer or reflectometer. 散乱計測ツールは基板とテンプレートのアラインメント・マークの近くに置くことができる、解析光源及び検出器を一般に備える。 Scatterometry tool can be placed close to the alignment mark of the substrate and template, generally comprises an analysis light source and detector. この光源はアライメント・マークの回折格子構造体の少なくとも一部分を照射する。 The light source illuminates at least a portion of the diffraction grating structure of the alignment mark. 検出器は反射光の強度又は位相などの光学的測定を行う。 The detector performs optical measurement such as the intensity of the reflected light or phase. データ処理ユニットは検出器から光学測定値を受取り、そのデータを処理して回折格子からの散乱プロファイルを決定する。 Data processing unit receives the optical measurements from the detector, to determine the scattering profile from the diffraction grating and processes the data.

散乱計測ツールは特定の実施形態に応じて、単色光、白色光、又は他のいくつかの波長あるいは波長の組み合わせを用いることができる。 Scatterometry tool depending on the particular embodiment, it is possible to use a monochromatic light, white light, or some other wavelength or combination of wavelengths. 入射光の角度も特定の実施形態に応じて変化させてよい。 It may vary depending on the angles a particular embodiment of the incident light. 散乱計測ツールによって解析される光は典型的には反射成分(すなわち、入射角は反射角に等しい)と散乱成分(すなわち、入射角は反射角と等しくない)を含む。 Light to be analyzed by the scatterometry tool typically includes a reflective component (i.e., the angle of incidence equals the angle of reflection) and a scattering component (i.e., the angle of incidence not equal to angle of reflection). 以下で考察するために、「反射」という用語は両成分を包含することを意味する。 To discussed below, the term "reflection" is meant to encompass both components.

テンプレートのアラインメント・マークが基板のアラインメント・マークに対して整列させられると、光は反射プロファイルを特徴付けるような形態で基板から反射する。 If alignment marks of the template is aligned with respect to alignment marks of the substrate, the light is reflected from the substrate in the form as characterizing the reflection profile. 基板のアライメント・マークに対してテンプレートのアライメント・マークがミスアライメントであると、アライメント・マークが整列させられているときに存在するであろう光の反射プロファイルと比べて、散乱計測ツールによって測定される反射プロファイル(例えば、強度、位相、偏光等)に変化が生じる。 When the alignment marks of the template with respect to the alignment mark of the substrate is a misalignment, compared with the light reflection profile that would exist when the alignment marks are aligned, it is measured by the scatterometry tool reflection profile (e.g., intensity, phase, Henhikarito) changes occurring that. 使用中、散乱計測ツールはアライメント・マークに対する反射プロファイルを測定する。 In use, scattering measurement tool measures the reflection profile with respect to the alignment mark. 使用中にアライメント・マークに対して測定された反射プロファイルの差は基板に対してテンプレートがミスアライメントであることを示している。 The difference of the reflection profiles measured during use for alignment marks indicates that the template relative to the substrate is misaligned.

散乱計測ツールのデータ処理ユニットは測定された反射プロファイルを基準反射プロファイル・ライブラリと比較する。 Data processing unit of the scatterometry tool compares the measured reflected profile with a reference reflection profile library. 測定された反射プロファイルと基準反射プロファイルとの間の差を用いて基板のアライメント・マークに対するテンプレートのアライメント・マークの整列が決定される。 Aligning the alignment mark of the template with respect to the alignment mark of the substrate using the between the measured reflection profile and the reference reflection profile is determined. 別の場合には、2つの格子が整列させられたとき、通常の入射ビームからの散乱パターンは対称的、すなわち、+及び−1次であるか、同一であるか、あるいは2つの反対の低い角度の入射光からの任意の次数(ゼロを含む)は同一であるべきである。 In other cases, when the two gratings are aligned, the scattering pattern from the normal incident beam symmetrical, i.e., whether it is + or -1 order, identical either, or two opposite low (including zero) any order from the incident light angle should be the same. 複数の波長からの対称的信号は引き算され、その差を合計して整列が測定され、基板又はテンプレートを移動させてその合計が最小化されるであろう。 Symmetrically signals from a plurality of wavelengths is subtracted, it is measured aligned sums the difference will its total is minimized by moving the substrate or template.

散乱計測は光学結像プロセスに比べ利点を提供する。 Scatterometry provides advantages over optical imaging process. 散乱計測ツールの光学的要件は結像システムよりも非常に少なくなる。 Optical requirements of the scattering measurement tool is much less than the imaging system. さらに、散乱計測は、顕微鏡などの光学結像デバイスを用いて収集することのできないさらなる(光の位相及び偏光などの)光学情報の収集を可能にする。 Furthermore, scatterometry allows the collection of (phase and such polarization of light) the optical information comprising Sara can not be collected using the optical imaging device such as a microscope.

図48Aに例示的アライメント・マークを示す。 Figure 48A shows an exemplary alignment mark. アライメント・マーク4800は、基板4820(例えば、テンプレート又は転写層がその上に形成されている基板)内に形成され、共に回折格子(例えば、4825、4827)となる複数のトレンチ4810を含む。 Alignment marks 4800, a substrate 4820 (e.g., a template or transfer layer on the substrate is formed thereon) is formed in, including a plurality of trenches 4810 both of a diffraction grating (e.g., 4825,4827). 図48Bにアライメント・マーク4800を断面図で示す。 Figure 48B shows the alignment mark 4800 in cross-section. 典型的には、回折格子は基板内に複数の溝をエッチングすることによって形成される。 Typically, the diffraction grating is formed by etching a plurality of trenches in the substrate. この溝は実質的に同じ幅と深さを有し、等しく離間している。 The grooves have substantially the same width and depth, are equally spaced. X、Y軸に沿って整列させることができるように、回折格子の少なくとも2つのセットが使用される。 X, so that it can be aligned along the Y-axis, at least two sets of diffraction gratings are used. 図48Aに示すように、第1のグループのトレンチ4825が第1の軸(例えば、X軸)に沿った整列のための回折格子となる。 As shown in FIG. 48A, the trenches 4825 of the first group is a diffraction grating for alignment along a first axis (e.g., X-axis). 第2のグループのトレンチ4827が第2の軸(例えば、Y軸)に沿った整列のための回折格子となる。 Trenches 4827 of the second group is a second axis (e.g., Y-axis) a diffraction grating for alignment along.

アライメント・マークの代替実施形態を図48Cに示す。 An alternative embodiment of the alignment marks shown in FIG. 48C. 少なくとも4セットの回折格子が基板に対するテンプレートのアラインメントに使用される。 Diffraction grating of at least 4 set is used in the alignment of the template with respect to the substrate. 回折格子は上記のように基板にエッチングされた複数のトレンチから形成される。 Diffraction grating is formed from a plurality of trenches etched into the substrate as described above. 2つの回折格子4830、4840が基板に対するテンプレートの粗アラインメントに用いられる。 Two diffraction gratings 4830,4840 is used to rough alignment of the template with respect to the substrate. 粗アラインメントの格子は実質的に同じ幅と深さを有しかつ等しく離された複数のトレンチから形成される。 Grid of coarse alignment are formed from substantially the same width and depth and equal spaced a plurality of trenches. この粗アラインメントの回折格子のトレンチは約1μm〜約3μmの間の距離で離間される。 Trenches of the diffraction grating of the crude alignment is spaced at a distance of between about 1μm~ about 3 [mu] m. この範囲の間隔を有する回折格子を用いて、最高約100nmの精度で基板に対してテンプレートが整列させられる。 Using a diffraction grating with a spacing in this range, the template is aligned with respect to the substrate up to about 100nm accuracy. 回折格子4830は第1の軸(例えば、X軸)に沿ったアラインメントに使用される。 Diffraction grating 4830 is used for alignment along a first axis (e.g., X-axis). 回折格子4840は第2の軸(例えば、Y軸)に沿ったアラインメントに使用される。 Diffraction grating 4840 is used for alignment along a second axis (e.g., Y-axis).

約100nmより小さいフィーチャ・サイズを有する構造体を表面状にインプリントする場合、その精度では様々なパターン化層を適切に方向付けできるようにするために十分ではない。 When imprinting the structures having less than about 100nm feature size in the surface shape, it is not sufficient to enable properly oriented various patterned layers in its accuracy. 高精度整列のために、さらなる格子構造体4850、4860が使用される。 For high-precision alignment, additional grating structures 4850,4860 is used. 高精度回折格子が、実質的に同じ幅と深さを有し、かつ等しく離された複数のトレンチから形成される。 Precision diffraction gratings have substantially the same width and depth, and is formed from equal spaced a plurality of trenches. この高精度アラインメント回折格子は約100nm〜約1000nmの距離をおいて離されている。 The precision alignment grating are spaced at a distance of about 100nm~ about 1000 nm. この範囲の間隔を有する回折格子を用いて、最高約5nmの精度で基板に対してテンプレートを整列させることができる。 Using a diffraction grating with a spacing in this range, it is possible to align the template to the substrate up to about 5nm accuracy. 回折格子4850は第1の軸(例えば、X軸)に沿ったアラインメントに使用される。 Diffraction grating 4850 is used for alignment along a first axis (e.g., X-axis). 回折格子4860は第2の軸(例えば、Y軸)に沿ったアラインメントに使用される。 Diffraction grating 4860 is used for alignment along a second axis (e.g., Y-axis).

