(57)【要約】      （修正有）【課題】成形可能材料がテンプレートのエッジの角部に到達するのとほぼ同時に、成形可能材料がテンプレートの縁の中間部に到達するテンプレート、システム、および／または方法を提供する。【解決手段】パターン領域を取り囲む第２領域における成形可能材料の充填速度を変化させる領域内に、少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有するテンプレートを用いる、インプリント装置、物品を製造する方法。変化する充填速度は、領域の外縁の中央部における第１充填速度から領域の外縁の角部における第２充填速度まで変化する。第２充填速度は第１充填速度よりも大きい。【選択図】図６Ｃ
2020127008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の成形可能材料をインプリントするためのテンプレートであって、
パターンフィーチャを有する第１領域と、
前記第１領域を取り囲む第２領域と、を有し、
前記第２領域は、前記テンプレートが前記基板上の前記成形可能材料と接触している間に前記第２領域を通る前記成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有し、
前記変化する充填速度は、前記第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から前記第２領域の前記外縁の角部における第２充填速度まで変化し、
前記第２充填速度は前記第１充填速度よりも大きい
ことを特徴とするテンプレート。
【請求項２】
前記質量速度変動フィーチャは、第１エッチング深さと、前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記第２領域の前記外縁の前記角部まで比例的に変化する幅とを有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項３】
前記幅は、前記第２領域の前記外縁の前記角部に対して、前記第２領域の前記外縁部の前記中央部でより広いことを特徴とする請求項２に記載のテンプレート。
【請求項４】
前記第１領域は矩形であり、前記第２領域は少なくとも４つの質量速度変動フィーチャを有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項５】
前記第２領域は複数の外縁を有し、前記複数の外縁の各々に複数の質量速度変動フィーチャが関連付けられていることを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項６】
前記複数の質量速度変動フィーチャの各々は、前記複数の質量速度変動フィーチャの各々の長さ方向に沿って変化する幅を有することを特徴とする請求項５に記載のテンプレート。
【請求項７】
前記質量速度変動フィーチャは、該質量速度変動フィーチャの全体にわたって変化する深さを有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項８】
少なくとも１つのアライメントフィーチャを更に含み、前記質量速度変動フィーチャは、前記第１充填速度と前記第２充填速度との間にある、前記少なくとも１つのアライメントフィーチャの領域における第３充填速度を有することを特徴とする請求項１に記載のテンプレート。
【請求項９】
テンプレートを保持するテンプレートチャックと、
基板を保持する基板チャックと、
成形可能材料の複数の液滴を液滴パターンに従い前記基板の上にディスペンスするディスペンサと、
前記テンプレートのパターン面を前記基板のインプリント領域における前記成形可能材料と接触させる位置決めシステムと、を有し、
前記テンプレートは、
パターンフィーチャを有する第１領域と、
前記第１領域を取り囲む第２領域と、を有し、
前記第２領域は、前記テンプレートが前記基板上の前記成形可能材料と接触している間に前記第２領域を通る前記成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有し、
前記変化する充填速度は、前記第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から前記第２領域の前記外縁の角部における第２充填速度まで変化し、
前記第２充填速度は前記第１充填速度よりも大きい
ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１０】
前記テンプレートの非エッチング部分は、前記基板から距離ｈunetchedに維持されることを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記外縁に沿う距離をｙ、
テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合における、前記テンプレートと、前記基板の上方で高さhmeasuredに維持された前記テストテンプレートの非エッチング部分との間の成形可能材料の流体表面の測定速度をvmeasured、
成形可能材料の流体表面が前記領域の前記外縁の前記中央部に到達するのに要する時間と、前記テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合に前記流体表面が前記領域の前記外縁の前記角部に到達するのに要する時間との間の測定された差をTd、
前記流体表面が前記領域の前記外縁の前記中央部に到達するのにかかる前記時間に対する距離ｙの位置に到達するのにかかる追加的な時間の推定値をtd(y)、
前記質量速度変動フィーチャと前記基板との間のギャップの高さをhetched、とするとき、
前記質量速度変動フィーチャは、
2020127008.tif 000014
に従う、前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記第２領域の前記外縁の前記角部まで変化する幅wslowを有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
td(y)は、前記領域の前記外縁の中央部でゼロと交差する線形関数であることを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
td(y)は、前記テンプレートにおける１つ以上のアライメントフィーチャに関連する前記追加的な時間の１つ以上の増加を除いて、前記領域の前記外縁の中央部でゼロと交差する線形関数であることを特徴とする請求項１１に記載のインプリント装置。
【請求項１４】
前記質量速度変動フィーチャは、２より大きいＮ個の部分領域に分割され、
前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記外縁に沿う距離をｙ、
テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合における、前記テンプレートと、前記基板の上方で高さhmeasuredに維持された前記テストテンプレートの非エッチング部分との間の成形可能材料の流体表面の測定速度をvmeasured、
成形可能材料の流体表面が前記領域の前記外縁の前記中央部に到達するのに要する時間と、前記テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合に前記流体表面が前記領域の前記外縁の前記角部に到達するのに要する時間との間の測定された差をTd、
前記流体表面が前記領域の前記外縁の前記中央部に到達するのにかかる前記時間に対する距離ｙの位置に到達するのにかかる追加的な時間の推定値をtd(y)、
前記質量速度変動フィーチャの部分領域iと前記基板との間のギャップの高さをhetched,i、とするとき、
各部分領域ｉは、
2020127008.tif 000015
に従う、前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記第２領域の前記外縁の前記角部まで変化する幅wslow,iを有する、
ことを特徴とする請求項１０に記載のインプリント装置。
【請求項１５】
前記領域は、複数の質量速度変動フィーチャを有し、前記複数の質量速度変動フィーチャ、前記第２領域の前記外縁の前記中央部から前記第２領域の前記外縁の前記角部まで変化する幅wslow,mを有し、前記幅wslow,mは、前記基板上の前記液滴パターンに応じて変化する、ことを特徴とする請求項９に記載のインプリント装置。
【請求項１６】
物品を製造する方法であって、
テンプレートチャックにテンプレートを保持させる工程と、
基板チャックに基板を保持させる工程と、
成形可能材料の複数の液滴を液滴パターンに従い前記基板の上にディスペンスする工程と、
前記テンプレートのパターン面を前記基板のインプリント領域における前記成形可能材料と接触させて、前記成形可能材料にパターンを形成する工程と、
前記パターンが形成された前記基板を処理する工程と、を有し、
前記テンプレートは、
パターンフィーチャを有する第１領域と、
前記第１領域を取り囲む第２領域と、を有し、
前記第２領域は、前記テンプレートが前記基板上の前記成形可能材料と接触している間に前記第２領域を通る前記成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有し、
前記変化する充填速度は、前記第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から前記第２領域の前記外縁の角部における第２充填速度まで変化し、
