(57)【要約】      （修正有）【課題】テンプレートのメサ側壁への成形可能材料のはみ出し部の形成を低減するナノインプリントシステム、及びナノインプリント方法を提供する。【解決手段】放射線源は、主化学線源４５０と、テンプレート１０８のパターン面１０２の下の成形可能材料１２４に主化学線を案内する１つまたは複数の光学部品（アパーチャ４４８など）を含む。主化学線はテンプレートの下の成形可能材料を硬化させるが、インプリント処理中にメサ側壁２４６を越えて広がった成形可能材料を硬化させないように、テンプレートのパターニング領域のエッジに隣接するか、またはその付近では成形可能材料を硬化させないように、主化学線の強度を低減する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜を成形する方法であって、
基板の領域の上に成形可能材料を堆積させる工程と、
成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有するテンプレートを、前記領域に対して位置決めする工程と、
前記成形可能材料と前記成形表面とを接触させる工程と、ここで、前記成形可能材料と前記成形表面とが接触しているときに前記成形可能材料が広がり、
前記成形可能材料が前記領域のエッジにまで広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する工程と、を有し、
前記露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量より大きい、ことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記成形可能材料を硬化させる露光量は、
前記領域の前記内側に化学線エネルギーを供給する主硬化源と、
前記領域の外周部に化学線エネルギーを供給する枠硬化源と、
によって供給されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記枠硬化源は、前記メサ側壁からの内方設定距離Δｘに位置する前記成形表面で測定したときにピーク強度の１０％を有する強度分布を生成するように構成され、前記内方設定距離は１〜６０μｍであることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記成形可能材料が前記メサ側壁を越えて広がった後に前記成形可能材料が化学線により露光されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記空間分布は、前記テンプレートの前記メサ側壁によって画定される前記領域のエッジを越えて広がった前記基板の上の成形可能材料と、前記メサ側壁上の前記成形可能材料と、を完全に硬化させないことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記成形可能材料は、該成形可能材料の一部の重合を阻害する重合阻害剤を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記重合阻害剤は、前記成形可能材料がパージガスの存在下にある間は重合を阻害せず、前記成形可能材料が阻害ガスの存在下にある間は重合を阻害することを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項８】
前記パージガスはヘリウムであり、前記阻害ガスは酸素を含むことを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給する工程と、
前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する前に前記パージガスの前記供給を低減または停止する工程と、
を更に有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１０】
前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給する工程と、
前記成形可能材料の一部が前記領域の前記エッジに到達した後に前記パージガスの前記供給を低減または停止する工程と、
を更に有することを特徴とする請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記内側露光量は、前記成形可能材料を硬化させるのに十分であり、
前記側壁露光量は、前記メサ側壁上の前記成形可能材料を完全に硬化させない、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
膜を成形するシステムであって、
成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有する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、
前記基板の領域の上に成形可能材料を堆積させる流体ディスペンサと、
前記成形可能材料と前記成形表面とを接触させる位置決めシステムと、ここで、前記成形可能材料と前記成形表面とが接触しているときに前記成形可能材料が広がり、
前記成形可能材料が前記領域を越えて広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する硬化システムと、を有し、
前記露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量より大きい、ことを特徴とするシステム。
【請求項１３】
前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有し、
前記インプリント領域雰囲気制御システムは、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する前に、前記パージガスの前記供給を低減することおよび前記パージガスの前記供給を停止することのうちのいずれかを行うことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１４】
前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有し、
前記インプリント領域雰囲気制御システムは、前記成形可能材料の一部が前記領域のエッジに到達した後に、前記パージガスの前記供給を低減することおよび前記パージガスの前記供給を停止することのうちのいずれかを行うことを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１５】
少なくとも前記メサ側壁と前記基板とによって境界付けられた領域に阻害ガスを導入するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有することを特徴とする請求項１２に記載のシステム。
【請求項１６】
物品を製造する方法であって、
成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有するテンプレートを、領域に対して位置決めする工程と、
基板の上の成形可能材料と前記成形表面とを接触させる工程と、ここで、前記成形可能材料と前記成形表面とが接触しているときに前記成形可能材料が広がり、
前記成形可能材料が硬化成形可能材料を形成する前記領域を越えて広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する工程と、
ここで、前記露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量より大きく、