図49はテンプレートのアライメント・マーク4910と基板のアライメント・マーク4920との間のアラインメントを決定するのに用いられる散乱計測ツールの一構成を示す。 Figure 49 shows a configuration of a scatterometry tool used to determine the alignment between the alignment marks 4910 and the substrate alignment mark 4920 of the template. 散乱計測ツールは図示のようなアライメント・マークに導かれる入射光ビーム4930を発生する。 Scatterometry tool generates an incident light beam 4930 which is directed to the alignment marks as illustrated. 入射光ビーム4930は白色光源又は複数の波長の光を発生することのできる他の任意の光源から発生される。 The incident light beam 4930 is generated from any other source capable of generating light of white light source or a plurality of wavelengths. この光を発生させるのに用いられる光源は、本明細書に記載したようなインプリント・システムのインプリント・ヘッド内に配置される。 Light source used to generate the light, is disposed within the imprint head imprint system as described herein. 別の場合には、光源はインプリント・ヘッド外部の本体に結合されてよく、光をテンプレートに導くために光学システムが用いられる。 In another case, the light source may be coupled to the body of the imprint head outside the optical system is used to direct light to the template.

光源からの光がアライメント・マークに入射すると、この光は図49に示すように散乱する。 When light from the light source is incident on the alignment mark, the light is scattered as shown in FIG. 49. 当該技術分野では知られているように、光の散乱は異なる角度で最大の光強度を発生するように生じる。 As is known in the art, scattering of light occurs to generate a maximum light intensity at different angles. 異なる光強度の最大値が発生される角度は、異なる回折次数に相当する。 Angle which the maximum value of the different light intensities are generated, corresponding to different diffraction orders. 典型的には、光が回折格子から反射されるときに複数の次数が生じる。 Typically, a plurality of orders occurs when the light is reflected from the diffraction grating. 本明細書で用いるように、ゼロ次数とは入射光と同じ光路に沿って光源に再反射される光を意味する。 As used herein, the zero order refers to light that is re-reflected to the light source along the same optical path as the incident light. 図49に示すように、入射光ビーム4930に沿って光源に再反射された光はゼロ次である。 As shown in FIG. 49, the light reflected back to the light source along the incident light beam 4930 is zero order. 1次光は入射角とは異なる角度に沿って回折格子から反射される。 The primary light is reflected from the diffraction grating along a different angle than the angle of incidence. 図49に示すように、光線4942、4944は正の1次(すなわち、次数+1)に沿って発生した光を表し、光線4952、4954は負の1次(すなわち次数−1)に沿って発生した光を表す。 As shown in FIG. 49, beam 4942,4944 positive primary (i.e., orders +1) represents the light generated along the ray 4952,4954 is generated along the negative first order (i.e. the order -1) representing the light. +1及び−1次を示したが、他の次数の光(例えば、N次。nは1以上)が使用されるこを理解すべきである。 +1 and it showed -1st order, other orders of light (e.g., N order .n is 1 or more) it should be understood this used.

使用中、基板から(及びテンプレートを通して)反射された光は検出器4960によって収集される。 In use, (through and template) from the substrate the light reflected is collected by the detector 4960. 一実施形態では、検出器4960は複数の位置で光学的性質を同時に測定することのできるアレイ検出器である。 In one embodiment, the detector 4960 is an array detector capable of simultaneously measuring the optical properties at multiple locations. 光が回折格子から散乱されるとき、それぞれの波長の光は異なって散乱される。 When light is scattered from the diffraction grating, the light of each wavelength is scattered differently. 一般に、すべての波長は回折次数の1つに沿って散乱されるが、異なる波長の光は僅かに異なる角度で散乱される。 In general, all of the wavelengths are scattered along one diffraction order, different wavelengths of light are scattered at different angles slightly. 図49は2つの異なる波長の光が+1次及び−1次に沿ってどのように反射されるかを示している。 Figure 49 shows how two different wavelengths of light are reflected how along then +1 and -1. 散乱角度の差はこの説明のために誇張されていることに注意すべきである。 Difference in scattering angle it should be noted that it is exaggerated for the explanation. +1次を参照すると、光ビーム4942は赤色光を表し、光ビーム4944は青色光を表す。 Referring to +1 order light beam 4942 represents a red light, the light beam 4944 represents blue light. −1次に関しては、光ビーム4952は赤色光を表し、光ビーム4954は青色光を表す。 For the -1 order light beam 4952 represents a red light, the light beam 4954 represents blue light. 図示のように、赤色光ビームと青色光ビームは検出器の異なる部分に入射する。 As shown, the red light beam and the blue light beam is incident on different parts of the detector. 検出器4960はある配列の光検出素子を備えている。 Detector 4960 is provided with a light detecting element of a certain sequence. 光検出素子の寸法と場所は様々な波長の光を利用可能にするようなものである。 Dimensions and location of the light detecting element is such that the available light of various wavelengths. 図49に示すように、赤色光4942は青色光4944とは異なる光検出素子に入射する。 As shown in FIG. 49, the red light 4942 is incident on a different light detecting element and the blue light 4944. したがって、散乱計測ツールは複数の波長の光の特性を同時に測定できる。 Accordingly, the scatterometry tool can simultaneously measure the light characteristics of a plurality of wavelengths.

複数の波長の光で散乱を測定する利点は、位相誤差が平均化されることにある。 The advantage of measuring the scattered light of a plurality of wavelengths is that the phase error is averaged. 位相誤差は回折格子を形成するトレンチのエッチングの不規則さから生じる。 The phase error arises from irregularities in the etched trench to form a grating. 例えば、壁が平行ではないか、あるいはトレンチの底部が曲がっている場合、光散乱は予想されたモデルにならないであろう。 For example, if the wall is bent bottom of parallel or not, or trench, light scattering will not be expected model. そのような誤差は解析に用いられる光の波長に応じて変動し易い。 Such errors are easily varied according to the wavelength of light used for the analysis. 例えば、トレンチを形成する際の処理誤差は青色光の場合よりも赤色光の場合にずれがより多い。 For example, the processing error in forming the trench is greater deviation in the case of the red light than blue light. 複数の波長における読取値を考慮することによって、その信号を平均化してより正確なアラインメント用の指針が作られる。 By considering the readings at a plurality of wavelengths, guidelines for more accurate alignment by averaging the signal is made.

代替実施形態では、図50に示すように、アライメント・マークからの反射光は図49について示したように散乱される。 In an alternative embodiment, as shown in FIG. 50, the reflected light from the alignment mark is scattered as shown for FIG. 49. 様々な波長の光を補足するために検出器の分解能に依存する代わりに、光学素子5070を用いて反射光を分ける。 Instead of relying on the resolution of the detector in order to supplement the light of various wavelengths, divide the reflected light with an optical element 5070. 上記のように、テンプレートのアライメント・マーク5010と基板のアライメント・マーク5020は入射光5030で照射される。 As described above, the alignment mark 5010 and the alignment mark 5020 of the substrate of the template is irradiated with incident light 5030. 入射光5030はテンプレートによって定められた平面に対して垂直である方向に導かれる。 Incident light 5030 is directed in a direction that is perpendicular to the plane defined by the template. アライメント・マークの回折格子から反射された光は+1次(5040)と−1次(5050)に沿って解析される。 Light reflected from the diffraction grating of alignment marks are analyzed along the -1-order and + 1-order (5040) (5050). この実施形態では、光学素子5070が基板と検出器5060との間の光路内に置かれる。 In this embodiment, the optical element 5070 is placed in the optical path between the detector 5060 and the substrate. 光学素子5070は光の波長に基づいて異なる角度で光を回折させるように構成される。 The optical element 5070 is configured to diffract light at different angles based on the wavelength of light. 例えば、光学素子5070は(例えば、分光光度計の一部である)回折格子又はプリズムであってよい。 For example, the optical element 5070 (e.g., which is part of the spectrophotometer) may be a diffraction grating or a prism. プリズムや回折格子はともに光を光の波長に基づいて異なる角度で分散させる。 A prism or a diffraction grating is both dispersed at different angles based on the light on the wavelength of light. 図50に示すように、赤色光は青色光とは異なる角度で分散させられる。 As shown in FIG. 50, the red light is dispersed at an angle different from that of the blue light. 図50には単一の素子として示しているが、光学素子5070は2つの個々の素子から構成されることを理解すべきである。 The Figure 50 shows as a single element, but the optical element 5070 is to be understood as being composed of two individual elements. さらに、光学素子5070と検出器5060を個別の素子として示しているが、これらの素子は単一のデバイス(例えば、分光光度計)に組み込まれてよいことを理解すべきである。 Furthermore, while indicating the optical element 5070 and the detector 5060 as separate elements, these elements should be understood that may be incorporated into a single device (e.g., a spectrophotometer).