前記第２充填速度は前記第１充填速度よりも大きい
ことを特徴とする方法。
【請求項１７】
前記テンプレートの非エッチング部分は、前記基板から距離hunetchedに維持されることを特徴とする請求項１６に記載の物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]本開示は、質量速度変動フィーチャを有するテンプレートと、質量速度変動フィーチャを有するテンプレートを用いて基板上の膜を成形するシステムおよび方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]ナノファブリケーションは、100ナノメートル以下のオーダーのフィーチャを有する非常に小さい構造物の製造を含む。ナノファブリケーションがかなりの影響を及ぼした１つの用途は、集積回路の製造である。半導体処理産業は、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を追求し続けている。ナノファブリケーションの改善には、形成される構造の最小フィーチャ寸法のさらなる縮小をも可能にしながら、より大きなプロセス制御を提供すること、および／またはスループットを改善することが含まれる。
【０００３】
[0003]今日使用されているナノファブリケーション技術の１つには、一般にナノインプリントリソグラフィと呼ばれているものがある。ナノインプリントリソグラフィは例えば、基板上の膜を成形することによって集積デバイスの１つまたは複数の層を製造することを含み、様々な用途で有用である。集積デバイスの例としてはＣＭＯＳロジック、マイクロプロセッサ、ＮＡＮＤフラッシュメモリ、ＮＯＲフラッシュメモリ、ＤＲＡＭメモリ、ＭＲＡＭ、３Ｄクロスポイントメモリ、Ｒｅ−ＲＡＭ、Ｆｅ−ＲＡＭ、ＳＴＴ−ＲＡＭ、ＭＥＭＳ等が挙げられるが、これらに限定されない。例示的なナノインプリントリソグラフィシステムおよびプロセスは米国特許第8，349，241号、米国特許第8，066，930号、および米国特許第6，936，194号などの多数の刊行物に詳細に記載されておいる。これらはすべて引用により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
[0004]上記特許の各々に開示されたナノインプリントリソグラフィ技術は、（重合性）成形可能材料層にレリーフパターンを形成することによって基板上に膜を成形する。次いで、この膜の形状を使用して、レリーフパターンに対応するパターンが、下地基板の中および／または上に転写されうる。
【０００５】
[0005]パターニングプロセスは、基板から離されているテンプレートと、テンプレートと基板との間に塗布された成形可能材料とを使用する。テンプレートが成形可能材料と接触させられ、それにより成形可能材料は押し広げられてテンプレートと基板との間の空間に充填される。成形可能液体は、成形可能液体と接触するテンプレートの表面の形状に一致する形状（パターン）を有する膜を形成するために固化される。固化後、テンプレートと基板とが離間するように、テンプレートが固化層から分離される。
【０００６】
[0006]次いで、基板および固化層は、エッチングプロセスなどの追加のプロセスにかけられて、固化層および／または固化層の下にあるパターン層の一方または両方のパターンに対応する像が基板に転写される。パターニングされた基板は、例えば、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料除去、ダイシング、ボンディング、およびパッケージングなどを含む、装置（物品）製造のための公知のステップおよびプロセスをさらに受けうる。
【発明の概要】
【０００７】
[0007]少なくとも第１実施形態は、基板上に成形可能材料をインプリントするためのテンプレートでありうる。テンプレートは、パターンフィーチャを有する第１領域を有する。テンプレートは、第１領域を取り囲む第２領域をさらに有しうる。第２領域はテンプレートが基板上の成形可能材料と接触している間に第２領域を通る成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有しうる。変化する充填速度は、第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から第２領域の外縁の角部における第２充填速度まで変化する。第２充填速度は第１充填速度よりも大きい。
【０００８】
[0008]第１実施形態の一側面において、質量速度変動フィーチャは、第１エッチング深さと、第２領域の外縁の中央部から第２領域の外縁の角部まで比例的に変化する幅とを有しうる。
【０００９】
[0009]第１実施形態の一側面において、幅は、第２領域の外縁の角部に対して、第２領域の外縁の中央部で、より広い。
【００１０】
[0010]第１実施形態の一側面において、第１領域は矩形でありうる。第２領域は、少なくとも４つの質量速度変動フィーチャを有しうる。
【００１１】
[0011]第１実施形態の一側面において、第２領域は複数の外縁を有しうる。複数の外縁の各々に複数の質量速度変動フィーチャが関連付けられてもよい。
【００１２】
[0012]第１実施形態の一側面において、複数の質量速度変動フィーチャの各々は、複数の質量速度変動フィーチャの各々の長さ方向に沿って変化する幅を有しうる。
【００１３】
[0013]第１実施形態の一側面において、質量速度変動フィーチャは、当該質量速度変動フィーチャの全体にわたって変化する深さを有しうる。
【００１４】
[0014]第１実施形態の一側面において、テンプレートは、少なくとも１つのアライメントフィーチャを更に含みうる。質量速度変動フィーチャは、第１充填速度と第２充填速度との間にある、少なくとも１つのアライメントフィーチャの領域における第３充填速度を有しうる。
【００１５】
[0015]少なくとも第２実施形態は、インプリント装置でありうる。インプリント装置は、テンプレートを保持するテンプレートチャックと、基板を保持する基板チャックと、成形可能材料の複数の液滴を液滴パターンに従い基板の上にディスペンスするディスペンサと、テンプレートのパターン面を基板のインプリント領域における成形可能材料と接触させる位置決めシステムとを有する。テンプレートは、パターンフィーチャを有する第１領域と、第１領域を取り囲む第２領域とを有し、第２領域は、テンプレートが基板上の成形可能材料と接触している間に第２領域を通る成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有しうる。変化する充填速度は、第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から第２領域の外縁の角部における第２充填速度まで変化する。第２充填速度は第１充填速度よりも大きい。
【００１６】
[0016]第２実施形態の一側面において、テンプレートの非エッチング部分は、前記基板から距離hunetchedに維持される。
【００１７】
[0017]第２実施形態の一側面において、前記質量速度変動フィーチャは、次式：
2020127008.tif 000003
に従う、第２領域の外縁の中央部から第２領域の外縁の角部まで変化する幅wslowを有する。ここで、yは、第２領域の外縁の中央部から外縁に沿う距離である。vmeasuredは、テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合における、テンプレートと、基板の上方で高さhmeasuredに維持されたテストテンプレートの非エッチング部分との間の成形可能材料の流体表面の測定速度である。Tdは、成形可能材料の流体表面が前記領域の外縁の中央部に到達するのに要する時間と、テストテンプレートの領域に質量速度変動フィーチャがない場合に流体表面が前記領域の外縁の角部に到達するのに要する時間との間の測定された差である。td(y)は、流体表面が前記領域の外縁の中央部に到達するのにかかる時間に対する距離yの位置に到達するのにかかる追加的な時間の推定値である。hetchedは、質量速度変動フィーチャと基板との間のギャップの高さである。
【００１８】
[0018]第２実施形態の一側面において、td(y)は、前記領域の外縁の中央部でゼロと交差する線形関数である。
【００１９】
[0019]第２実施形態の一側面において、td(y)は、テンプレートにおける１つ以上のアライメントフィーチャに関連する追加的な時間の１つ以上の増加を除いて、前記領域の外縁の中央部でゼロと交差する線形関数である。
【００２０】
[0020]第２実施形態の一側面において、質量速度変動フィーチャは、２より大きいＮ個の部分領域に分割され、各部分領域ｉは、次式：
2020127008.tif 000004
に従う、第２領域の外縁の中央部から第２領域の外縁の角部まで変化する幅wslow,iを有する。ここで、yは、第２領域の外縁の中央部から外縁に沿う距離である。vmeasuredは、テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合における、テンプレートと、基板の上方で高さhmeasuredに維持されたテストテンプレートの非エッチング部分との間の成形可能材料の流体表面の測定速度である。Tdは、成形可能材料の流体表面が前記領域の外縁の中央部に到達するのに要する時間と、テストテンプレートの前記領域に質量速度変動フィーチャがない場合に流体表面が前記領域の外縁の角部に到達するのに要する時間との間の測定された差である。td(y)は、流体表面が前記領域の外縁の中央部に到達するのにかかる時間に対する距離ｙの位置に到達するのにかかる追加的な時間の推定値である。hetched,iは、質量速度変動フィーチャの部分領域iと基板との間のギャップの高さである。
