JP6994911B2 - テンプレート複製 - Google Patents

Description

本発明は、テンプレート複製に関する。

ナノ加工は、１００ナノメートル以下のオーダのフィーチャを有する非常に小さな構造の加工を含む。ナノ加工が大きな影響を及ぼした１つの用途は、集積回路のプロセスにある。半導体プロセス業界は、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増加させながら、より大きな生産歩留まりのために努力し続けているため、ナノ加工がますます重要になる。ナノ加工は、形成された構造の最小フィーチャ寸法の継続的な縮小を可能にしながら、より大きなプロセス制御を提供する。

本明細書に記載される主題の革新的な態様は、テンプレートの第１アクティブ領域の１以上の寸法属性を識別し；前記テンプレートの前記第１アクティブ領域の識別された前記寸法属性の少なくとも一部に基づいて、基板の第２アクティブ領域の所望の倍率補正を決定し；前記テンプレート、前記基板、またその両方の面外歪みを決定し；前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償するように、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に背面圧力を加え；前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償した後、ｉ）前記基板上に配置されたインプリントレジストを、前記テンプレートの前記第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャが前記インプリントレジストによって充填されるように、前記テンプレートに接触させ、ｉｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方に追加背面圧力を加え、加えられる前記追加背面圧力は、前記基板の前記第２アクティブ領域が前記所望の倍率補正を示すように選択される動作を含む方法で具現化されうる。

これらの態様の他の実施形態は、その方法の動作を実行するように構成された対応のシステムを含む。

これらまたは他の実施形態はそれぞれ、以下の特徴のうち１以上を任意に含むことができる。例えば、前記テンプレートはマスタテンプレートであり、前記基板はレプリカテンプレートである。前記基板の前記第２アクティブ領域の前記所望の倍率補正は、前記インプリントレジストを前記テンプレートに接触させる前に決定される。前記追加背面圧力は、前記基板上に配置された前記インプリントレジストに前記テンプレートが接触している間に、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に加えられる。前記面外歪みは、凸状歪みまたは凹状歪みのいずれかである。前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力を加える工程は、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを増大させるように、前記テンプレートに正の追加背面圧力を加え、前記基板に負の追加背面圧力を加えることを含む。前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力を加える工程は、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを減少させるように、前記テンプレートに負の追加背面圧力を加え、前記基板に正の追加背面圧力を加えることを含む。前記基板の前記第２アクティブ領域上にパターン層を形成するように前記インプリントレジストを硬化させる工程を更に含む。

本明細書の記載される主題の革新的な態様は、１以上の寸法属性に関連付けられた第１アクティブ領域を含むテンプレートを保持するテンプレートチャックまたはホルダと；第２アクティブ領域を含む基板を保持する基板チャックまたはホルダと；前記テンプレート、前記基板、またはその両方の平面を検出する検出システムと；前記テンプレート、前記基板、またはその両方に背面圧力を加える圧力システムと；前記検出システムおよび前記圧力システムと通信する制御部であって、ｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方の検出された平面に基づいて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方の面外歪みを決定し、ｉｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みに基づいて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償するための背面圧力の大きさを決定し、ｉｉｉ）前記圧力システムが前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記背面圧力の大きさを加えて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償するように、前記圧力システムに第１信号を提供し、ｉｖ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償した後、前記基板の前記第２アクティブ領域の所望の倍率補正に基づいて、追加の背面圧力の大きさを決定し、ｖ）前記基板の前記第２アクティブ領域が前記所望の倍率補正を示すように前記圧力システムが前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力の大きさを加えるように、前記圧力システムに第２信号を提供する、制御部と、を含むシステムにおいて具現化されうる。

これらの態様の他の実施形態は、そのシステムによって実行される対応の方法を含む。

これらおよび他の実施形態はそれぞれ、以下の特徴のうつ１以上を任意に含むことができる。例えば、前記テンプレートはマスタテンプレートであり、前記基板はレプリカテンプレートである。前記基板上にインプリントレジストを吐出する流体吐出システムと、前記基板上に配置された前記インプリントレジストにテンプレートが接触し、前記テンプレートの前記第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャを前記インプリントレジストで充填するように、前記基板と前記テンプレートとに相対移動を提供する移動システムと、を更に含む。前記圧力システムは、前記テンプレートが前記インプリントレジストに接触している間に、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力を加える。前記インプリントレジストを硬化して前記基板の前記第２アクティブ領域上にパターン層を形成するようにエネルギを与えるエネルギ源を更に含む。前記面外歪みは、凸状歪みまたは凹状歪みのいずれかである。前記圧力システムは、前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを増大させるように、前記第２信号に基づいて、前記テンプレートに正の追加背面圧力を加え、前記基板に負の追加背面圧力を加える。前記圧力システムは、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを減少させるように、前記第２信号に基づいて、前記テンプレートに負の追加背面圧力を加え、前記基板に正の追加背面圧力を加える。

本明細書に記載される主題の特定の実施は、以下の利点のうち１以上を実現するように実施されうる。本開示の実施は、レプリカテンプレートの画像配置誤差およびレプリカテンプレートの倍率制御を、防止しないにしても、最小化することを提供する。

本明細書に記載される主題の１以上の実施形態の詳細は、以下の添付図面および説明で示されている。当該主題の他の潜在的な特徴、態様および利点は、説明、図面、および請求項から明らかになるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係るリソグラフィシステムの簡略側面図を示す。 図２は、パターン層が上に配置された、図１に示す基板の簡略側面図を示す。 図３は、チャックシステムを示す。 図４Ａは、面外歪みを受けるテンプレートを示す。 図４Ｂは、面外歪みを補償した後のテンプレートを示す。 図５Ａは、面外歪みを受けるテンプレートを示す。 図５Ｂは、面外歪みを補償した後のテンプレートを示す。 、 図６、図７は、倍率補正を施したテンプレートおよび基板を示す。 図８は、基板の倍率制御を提供する例示的な方法を示す。