別の場合には、光学素子5070はレンズであってよい。 In another case, the optical element 5070 may be a lens. 光学素子5070がレンズの場合、光がレンズを通るときに分散が起こる。 If the optical element 5070 is a lens, the dispersion occurs when light passes through the lens. 分散の程度は、一部はレンズ材料の屈折率に基づく。 The degree of dispersion is partly based on the refractive index of the lens material. 分散の程度は光の波長にも基づく。 The degree of dispersion is also based on the wavelength of light. 様々な波長の光が様々な角度で分散されるであろう。 Would light of various wavelengths are distributed at various angles. これは「色収差」として知られている事象を生じる。 This results in an event known as "chromatic aberration". 色収差を利用して様々な波長への光の分離が促進される。 By utilizing chromatic aberration of light separation into different wavelengths is facilitated. いくつかの実施形態では、2枚のレンズが用いられてよく、1つは光の各次数に用いられる。 In some embodiments, it may be used two lenses, one is used for each order of light.

上記のような散乱計測はインプリント・リソグラフィ・プロセスに用いられる。 Scatterometry as described above is used in an imprint lithography process. 一実施形態では、所定量の活性化硬化液がインプリントされる基板の一部の上に置かれる。 In one embodiment, a predetermined amount of activated curable liquid is placed on a portion of the substrate to be imprinted. パターン化されたテンプレートがその基板に近接して配置される。 Patterned template is arranged in proximity to the substrate. 一般に、このテンプレートは200nm小さい距離だけ基板から離される。 Generally, the template is separated from the substrate by 200nm small distance. 基板上に先に形成された構造体に対してパターン化されたテンプレートを確実に整列させるために、テンプレート・アライメント・ターゲットが基板アライメント・ターゲットに対して整列させられる。 To ensure alignment of the patterned template for the previously formed structures on a substrate, the template alignment target are aligned with respect to the substrate alignment targets. このテンプレートこのテンプレート・アライメント・ターゲットは整列のために散乱技術を使用できるようにするための回折格子を含む。 The template The template alignment target includes a diffraction grating to allow use scattering techniques for alignment. 基板のアライメント・マークに対するテンプレートのアライメント・マークの最初の整列はマークの光学撮像を用いて行われる。 The first alignment of the alignment mark of the template with respect to the alignment mark of the substrate is carried out using optical imaging of the marks. マークはパターン識別ソフトウェアを用いて整列させられる。 Mark is aligned with the pattern identification software. このようなアラインメントを用いて約1μ内のアラインメント精度で行われる。 Using such an alignment is performed by the alignment accuracy in the approximately 1 [mu].

散乱計測は整列の次の反復にも用いられる。 Scatterometry is also used in the next iteration of the alignment. 一実施形態では、アライメント・マークは図48Cに示すようなアライメント・マークなどの粗アラインメント回折格子を含んでよい。 In one embodiment, the alignment marks may comprise a coarse alignment diffraction grating, such as alignment marks, as shown in FIG. 48C. アライメント・マークの粗アラインメントは粗アラインメント回折格子を用いて実行される。 Crude alignment of the alignment marks is performed using a crude alignment grating. アライメント・マークの高精度整列は高精度アラインメント回折格子を用いて実行される。 Precision alignment of the alignment marks is performed using a high-precision alignment grating. すべてのアラインメント測定はテンプレートと基板との間に配置される活性化光硬化液を用いて行われる。 All alignment measurement is carried out using activating light curable liquid disposed between the template and the substrate. 本明細書に記載するように、光学結像デバイスを用いて最初の整列が行われる。 As described herein, the first alignment is performed using an optical imaging device. 散乱計測を行う前に、光学結像デバイスは光源とテンプレートとの間の光路外に移動させられる。 Before performing scatterometry, an optical imaging device is moved to the outside of the optical path between the light source and the template. 別の場合には、光源からの光は光学結像デバイスが光源とテンプレートとの間の光路内に存在しないようなときに導かれる。 In another case, the light from the light source is guided when the optical imaging device, such as not in the optical path between the light source and the template.

一実施形態では、光はテンプレートによって定められた平面に対して垂直にテンプレートと基板のアライメント・マークに導かれる。 In one embodiment, the light is guided to the alignment mark of the template and the substrate perpendicularly to the plane defined by the template. +1次及び−1次に沿って散乱する光は複数の波長で解析される。 Light scattered +1 order and -1 then along is analyzed at multiple wavelengths. +1次で散乱された光の強度レベルは、−1次で散乱された光の光強度レベルと比較される。 Intensity level of the scattered light in the +1 order is compared with the intensity level of the light scattered by the -1 order. テンプレートのアライメント・マークと基板のアライメント・マークが整列させられている場合、強度は任意の所定の波長で実質的に同一になるはずである。 If the alignment mark and the substrate alignment marks of the template are aligned, the intensity should be substantially the same at any given wavelength. +1次と−1次との間の光の強度に差がある場合、アライメント・マークがずれていることを示している。 If there is a difference in intensity of light between the +1 order and -1 order, it shows that the alignment marks are misaligned. 複数の波長におけるミスアライメントの程度の比較を用いてアライメント・マークの「平均」ミスアライメントが生成される。 "Average" misalignment of the alignment mark is generated using a comparison of the degree of misalignment in a plurality of wavelengths.

テンプレートと基板のアライメント・マークの平均ミスアライメントを用いて、アライメント・マークを適切に整列させるために基板に対するテンプレートの位置において必要とされる補正が決定される。 Using the average misalignment of the alignment marks of the template and the substrate, the correction is determined to be required in the position of the template relative to the substrate in order to properly align the alignment marks. 一実施形態では、基板は基板モーション・ステージ上に配置される。 In one embodiment, the substrate is disposed on the substrate motion stage. 散乱計測を用いて算出された平均ミスアライメントによって決定されるような適切な方法で基板を移動させることによって、アラインメントを行うことができる。 By moving the substrate in an appropriate manner, as determined by the average misalignment calculated using the scatterometry can perform alignment. テンプレートと基板が適切に整列させられた後、液体の硬化に続いて、硬化された液体からのテンプレートの分離が行われる。 After the template and the substrate are brought into proper alignment, following the curing of the liquid, it is carried out the separation of the template from the cured liquid.

図51はテンプレートのアライメント・マーク5110と基板のアライメント・マーク5120との間の整列の決定に用いられる散乱計測ツールの代替的構成を示す。 Figure 51 shows an alternative configuration of the scatterometry tool used to determine the alignment between the alignment marks 5110 and the alignment mark 5120 of the substrate template. 散乱計測ツール5100は基板からの2つのゼロ次反射を用いてアライメント・マークのアラインメントを決定する。 Scatterometry tool 5100 determines the alignment of the alignment marks with two zero-order reflection from the substrate. 2つの光源は図示のようなアライメント・マークまで導かれる2つの入射光ビーム5130、5135を発生させる。 Two light sources for generating two incident light beams 5130,5135 guided to the alignment marks as illustrated. 入射光ビーム5130、5135はテンプレート(又は基板)の平面に対して実質的には垂直ではない方向に導かれる。 Guided in a direction not perpendicular to the substantially to the plane of the incident light beam 5130,5135 template (or substrate). 入射光ビーム5130、5135は、白色光源又は複数の波長の光を発生する任意の光源から生成される。 The incident light beam 5130,5135 is generated from any light source that emits light of a white light source or a plurality of wavelengths. 入射光ビーム5130、5135はビーム・スプリッタ5192、5194をそれぞれ通される。 The incident light beam 5130,5135 is passed through the beam splitter 5192,5194 respectively.

光源からの光がアライメント・マークに入射すると、この光は上記のように散乱される。 When light from the light source is incident on the alignment mark, the light is scattered as described above. ゼロ次光とは入射光と同じ光路に沿って光源に再反射される光である。 The zero-order light is a light that is reflected back to the light source along the same optical path as the incident light. 光に向かって再反射される光はビーム・スプリッタ5192、5194によって検出器5160、5162に向かってさらに反射する。 Light re-reflected toward the light is further reflected toward a detector 5160,5162 by the beam splitter 5192,5194. 一実施形態では、検出器5160、5162は複数の位置で光の特性を同時に測定できるアレイ検出器である。 In one embodiment, the detector 5160,5162 is an array detector capable of measuring the characteristics of the light simultaneously in a plurality of positions. 光が回折格子で散乱するとき、個々の波長の光が異なって散乱する。 When light is scattered by the diffraction grating, scattering different light of each wavelength. 一般に、すべての波長は回折次数の1つに沿って散乱するが、上記のように、異なる波長の光は僅かに異なった角度で散乱する。 In general, all wavelengths is scattered along one diffraction order, as described above, light of different wavelengths is scattered at different angles slightly. 散乱角度の差は説明のために誇張されていることに注意すべきである。 Difference in scattering angle it should be noted that it is exaggerated for explanation. 入射光ビーム5130の場合、光ビーム5142は赤色光を表し、光ビーム5144は青色光を表す。 If the incident light beam 5130, the light beam 5142 represents a red light, the light beam 5144 represents blue light. 入射光ビーム5135の場合、光ビーム5152は赤色光を表し、光ビーム5154は青色光を表す。 If the incident light beam 5135, the light beam 5152 represents a red light, the light beam 5154 represents blue light. 示したように、赤色光ビームと青色光ビームは検出器の異なる部分に入射する。 As shown, the red light beam and the blue light beam is incident on different parts of the detector. 検出器5160は検出素子のアレイを含む。 Detector 5160 includes an array of detector elements. 光検出素子の寸法と場所は様々な波長の光の解析が可能になるようになっている。 Dimensions and location of the light detecting element is adapted to be possible to analyze the light of various wavelengths. 図51に示すように、赤色光5142は青色光5144とは異なる光検出素子に入射する。 As shown in FIG. 51, the red light 5142 is incident on a different light detecting element and the blue light 5144. したがって、散乱計測ツールは複数の波長で光の特性を同時に測定する。 Accordingly, the scatterometry tool simultaneously measures the characteristics of light at multiple wavelengths. アレイ検出器の使用は、基板又はテンプレートの配向の小さな変化又は次数のピークの位置の変化を生じさせるあらゆる機械的変化を検出できかつ強度を正確に検出できるという利点を有する。 The use of an array detector has the advantage that small changes or to detect any mechanical changes to cause a change in position of the peak of the order and the strength of the orientation of the substrate or template can be accurately detected.