【００２１】
[0021]第２実施形態の一側面において、前記領域は、複数の質量速度変動フィーチャを有し、複数の質量速度変動フィーチャ、第２領域の外縁の中央部から第２領域の外縁の角部まで変化する幅wslow,mを有し、幅wslow,mは、基板上の液滴パターンに応じて変化する。
【００２２】
[0022]少なくとも第３実施形態は、物品の製造方法であり、該方法は、テンプレートチャックにテンプレートを保持させる工程と、基板チャックに基板を保持させる工程と、成形可能材料の複数の液滴を液滴パターンに従い基板の上にディスペンスする工程と、テンプレートのパターン面を基板のインプリント領域における成形可能材料と接触させて、成形可能材料にパターンを形成する工程と、パターンが形成された基板を処理する工程とを有しうる。テンプレートは、パターンフィーチャを有する第１領域と、第１領域を取り囲む第２領域とを有しうる。第２領域は、テンプレートが基板上の成形可能材料と接触している間に第２領域を通る成形可能材料の充填速度を変化させる少なくとも１つの質量速度変動フィーチャを有しうる。変化する充填速度は、第２領域の外縁の中央部における第１充填速度から第２領域の外縁の角部における第２充填速度まで変化する。第２充填速度は第１充填速度よりも大きい。
【００２３】
[0023]第３実施形態の一側面において、テンプレートの非エッチング部分は、基板から距離hunetchedに維持されうる。
【００２４】
[0024]本開示のこれらおよび他の目的、特徴、および利点は、添付の図面および提供される特許請求の範囲と併せて、本開示の例示的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことによって明らかになろう。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
[0025]本発明の特徴および利点が詳細に理解され得るように、本発明の実施形態のより具体的な説明は、添付の図面に示される実施形態を参照することによってなされうる。ただし、添付の図面は本発明の典型的な実施形態を示すに過ぎず、したがって、本発明は他の等しく有効な実施形態を認めることができるので、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきではないことに留意されたい。
【図１】図１は、一実施形態で使用されるような基板から離間したメサを有するテンプレートを有する例示的なナノインプリントリソグラフィシステムの図である。
【図２】図２は、一実施形態で使用することができる例示的なテンプレートの図である。
【図３】図３は、一実施形態で使用される例示的なインプリント方法を示すフローチャートである。
【図４】図４は、例示的な実施形態において、ナノインプリントシステムによってテンプレートに背圧をどのように加えることができるかを示す図である。
【図５Ａ】図５Ａは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムにおいてテンプレートの下に広がる成形可能材料の流体表面の図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムにおいてテンプレートの下に広がる成形可能材料の流体表面の図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムにおいてテンプレートの下に広がる成形可能材料の流体表面の図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムにおいてテンプレートの下に広がる成形可能材料の流体表面の図である。
【図６Ａ】図６Ａは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図６Ｉ】図６Ｉは、例示的な実施形態で使用されるようなテンプレートの部分の図である。
【図７Ａ】図７Ａは、例示的な実施形態に関連するデータを示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、例示的な実施形態に関連するデータを示す図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、例示的な実施形態に関連するデータを示す図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、例示的な実施形態に関連するデータを示す図である。
【図８Ａ】図８Ａは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムによって基板のインプリント領域上に堆積された成形可能材料の液滴パターンの図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムによって基板のインプリント領域上に堆積された成形可能材料の液滴パターンの図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、例示的な実施形態におけるナノインプリントシステムによって基板のインプリント領域上に堆積された成形可能材料の液滴パターンの図である。
【図９Ａ】図９Ａは、実施形態で使用可能な、質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの一部の例である。
【図９Ｂ】図９Ｂは、実施形態で使用可能な、質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの一部の例である。
【図１０Ａ】図１０Ａは、例示的な実施形態で使用されうるような質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、例示的な実施形態で使用されうるような質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、例示的な実施形態で使用されうるような質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、例示的な実施形態で使用されうるような質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１０Ｅ】図１０Ｅは、例示的な実施形態で使用されうるような質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１１Ａ】図１１Ａは、例示的な実施形態で使用することができる質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１１Ｂ】図１１Ｂは、例示的な実施形態で使用することができる質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【図１１Ｃ】図１１Ｃは、例示的な実施形態で使用することができる質量速度変動フィーチャを有するテンプレートの部分の図である。
【００２６】
[0037]図面全体を通して、別段の記載がない限り、同じ参照番号および文字は、例示された実施形態の同様の特徴、要素、構成要素または部分を示すために使用される。さらに、本開示は図面を参照して詳細に説明されるが、それらは例示的な実施形態に関連して行われる。添付の特許請求の範囲によって定義される主題の開示の真の範囲および主旨から逸脱することなく、記載された例示的な実施形態に対して変更および修正を行いうることが意図されている。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
[0038]成形可能材料は、複数の液滴として基板上のインプリント領域に配置されうる。その後テンプレートを複数の液滴と接触させて、液滴を広げる。テンプレートを成形可能材料と接触させる際、テンプレートの縁部が成形可能材料と接触する前にテンプレートの中央部部分が成形可能材料と接触するように、テンプレートが歪められる。これは、テンプレートの下にガスが閉じ込められるのを防止するのを助けるために行われる。成形可能材料がインプリント領域のエッジの角部に到達する前に中間部に到達することが、意図しない結果を生じうる。これは、押し出し(extrusions)による欠陥を生じ、これによりインプリントプロセスの歩留まりが低下する可能性がある。必要とされるのは、成形可能材料がテンプレートのエッジの角部に到達するのとほぼ同時に、成形可能材料がテンプレートの縁の中間部に到達するテンプレート、システム、および／または方法である。
【００２８】
（ナノインプリントシステム（成形システム））
[0039]図１は、一実施形態が実施されうるナノインプリントリソグラフィシステム100の図である。ナノインプリントリソグラフィシステム100は、基板102上にレリーフパターンを形成するために使用される。基板102は、基板チャック104に結合されうる。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、静電チャック、電磁チャック等でありうるが、これらに限定されない。
【００２９】