この文献は、テンプレートの第１アクティブ領域の寸法属性を識別し；第１アクティブ領域の寸法属性の少なくとも一部分に基づいて、基板の第２アクティブ領域の所望の倍率補正を決定し；テンプレート、基板またはその両方の面外歪みを決定し；テンプレート、基板またはその両方の面外歪みを補償するように、テンプレート、基板またはその両方に背面圧力を加え；テンプレート、基板またはその両方の面外歪みを補償した後、ｉ）第１アクティブ領域のパターンフィーチャがインプリントレジストで充填されるように、基板上に配置されたインプリントレジストをテンプレートに接触させ、ｉｉ）テンプレート、基板またはその両方に追加の背面圧力を加え、追加の背面圧力は、第２アクティブ領域が所望の倍率補正を示すように選択される、方法およびシステムを記載する。

図１は、基板１０２上にレリーフパターンを形成するインプリントリソグラフィシステム１００を示す。基板１０２は、基板チャック１０４に結合されうる。ある例では、基板チャック１０４は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、電磁気チャックなどを含むことができる。典型的なチャックは、本明細書に引用により組み込まれる米国特許第６，８７３，０８７号に記載されている。基板１０２および基板チャック１０４は、ステージ１０６によって更に支持されうる。ステージ１０６は、ｘ、ｙおよびｚ軸についての運動を提供する。ステージ１０６、基板１０２、および基板チャック１０４は、ベース（不図示）上に位置決めされうる。

インプリントリソグラフィシステム１００は、基板１０２から離間したインプリントリソグラフィテンプレート１０８を更に含む。ある例では、テンプレート１０８は、テンプレート１０８から基板１０２に向かって拡張したメサ１１０（モールド１１０）を含む。ある例では、モールド１１０は、パターン面１１２を含む。テンプレート１０８および／またはモールド１１０は、限定されるものではないが、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマ、シロキサンポリマ、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマ、金属、硬化サファイアなどを含む材料から形成されうる。図示された例では、パターン面１１２は、離間したリセス部１２４（凹部）および／または突出部１２６（凸部）によって画定された複数のフィーチャを含む。しかしながら、ある例では、他の構成のフィーチャも可能である。パターン面１１２は、基板１０２に形成されるべきパターンの基礎を形成する任意のオリジナルパターンを画定しうる。

テンプレート１０８は、テンプレートチャック１２８に結合されうる。ある例では、テンプレートチャック１２８は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、電磁気チャックなどを含むことができる。典型的なチャックは、本明細書に引用により組み込まれる米国特許第６，８７３，０８７号に記載されている。さらに、テンプレートチャック１２８は、テンプレートチャック１２８および／またはインプリントヘッド１３０がテンプレート１１８の移動を容易にするように構成されうるように、インプリントヘッド１３０に結合されうる。

インプリントリソグラフィシステム１００は、流体吐出システム１３２を更に含みうる。流体吐出システム１３２は、基板１０２上に重合可能材料１３４を堆積させるために用いられうる。重合可能材料１３４は、液滴吐出（ドロップディスペンス）、スピンコーティング、浸漬コーティング（ディップコーティング）、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理的気相成長法（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積などの技術を用いて、基板１０２上に配置されうる。ある例では、重合可能材料１３４は、モールド１１０と基板１０２との間に所望の体積が画定される前および／または後に、基板１０２上に配置される。重合可能材料１３４は、本明細書に引用により組み込まれる米国特許第７，１５７，０３６号および米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号に記載されているようなモノポリマを含みうる。ある例では、重合可能材料１３４は、複数の液滴１３６として基板１０２上に配置される。

図１および図２を参照すると、インプリントリソグラフィシステム１００は、経路１４２に沿ってエネルギ１４０を導くように結合されたエネルギ源１３８を更に含みうる。ある例では、インプリントヘッド１３０およびステージ１０６は、テンプレート１０８および基板１０２を流路１４２で重ねて位置決めするように構成される。インプリントリソグラフィシステム１００は、ステージ１０６、インプリントヘッド１３０、流体吐出システム１３２、および／またはエネルギ源１３８に連通する処理部１４４（プロセッサ）によって統制され、記憶部１４６（メモリ）に記憶されたコンピュータ可読プログラム上で動作しうる。

ある例では、インプリントヘッド１３０、ステージ１０６、またはその両方は、モールド１１０と基板１０２との間の距離を、成型可能材料１３４によって充填されたそれらの間に所望の体積を確定するように変化させる。例えば、インプリントヘッド１３０は、モールド１１０が重合可能材料１３４に接触するようにテンプレート１０８に力を加えうる。所望の体積が重合可能材料１３４で充填された後、エネルギ源１３８は、基板１０２の面１４８とパターン面１１２との形状を一致させて重合可能材料１３４を固化および／または交差結合（クロスリンク）させ、基板１０２上にパターン層１５０を画定する、例えば広帯域紫外線などのエネルギ４０を発出する。ある例では、パターン層１５０は、残膜１５２と、突出部１５４（凸部）およびリセス部１５６（凹部）として示される複数のフィーチャとを含み、突出部１５４は厚さｔ_１を有し、残膜１５２は厚さｔ_２を有する。

上述したシステムおよびプロセスは、本明細書に引用により組み込まれる米国特許第６，９３２，９３４号、米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号、および米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号に参照されるインプリントリソグラフィプロセスおよびシステムにおいて更に実施されてもよい。