図51に示した波散乱計測システムは最も強い反射信号(すなわち、ゼロ次信号)をアラインメントに利用する。 Wave scattering measurement system shown in FIG. 51 is used for the strongest reflected signals (i.e., zero-order signal) align. 一般に、格子のアラインメントの差は、入射光が格子に対して垂直のときには、ゼロ次の回折はあまり大きいものではない。 In general, the difference in lattice alignment, when the incident light is perpendicular to the grating, zero order diffraction is not too large. 垂直ではない角度の入射光を用いることによって、ゼロ次は格子のアラインメントに対してより大きな感度を示す。 By using the incident light is not perpendicular angle, zero-order indicates a greater sensitivity to the alignment of the grating. また、波散乱計測システムのこの光路によって、光学結像デバイス5180をシステムの中心に設置することができるようになる。 Further, the optical path of the wave scattering measurement system, it is possible to install the optical imaging device 5180 in the center of the system. 本明細書に記載のように、光学結像デバイス5180はテンプレートと基板のアライメント・マークの粗アラインメントに使用される。 As described herein, the optical imaging device 5180 is used for rough alignment of the alignment marks of the template and the substrate. 波散乱計測システムを用いたテンプレートと基板のアラインメント中に、光学結像デバイスの移動が必要となるであろう。 During alignment of the template and substrate using a wave scattering measurement system, it would move the optical imaging device is required.

代替実施形態では、図52に示すように、アライメント・マークからの反射光は図51について記載したように散乱される。 In an alternative embodiment, as shown in FIG. 52, the reflected light from the alignment mark is scattered as described for Figure 51. 様々な波長の光を補足するために検出器の分解能に依存する代わりに、反射光が光学素子5272、5274を用いて分けられる。 Instead of relying on the resolution of the detector in order to supplement the light of various wavelengths, reflected light is divided by using the optical element 5272,5274. 上記のように、テンプレートのアライメント・マーク5210と基板のアライメント・マーク5220は入射光5230、5235の2本のビームで照射される。 As described above, the alignment marks 5210 and the substrate alignment mark 5220 of the template is irradiated with two beams of incident light 5230,5235. 入射光5230、5235はテンプレートによって定められた平面に対して垂直ではないある方向に導かれる。 Incident light 5230,5235 is guided in a direction not perpendicular to the plane defined by the template. アライメント・マークの回折格子から反射された光は、ビーム・スプリッタ5292、5294を用いて光を反射することによってゼロ次に沿って解析される。 Light reflected from the diffraction grating of alignment marks are analyzed along the zero order by reflecting light using a beam splitter 5292,5294. この実施形態では、光学素子5272、5274は基板と検出器5260との間の光路内に置かれる。 In this embodiment, the optical element 5272,5274 is placed in the optical path between the substrate and the detector 5260. 光学素子5272、5274は光の波長に基づいて光を様々な角度で分散させるように構成される。 The optical element 5272,5274 is configured to disperse light at different angles based on the wavelength of light. 例えば、光学素子5272、5274は(例えば、分光光度計の一部である)回折格子又はプリズムであってよい。 For example, the optical element 5272,5274 is (for example, a part of the spectrophotometer) may be a diffraction grating or a prism. 別の場合には、光学素子5272、5274は色収差を有するレンズであってよい。 In another case, the optical element 5272,5274 can be a lens having chromatic aberration.

代替実施形態では、図53に示すように、アライメント・マークからの反射光が図51について示したように散乱される。 In an alternative embodiment, as shown in FIG. 53, the reflected light from the alignment mark is scattered as shown for FIG. 51. 様々な波長の光を補足するために検出器の分解能に依存する代わりに、反射光が光学素子5372、5374を用いて分割される。 Instead of relying on the resolution of the detector in order to supplement the light of various wavelengths, reflected light is divided by using the optical element 5372,5374. アライメント・マークから反射される光はビーム・スプリッタ5392、5394によって光ファイバ・ケーブル5376、5378にそれぞれ導かれる。 Light reflected from the alignment marks are respectively guided to the optical fiber cable 5376,5378 by the beam splitter 5392,5394. 光ファイバ・ケーブルはインプリント・システムからの光を学素子5372、5374に運ぶ。 Fiber optic cable carries light from the imprint system in Manabu element 5372,5374. 光学素子5372、5374は光の波長に基づいて光を様々な角度で分散させるように構成される。 The optical element 5372,5374 is configured to disperse light at different angles based on the wavelength of light. 例えば、光学素子5372、5374は(例えば、分光光度計の一部である)回折格子又はプリズムである。 For example, the optical element 5372,5374 is (for example, a part of the spectrophotometer) grating or a prism. 別の場合には、光学素子5372、5374は色収差を示すレンズである。 In another case, the optical element 5372,5374 is a lens showing the chromatic aberration. そのような実施形態の利点は光学システムの一部分がインプリント・システムから分離されていることである。 The advantage of such an embodiment is that a portion of the optical system is separated from the imprint system. このことによってインプリント・システムの寸法を最小に保つことが可能となる。 It is possible to keep the dimensions of the imprint system minimized by this.

テンプレートのアライメント・マーク5410と基板のアライメント・マーク5420との間の整列の決定に用いられる散乱計測ツールの構成の代替実施形態を図54に示す。 An alternative embodiment of the configuration of the scatterometry tool used to determine the alignment between the template of the alignment mark 5410 and the substrate alignment mark 5420 shown in Figure 54. 2つの光源が、図示のようなアライメント・マークまで導かれる2つの入射光ビーム5430、5435を発生する。 Two light sources to generate two incident light beams 5430,5435 guided to the alignment marks as illustrated. 入射光ビーム5430、5435はテンプレート(又は基板)の平面に対して実質的には垂直ではない方向に導かれる。 Guided in a direction not perpendicular to the substantially to the plane of the incident light beam 5430,5435 template (or substrate). 入射光ビーム5430、5435は、白色光源又は複数の波長の光を発生することのできる他の任意の光源から生成される。 The incident light beam 5430,5435 is generated from any other source capable of generating light of white light source or a plurality of wavelengths. 入射光ビーム5430、5435はビーム・スプリッタ5492、5494をそれぞれ通される。 The incident light beam 5430,5435 is passed through the beam splitter 5492,5494 respectively.

光源からの光がアライメント・マークに入射すると、この光は図54に示すように散乱する。 When light from the light source is incident on the alignment mark, the light is scattered as shown in FIG. 54. 図54に示すように、入射光ビーム5430と入射光ビーム5435に沿って光源に再反射された光はゼロ次である。 As shown in FIG. 54, the light reflected back to the light source along the incident light beam 5435 and the incident light beam 5430 is zero order. 1次光は入射角とは異なる角度に沿って回折格子から反射する。 1 order light reflected from the diffraction grating along a different angle than the angle of incidence. 図54に示すように、光線5440は入射光ビーム5430の+1次に沿って発生した光を表す。 As shown in FIG. 54, beam 5440 represents the light generated along then +1 of the incident light beam 5430. 光線5450は入射光ビーム5440の+1を表す。 Beam 5450 represents a +1 incident light beam 5440. −1次のビームは示していない。 -1-order beam is not shown. +1次を示したが、他の次数の光(例えば、n次。nは1以上)を使用できるこを理解すべきである。 +1 showed order, other orders of light (eg, n order .n is 1 or more) it should be understood this that can be used.