[0040]基板102および基板チャック104は、基板位置決めステージ106によってさらに支持されてもよい。基板位置決めステージ106は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、θ軸、およびφ軸のうちの１つまたは複数に沿った並進運動および／または回転運動を提供することができる。基板位置決めステージ106、基板102、および基板チャック104は、ベース（図示せず）上に位置決めされてもよい。基板位置決めステージは、位置決めシステムの一部であってもよい。
【００３０】
[0041]基板102から離間してテンプレート108がある。テンプレート108は、テンプレート108の表面上で基板102に向かって延びるメサ（モールドとも呼ばれる）110を有する本体を含みうる。テンプレート108の表面にあるメサ110の上には、パターン面112もある。あるいは、テンプレート108はメサ110なしで形成されてもよく、この場合、基板102に面するテンプレートの表面はモールド110と同等であり、パターン面112は基板102に面するテンプレート108の表面である。
【００３１】
[0042]テンプレート108は、溶融シリカ、石英、シリコン、有機ポリマー、シロキサンポリマー、ホウケイ酸ガラス、フルオロカーボンポリマー、金属、硬化サファイアなどを含む材料で構成されうるが、これらに限定されない。パターン面112は、複数の離間したテンプレート凹部114および／またはテンプレート凸部116によって画定されるフィーチャを有する。パターン面112は、基板102上に形成されるパターンの基礎を形成するパターンを画定する。代替の実施形態では、パターン面112はフィーチャを有しておらず、その場合、平坦な表面が基板上に形成されることになる。代替の実施形態では、パターン面112はフィーチャを有しておらず、基板と同じサイズであり、その場合、平坦な表面が基板全体にわたって形成されることになる。
【００３２】
[0043]テンプレート108は、テンプレートチャック118に結合されうる。テンプレートチャック118は、真空チャック、ピン型チャック、溝型チャック、静電チャック、電磁チャック、および／または他の同様のチャック型でありうるが、これらに限定されない。テンプレートチャック118は、テンプレート108にわたって変化する応力、圧力、および／または歪みをテンプレート108に加えるように構成されてもよい。テンプレートチャック118は、テンプレート108の異なる部分を押圧および／または伸張することができる圧電アクチュエータを含むことができる。テンプレートチャック118は、テンプレートの背面に圧力差を加えてテンプレートを曲げ変形させることができる、ゾーンベースの真空チャック、アクチュエータアレイ、圧力ブラダなどのシステムを含むことができる。
【００３３】
[0044]テンプレートチャック118は、位置決めシステムの一部であるインプリントヘッド120に結合されうる。インプリントヘッドは、ブリッジに移動可能に結合されうる。インプリントヘッドは、テンプレートチャック118を基板に対して少なくともｚ軸方向に、および潜在的に他の方向（例えば、ｘ、ｙ、θ、ψ、およびφ軸）に移動させるように構成された、ボイスコイルモータ、圧電モータ、リニアモータ、ナットおよびスクリューモータなどの１つまたは複数のアクチュエータを含むことができる。ナノインプリントリソグラフィシステム100は、流体ディスペンサ122をさらに備えることができる。流体ディスペンサ122も、ブリッジに移動可能に連結されてもよい。一実施形態では、流体ディスペンサ122およびインプリントヘッド120は、１つまたは複数の、あるいは全ての位置決め構成要素を共有する。代替の実施形態では、流体ディスペンサ122およびインプリントヘッド120は、互いに独立して移動する。流体ディスペンサ122は、液体成形可能材料124（例えば、重合可能材料）を基板102上にパターンに従って配置させるのに使用されうる。成形可能材料124が基板102上に配置される前に、ドロップディスペンス、スピンコーティング、ディップコーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積などの技術を使用して、追加の成形可能材料124が基板102に追加されてもよい。成形可能材料124は、設計上の考慮事項に応じ、パターン面112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上に配置されてもよい。成形可能材料124は、米国特許第7,157,036号および米国特許第8,076,386号に記載されているようなモノマーを含む混合物を含みうる。これらは引用により本明細書に組み込まれる。
【００３４】
[0046]成形可能材料124を分配するために異なる技術を使用する異なる流体ディスペンサ122が使用されてもよい。成形可能材料124が噴射可能である場合、インクジェットタイプのディスペンサを使用して成形可能材料を配置することができる。例えば、サーマルインクジェット法、マイクロエレクトロメカニカルシステム(MEMS)ベースのインクジェット法、バルブジェット法、および圧電インクジェット法は、ジェット可能な液体を配置するための一般的な技術である。
【００３５】
[0047]ナノインプリントリソグラフィシステム100は、露光光路128に沿って化学線エネルギーを導く放射線源126をさらに含むことができる。インプリントヘッドおよび基板位置決めステージ106は、テンプレート108および基板102を露光光路128と重ね合わせて位置決めするように構成することができる。放射線源126は、テンプレート108が成形可能材料128と接触した後、露光光路128に沿って化学線エネルギーを送る。図１は、テンプレート108が成形可能材料124と接触していないときの露光光路128を示しており、これは、個々の構成要素の相対位置を容易に識別することができるように、例示の目的で描かれているものである。テンプレート108と成形可能材料124とを接触させても露光光路128は実質的に変化しないことは当業者には理解されよう。
【００３６】
[0048]ナノインプリントリソグラフィシステム100は、テンプレート108が成形可能材料124と接触した後に成形可能材料124の広がりを見るように配置されたフィールドカメラ136をさらに備えることができる。図１では、フィールドカメラの撮像視野の光軸が破線で示されている。図１に示すように、ナノインプリントリソグラフィシステム100は、化学線とフィールドカメラによって検出される光とを合成する１つまたは複数の光学構成要素（ダイクロイックミラー、ビームコンバイナ、プリズム、レンズ、ミラーなど）を含みうる。フィールドカメラ136は、テンプレート108の下の成形可能材料の広がりを検出するように構成されうる。フィールドカメラ136の光軸は、図１に示すように直線的であってもよいし、１つ以上の光学部品によって曲げられていてもよい。フィールドカメラ136は、成形可能材料124と接触しているテンプレート108の下の領域と、成形可能材料124と接触していないテンプレート108の下の領域との間のコントラストを示す波長を有する光を集めるように構成された、ＣＣＤ、センサアレイ、ラインカメラ、および光検出器のうちの１つまたは複数を含みうる。フィールドカメラ136は、可視光の単色画像を収集するように構成されてもよい。フィールドカメラ136は、テンプレート108の下の成形可能材料124の広がりの画像、硬化した成形可能材料からのテンプレート108の分離の画像を提供するように構成され、インプリントプロセスの進行を追跡するために使用されうる。
【００３７】
[0049]ナノインプリントリソグラフィシステム100は、フィールドカメラ136とは別個の液滴検査システム138をさらに含むことができる。液滴検査システム138は、ＣＣＤ、カメラ、ラインカメラ、および光検出器のうちの１つまたは複数を含むことができる。液滴検査システム138は、レンズ、ミラー、アパーチャ、フィルタ、プリズム、偏光子、ウィンドウ、適応光学系、および／または光源などの１つまたは複数の光学構成要素を含むことができる。液滴検査システム138は、パターン面112が基板102上の成形可能材料124に接触する前に液滴を検査するように配置されてもよい。
【００３８】
[0050]ナノインプリントリソグラフィシステム100は、テンプレート108および基板102の一方または両方に熱放射の空間分布を提供するように構成することができる熱放射源134をさらに含むことができる。熱放射源134は、基板102およびテンプレート108の一方または両方を加熱し、成形可能材料124を固化させない１つまたは複数の熱電磁放射源を含むことができる。熱放射源134は、熱放射の空間時間分布を変調するために、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）、液晶デバイス（ＬＣＤ）などの空間光変調器を含むことができる。ナノインプリントリソグラフィシステムは、テンプレート108が基板102上の成形可能材料124と接触したときにインプリント領域と交差する単一の光路上に、フィールドカメラ136によって集められた化学線、熱線、および放射線を合成するために使用される１つまたは複数の光学構成要素をさらに備えることができる。熱放射源134は、テンプレート108が成形可能材料128と接触した後に、熱放射を熱放射経路（図１では２本の太い黒線として示されている）に沿って送ることができる。図１は、テンプレート108が成形可能材料124と接触していないときの熱放射経路を示しており、これは、個々の構成要素の相対位置を容易に識別することができるように、例示の目的で描かれているものである。テンプレート108を成形可能材料124と接触させても熱放射経路は実質的に変化しないことは当業者に理解されよう。図１では、熱放射経路はテンプレート108で終端するように示されているが、基板102で終端してもよい。代替の実施形態では、熱放射源134が基板102の下にあり、熱放射経路が化学線および可視光と合成されないようにしてもよい。