前述したように、テンプレート１０８およびモールド１１０は、基板１０２（例えば半導体ウェハ）上に堆積された重合可能材料１３４と直接接触する。このような直接の接触が行われるため、テンプレート１０８の寿命が制限されうることは一般的に認識されている。その結果、制限されたテンプレートの寿命を考慮するように既知の計画が採用されていた。例えば、マスタテンプレートは、マスタテンプレートに所望のパターンを形成するために、電子ビーム（ｅビーム）描画などの標準的な技術を用いて作製される。しかしながら、このマスタテンプレートは、例えば基板上にパターンを形成するために直接使用されるものではない。代わりに、図１および図２で前述したように、基板上にパターンを直接形成するために用いられる複数のレプリカテンプレートを作製するために、複製プロセスが典型的に使用される。複製プロセスは同様に、レプリカテンプレート基板（または「ブランク」）の表面上に堆積された重合可能材料にパターンを転写するために用いられるマスタテンプレートでのナノインプリントリソグラフィ、続いて固化、剥離、および例えばエッチングの追加プロセスの使用を含み、対応するレリーフ像をレプリカテンプレート基板に転写し、それによりレプリカテンプレートを形成する。この場合には、レプリカテンプレートは、マスタテンプレートのパターンの反転パターンになる。そのようなレプリカ自体は、更なるレプリカ（即ち、レプリカのレプリカ）を作製するために用いられ、その場合、その更なるレプリカテンプレートは、マスタテンプレートのパターンと同じパターンになる。

そのため、図１および図２について上述したように、レプリカテンプレートを利用する（例えば半導体デバイスのための）ウェハのパターニング中に、そのプロセスは、ウェハ上に既に存在するパターンに、ウェハ上に形成されるパターンを重ね合わせるためのインプリントリソグラフィシステム１００の能力に影響されうる。デバイスを正しく機能させるために、非常に正確なパターンの配置が要求される。したがって、ウェハ上の既存のパターンに存在する任意の倍率誤差を補償可能にすることは重要である。

本明細書では、マスタテンプレートのアクティブ領域に対するレプリカテンプレート基板のアクティブ領域の倍率（即ちサイズ）を制御し調整することによって、そのような前述の倍率誤差を補償するための方法およびシステムが提供される。これらの方法は、部分的には、インプリント中にマスタテンプレートおよび／またはレプリカテンプレート基板に正または負のいずれかの圧力を加えることができるテンプレート複製システムおよびプロセスに依存する。

図３は、チャックシステム３００を示す。チャックシステム３００は、１以上のテンプレート、例えばテンプレート１０８を保持し、または所望の位置を維持させる。チャックシステム３００は、テンプレートチャック（またはホルダ）３０２、基板チャック（またはホルダ）３０４、検出システム３０６、第１圧力システム３０８、第２圧力システム３１０、および制御部３６７（コントローラ）を含む。テンプレートホルダ３０２および基板ホルダ３０４は、両方とも、上述したテンプレートチャック１２８と同様である。更に、テンプレートホルダ３０２は、テンプレート３１１に結合され（即ち、テンプレート３１１を保持またはチャックする）、基板ホルダ３０４は、基板３１２に結合される（即ち、基板３１２を保持またはチャックする）。

テンプレート３１１は、第１アクティブ領域３４０を含む。第１アクティブ領域３４０は、図１のリセス部１２４および突出部１２６と同様のパターンフィーチャ３４１を含み、基板３１２に対応フィーチャを能動的に形成する領域を含みうる。第１アクティブ領域３４０は、ｘおよびｙ方向の寸法属性などの寸法属性を含みうる。基板３１２は、第１アクティブ領域３４０に対応する第２アクティブ領域３４２を含み、第１アクティブ領域３４０によって形成されたフィーチャを有する領域を含みうる。

ある例では、テンプレート３１１はマスタテンプレートであり、基板３１２はレプリカテンプレート基板（またはブランク）である。ある例では、テンプレート３１１、基板３１２またはその両方は、中空の（内部が取り除かれた）本体を含む。即ち、第１アクティブ領域３４０および第２アクティブ領域３４２にそれぞれ接近するテンプレート３１１、基板３１２またはその両方の厚さは、対応するアクティブ領域の外側におけるテンプレート３１１、基板３１２またはその両方のそれぞれの厚さより実質的に薄い。ある例では、テンプレート３１１、基板３１２またはその両方は、それぞれのテンプレート３１１、基板３１２またはその両方の本体にわたって実質的に均一な厚さを含む。

テンプレートチャック３０２および基板チャック３０４の各々は、チャネル３２０（流路）を含みうる。テンプレートチャック３０２のチャネル３２０は、第１圧力システム（または圧力源）３０８と１以上のそれぞれのチャンバ３２２ａ、３２２ｂ、３２２ｃ（総称してチャンバ３２２と呼ぶ）との間に延在し、基板チャック３０４のチャネル３２０は、第２圧力システム（または圧力源）３１０と１以上のそれぞれのチャンバ３２４ａ、３２４ｂ、３２４ｃ（総称してチャンバ３２４と呼ぶ）との間に延在する。チャンバ３２２は、テンプレートチャック３０２とテンプレート３１１との間に画定され、チャンバ３２４は、基板チャック３０４と基板３１２との間に画定される。チャンバ３２２、３２４は、それぞれの圧力システムによって圧力（正および／または負）が加えられうるキャビティを提供することができる。例えば、チャネル３２０は、適切な圧力システム３１０または３１２を介してチャンバ３２２、３２４に圧力を提供することができる。ある例では、圧力の大きさおよび／または方向性は、所望の用途に応じてチャンバ３２２、３２４の任意の部分ごとに変更しうる。ある例では、チャネル３２０およびチャンバ３２２、３２４の数は、所望の用途に応じて変更しうる。