アライメント・マークから反射した光はビーム・スプリッタ5492、5494によって光ファイバ・ケーブル5476、5478にそれぞれ導かれる。 Light reflected from the alignment marks are respectively guided to the optical fiber cable 5476,5478 by the beam splitter 5492,5494. 光ファイバ・ケーブルはインプリント・システムからの光を光学素子5472、5474に送る。 Fiber optic cable transmits light from the imprint system in the optical element 5472,5474. 光学素子5472、5474は光をその光の波長に基づいて様々な角度で分散するように構成される。 The optical element 5472,5474 is configured to disperse at different angles based on the light on the wavelength of the light. 例えば、光学素子5472、5474は(例えば、分光光度計の一部である)回折格子又はプリズムである。 For example, the optical element 5472,5474 is (for example, a part of the spectrophotometer) grating or a prism. 別の場合には、光学素子5472、5474は色収差を示すレンズである。 In another case, the optical element 5472,5474 is a lens showing the chromatic aberration.

ビーム・スプリッタ5492、5494は反射光の一部を通過させる。 Beam splitter 5492,5494 passes the portion of the reflected light. ビーム・スプリッタを通るその光の一部が光検出器5462、5464を用いて解析される。 Some of the light passing through the beam splitter is analyzed using an optical detector 5462,5464. 光検出器を用いてビーム・スプリッタ5492、5494を通過するすべての光の全体的強度が決定される。 Overall strength of all of the light passing through the beam splitter 5492,5494 using photodetector is determined. 光の全体的強度に関するデータを用いてテンプレートと基板のアライメントが決定される。 Template and substrate alignment is determined using the data relating to the overall intensity of the light. 一実施形態では、アラインメントが、n次(例えば、+1)反射光の分光光度計解析によって決定された誤差測定値及び光強度測定値の平均として決定される。 In one embodiment, alignment, n order (e.g., + 1) is determined as an average of the error measurement and the light intensity measurement values ​​determined by the spectrophotometric analysis of the reflected light.

上記実施形態の任意のものを様々な構成のために結合できることを理解すべきである。 It should be understood that the binding for the various configurations of any of the above embodiments. さらに、テンプレートと基板のアライメント・マークのアラインメントを決定するのに用いられる光の特性には光の強度及び光の偏光を含むことを理解すべきである。 Furthermore, the optical properties used to determine the alignment of the alignment marks of the template and the substrate should be understood to include the polarization of the light intensity and light.

インプリント・リソグラフィ・プロセスのすべての実施形態では、液体が基板上に分配される。 In all embodiments of the imprint lithography process, the liquid is dispensed on the substrate. 以下の説明は基板上に液体を分配させることに向けられたものであるが、テンプレート上に液体を分配させるときにも同じ液体分配技術が使用されることを理解すべきである。 Although the following description is directed to be dispensing liquids onto a substrate, it should be understood that the same liquid dispensing techniques are used also when to distribute the liquid on the template. 液体分配は入念に制御されるプロセスである。 Liquid distribution is a process that is carefully controlled. 一般に、液体分配は所定量の液体が基板上の適切な場所内に分配されるように制御される。 In general, the liquid dispensing a predetermined amount of liquid is controlled so as to be distributed in the appropriate location on the substrate. さらに、液体の量も制御される。 Furthermore, the amount of liquid is also controlled. 液体の適切な量と液体の適切な場所の組み合わせは、本明細書に記載の液体分配システムを用いて制御される。 The combination of appropriate amount and appropriate location of the liquid in the liquid is controlled using a liquid dispensing system described herein. 特に、ステップ・アンド・リピート・プロセスは液体の量と液体の配置の組み合わせを用いてパターン化を特定のフィールドに限定する。 In particular, the step-and-repeat process to limit the patterned for a particular field by using a combination of the arrangement of the amount and the liquid in the liquid.

種々の液体分配パターンが用いられる。 Various liquid dispensing pattern is used. いくつかの実施形態では、吐出ベースの液体ディスペンサ・チップとインプリント部材との間の相対的動作を用いてインプリント部材の一部の上に実質的に連続的なラインを有するパターンが形成される。 In some embodiments, the pattern having a substantially continuous line over a portion of the imprinting member with relative motion between the discharge-based liquid dispenser tip and the imprint member are formed that. 分配と相対的動作の釣合い速度を用いてラインの断面の寸法とラインの形状が制御される。 Size and shape of the lines of the cross-section of the line by using a balance rate of distribution and relative movement is controlled. 分配プロセス中、ディスペンサ・チップは基板に近接(すなわち、約数10μ)して固定される。 During dispensing process, the dispenser tip is proximate to the substrate (i.e., about several 10 [mu]) is fixed to. 連続的なパターンの2つの例を図32A、32Bに示す。 Two examples of continuous patterns FIG 32A, shown in 32B. 図32A、32Bに示したパターンは正弦パターンであるが、他のパターンも可能である。 Pattern shown in FIG. 32A, 32B is a sinusoidal pattern, it is possible other patterns. 図32A、32Bに示すように、連続したライン・パターンは単一のディスペンサ・チップ2401又は複数のディスペンサ・チップ2402のいずれかを用いて描かれる。 Figure 32A, as shown in 32B, a continuous line pattern is drawn using either a single dispenser tip 2401 or more dispenser tip 2402. 別の場合には、図32Cに示すように液滴のパターンが用いられる。 In other cases, the pattern of the droplets are used as shown in FIG. 32C. 一実施形態では、周囲の液滴よりも中央の液滴が大きい液滴のパターンが使用される。 In one embodiment, the droplet pattern center of the droplet is large is used than the surrounding of the droplet. テンプレートが液滴と接触するとき、液体は広がって図32Cに示すようにテンプレートのパターニング領域を充填する。 When the template contacts the droplets to fill the patterned area of ​​the template so that the liquid is spread shown in Figure 32C.

分配速度V dとインプリント部材の相対的側方速度V Sは次式の関係になる: The relative lateral velocity V S of the distribution speed V d and the imprint member becomes the following relationship:
d =V d /t d (分配量/分配時間間隔) (1) V d = V d / t d ( distribution amount / distribution time interval) (1)
S =L/t d (ラインの長さ/分配時間間隔) (2) V S = L / t d (length / distribution interval of the line) (2)
d =aL(「a」はライン・パターンの断面積である) (3) V d = aL ( "a" is the cross-sectional area of the line pattern) (3)
故に、 Therefore,
d =aV S (4) V d = aV S (4)

最初のライン・パターンンの幅は通常ディスペンサの先端の寸法に左右される。 The width of the first line pattern down depends on the size of the tip of the usual dispenser. このディスペンサのチップは固定される。 Chip of this dispenser is fixed. 一実施形態では、液体分配制御器を用いて分配される液体の量(V d )と液体を分配するのに要する時間(t d )が制御される。 In one embodiment, the amount of liquid to be dispensed using a liquid distributor controller (V d) and the time required to dispense a liquid (t d) is controlled. dとt dが固定されている場合、ラインの長さを長くすれば、パターン化されるラインの断面の高さはより低くなる。 If V d and t d are fixed, if increasing the length of the line, the height of the cross section of the line to be patterned is lower. パターンの長さの増大は周期的なパターンの空間周波数を増大させることによって行うことができる。 Increase in length of the pattern can be done by increasing the spatial frequency of the periodic pattern. パターンの長さがより小さくなると、インプリント・プロセス中に分配される液体の量は増大する。 If the length of the pattern becomes smaller, the amount of liquid to be dispensed during the imprinting process increases. 同じ分配ラインに接続される複数のチップを用いることによって、単一のディスペンサ・チップの場合に比して、長さの長いライン・パターンがより速く形成される。 By using a plurality of chips are connected to the same distribution line, as compared with the case of a single dispenser tip, long line pattern lengths is formed more quickly. 別の場合には、複数の近接して離間した液滴を用いて正確な量でラインが形成される。 In another case, the line in precise amounts using a droplet spaced plurality of proximity to is formed.

液体の硬化が完了した後、テンプレートが硬化した液体から分離される。 After curing of the liquid is completed, the template is separated from the cured liquid. テンプレートと基板はほぼ完全に平行であるため、テンプレート、転写層、基板の3つの組立体はテンプレートと硬化した液体との間に実質的に均一の接触をもたらす。 Since the template and the substrate are almost completely parallel leads, template, transfer layer, a substantially uniform contact between the liquid 3 of the assembly of the substrate was cured as a template. このようなシステムは硬化した液体からテンプレートを分離すために大きな分離力を必要とするであろう。 Such a system would require a large separation force to be separated a template from the cured liquid. 可撓性のテンプレート又は基板の場合、一実施形態では分離は「剥離プロセス」を用いて行われる。 For flexible template or substrate, separated in one embodiment is performed using the "peeling process". しかし、可撓性のテンプレート又は基板の使用は高分解能オーバーレイ・アライメントには望ましくないであろう。 However, the use of a flexible template or substrate for high-resolution overlay alignment would be undesirable. 石英テンプレートやケイ素基板の場合、剥離プロセスは実施が困難であるであろう。 For quartz template or silicon substrate, stripping process carried out would be difficult. 一実施形態では、転写層からテンプレートを分離するために「剥離及び引っ張り」プロセスが行われる。 In one embodiment, "peel and pull" process is performed to separate the template from the transfer layer. 剥離及び引っ張りプロセスの一実施形態を図33A、33B、33Cに示す。 One embodiment of the peeling and tensile process shown in FIG. 33A, 33B, 33C.