【００３９】
[0051]成形可能材料124が基板上に配置される前に、基板コーティング132が基板102に塗布されてもよい。一実施形態では、基板コーティング132は密着層でありうる。一実施形態では、基板が基板チャック104上にロードされる前に、基板コーティング132が基板102に塗布されうる。代替の実施形態では、基板102が基板チャック104上にある間に、基板コーティング132が基板102に塗布されうる。一実施形態では、基板コーティング132はスピンコーティング、ディップコーティングなどによって塗布されうる。一実施形態では、基板102は半導体ウエハでありうる。別の実施形態では、基板102は、インプリントされた後に派生テンプレートを作成するために使用されうるブランクテンプレート（レプリカブランク）でありうる。
【００４０】
[0052]ナノインプリントリソグラフィシステム100は、基板チャック104、基板位置決めステージ106、テンプレートチャック118、インプリントヘッド120、流体ディスペンサ122、放射源126、熱放射源134、フィールドカメラ136、および／または液滴検査システム138などの１つまたは複数の構成要素および／またはサブシステムと通信する１つまたは複数のプロセッサ140（コントローラ）によって調整、制御、および／または指示されうる。プロセッサ140は、非一時的なコンピュータ読み取り可能メモリ142に格納されたコンピュータ読み取り可能プログラム内の指示に基づいて動作しうる。プロセッサ140は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、および汎用コンピュータのうちの１つ以上でありうるか、またはそれらを含みうる。プロセッサ140は、専用に構築されたコントローラであってもよく、またはコントローラであるように適合された汎用コンピューティングデバイスであってもよい。非一時的なコンピュータ読み取り可能メモリの例としては、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ、ハードドライブ、ネットワーク接続記憶装置（ＮＡＳ）、イントラネットに接続された非一時的コンピュータ読み取り可能記憶装置、およびインターネットに接続された非一時的コンピュータ読み取り可能記憶装置が挙げられるが、これらに限定されない。
【００４１】
[0053]インプリントヘッド120、基板位置決めステージ106、またはその両方は、モールド110と基板102との間の距離を変化させて、成形可能材料124で充填される所望の空間（３次元の境界物理的範囲）を画定する。例えば、インプリントヘッド120は、モールド110が成形可能材料124と接触するようにテンプレート108に力を加えることができる。所望の体積が成形可能材料124で満たされた後、放射源126は基板表面130およびパターン面112の形状に一致して、成形可能材料124を硬化、固化、および／または架橋させる化学線（例えば、ＵＶ、248nm、280nm、350nm、365nm、395nm、400nm、405nm、435nmなど）を生成し、基板102上にパターニングされた層を画定する。成形可能材料124は、テンプレート108が成形可能材料124と接触している間に硬化され、基板102上にパターニングされた層を形成する。したがって、ナノインプリントリソグラフィシステム100は、インプリントプロセスを使用して、パターン面112内のパターンの逆である凹部および凸部を有するパターニングされた層を形成する。代替の実施形態では、ナノインプリントリソグラフィシステム100は、フィーチャを持たないパターン面112を用いてインプリントプロセスを実行し平面層を形成する。
【００４２】
[0054]インプリントプロセスは、基板表面130全体に広がる複数のインプリント領域で繰り返し実行されうる。各インプリント領域は、メサ110と同じサイズであってもよいし、メサ110のパターン領域と同じサイズであってもよい。メサ110のパターン領域は、パターン面112の領域であり、デバイスのフィーチャであるパターン、またはその後の処理においてデバイスのフィーチャを形成するために使用されるパターンを、基板102上にインプリントするために使用される。メサ110のパターン領域は、押し出しを防止するために使用される質量速度変動フィーチャを含んでもいてもよいし含んでいなくてもよい。代替の実施形態では、基板102は、基板102と同じ大きさ、または、メサ110でパターニングされる基板102の領域と同じ大きさの、１つだけのインプリント領域を有する。代替の実施形態では、インプリント領域が重複している。インプリント領域のいくつかは、基板102の境界と交差するパーシャルインプリント領域でありうる。
【００４３】
[0055]パターニングされた層は、各インプリント領域において基板表面130とパターン面112との間の成形可能材料124の最小厚さである残膜厚（RLT）を有する残留層を有するように形成されうる。パターニングされた層はまた、厚さを有する残留層の上に延在する凸部などの１つまたは複数のフィーチャを含むことができる。これらの凸部は、メサ110の凹部114と一致する。
【００４４】
（テンプレート）
[0056]図２は、一実施形態で使用されうるテンプレート108の図である。パターン面112は、メサ110（図２の破線ボックスによって示されている）の上にある。メサ110は、テンプレート表面の凹面244によって取り囲まれている。メサ側壁246は、凹面244とメサ110のパターン面112とを接続する。メサ側壁246は、メサ110を取り囲む。メサが丸いか、または丸い角部を有する実施形態では、メサ側壁246が角部のない連続壁である単一のメサ側壁を指す。
【００４５】
（インプリントプロセス）
[0057]図３は、１つまたは複数のインプリント領域（パターン領域またはショット領域とも呼ばれる）上の成形可能材料124にパターンを形成するために使用されうるナノインプリントリソグラフィシステム100によるインプリントプロセス300のフローチャートである。インプリントプロセス300は、ナノインプリントリソグラフィシステム100によって複数の基板102に対して繰り返し実行されうる。プロセッサ140は、インプリントプロセス300を制御するために使用されうる。代替の実施形態では、基板102を平坦化するためにインプリントプロセス300が使用される。その場合、パターン面112は、フィーチャを有しておらず、また、基板102と同じサイズまたは大きい。
【００４６】
[0059]インプリントプロセス300の開始は、テンプレート搬送機構にテンプレート108をテンプレートチャック118上に装着させるテンプレート装着工程を含みうる。インプリントプロセスはまた、プロセッサ140が基板搬送機構に基板102を基板チャック104上に搭載させる基板搭載工程を含みうる。基板は、１つ以上のコーティングおよび／または構造を有しうる。テンプレート108及び基板102をナノインプリントリソグラフィシステム100に搭載する順序は特に限定されず、テンプレート108及び基板102は順次又は同時に搭載されてもよい。
【００４７】
[0060]位置決め工程において、プロセッサ140は、基板位置決めステージ106および／またはディスペンサ位置決めステージの一方または両方に、基板102のインプリント領域i（インデックスiは最初に1に設定されうる）を、流体ディスペンサ122の下の流体ディスペンサ位置に移動させる。基板102は、N個のインプリント領域に分割され、各インプリント領域はインデックスiによって識別される。ここで、Nは1, 10, 75などの整数であり、｛N∈Z+｝である。配置工程において、プロセッサ140は、流体ディスペンサ122に、インプリント領域i上に成形可能材料を配置させる。一実施形態において、流体ディスペンサ122は、成形可能材料124を複数の液滴として分配する。流体ディスペンサ122は、１つのノズル又は複数のノズルを含みうる。流体ディスペンサ122は、１つまたは複数のノズルから成形可能材料124を同時に噴射することができる。インプリント領域ｉは、流体ディスペンサが成形可能材料124を吐出している間、流体ディスペンサ122に対して移動される。したがって、液滴のいくつかが基板上に着地する時間は、インプリント領域iにわたって変化しうる。
【００４８】
[0061]液滴が配置された後、接触工程S302が開始される。プロセッサ140は、基板位置決めステージ106およびテンプレート位置決めステージの一方または両方に、テンプレート108のパターン面112をインプリント領域ｉ内の成形可能材料124と接触させる。
【００４９】
[0062]広がり工程S304において、成形可能材料124はインプリント領域iの外縁及びメサ側壁246に向かって広がる。インプリント領域の外縁はメサ側壁246によって画定されうる。成形可能材料124がどのように広がり、メサに充填するかは、フィールドカメラ136を介して観察することができ、フィールドカメラ136は、成形可能材料の流体表面の進行を追跡するために使用されうる。