図示の例では、チャンバ３２２ｂ、３２２ｃは、関連したチャネル３２０を介して第１圧力システム３０８により適切な圧力（負圧または真空）を加えることで、テンプレート３１１の保持を可能にするキャビティを提供しうる。同様に、チャンバ３２４ｂ、３２４ｃは、関連するチャネル３２０を介して第２圧力システム３１０により適切な圧力（負圧または真空）を加えることで、基板３１２の保持を可能にするキャビティを提供しうる。

さらに、図示の例では、チャンバ３２２ａは、以下でさらに説明するように、関連するチャネル３２０を介して第１圧力システム３０８により適切な圧力を加えることで、テンプレートの歪み（例えば面外）、倍率、またはその両方の調整を容易にするキャビティを提供する。同様に、チャンバ３２４ａは、以下でさらに説明するように、関連するチャネル３２０を介して第２圧力システム３１０により適切な圧力を加えることで、基板３１２の歪み（例えば面外）、倍率、またはその両方の調整を容易にするキャビティを提供する。

検出システム３０６は、テンプレート３１１、基板３１２、またはその両方の平面を測定するためにナノメートルの分解能を有する１以上の走査プローブを含みうる。走査プローブは、オンツールのレーザシステムおよびエアゲージ、またはナノメートルスケールの分解能を有するオフライン干渉計を含みうる。

制御部３６７は、演算処理装置（例えばプロセッサ）を含み、検出システム３０６、第１圧力システム３０８および第２圧力システム３１０と通信することができる。一般に、制御部３６７は、適切な圧力システムが１以上のチャンバ３２２ａおよび３２４ａに適切な圧力を加えるように、データ入力を受け取り、適切な信号を第１圧力システム３０８、第２圧力システム３１０、またはその両方に提供する。

図４Ａ、図５Ａは、面外歪みを受けるテンプレート４００を示す。テンプレート４００は、図３のテンプレート３１１または基板３１２と同様でありうる。そのため、検出システム３０６は、テンプレート４００の面外歪みを決定することができる。テンプレート４００の面外歪みの決定は、テンプレート４００が圧力源（例えば第１圧力システム３１０または第２圧力システム３１２）から圧力を受けないときのテンプレート４００の自然形状を計測することを含みうる。ある例では、テンプレート４００の初期形状は、凹形状または凸形状を含みうる。ある例では、テンプレート４００がテンプレート３１２である場合、検出システム３０６は、例えば図１および図２に関して上述したように、テンプレート４００に、またはテンプレート４００上に配置された材料にパターンを形成する前に、テンプレート４００の面外歪みを決定する。

図４Ａの図示の例では、検出システム３０６は、テンプレート４００の面外歪みが、関連するテンプレートチャックの視点からの凸状歪みを含むと決定することができる。図５Ａの図示の例では、検出システム３０６は、テンプレート５００の面外歪みが、関連するテンプレートチャックの視点からの凹状歪みを含むと決定することができる。

図４Ｂ、図５Ｂはそれぞれ、図４Ａ、図５Ａに示される面外歪みを補償した後のテンプレート４００を示す。具体的には、図４Ｂに関しては、背面圧力、例えば真空（または負）圧力が、凸状の面外歪みを補償するためにテンプレート４００に加えられる。さらに、図５Ｂに関しては、背面圧力、例えば正圧が、凹状の面外歪みを補償するためにテンプレート４００に加えられる。

制御部３６７は、検出されたテンプレート４００の平面、具体的にはテンプレート４００の面外歪みに基づいて、テンプレート４００に加えられる背面圧力の大きさを決定しうる。ある例では、制御部３６７は、決定されたテンプレート４００の面外歪みの大きさおよび程度に基づいて、背面圧力の大きさを決定する。ある例では、制御部３６７は、テンプレート４００の所望の平面（または形状プロファイル）、例えば実質的に平坦な平面が得られるように、背面圧力の大きさを決定する。そして、制御部３６７は、決定された大きさの背面圧力を適切な圧力システムが加えるように、適切な圧力システムに信号を提供する。

ある例では、テンプレート４００がテンプレート３１１である場合、第１圧力システム３０８は、制御部３６７からの信号に応じて、テンプレート３１１の面外歪みを補償するように、チャネル３２０およびチャンバ３２２ａを介してテンプレート３１１に背面圧力を加える。図４Ｂの図示の例では、第１圧力システム３０８は、チャンバ３２２ａに近接するテンプレートの部分が所望の構成または平面になるように、具体的には、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０が真空圧力源に向かって引っ張られるように、チャンバ３２２ａに真空（または負）圧力を加える。即ち、第１圧力システム３０８は、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０の所望の形状プロファイルを得るように、チャンバ３２２ａに真空圧力を加える。同様に、テンプレート４００が基板３１２である場合、テンプレート３１１に関して説明したのと同様に、第２圧力システム３１０は、基板３１２の面外歪みを補償するように、チャネル３２０およびチャンバ３２４ａを介して基板３１２に背面圧力を加え、それは基板３１２の第２アクティブ領域３４２の所望の形状プロファイルを得ることを含む。

図５Ｂの図示の例では、第１圧力システム３０８は、チャンバ３２２ａに近接するテンプレート３１１の部分が所望の構成または平面になるように、具体的には、チャンバ３２２ａに近接するテンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０が正圧源から押し離されるように、制御部３６７からの信号に応じてチャンバ３２２ａに正圧を加える。即ち、第１圧力システム３０８は、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０の所望の形状プロファイルを得るようにチャンバ３２２ａに正圧を加える。同様に、テンプレート４００が基板である場合、テンプレート３１１に関して説明したのと同様に、第２圧力システム３１０は、基板３１２の面外歪みを補償するように、チャネル３２０およびチャンバ３２４ａを介して基板３１２に背面圧力を加え、それは基板３１２の第２アクティブ領域３４２の所望の形状プロファイルを得ることを含む。