図33Aは硬化後に硬化させた層40内に埋められているテンプレート12を示す。 Figure 33A shows a template 12 that is buried in a layer 40 of cured after curing. 物質40を硬化させた後、図33Bに示すように、テンプレート12又は基板20のいずれかを傾けてテンプレート12と基板20との間に角度3604を意図的に形成させる。 After curing the material 40, as shown in FIG. 33B, intentionally forming an angle 3604 between the template 12 and the substrate 20 is inclined either the template 12 or substrate 20. テンプレート又は基板のいずれかに結合された事前較正ステージを用いてテンプレートと硬化させた層40との間を傾かせる。 Template or by using a pre-calibration stage coupled to either the substrate inclining between the layer 40 was cured with the template. テンプレート12と基板20との間の相対的な横への動きは、チルト軸がテンプレート‐基板境界に近接して位置しているときは問題ない。 Relative movement in the horizontal between the template 12 and the substrate 20, the tilt axis template - no problem when it is located close to the substrate boundary. テンプレート12と基板20との間の角度3604が十分大きくなると、テンプレート12はZ軸動き(すなわち、垂直動き)のみを用いて基板20から分離させることができる。 If the angle 3604 between template 12 and substrate 20 is sufficiently large, the template 12 can be separated from the substrate 20 using only Z-axis motion (i.e., vertical movement). この剥離及び引っ張り法の結果として、望ましくない剪断が起きることなく転写層18と基板20に無傷のままの所望のフィーチャ44を得ることができる。 As a result of this separation and pulling method, it is possible to obtain a desired feature 44 remain intact on the transfer layer 18 and the substrate 20 without undesirable shearing occurs.

上記実施形態に加え、本明細書に記載の実施形態は電界を用いてパターン化された構造体を形成する工程を含む。 In addition to the above embodiments, the embodiments described herein comprises forming a patterned structure using an electric field. 硬化層内にパターンを誘導するために電界を用いて形成される硬化層を、単一のインプリント・プロセス又はステップ・アンド・リピート・プロセスに用いることができる。 The hardened layer formed by using an electric field to induce a pattern in the cured layer, can be used in a single imprint process or a step-and-repeat process.

図34はテンプレート1200と基板1202の一実施形態を示す。 Figure 34 shows an embodiment of a template 1200 and the substrate 1202. 一実施形態では、テンプレート1200は、活性化光への曝露によって活性化光硬化液を硬化させることができるように活性化光に対して透過性の材料から形成される。 In one embodiment, the template 1200 is formed from a transparent material to activating light so as to be able to cure the activating light curable liquid by exposure to activating light. 透過性材料でテンプレート1200を形成すれば、従来の光学技術を使用してテンプレート1200と基板1202との間の空隙を測定し、かつオーバーレイ・マークを測定して構造体の形成中にオーバーレイ・アラインメントと倍率補正を実行することも可能となる。 By forming the template 1200 in a transparent material, using conventional optical techniques to measure the gap between the template 1200 and the substrate 1202, and overlay alignment by measuring the overlay mark during the formation of the structure it is possible to perform the magnification correction and. テンプレート1200は熱的かつ機械的に安定しており、ナノ分解能でパターンを形成できる。 Template 1200 thermally and are mechanically stable, it can form patterns with nano resolution. テンプレート1200はテンプレート−基板の境界に電界を発生させるように導電性の材料及び/又は層1204を含む。 Template 1200 Template - containing material and / or layer 1204 of conductive so as to generate an electric field at the boundary of the substrate.

一実施形態では、溶融石英のブランクがテンプレート1200のベース1206の材料として用いられる。 In one embodiment, the blank of fused silica is used as the material of the base 1206 of the template 1200. インジウム・スズ酸化物(ITO)がベース1206上に堆積させられる。 Indium tin oxide (ITO) is deposited on the base 1206. ITOは可視光とUV光に対して透過性であり、導電性材料である。 ITO is transparent to visible light and UV light, which is a conductive material. ITOは高分解能電子ビーム・リソグラフィを用いてパターン化できる。 ITO can be patterned using high-resolution electron beam lithography. 先に述べたように、テンプレートと重合された組成物との間の解放特性を向上するために、低表面エネルギーのコーティングがテンプレート上に被覆される。 As mentioned earlier, in order to improve the release characteristics between the composition polymerized with a template, a coating of low surface energy is coated on the template. 基板1202はSi、GaAs、SiGeC、InPなどの標準的なウエハ材料からなる。 Substrate 1202 Si, GaAs, SiGeC, made from a standard wafer materials such as InP. UV硬化液及び/又は熱硬化液が活性化光硬化液1208として用いられる。 UV curable liquid and / or heat curable liquid is used as the activating light curable liquid 1208. 一実施形態では、活性化光硬化液1208はウエハ1210上にスピン・コーティングされる。 In one embodiment, activating light curable liquid 1208 is spin coated onto the wafer 1210. 別の実施形態では、本明細書に記載のように、所定の量の活性化光硬化液1208が基板上に所定のパターンで分配される。 In another embodiment, as described herein, a predetermined amount of activating light curable liquid 1208 is dispensed in a predetermined pattern on the substrate. いくつかの実施形態では、転写層1212がウエハ1210と活性化光硬化液1208との間に設けられる。 In some embodiments, the transfer layer 1212 is provided between the wafer 1210 and the activating light curable liquid 1208. 転写層1212の材料特性と厚さは、低アスペクト比構造体から高アスペクト比の構造体までが硬化した液体材料に形成できるように選択される。 Material properties and thickness of the transfer layer 1212, a low aspect ratio structure to the structure of a high aspect ratio is chosen so as to form the cured liquid material. ITOを電圧源1214に接続することによりテンプレート1200と基板1202との間に電界が発生する。 An electric field is generated between the template 1200 and the substrate 1202 by connecting the ITO to a voltage source 1214.

図35A〜D及び図36A〜Cに上記プロセスの2つの実施形態を示す。 Figure 35A~D and FIG 36A~C show two embodiments of the above process. 各実施形態とも、所望の均一な空隙をテンプレートと基板との間に維持する。 In each embodiment, it maintained between the template and the substrate a desired uniform air gap. 所望の大きさの電界を印可すれば、その結果として活性化光硬化液1208がテンプレート1200の隆起部1216に向かって引き付けられる。 If applied electric field of a desired size, activating light curable liquid 1208 is attracted toward the ridge 1216 of the template 1200 as a result. 図35A〜Dでは、空隙とフィールドの大きさは、活性化光硬化液1208がテンプレート1200に直接接触し、付着する程度である。 In FIG 35A~D, the size of the air gap and the field is such that the activating light curable liquid 1208 contacts directly to the template 1200, to adhere. 硬化剤(例えば、活性化光1218及び/又は熱)を用いて液体が硬化される。 Curing agents (e.g., activating light 1218 and / or heat) liquid is cured using. 所望の構造体が形成されると、テンプレート1200を本明細書に記載したような方法によって基板1202から分離させる。 When the desired structure is formed, it is separated from the substrate 1202 by the method as described template 1200 herein.

図36A〜Cでは、空隙とフィールドの大きさは活性化光硬化液1208がテンプレート1200のトポグラフィと実質的に同じになるように選択される。 In FIG 36A~C, size of the gap and the field is selected such that activating light curable liquid 1208 is topography substantially the same as that of the template 1200. このトポグラフィはテンプレートに直接接触させずに得ることができる。 This topography can be obtained without direct contact with the template. 硬化剤(例えば、活性化光1218)を用いて液体が硬化される図35A〜D及び図36A〜Cの実施形態では、次のエッチング・プロセスを用いて硬化した材料1220が除去される。 Curing agents (e.g., activation light 1218) In the embodiment of FIG. 35A~D and FIG 36A~C liquid using is cured, the material 1220 and cured using the following etching process is removed. 図35A〜Dや図36A〜Cに示したように転写層1212が硬化材料1220とウエハ1210との間に存在する場合、さらなるエッチングを用いてもよい。 If the transfer layer 1212 as shown in FIG. 35A~D and FIG 36A~C exists between the curable material 1220 and wafer 1210, it may be used to further etching.

別の実施形態では、図37Aは非導電性ベース1502に結合された導電性部分1504の連続層を含んだ導電性テンプレートを示す。 In another embodiment, FIG. 37A shows the contained continuous layer of the conductive portion 1504 coupled to a non-conductive base 1502 electrically conductive template. 図37Bに示すように、テンプレートの非導電性部分1502は導電性部分1504によって相互に分離されている。 As shown in FIG. 37B, the non-conductive portion 1502 of the template are separated from each other by a conductive portion 1504. このテンプレートは上記のような「ポジ型」インプリント・プロセスに使用される。 This template is used to "positive" imprint process as described above.