【００５０】
[0063]硬化工程S306において、プロセッサ140は、化学線の硬化照明パターンをテンプレート108、メサ110及びパターン面112を通して送るように、放射線源126に命令を送る。硬化照明パターンは、パターン面112の下の成形可能材料124を硬化（重合）させるのに十分なエネルギーを提供する。
【００５１】
[0064]分離工程S308において、プロセッサ140は、基板チャック104、基板位置決めステージ106、テンプレートチャック118、およびインプリントヘッド120のうちの１つまたは複数を使用して、テンプレート108のパターン面112を基板102上の硬化した成形可能材料から分離する。
【００５２】
[0065]インプリントされるべき追加のインプリント領域がある場合、プロセスは工程S302に戻る。一実施形態において、物品（例えば半導体デバイス）を作成するために、処理工程S310において基板102に対して追加の処理が実行される。一実施形態では、各インプリント領域は複数のデバイスを含む。
【００５３】
[0066]処理工程S310におけるさらなる処理は、パターニングされた層のパターンまたはそのパターンの逆に対応するレリーフ像を基板に転写するためのエッチングプロセスを含んでもよい。処理工程S310におけるさらなる処理は、例えば、硬化、酸化、層形成、堆積、ドーピング、平坦化、エッチング、成形可能材料除去、ダイシング、ボンディング、およびパッケージングなどを含む、物品製造のための既知の工程およびプロセスを含んでもよい。基板102は、複数の物品（デバイス）を製造するために処理されてもよい。
【００５４】
（接触工程）
[0067]テンプレートチャック118はテンプレート108を保持するように構成され、基板チャック104は基板102を保持するように構成される。テンプレートチャック118は、インプリントヘッド120上に取り付けられる。インプリントヘッド120は、基板102に対する複数の軸に沿ったテンプレート108の動きを制御するように構成されうる。例えば、インプリントヘッド120は、少なくともｚ軸を制御することができる１軸、３軸、または６軸のインプリントヘッド120とすることができる。インプリントヘッド120は、テンプレート108が成形可能材料124に接触力Ｆを加えるようにテンプレート108を移動させるように構成されうる。
【００５５】
[0068]テンプレートチャック118は、テンプレート108を変形させるようにテンプレート108に背圧を加えるように構成されてもよい。基板チャック104は、基板102を変形させるために基板102に背圧を加えるように構成されてもよい。図４は、テンプレート108の一部を成形可能材料124の一部に接触させるテンプレートチャック118によってテンプレート108に加えられる背圧を示す図である。
【００５６】
[0069]図４に示すように、テンプレート108のパターン面112は、成形可能材料124の液滴と接触させられる。成形可能材料124の液滴は、パターン面112と基板表面130との間に挟まれる。成形可能材料124の液滴は広がり、合流し始め、流体表面448を形成する。成形可能材料124の液滴は基板表面130上に配置されるとすぐに広がり、合流し始める。成形可能材料124の液滴は、パターン面112が成形可能材料124の液滴と接触した後に、広がり始め、合流し始める。インプリント領域を通る流体表面448の広がりは、パターン面トポグラフィ、基板表面トポグラフィ、パターン面と基板表面との間のギャップによる毛管圧力、テンプレートおよび基板の一方または両方によって成形可能材料に加えられる圧力、成形可能材料の基板表面との湿潤角度、成形可能材料のパターン面との湿潤角度、質量速度変動フィーチャなどのうちの１つまたは複数によって影響されうる。
【００５７】
[0070]図５Ａ〜５Ｄは、パターン面112の下に広がる流体表面448の経時的な変化の撮影画像である。図５Ａは、パターン面112が成形可能材料124に最初に接触してから184ミリ秒(ms)後の流体前面448の第１の撮影画像であり、流体表面448は円形を維持している。図５Ｂは、パターン面112が成形可能材料124に最初に接触してから261ms後の流体表面448の第２の撮影画像であり、流体表面448はパターン面112の周辺領域の中央部550のうちの２つに到達しているが、角部552には到達していない。中央部550は、外縁上の２つの角部552の間の中間点である。図５Ｃは、パターン面112が成形可能材料124に最初に接触してから338ms後の流体表面448の第３の撮影画像であり、流体表面448はパターン面112の周辺領域の中央部550の４つに到達しているが、角部552には到達していない。図５Ｄは、パターン面112が成形可能材料124に最初に接触してから382ms後の流体表面448の第４の撮影画像であり、流体表面448はパターン面112の周辺領域の中央部550の４つに到達しているが、依然として角部552には到達していない。
【００５８】
[0071]パターン面112の角部552では、パターン面112の周辺領域の中央部550よりも後に成形可能材料124と接触し、これにより、成形可能材料124の不均一な分布が生じうる。中央部550におけるメサ側壁246に沿う成形可能材料124の液滴は、パターン面112が平坦化されて角部552における液滴に到達する前の、（例えば）約200msで広がり始める。
【００５９】
[0072]外縁に沿うメサ側壁246とパターン面112との交差部における周辺領域の充填時間差によって、迅速な充填と押し出し制御の問題が生じる。成形可能材料124の流体表面448がメサ側壁246によって画定されるインプリント領域を越えて広がると、押し出しが起こり得る。成形可能材料124がインプリント領域のエッジに到達すると、ギャップの高さが大幅に増大し、質量保存のために流体表面448が減速する。インプリント領域のエッジは、メサ側壁246とパターン面112との交差部である。インプリント領域のエッジは、流体表面448のメニスカスの動きを阻み、それがさらに広がるのを止めることができる。インプリント領域のエッジは、流体表面448を完全に停止させることはできず、流体表面448がインプリント領域のエッジの近くで費やす時間が長ければ長いほど、成形可能材料がメサ側壁に付着し、および／または、インプリント領域のエッジを越えて流れ、押し出しを形成する可能性が高くなる。
【００６０】
[0073]この問題に対処する１つの方法は、押し出しを防止するために設けられた液滴エッジ排除（DEE: drop edge exclusion）を有する液滴パターンを生成することであるが、この場合、角部には全く充填されない可能性がある。かといって、角部が充填されるようにＤＥＥを設ける場合には、エッジに沿って押し出しが起こり得る。スループットを向上させるために押し広げ時間（spread time）が短縮されるにつれて、エッジの中央部と角部との間の充填時間差は、押し広げ時間のより大きな部分を占めることになる。これにより、押し広げ時間を低減させる可能性が制限されてしまう。さらに、エッジの中央部と角部との間の遅延時間のために、角部における未充填欠陥の数が他の領域よりも多くなってしまう。
【００６１】
[0074]本出願人は、パターン面112の周辺領域662に質量速度変動フィーチャ（MVVF: mass velocity variation features）を有するテンプレート108によって押し出しが形成される確率を低減できることを見出した。代替の実施形態では、周辺領域662はパターン面上の領域でありメサ側壁246に対して内側にある。本出願人はまた、周辺領域662の中央部550での押し出しを低減すること、周辺領域662の角部552での未充填の発生を低減すること、および、スループットを増大させること、の競合する目標を満たすためには、MVVFの設計が重要であることを見出した。図６Ａ（縮尺通りではない）に示すように、周辺領域は、フィーチャ領域660を取り囲むパターン面の領域である。一実施形態において、メサ側壁246とパターン面112との交点が周辺領域662の外縁を画定する。一実施形態において、周辺領域の内縁と周辺領域の外縁との間が1μm、4μm、10μm、20μm、100μm、1mmなどとすることができる周辺領域幅wperimeterをもつように周辺領域の内縁が設定される。周辺領域幅は、基板を複数のデバイス（物品）に分離するために必要なパターン領域のサイズおよび／または切り溝幅によって決定されうる。代替の実施形態では、フィーチャ領域は非対称であり、周辺領域も非対称な幅を有し、図６Ｂに示されるように、周辺領域の短い部分に対してwperimeter,1を有し、周辺領域の長い部分に対してwperimeter,2を有する。
【００６２】