ある例では、第２圧力システム３１０が、基板３１２の面外歪みを補償するようにチャネル３２０およびチャンバ３２４ｂを介して基板３１２に背面圧力を加えるのと同時に、第１圧力システム３０８は、テンプレート３１１の面外歪みを補償するようにチャネル３２０およびチャンバ３２２ａを介してテンプレート３１１に背面圧力を加える。

そのため、テンプレート３１１および基板３１２の面外歪み（即ち、初期形状）は補償され、それによりテンプレート３１１および基板３１２の両方の接触面が画定される。その結果、後述する基板３１２の倍率誤差／補正の決定、およびその補償が容易になる。具体的には、基板３１２の倍率誤差／補正の決定の前にテンプレート３１１および基板３１２の面外歪みが補償されない場合、基板３１２は、テンプレート３１１に対する予測不可能な倍率誤差および／または画像配置誤差を含みうる。換言すると、ある例では、後述する基板３１２の倍率補正の決定および補正の前に、テンプレート３１１および／または基板３１２の面外歪みが決定され、補正される。

基板３１２の倍率補正は、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０の少なくとも寸法属性に基づくことができる。ある例では、パターニングテンプレートとしての基板３１２を有するウェハ（基板）のパターニングの後、パターニングウェハ、特にパターニングウェハのアクティブ領域は、（例えば、ｘおよびｙ方向に沿った）寸法属性と関連付けることができる。そのため、これらパターンウェハの寸法属性とテンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０の寸法属性との比較に基づいて、基板３１２の第２アクティブ領域３４２の倍率補正が決定されうる。例えば、パターンウェハの寸法属性は、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０に対して大きくても小さくてもよい。

ある例では、基板３１２の第２アクティブ領域３４２の倍率補正が決定され、制御部３６７への入力信号として提供される。制御部３６７は、基板３１２の第２アクティブ領域３４２の倍率補正に基づいて、基板３１２の第２アクティブ領域３４２が所望の倍率補正を示すように、以下に説明する追加の背面圧力の倍率を決定することができる。

図６および図７は、倍率誤差を受けるテンプレート６０２および基板６０４を示す。テンプレート６０２は、図３のテンプレート３１１、または図４Ｂ、図５Ｂのテンプレート４００と同様にすることができ、第１アクティブ領域３４０と同様の第１アクティブ領域６４０を含むことができる。基板６０４は、図３の基板３１２、または図４Ｂ、図５Ｂのテンプレート４００と同様にすることができ、第２アクティブ領域３４２と同様の第２アクティブ領域６４２を含むことができる。ある例では、テンプレート６０２は、マスタテンプレートであり、基板６０４は、レプリカテンプレート基板（またはブランク）である。そのため、テンプレート６０２および／または基板６０４の面外歪みを補償した後、図４Ａ、図４Ｂ、図５Ａおよび図５Ｂのテンプレート４００に関してそれぞれ上述したように、倍率補正または調整が基板６０４に適用されうる。

ある実施では、テンプレート６０２および／または基板６０４の面外歪みを補償した後、インプリントレジスト６１０が基板６０４上に配置され、テンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０におけるパターンフィーチャがインプリントレジスト６１０で充填されるようにテンプレート６０２と接触される。例えば、インプリントレジスト６１０（例えば、重合可能材料１３４）は、流体吐出システム（例えば、流体吐出システム１３２）によって基板６０４上に配置されうる。さらに、インプリントヘッド（例えば、インプリントヘッド１３０）は、テンプレート６２０のパターンフィーチャ（例えば、リセス部１２４）がインプリントレジスト６１０で充填されるように、基板６０４に対するテンプレート６０２の平行移動を提供する。また、インプリントヘッドは、テンプレート６０２および基板６０４の各々の面外歪みを補償した後、基板６０４に対するテンプレート６０２の平行移動を提供する。

ある実施形態では、第１追加背面圧力がテンプレート６０２に加えられ、および／または第２追加背面圧力が基板６０４に加えられ、基板６０４の第２アクティブ領域６４２が所望の倍率補正を示すように倍率誤差を補償する。例えば、制御部３６７は、基板６０４の第２アクティブ領域６４２の所望の倍率補正に基づいて、第１追加背面圧力の大きさ、および／または第２追加背面圧力の大きさを決定する。制御部３６７は、それに基づいて信号を生成し、第１圧力システム３０８および／または第２圧力システム３１０にその信号を提供する。第１圧力システム３０８は、その信号に基づいて、適切なチャネル３２０およびチャンバ３２２ａを介してテンプレート６０２に第１追加背面圧力を加え、第２圧力システム３１０は、適切なチャネル３２０およびチャンバ３２４ｂを介して基板６０４に第２追加背面圧力を加え、基板６０４の倍率誤差を補償する。ある例では、第１追加背面圧力は、第２追加圧力と反対である。即ち、第１追加背面圧力の方向は、第２追加背面圧力の方向と反対である。例えば、第１追加背面圧力は真空（負）圧を含み、第２追加背面圧力は正圧を含むことができる。さらに、例えば、第１追加背面圧力は正圧を含み、第２追加背面圧力は真空（負）圧を含むことができる。