電界を使用すれば、ある場合には約1秒未満の時間で、リソグラフィ・パターン化構造体を形成することが可能となる。 Using an electric field, in some cases about the time less than 1 second, it is possible to form a lithographic patterning structure. この構造体は一般に数十ナノメートルの寸法の有する。 This structure has dimensions of typically a few tens of nanometers. 一実施形態では、電界の存在下で活性化光硬化液を硬化させることによって、基板上にパターン化された層を形成させる。 In one embodiment, by curing the activating light curable liquid in the presence of an electric field, thereby forming a patterned layer on a substrate. このパターンは特定のナノメートル規模のトポグラフィを有するテンプレートを、基板上にある硬化液の薄層の表面から制御された距離(例えば、ナノメートル以内)に置くことによって形成される。 This pattern template having a topography of a specific nanometer-scale, distance controlled from the surface of the thin layer of curable liquid present on the substrate (e.g., nanometers or less) is formed by placing. 所望の構造体の全部又は一部が規則的に反復しているパターン(点の配列など)の場合、テンプレート上のパターンは所望の反復される構造体の寸法よりも著しく大きい。 If all or part of the desired structures are regularly repeating patterns (such as an array of points), the pattern on the template significantly greater than the dimensions of the structure to be desired iteration.

パターンのテンプレート上への複製はテンプレートと基板との間に電界を印加することによって行うことができる。 Duplication to the pattern template can be carried out by applying an electric field between the template and the substrate. 液体と空気(又は真空)は異なる誘電率を有し、かつ電界はテンプレートのトポグラフィの存在のために局所的に変化するので、液体の領域をテンプレートに向かって引き付ける静電力が発生される。 Liquid and air (or vacuum) have different dielectric constants and the electric field varies locally due to the presence of the topography of a template, an electrostatic force is generated to attract towards an area of ​​liquid to the template. 表面張力又は毛管圧は膜を安定させ易い。 Surface tension or capillary pressure tends to stabilize the film. 高電界強度では、活性化光硬化液がテンプレートに付着させられ、かつある点で基板からディウェットさせられる。 The high field strength, activating light curable liquid is attached to a template and allowed to de-wet from the substrate and at a certain point. しかし液膜の付着は、無次元数Λにより測定される静電力の割合が毛管力に匹敵する場合に生じるであろう。 But liquid film adhesion of the proportion of the static power measured by the dimensionless number Λ will occur when comparable to capillary forces. 静電力の大きさはほぼεE 22であり、ここでεは真空の誘電率、Eは電界の大きさ、dはフィーチャ・サイズである。 The size of the electrostatic force is approximately εE 2 d 2, where ε is the vacuum dielectric constant, E is the magnitude of the electric field, d is the feature size. 毛管力の大きさはほぼγdであり、ここでγは液体―気体表面張力である。 The size of the capillary forces are substantially .gamma.d, where γ liquid - is a gas surface tension. これら2つの力の比はΛ=εE 2 d/γである。 The ratio of these two forces is Λ = εE 2 d / γ. 境界を変形させてそれを上面に付着させるためには、電界はLがほぼ均一である必要がある。 To it is attached to the upper surface by deforming the boundaries, an electric field is required L is substantially uniform. 正確な値はプレートのトポグラフィの詳細及び液体−気体誘電率及び高さ比に左右されるが、この数は0(1)となろう。 Exact value details and liquids topography of the plate - is dependent on the gas dielectric constant and height ratio, this number would be 0 (1). したがって、電界はE〜(γ/εd) 1/2によってほぼ与えられる。 Therefore, the electric field is given approximately by the E~ (γ / εd) 1/2. この活性化光硬化液は組成の重合によって適所で硬化される。 The activating light curable liquid is cured in place by polymerization of the composition. テンプレートは重合した組成からのテンプレートの分離を支援するために、低エネルギー自己組織化単分子膜(例えば、フッ素化境界活性剤)を用いて処理される。 Templates to aid the separation of the template from the composition polymerized, low energy self-assembled monolayer (e.g., fluorinated boundary activator) are processed using.

上記近似値の一例を次に示す。 Following an example of the approximation. d=100nm、γ=30mJ/m、ε=8.85×10−12C 2 /J−mの場合、E=1.8×10 8 V/mとなり、これは極板間隔が100nmの場合に穏かな18Vである極板と極板間隔が1000nmの場合に180Vである極板との間の電位差に相当する。 d = 100nm, γ = 30mJ / m, the case of ε = 8.85 × 10-12C 2 / J -m, E = 1.8 × 10 8 V / m , and the which when plate spacing of 100nm plate and plate spacing is relaxing 18V corresponds to the potential difference between the plates is 180V in the case of 1000 nm. フィーチャ・サイズd〜γ/εE 2は、フィーチャ・サイズは電界の二乗に比例して小さくなることを意味することに留意されたい。 Feature size d~γ / εE 2 is feature size is noted that means that decreases in proportion to the square of the electric field. したがって、50nmのフィーチャの場合、100及び1000nmのプレート間隔については約25乃至250ボルトが必要となろう。 Thus, for 50nm feature, the plate spacing 100 and 1000nm would be needed approximately 25 to 250 volts.

テンプレートの表面とは接触されない活性化光硬化液内にパターンを形成するように、電界、テンプレートのトポグラフィのデザイン、及び液体表面へのテンプレートの近接性を制御することが可能となるであろう。 As the surface of the template to form a pattern in the contacted without activating light curable liquid, an electric field, the topography of the template design, and it would be possible to control the proximity of the template to the liquid surface. この技術によって重合した組成からテンプレートを機械的に分離しなくて済むであろう。 A template from compositions polymerized by this technique would need not be mechanically separated. この技術はまたパターンに欠陥が生じる原因を取り除くであろう。 This technique would also eliminate the cause of defects in the pattern occurs. しかし、接触がない場合、液体は接触した場合に定められるのと同じぐらいのシャープで高分解能の構造体を形成しない。 However, if there is no contact, the liquid does not form a structure of a sharp, high-resolution about the same as defined in case of contact. これはまず、活性化光効果液内に所定の電界で部分的に定められた構造体を形成することによって解決される。 This is first solved by forming a partially defined structure at a predetermined electric field to the activating light effect liquid inside. 次に、テンプレートと基板との間の空隙を大きくする一方、同時に電界の大きさを増大させて、接触させることなく明確に定められた構造体を形成するために、液体を「引き延ばす」。 Then, while increasing the gap between the template and the substrate, simultaneously increasing the magnitude of the electric field, in order to form a well defined structure without contacting, "prolong" liquid.

活性化光硬化液は先に記載したような転写層の上面に堆積させられる。 Activating light curable liquid is deposited on the upper surface of the transfer layer as described above. そのような2層プロセスは、電界を用いて形成された低アスペクト比、高分解能の構造体を形成し、次にエッチング・プロセスによって高アスペクト比、高分解能の構造体を形成できる。 Such a two-layer process, a low aspect ratio formed by using an electric field to form a structure of a high resolution, then a high aspect ratio by the etching process, to form a structure of high resolution. リフトオフの後に元から形成されていた構造体のトレンチ領域内に金属が残されるように、基板上に金属を堆積させる「金属リフトオフ・プロセス」を実施するために、そのような2層プロセスを用いてもよい。 As the metal is left to have been formed from the original after the lift-off structure of the trench region, in order to implement the "metal lift-off process" to deposit a metal on a substrate, using such a two-layer process it may be.

低粘度の活性化光硬化液を用いると、電界を用いたパターン形成が高速(例えば、1秒未満)になり、構造体は迅速に硬化される。 When using an activating light curable liquid of low viscosity, pattern formation using the electric field of high-speed (e.g., less than 1 second) becomes, the structure is rapidly cured. 基板と活性化光硬化液の温度変化を回避すれば、ナノ分解能の層対層アラインメントを実施不可能にする望ましくないパターンの変形が回避される。 If avoiding the temperature change of the substrate and activating light curable liquid, deformation of the undesirable pattern that impractical layer-by-layer alignment of the nano resolution is avoided. また、上記のように、テンプレートと接触させることなくパターンを素早く形成することが可能となるので、直接接触を必要とするインプリント方法に生じる欠陥が除去される。 Further, as described above, it becomes possible to quickly form a pattern without contact with the template, defects occurring in the imprint methods that require direct contact is removed.

本明細書では、特定の米国特許及び米国特許出願を参照によって組み入れている。 In this specification, it is incorporated by reference to certain US patents and US patent application. しかし、そのような米国特許及び米国特許出願の文は、そのような文と本明細書に記載の他の記載及び図面との間で矛盾が生じないような程度に、参照によって組み入れただけである。 However, statements such U.S. patents and U.S. patent application, in such an extent that no conflict arises between the other description and drawings set forth in such statements and herein, only incorporated by reference is there. そのような矛盾がある場合、そのような参照により組み入れた米国特許及び米国特許出願において矛盾する文がある場合には本明細書には参照によって特定的に組み入れない。 If there is such a contradiction, does not incorporate a specifically by reference herein if there is statement that conflicts in U.S. patents and U.S. patent applications incorporated by such reference.