［0075］本出願人は、周辺領域662内に、角部552に比べて周辺領域662の中央部550における流体表面448の流れを減速させるMVVFを有することが有利であることを見出した。このような質量速度変動フィーチャの例を図６Ｃ〜６Ｉに示す。このような質量速度変動フィーチャにおいて、周辺領域の中央部550から角部552へ向かう距離に応じて、エッチングされた部分664aの幅wslowが減少し、エッチングされていない部分の幅wfastが増加する。質量速度変動フィーチャのこの構成より、遅延時間なしに、あるいはより少ない遅延時間で、成形可能材料124がインプリント領域のエッジの全ての部分に同時に到達することが可能になり、より均一な充填が行われるようになる。図６Ｃ〜Ｄは、テンプレート108のパターン面112の平面図である。パターン面112は、パターン面112の中央にフィーチャ領域660を有する。フィーチャ領域660は、成形可能材料124に転写されて基板102によって製造される最終的な物品にフィーチャを形成するために使用される凹部114および凸部116を含む。一実施形態では、フィーチャ領域660内のフィーチャの深さは、20nm〜100nm程度でありうる。フィーチャのサイズは、1nm、5nm、10nm、20nm、100nm、1μm、10μmなどでありうるが、これらに限定されるものではない。フィーチャ領域内のフィーチャのサイズは、形成されるデバイスのサイズによって決定されるものであり、そのうちのいくつかは100nm未満であるが、5nm未満であってもよい。
【００６３】
[0077]図６Ｃに示す一実施形態では、パターン面112は、4つの質量速度変動フィーチャ664aを含み、それぞれ、周辺領域662にエッチングされた三角形の形状をなし、その中央部が周辺領域662の外縁の中央部550に位置している。図６Ｄに示す別の実施形態では、パターン面112は、4つの質量速度変動フィーチャ664bを含み、それぞれ、周辺領域662にエッチングされた三角形の形状をなし、その中央部が周辺領域662の外縁の中央部550上に位置しているが、その向きは、質量速度変動フィーチャ664aとは反転されている。
【００６４】
[0078]図６Ｅは、図６Ｃの平面図における、質量速度変動フィーチャ664bの一部を含む周辺領域662の部分Eの詳細図である。周辺領域662は、高速領域664cと、質量速度変動フィーチャ664aまたは664bによって画定される低速領域を含む、少なくとも2つの領域に分割される。高速領域664cは、エッチングされていないまたは最小のエッチング深さを有する周辺領域662の一部でありうる。インプリントシステム100は、高速領域664cと基板102との間に厚さhunetchedの残膜厚(RLT)が形成されるようにテンプレート108を位置決めする。テンプレート108と基板との間には、成形可能材料124の最小厚さRLTを有する残留層が常に存在する。
【００６５】
[0079]質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、周辺領域662にエッチングされたフィーチャである。質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、流体表面448の流通速度を、質量速度変動フィーチャ664(a,b)を通るにつれて変化させる。質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、流体表面448が通過するギャップの高さを変更させることによって速度を変化させる。流体表面448が通過する質量速度変動フィーチャ664(a,b)の幅によって、その時間遅延の大きさが決まる。質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、テンプレート108が基板102上の成形可能材料124と接触している間に、周辺領域662を通る成形可能材料の充填速度を変化させる。質量速度変動フィーチャの部分の充填速度は、質量速度変動フィーチャのその部分の深さと、流体表面の広がりの方向における質量速度変動フィーチャの幅との関数である。
【００６６】
[0080]質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、周辺領域662にわたって周辺領域662の充填速度の変化を変えるように構成されてもよい。これは、周辺領域662にわたって質量速度変動フィーチャ664(a,b)の幅wslowを変化させることによって達成され得る。図６Ｅ、図６Ｆに示されているように、質量速度変動フィーチャ664(a,b)のエッジ上のある点(P)_の幅wslowは、任意の点Pのように周辺領域にわたって変化する。
【００６７】
[0081]幅wslowは、メサ側壁のそれぞれに沿う、周辺領域662の中央部550からの距離yである、点Pと周辺領域662の中央部550における点Oとの間の、広がり遅延時間の関数である。以下の式(1)は、メサ側壁のそれぞれに沿う、中点550における原点Oから距離yだけ離れた、可変制御特徴の点Pにおける幅wslow(y)をどのように計算するかを示している。質量速度変動フィーチャ664(a,b)を通る流体表面の速度はvslowである。総遅延時間Tdは、流体表面が点Oに到達するのに要する時間と、質量速度変動フィーチャがない場合に流体表面が点Cに到達するのに要する時間との間の差である。インプリントシステムは、図６Ｇに示すように、hunetchedが周辺領域662の高速領域664cの下の成形可能材料124のRLT厚さになるように、基板に対してテンプレートを位置決めする。図６Ｇは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の一部の、図６Ｃに示すG-G線に沿う断面図である。図６Ｈは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の一部の、図６Ｃに示すH-H線に沿う断面図である。図６Ｉは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の一部の、図６Ｃに示すI-I線に沿う断面図である。高さhetchedは、質量速度変動フィーチャ664(a,b)の下の成形可能材料の厚さである。遅延時間td(y)は、流体表面がメサ側壁の中央部(原点O)に到達するのに要する時間に対して、流体表面がメサ側壁上の位置P(原点Oからの距離y)に到達するのに要する追加時間である。これらの図に示すように、エッチングされた部分の幅は、質量速度変動フィーチャ664(a,b)の長さにわたって変化する。一実施形態では、質量速度変動フィーチャ664(a,b)は、図に示すように中央部550に関して対称である。代替の実施形態では、フィーチャ領域660における下地パターンフィーチャの非対称性のために、質量速度変動フィーチャは非対称である。
2020127008.tif 000005
【００６８】
[0082]遅延時間td(y)は、フィールドカメラ136を用いて測定することができる。図７Ａは、フィールドカメラ136で収集され、２つの異なるインプリントパラメータの下で２つの異なるtd(y)を推定するために使用された例示的なデータの２つの設定を示す図である。質量速度変動フィーチャ664(a,b)のないテンプレート108の下の成形可能材料124の画像が、そのテンプレート108と成形可能材料124とを接触させた後、複数回撮影された。フィールドカメラ136で撮影した各画像について、メサ側壁246の中央部(O)に対する流体表面448とメサ側壁246との交点を測定した。次に、このデータを図７Ａに示すようにプロットし、データに対してトレンドラインをフィッティングし、これをtd(y)の推定値として使用する。一実施形態では、td(y)の推定値がゼロ切片を有する線形関数である。代替の実施形態では、td(y)の推定値は線形関数ではない。図７Ｂは、図７Ａの測定に基づく推定されたtdのプロットであり、この例において、td(y)=0.0272*yおよびtd(y)=0.0108*yである。一実施形態では、遅延時間td(y)は、フィーチャ領域660における下地パターンフィーチャの反映である。
【００６９】
[0083]成形可能材料124が基板102とテンプレート108との間の周辺領域662内のギャップを通過することを可能にして成形可能材料124がメサ側壁246に到達する前に成形可能材料124を時間の複数のセットで硬化させることによって、所与の高さhunetched(RLT)を有するギャップを通る成形可能材料124の速度vfastを測定することができる。次に、流体表面448が移動した距離が複数回測定されうる。例えば、成形可能材料が周辺領域の30nmのギャップを通過する際の速度vfastは、322μm/秒であると測定された。流体表面の速度vfastは、成形可能材料、基板、テンプレート、およびインプリントシステムの他の特性の材料特性に関連する複数の理由のために変化しうる。代替の実施形態では、フィールドカメラ136を使用して速度vfastを推定することができる。
【００７０】
[0084]流体表面の速度vfastが異なる条件下でどのように変更するかを示すために、下記の式(2)に記載されるようなナノチャネルに適用されるようなWashburnの式が使用されうる。以下のWashburnの式(2)では、以下の変数を使用している。浸透距離（penetration distance）をXとする。チャネル壁に対する液体の接触角をθとする。チャネル高さ（ここではRLT厚さ）をhとする。空気中の液体の表面張力をγとする。液体の粘度をμとし、tを時間とする。
2020127008.tif 000006
【００７１】
[0085]以下の式(3)によって説明されるように、Washburnの式を使用して、チャネル高さ(h)の変化と共に浸透距離がどのようにスケーリングするかを見ることができる。
2020127008.tif 000007
【００７２】
[0086]本開示において、浸透距離x1は流体表面448の速度に比例する。これにより、以下の式(4)によって説明され図７Ｃで示されるように、特定のhmeasuredに対する流体表面448の速度の所与の１つの測定値vmeasuredが与えられたとき、さまざまなhunetchedに対する流体表面448の速度vfastを推定することが可能になる。RLTの厚さが増加すると、速度は増加する。