図６の図示の例では、第１圧力システム３０８は、制御部３６７により提供された信号に基づいて、チャンバ３２２ａに近接するテンプレート６０２の部分（例えば、第１アクティブ領域６４０）が基板６０４から引き離されるようにチャンバ３２２ａに真空（負）圧を加え、第２圧力システム３１０は、制御部３６７により提供された信号に基づいて、チャンバ３２４ａに近接する基板６０４の部分（例えば、第２アクティブ領域６４２）がテンプレート６０２に向かって押されるようにチャンバ３２４ａに正圧を加える。この例では、テンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０に凹状の湾曲が生じ、基板６０４の対応する第２アクティブ領域６４２に相補的な凸状の湾曲が生じる。

そのため、倍率誤差を補償するようにチャンバ３２２ａに真空（負）圧を加え、チャンバ３２４ａに正圧を加えることにより、基板６０４の第２アクティブ領域６４２のサイズが増大する。即ち、（例えば、ｘ－ｙ軸、または基板６０４の表面の曲率に沿って）基板６０４の第２アクティブ領域６４２が増大（例えば、伸張）し、（例えば、ｘ－ｙ軸、またはテンプレート６０２の表面の曲率に沿って）テンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０が減少（例えば、収縮）する。基板６０４の第２アクティブ領域６４２の増大、およびテンプレート６０４の第１アクティブ領域６４０の減少は、チャンバ３２２ａの真空圧およびチャンバ３２４ａの正圧に起因するアクティブ領域６４０、６４２の曲がり（湾曲）の結果である。

テンプレート６０２と基板６０４とが分離すると、テンプレート６０２および基板６０４の湾曲が除去される（圧力源３０８および３１０によって加えられる圧力の停止）。基板６０２は、その通常の非加圧状態に緩和し、形成されたパターンを含む第２アクティブ領域６４２は、以前の「伸長」状態に対し、および減少した倍率を表すテンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０に対してわずかに小さくなる。

図７の図示の例では、第１圧力システム３０８は、制御部３６７により提供された信号に基づいて、チャンバ３２２ａに近接するテンプレート６０２の部分（例えば、第１アクティブ領域６４０）が基板６０４に向かって押されるようにチャンバ３２２ａに正圧を加え、第２圧力システム３１０は、制御部３６７により提供された信号に基づいて、チャンバ３２４ａに近接する基板６０４の部分（例えば、第２アクティブ領域６４２）がテンプレート６０２から引き離されるようにチャンバ３２４ａに真空（負）圧を加える。この例では、テンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０に凸状の湾曲が生じ、基板６０４の対応する第２アクティブ領域６４２に相補的な凹状の湾曲が生じる。

そのため、倍率誤差を補償するようにチャンバ３２２ａに正圧を加え、チャンバ３２４ａに真空圧を加えることにより、基板６０４の第２アクティブ領域６４２のサイズが減少する。即ち、（例えば、ｘ－ｙ軸、または基板６０４の表面の曲率に沿って）基板６０４の第２アクティブ領域６４２が減少（例えば、縮小、収縮）し、（例えば、ｘ－ｙ軸、またはテンプレート６０２の表面の曲率に沿って）テンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０が増大（例えば、伸張）する。基板６０４の第２アクティブ領域６４２の減少、およびテンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０の増大は、チャンバ３２２ａの正圧およびチャンバ３２４ａの負圧に起因するアクティブ領域６４０、６４２の曲がり（湾曲）の結果である。

テンプレート６０２と基板６０４とが分離すると、テンプレート６０２および基板６０４の湾曲が除去される（圧力源３０８および３１０によって加えられる圧力の停止）。基板６０２は、その通常の非加圧状態に緩和し、形成されたパターンを含む第２アクティブ領域６４２は、以前の「収縮」状態に対し、および増大した倍率を表すテンプレート６０２の第１アクティブ領域６４０に対してわずかに大きくなる。

ある例では、チャンバ３２２ａの圧力とチャンバ３２４ａの圧力とは比例する。例えば、図６の図示の例では、チャンバ３２２ａの真空圧の大きさとチャンバ３２４ａの正圧の大きさとは実質的に同じであり、図７の図示の例では、チャンバ３２２ａの正圧の大きさとチャンバ３２４ａの真空圧の大きさとは実質的に同じである。

ある例では、インプリントレジスト６１０がテンプレートに接触している間、第１圧力システム３０８はテンプレート６０２に第１追加背面圧力を加え、および／または第２圧力システム３１０は基板６０４に第２追加背面圧力を加える。インプリントレジスト６１０がテンプレート６０２に接触している間に第１追加背面圧力および／または第２追加背面圧力を加えることは、面外歪みおよび倍率誤差の補償を容易にするように加えられる第１追加背面圧力および第２追加背面圧力において、改善された精度を提供することができる。

使用事例では、マスタテンプレート（例えば、テンプレート３１１）およびレプリカブランク（例えば、基板３１２）の両方が、従来の６インチ×６インチ×０．２５インチのブランク溶融シリカプレートとして開始する。次いで、中央の６４ｍｍ領域が芯出しされて、１．１ｍｍの厚さに設定される。最大パターン領域（即ち、アクティブ領域）は、半導体産業標準である、ｙ方向およびｘ方向にそれぞれ２６ｍｍ×３３ｍｍである。マスタテンプレート上のレリーフパターンは、レプリカテンプレートの芯出し領域を中心とする２６ｍｍ×３３ｍｍのメサに転写される。