本発明を種々の例示的実施形態を参照して記載してきたが、その記載は限定的意味合いで解釈されることを意図したものではない。 The present invention has been described with reference to various exemplary embodiments, but the description is not intended to be construed in a limiting sense. 本発明の例示的実施形態のほか他の実施形態の種々の変形及び組み合わせは、本明細書を参照すれば当業者には明白となろう。 Various modifications and combinations of other other embodiments of the exemplary embodiments of the present invention will become apparent to those skilled in the art upon reference to this specification. したがって、添付の特許請求の範囲はそのような任意の変形及び組み合わせを包含するものと意図される。 Accordingly, the appended claims are intended to cover any such modifications and combinations.

Claims (7)

  1. 基板上にパターンを形成するシステムであって、 A system for forming a pattern on a substrate,
    本体と、 And the main body,
    テンプレートと、 And templates,
    前記本体に結合し、前記基板が上に配置されるモーション・ステージと、 Coupled to the body, and motion stage which the substrate is placed on top,
    前記本体に結合し、前記テンプレートを保持するインプリント・ヘッドと、 And imprint head attached to the main body, for holding the template,
    前記インプリント・ヘッドに結合した第1の光学結像デバイスと、 A first optical imaging device coupled to said imprint head,
    前記モーション・ステージに結合した第2の光学結像デバイスと、 A second optical imaging device coupled to said motion stage,
    前記第1の光学結像デバイスに光学的に結合したシステム・アライメント・ターゲットと、 And system alignment target optically coupled to the first optical imaging device,
    前記本体に結合した変位検出器と、を含み、 Anda displacement detector attached to the body,
    前記モーション・ステージは、前記テンプレートに平行した平面に沿って前記基板を並進させ、 Said motion stage, to translate the substrate along the plane parallel to the template,
    前記第2の光学結像デバイスは、使用中、前記基板と一緒に移動するように前記モーション・ステージに結合し、 The second optical imaging device, in use, coupled to said motion stage so as to move together with said substrate,
    前記変位検出器は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な変位を決定するように構成されて成る、前記システム。 The displacement detector is made is configured to determine the relative displacement of the substrate relative to the template, the system.
  2. 基板上にパターンを形成するシステムであって、 A system for forming a pattern on a substrate,
    本体と、 And the main body,
    テンプレートと、 And templates,
    前記本体に結合し、前記基板を支持するモーション・ステージと、 And the motion stage coupled to the body, to support the substrate,
    前記本体に結合し、前記基板に近接して前記テンプレートを保持するインプリント・ヘッドと、 And imprint head attached to the body, to hold the template in proximity to the substrate,
    前記インプリント・ヘッドに結合した第1の光学結像デバイスと、 A first optical imaging device coupled to said imprint head,
    前記モーション・ステージに結合した第2の光学結像デバイスと、 A second optical imaging device coupled to said motion stage,
    前記第1の光学結像デバイスに光学的に結合したシステム・アライメント・ターゲットと、 And system alignment target optically coupled to the first optical imaging device,
    前記テンプレートに光学的に結合した第3の光学結像デバイスと、 A third optical imaging device optically coupled to said template,
    前記本体に結合した変位検出器と、を含み、 Anda displacement detector attached to the body,
    前記モーション・ステージは、前記テンプレートに平行した平面に沿って前記基板を移動させるように構成され、 The motion stage along the plane parallel to the template is configured to move the substrate,
    前記第2の光学結像デバイスは、使用中、前記基板と一緒に移動するように前記モーション・ステージに結合し、 The second optical imaging device, in use, coupled to said motion stage so as to move together with said substrate,
    前記第3の光学結像デバイスは、前記テンプレートの少なくとも2つの異なる部分を通して前記基板のイメージ・データを得るように構成され、 The third optical imaging device is configured to obtain the image data of the substrate through at least two different portions of the template,
    前記変位検出器は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な変位を決定するように構成されて成る、前記システム。 The displacement detector is made is configured to determine the relative displacement of the substrate relative to the template, the system.
  3. 前記第1の光学結像デバイスは、前記インプリント・ヘッド内に位置している、請求項2に記載の前記システム。 The first optical imaging device is located on the imprint in the head, the system of claim 2.
  4. 前記第1の光学結像デバイスは、結像デバイス移動システムに結合し、この結像デバイス移動システムは前記第1の光学結像デバイスを前記インプリント・ヘッド内で移動させるように構成されて成る、請求項3に記載の前記システム。 The first optical imaging device is coupled to the imaging device moving system, the imaging device moving system comprises is configured to move the first optical imaging device in the imprint head the system of claim 3.
  5. 基板上にパターンを形成するシステムであって、 A system for forming a pattern on a substrate,
    本体と、 And the main body,
    テンプレートと、 And templates,
    前記本体に結合し、前記基板を支持するモーション・ステージと、 And the motion stage coupled to the body, to support the substrate,
    前記本体に結合し、前記テンプレートを保持するインプリント・ヘッドと、 And imprint head attached to the main body, for holding the template,
    前記インプリント・ヘッドに結合した第1の光学結像デバイスと、 A first optical imaging device coupled to said imprint head,
    前記モーション・ステージに結合した第2の光学結像デバイスと、 A second optical imaging device coupled to said motion stage,
    前記第1の光学結像デバイスに光学的に結合したシステム・アライメント・ターゲットと、 And system alignment target optically coupled to the first optical imaging device,
    前記テンプレートに光学的に結合した第3の光学結像デバイスと、 A third optical imaging device optically coupled to said template,
    前記本体に結合した変位検出器と、を含み、 Anda displacement detector attached to the body,
    前記モーション・ステージは、前記テンプレートに平行した平面に沿って前記基板を移動させるように構成され、 The motion stage along the plane parallel to the template is configured to move the substrate,
    前記モーション・ステージは、高精度方向付けシステムを含み、この高精度方向付けシステムは、前記テンプレートに対する前記基板の平行方向付けを達成するために前記テンプレートに対して前記基板を移動することができるように構成され、 The motion stage includes a high-precision orientation system, the precision orientation system, to be able to move the substrate relative to the template in order to achieve the parallel orientation of the substrate relative to the template is configured,
    前記第2の光学結像デバイスは、使用中、前記基板と一緒に移動するように前記モーション・ステージに結合し、 The second optical imaging device, in use, coupled to said motion stage so as to move together with said substrate,
    前記第3の光学結像デバイスは、前記テンプレートの少なくとも2つの異なる部分を通して前記基板のイメージ・データを得るように構成され、 The third optical imaging device is configured to obtain the image data of the substrate through at least two different portions of the template,
    前記変位検出器は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な変位を決定するように構成されて成る、前記システム。 The displacement detector is made is configured to determine the relative displacement of the substrate relative to the template, the system.
  6. 基板上にパターンを形成するシステムであって、 A system for forming a pattern on a substrate,
    本体と、 And the main body,
    パターニング領域を含むテンプレートと、 And a template that contains a patterned area,
    前記本体に結合し、前記基板を支持するモーション・ステージと、 And the motion stage coupled to the body, to support the substrate,
    前記本体に結合し、前記テンプレートを保持するインプリント・ヘッドと、 And imprint head attached to the main body, for holding the template,
    前記インプリント・ヘッドに結合した第1の光学結像デバイスと、 A first optical imaging device coupled to said imprint head,
    前記モーション・ステージに結合した第2の光学結像デバイスと、 A second optical imaging device coupled to said motion stage,
    前記第1の光学結像デバイスに光学的に結合したシステム・アライメント・ターゲットと、 And system alignment target optically coupled to the first optical imaging device,
    前記本体に結合した変位検出器と、を含み、 Anda displacement detector attached to the body,
    前記パターニング領域は、前記テンプレートの第1の面から前記テンプレートの反対の第2の面に向かって延びる複数の凹部を含み、第1のアライメント・マークは、前記テンプレートの前記パターニング領域内の複数の凹部によって定められ、第2のアライメント・マークは、第2のアライメント・マークを囲む境界によって前記パターニング領域から分離され、前記境界の深さは、前記凹部の深さより大きく、 The patterning region comprises a plurality of recesses extending toward the second surface opposite of the template from the first surface of the template, the first alignment mark, a plurality of the patterned area of ​​the template defined by the recess, the second alignment mark is separated from the patterned region by a boundary surrounding the second alignment marks, the depth of the boundary is greater than the depth of the recess,
    前記モーション・ステージは、前記テンプレートに平行した平面に沿って前記基板を移動させるように構成され、 The motion stage along the plane parallel to the template is configured to move the substrate,
    前記第2の光学結像デバイスは、使用中、前記基板と一緒に移動するように前記モーション・ステージに結合し、 The second optical imaging device, in use, coupled to said motion stage so as to move together with said substrate,
    前記変位検出器は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な変位を決定するように構成されて成る、前記システム。 The displacement detector is made is configured to determine the relative displacement of the substrate relative to the template, the system.
  7. 前記第2の光学結像デバイスは、前記基板との固定した空間関係を維持しながら前記テンプレートに対して移動するように前記モーション・ステージに結合されて成る、請求項1に記載の前記システム。 The second optical imaging device is formed by being coupled to the motion stage to move relative to the while maintaining a fixed spatial relationship between the substrate template, the system according to claim 1.
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