2020127008.tif 000008
【００７３】
[0087]質量速度変動フィーチャ664aを通る流体表面の速度は、以下の式(5)によって記述されるように質量流量が一定であると仮定することによって計算されうる。
2020127008.tif 000009
【００７４】
[0088]式(5)を式(1)に代入することにより、式(6)に示すように、測定値に基づいて低速領域の幅を記述することができる。
2020127008.tif 000010
【００７５】
[0089]上記の数式およびグラフを用いて、図７Ｄに示されるように、様々なhunetchedについて幅wslow(y)が計算されうる。簡単な質量速度変動フィーチャ664(a,b)の場合、フィーチャの最大幅はhetchedに反比例し、hunetched3/2でスケーリングされる。式(6)は、メサ側壁のそれぞれに沿う距離yについて、周辺領域の低速領域と高速領域との間の境界を表す。ここで、変数yは、中点550からの距離を表し、メサ側壁のそれぞれ（３つ以上）に沿って正および負の両方である。
【００７６】
（液滴パターンを考慮した修正されたテンプレート）
[0090]代替の実施形態では、質量速度変動フィーチャ664(a,b)を有するテンプレート108が、成形可能材料124の修正された液滴パターンとの組み合わせで使用される。流体液滴パターンは、最小液滴間隔Ds,xおよびDs,yを有する液滴の規則的なグリッド上にある、図８Ａに示されるような液滴パターンを用いて、基板102のインプリント領域上に配置されうる。流体液滴パターンは、図８Ｂ、図８Ｃに破線領域として例示されているように、インプリント領域の端に、押し出しが形成されないようにするのに役立つ液滴排除領域868(DEE)が存在するように構成されうる。流体液滴パターン内の液滴の密度は、基板102およびテンプレート108内の凹部を充填するように構成される。流体ディスペンサ122、位置決めシステム、およびスループットによって液滴が配置されうる場所は制限されるが、その結果、液滴の配置は、それ自体では全ての押し出しを妨げることはできない。一実施形態では、図８Ｂ、図８Ｃに示すように、液滴排除ゾーン868は、側部の中央部550から遠い第１の点でより狭く、側部の中央部550に近い第２の点でより広い。質量速度変動フィーチャ664(a,b)と組み合わせた可変液滴排除ゾーンの使用によって、より狭いMVVFを使用することが可能になる。図８Ｃに示すように、液滴排除ゾーン868内に位置する液滴は、基板102のインプリント領域上に配置されない。より狭いMVVFは、液滴パターンの液滴間隔Dsを考慮に入れるように構成されうる。一実施形態では、最小液滴間隔Dsは、5、10、20、35、50、または100μmである。質量速度変動フィーチャ664(a,b)の幅は、式(7)に示されるように、液滴間隔の離散化を考慮に入れた修正された幅wslow,mを有するように修正されてもよい。
【００７７】
2020127008.tif 000011
【００７８】
[0092]一実施形態では、１つの方向Ds,xにおける液滴間隔が第２の方向Ds,yにおける液滴間隔とは異なり、その結果、インプリント領域の異なる側で異なる修正された幅プロファイルが得られる。図９ａ〜図９Ｂは、液滴間隔Dsの限界を考慮に入れた修正された質量速度変動フィーチャ964aの図である。
【００７９】
（複数の深さにエッチングされた質量速度変動フィーチャを有するテンプレート）
[0093]代替の実施形態では、図１０Ａに示すように、テンプレート108は、複数の深さでエッチングされたサブ領域1064aおよび1064bを有する質量速度変動フィーチャを有する。図１０Ｂは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の一部の、図１０Ａに示すJ-J線に沿う断面図である。図１０Ｃは、K-K線に沿う断面図であり、テンプレート108の基板102の上方に位置する部分のうち、質量速度変動フィーチャの第１サブ領域1064bを示す部分は、深さhetched,1までエッチングされている。図１０Ｄは、基板102の上方に位置するテンプレート108の部分の、図１０Ａに示されるL-L線に沿う断面図であり、深さhetched,2までエッチングされた質量速度変動フィーチャの第２サブ領域1064aを示す。図１０Ｅは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の部分の、図１０Ａに示されたM-M線に沿う断面図であり、深さhetched,2までエッチングされた質量速度変動フィーチャの第２サブ領域1064aを示す。一実施形態では、質量速度変動フィーチャのサブ領域の高さは互いに異なる。一実施形態では、質量速度変動フィーチャの各サブ領域の幅wslow,iが上記の式(6)と同様の方法で式(8)を使用して計算することができる。一実施形態では、質量速度変動フィーチャの各々がN個のサブ領域に分割される。ここで、Nは2と100との間の整数である。
2020127008.tif 000012
【００８０】
（連続的に変化する深さにエッチングされた質量速度変動フィーチャを有するテンプレート）
[0094]代替の実施形態では、テンプレート108が図１１Ａ〜図１１Ｂに示すように、連続的に変化する深さにエッチングされた質量速度変動フィーチャ1164aを含む。図１１Ｂは、基板102の上方に配置されたテンプレート108の一部の、図１１Ａに示すN-N線に沿う断面図である。一実施形態では、質量速度変動フィーチャ1164aがエッチングされる深さは図１１Ａ〜図１１Ｂに示され、以下の式(9)によって説明されるように、メサ縁部に平行な方向に変化する。これにより、周辺領域を通る流体表面448の通過のより正確な制御が可能になる。
2020127008.tif 000013
【００８１】
[0095]一実施形態では、質量速度変動フィーチャ1164bがエッチングされる深さは、メサ速度変動フィーチャ1164bの深さがメサ速度変動フィーチャ1164bの明るさの変化によって表される図１１Ｃに示すように、メサ側壁に平行でない方向に変化する。
【００８２】
（質量速度変動フィーチャのアライメントフィーチャを有するテンプレート）
[0096]一実施形態では、テンプレート108が周辺領域662および/または周辺領域662付近のフィーチャ領域660にアライメントフィーチャを含む。本出願人は、アライメントフィーチャは充填が遅いことを見出した。この遅い充填の効果は、充填時間td(y)の変化として現れる。これは、質量速度変動フィーチャの幅wslowの対応する隆起にも現れる。
【００８３】
[0097]この説明を考慮すれば、種々の実施形態のさらなる修正および代替の実施形態が、当業者には明らかであろう。したがって、この説明は、例示としてのみ解釈されるべきである。本明細書で示され、説明される形態は、実施形態の例示として解釈されるべきであることが理解されるべきである。要素および材料は、本明細書に図示され説明されたものと置き換えることができ、部品およびプロセスは逆にすることができ、特定の特徴は独立して利用することができ、すべて、この説明の恩恵を受けた後に当業者には明らかになるであろう。
【図１】
2020127008.tif 000016
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
2020127008.tif 000020
【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
2020127008.tif 000023
【図６Ａ】
2020127008.tif 000024
【図６Ｂ】
2020127008.tif 000025
【図６Ｃ】
2020127008.tif 000026
【図６Ｄ】
2020127008.tif 000027
【図６Ｅ】
2020127008.tif 000028
【図６Ｆ】
2020127008.tif 000029
【図６Ｇ】
2020127008.tif 000030
【図６Ｈ】
2020127008.tif 000031
【図６Ｉ】
2020127008.tif 000032
【図７Ａ】
2020127008.tif 000033
【図７Ｂ】
2020127008.tif 000034
【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
2020127008.tif 000036
【図８Ａ】
2020127008.tif 000037
【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
2020127008.tif 000039
【図９Ａ】
2020127008.tif 000040
【図９Ｂ】
2020127008.tif 000041
【図１０Ａ】
2020127008.tif 000042
【図１０Ｂ】
2020127008.tif 000043
【図１０Ｃ】
2020127008.tif 000044
【図１０Ｄ】
2020127008.tif 000045
【図１０Ｅ】
2020127008.tif 000046
【図１１Ａ】
2020127008.tif 000047
【図１１Ｂ】
2020127008.tif 000048
【図１１Ｃ】
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