例えば、これらの条件下では、１ｋＰａの負圧がマスタテンプレートに加えられた場合、有限要素解析を用いて計算されたレプリカテンプレートのアクティブ領域（例えば、第２アクティブ領域３４２）に対する結果としての倍率変化は、ｘ方向で－３．３４ｐｐｍ、ｙ方向で－３．４８ｐｐｍになるであろう。同様に、１ｋＰａの正圧がマスタテンプレートに加えられた場合、有限要素解析を用いて再び計算されたレプリカテンプレートのアクティブ領域（例えば、第２アクティブ領域）に対する結果としての倍率変化は、ｘ方向で３．３４ｐｐｍ、ｙ方向で３．４８ｐｐｍになるであろう。＋／－１ｋＰａに加える圧力の任意の組み合わせは、レプリカについて同じ倍率変化をもたらすことが理解されよう。より大きな又はより小さな倍率が必要な場合には、それに応じて全体の背面圧力が変更されうる。また、それぞれの保持チャックによってテンプレートおよびレプリカを定位置に保持するために用いられる真空力に影響を与え始める点に圧力が増加されない限り、圧力の範囲が加えられ提供されうることが理解されよう。

さらに、テンプレートおよびレプリカのアクティブ領域の厚さは、０．１００ｍｍほど小さく、および６．３５ｍｍほど大きくしてもよい。加えて、マスタおよびレプリカの厚さと芯出しの寸法とは、同じでも異なっていてもよい。溶融シリカのテンプレートおよびレプリカに加えて、他のテンプレート材料が検討される。熱ナノインプリントリソグラフィは、一例として、ナノインプリントレジストを硬化するための熱プロセスを使用する。熱ナノインプリントリソグラフィに用いられる典型的な熱材料はシリコンである。追加の可能なテンプレート材料は、ポリマおよびプラスチックを含む。ポリマおよびプラスチックの場合、シリコンまたは溶融シリカのいずれかよりヤング率が非常に小さいため、それらの膜厚は、１．１ｍｍよりかなり大きく、例えば５～６ｍｍ以上に近づける又はそれ以上にすることができ、所望のアクティブ領域のアライメント領域の調整を達成するために加えられた背面圧力から生じた湾曲を十分に達成する。さらに、マスタテンプレートおよびレプリカは、６インチ×６インチのプレート構成に限定されない。一例として、シリコン基板はたいてい円形であり、５０ｍｍから４５０ｍｍまでの範囲の直径を有する。テンプレートは、厚さの変化と同様に、ｘおよびｙ方向の寸法の変化を有するプレート形状であってもよい。

図８は、基板の倍率制御を提供する例示的な方法を示す。プロセス８００は、論理フローグラフに配置された参照動作の集合として示されている。記載された動作の順序は、限定として解釈されることを意図するものではなく、記載された動作の任意の数は、他の順序で、および／またはプロセスの実施と並行して組み合わされてもよい。

テンプレートの第１アクティブ領域の寸法属性が識別される（８０２）。例えば、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０は、ｘおよびｙ方向に沿った寸法属性に関連付けられる。基板の第２アクティブ領域の所望の倍率補正が、テンプレートの第１アクティブ領域の寸法属性の少なくとも一部に基づいて決定される（８０４）。例えば、検出システム３０６は、テンプレート３１１の第１アクティブ領域３４０の寸法属性に基づいて、基板３１２の第２アクティブ領域３４２の所望の倍率補正を決定する。テンプレートおよび／または基板の面外歪みが決定される（８０６）。例えば、検出システム３０６は、テンプレート３１１および／または基板３１２の面外歪みを決定する。テンプレートおよび／または基板の面外歪みを補償するようにテンプレートおよび／または基板に背面圧力が加えられる（８０８）。例えば、第１圧力システム３０８は、テンプレート３１１の面外歪みを補償するようにチャネル３２０およびチャンバ３２２ａを介してテンプレート３１１に背面圧力を加え、および／または第２圧力システム３１０は、基板３１２の面外歪みを補償するようにチャネル３２０およびチャンバ３２４ａを介して基板３１２に背面圧力を加える。

テンプレートおよび／または基板の面外歪みを補償した後、テンプレートの第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャがインプリントレジストによって充填されるように、基板上に配置されたインプリントレジストがテンプレートに接触される（８１０）。例えば、テンプレート６０２は、基板６０４上に配置されたインプリントレジスト６１０に接触する。加えて、テンプレートおよび／または基板の面外歪みを補償した後、テンプレートおよび／または基板に追加の背面圧力が加えられ、追加の背面圧力は、基板の第２アクティブ領域が所望の倍率補正を示すように選択される（８１２）。例えば、倍率誤差を補償するように、第１圧力システム３０８は、適切なチャネル３２０およびチャンバ３２２ａを介してテンプレート６０２に第１追加背面圧力を加え、および／または第２圧力システム３１０は、適切なチャネル３２０およびチャンバ３２４ａを介して基板６０４に第２追加背面圧力を加える。

Claims (19)

1. インプリントリソグラフィ方法であって、
   テンプレートの第１アクティブ領域の１以上の寸法属性を識別する工程と、
   前記テンプレートの前記第１アクティブ領域の識別された前記寸法属性の少なくとも一部に基づいて、基板の第２アクティブ領域の所望の倍率補正を決定する工程と、
   前記テンプレート、前記基板、またその両方の面外歪みを測定する工程と、
   前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定する工程で測定された前記面外歪みを補償するように、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に背面圧力を加える工程と、
   前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定する工程で測定された前記面外歪みを補償した後、
   ｉ）前記基板上に配置されたインプリントレジストを、前記テンプレートの前記第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャが前記インプリントレジストによって充填されるように、前記テンプレートに接触させ、
   ｉｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方に追加背面圧力を加え、加えられる前記追加背面圧力は、前記基板の前記第２アクティブ領域が前記所望の倍率補正を示すように選択される、工程と、
   を含むことを特徴とするインプリントリソグラフィ方法。
2. 前記テンプレートはマスタテンプレートであり、前記基板はレプリカテンプレートである、ことを特徴とする請求項１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
3. 前記基板の前記第２アクティブ領域の前記所望の倍率補正は、前記インプリントレジストを前記テンプレートに接触させる前に決定される、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリントリソグラフィ方法。
4. 前記追加背面圧力は、前記基板上に配置された前記インプリントレジストに前記テンプレートが接触している間に、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に加えられる、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ方法。
5. 前記面外歪みは、凸状歪みまたは凹状歪みのいずれかである、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ方法。
6. 前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力を加える工程は、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを増大させるように、前記テンプレートに負の追加背面圧力を加え、前記基板に正の追加背面圧力を加えることを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ方法。
7. 前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加背面圧力を加える工程は、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを減少させるように、前記テンプレートに正の追加背面圧力を加え、前記基板に負の追加背面圧力を加えることを含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ方法。
8. 前記基板の前記第２アクティブ領域上にパターン層を形成するように前記インプリントレジストを硬化させる工程を更に含む、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ方法。
9. インプリントリソグラフィシステムであって、
   １以上の寸法属性に関連付けられた第１アクティブ領域を含むテンプレートを保持するテンプレートチャックまたはホルダと、
   第２アクティブ領域を含む基板を保持する基板チャックまたはホルダと、
   前記テンプレート、前記基板、またはその両方の平面を検出する検出システムと、
   前記テンプレート、前記基板、またはその両方に背面圧力を加える圧力システムと、
   前記検出システムおよび前記圧力システムと通信する制御部であって、
   ｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方の検出された平面に基づいて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方の面外歪みを測定し、
   ｉｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定された前記面外歪みに基づいて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償するための背面圧力の大きさを決定し、
   ｉｉｉ）前記圧力システムが前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記背面圧力の大きさを加えて、前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定された前記面外歪みを補償するように、前記圧力システムに第１信号を提供し、
   ｉｖ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方の前記面外歪みを補償した後、前記基板の前記第２アクティブ領域の所望の倍率補正に基づいて、追加の背面圧力の大きさを決定し、
   ｖ）前記基板の前記第２アクティブ領域が前記所望の倍率補正を示すように前記圧力システムが前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加の背面圧力の大きさを加えるように、前記圧力システムに第２信号を提供する、制御部と、
   を含むことを特徴とするインプリントリソグラフィシステム。
10. 前記テンプレートはマスタテンプレートであり、前記基板はレプリカテンプレートである、ことを特徴とする請求項９に記載のインプリントリソグラフィシステム。
11. 前記基板上にインプリントレジストを吐出する流体吐出システムと、
    前記基板上に配置された前記インプリントレジストにテンプレートが接触し、前記テンプレートの前記第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャを前記インプリントレジストで充填するように、前記基板と前記テンプレートとに相対移動を提供する移動システムと、
    を更に含むことを特徴とする請求項９又は１０に記載のインプリントリソグラフィシステム。
12. 前記圧力システムは、前記テンプレートが前記インプリントレジストに接触している間に、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に前記追加の背面圧力を加える、ことを特徴とする請求項１１に記載のインプリントリソグラフィシステム。
13. 前記インプリントレジストを硬化して前記基板の前記第２アクティブ領域上にパターン層を形成するようにエネルギを与えるエネルギ源を更に含む、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載のインプリントリソグラフィシステム。
14. 前記面外歪みは、凸状歪みまたは凹状歪みのいずれかである、ことを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィシステム。
15. 前記圧力システムは、前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを増大させるように、前記第２信号に基づいて、前記テンプレートに負の追加背面圧力を加え、前記基板に正の追加背面圧力を加える、ことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィシステム。
16. 前記圧力システムは、前記所望の倍率補正に基づいて前記基板の前記第２アクティブ領域のサイズを減少させるように、前記第２信号に基づいて、前記テンプレートに正の追加背面圧力を加え、前記基板に負の追加背面圧力を加える、ことを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィシステム。
17. 物品を製造する方法であって
    テンプレートの第１アクティブ領域の１以上の寸法属性を識別する工程と、
    前記テンプレートの前記第１アクティブ領域の識別された前記寸法属性の少なくとも一部に基づいて、基板の第２アクティブ領域の所望の倍率補正を決定する工程と、
    前記テンプレート、前記基板、またその両方の面外歪みを測定する工程と、
    前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定する工程で測定された前記面外歪みを補償するように、前記テンプレート、前記基板、またはその両方に背面圧力を加える工程と、
    前記テンプレート、前記基板、またはその両方における、前記測定する工程で測定された前記面外歪みを補償した後、
    ｉ）前記基板上にインプリントレジストを配置し、
    ｉｉ）前記テンプレートの前記第１アクティブ領域におけるパターンフィーチャが前記インプリントレジストによって充填されるように、前記インプリントレジストを前記テンプレートに接触させ、
    ｉｉｉ）前記テンプレート、前記基板、またはその両方に追加背面圧力を加え、加えられる前記追加背面圧力は、前記基板の前記第２アクティブ領域が前記所望の倍率補正を示すように選択される、工程と、
    前記インプリントレジストを重合させてポリマ層を生成する工程と、
    前記ポリマ層から前記テンプレートを剥離する工程と、
    前記物品を得るように前記ポリマ層のパターンを前記基板に転写する工程と、
    を含むことを特徴とする方法。
18. 前記物品はレプリカテンプレートである、ことを特徴とする請求項１７に記載の方法。
19. 追加の基板上に追加のインプリントレジストを配置する工程と、
    前記追加のインプリントレジストを前記レプリカテンプレートに接触させる工程と、
    前記追加のインプリントレジストを重合させて追加のポリマ層を生成する工程と、
    前記レプリカテンプレートから前記追加の基板を剥離してパターン基板を生成する工程と、
    を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の方法。

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