前記硬化成形可能材料と共に前記基板を処理して前記物品を製造する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、はみ出しを制御するために枠硬化を使用するシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工は、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の加工を含む。ナノ加工がかなりの影響を及ぼした１つの用途は、集積回路の製造におけるものである。半導体プロセス産業は、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生産歩留まりを向上させることを求めて求め続けている。ナノ加工における改善は、形成される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および／またはスループットの向上を提供する。
【０００３】
今日使用されている１つのナノ加工技術は一般に、ナノインプリントリソグラフィと呼ばれる。ナノインプリントリソグラフィは例えば、基板上に膜を形成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作することを含む様々な用途に有用である。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り、これらはすべて引用により本明細書に組み込まれる。
【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、（重合可能な）成形可能材料の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ことを記載している。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を、下にある基板の中および／または上に転写することができる。
【０００５】
成形プロセスは、基板から離間されたテンプレートを使用し、成形可能材料は、テンプレートと基板との間に適用される。テンプレートは、成形可能材料と接触させられ、成形可能材料を広げ、テンプレートと基板との間の空間を満たす。成形可能な液体は、成形可能な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、テンプレートはテンプレートと基板とが離間するように、固化層から分離される。
【０００６】
次に、基板および固化層は固化層および／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画像を基板に転写するために、エッチングプロセスなどの追加のプロセスを受けることができる。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、デバイス（物品）製造のための公知の工程およびプロセスをさらに受けることができる。
【発明の概要】
【０００７】
第１の実施形態は、膜を成形する方法でありうる。前記方法は、基板の領域の上に成形可能材料を堆積させる工程を含みうる。前記方法は、テンプレートを前記領域に対して位置決めする工程をさらに含みうる。テンプレートは、成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有しうる。前記方法は、前記成形可能材料と前記成形表面とを接触させる工程を含みうる。前記成形可能材料と前記成形表面とが接触すると前記成形可能材料が広がる。前記方法は、成形可能材料が前記領域のエッジにまで広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する工程を含みうる。前記硬化露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量よりも大きい。
【０００８】
第１実施形態の一態様において、前記硬化露光量は、前記領域の前記内側に化学線エネルギーを供給する主硬化源と、前記領域の外周部に化学線エネルギーを供給する枠硬化源とによって供給されうる。
【０００９】
第１実施形態の一態様において、前記枠硬化源は、前記メサ側壁からの内方設定距離Δｘに位置する前記成形表面で測定したときにピーク強度の１０％を有する強度分布を生成するように構成され、前記内方設定距離は１〜６０μｍである。
【００１０】
第１実施形態の一態様において、前記成形可能材料が前記メサ側壁を越えて広がった後に前記成形可能材料が化学線によって露光されうる。
【００１１】
第１実施形態の一態様において、前記空間分布は、前記テンプレートの前記メサ側壁によって画定される前記領域のエッジを越えて広がった前記基板の上の成形可能材料と、前記メサ側壁上の前記成形可能材料と、を完全に硬化させない。
【００１２】
第１実施形態の一態様において、前記成形可能材料は、該成形可能材料の一部の重合を阻害する重合阻害剤を含みうる。
【００１３】
第１実施形態の一態様において、前記重合阻害剤は、前記成形可能材料がパージガスの存在下にある間は重合を阻害せず、前記成形可能材料が阻害ガスの存在下にある間は重合を阻害することができる。
【００１４】
第１実施形態の一態様において、前記パージガスはヘリウムであり、前記阻害ガスは酸素を含みうる。
【００１５】
第１実施形態は、前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給する工程と、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する前に前記パージガスの前記供給を低減または停止する工程とを更に有しうる。
【００１６】
第１実施形態は、前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給する工程と、前記成形可能材料の一部が前記領域の前記エッジに到達した後に前記パージガスの前記供給を低減または停止する工程とを更に有しうる。
【００１７】
第１実施形態の一態様において、前記内側露光量は、前記成形可能材料を硬化させるのに十分であり、前記側壁露光量は、前記メサ側壁上の前記成形可能材料を完全に硬化させない。
【００１８】
第２実施形態は、膜を成形するためのシステムでありうる。前記システムは、テンプレートを保持するテンプレートチャックを含みうる。前記テンプレートは、成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有しうる。前記システムは、基板を保持する基板チャックを更に有しうる。前記システムは、前記基板の領域の上に成形可能材料を堆積させる流体ディスペンサを更に有しうる。前記システムは、前記成形可能材料と前記成形表面とを接触させる位置決めシステムを更に有しうる。前記成形可能材料と前記成形表面とが接触しているときに前記成形可能材料が広がりうる。前記システムは、前記成形可能材料が前記領域を越えて広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する硬化システムを更に有しうる。前記硬化露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量よりも大きい。
【００１９】
第２実施形態の一態様において、前記硬化システムは、前記領域の前記内側に化学線エネルギーを供給する主硬化源と、前記領域の外周部に化学線エネルギーを供給する枠硬化源とを含みうる。
【００２０】
第２実施形態の一態様において、前記枠硬化源は、前記メサ側壁からの内方設定距離Δｘに位置する前記成形表面で測定したときにピーク強度の１０％を有する強度分布を生成するように構成され、前記内方設定距離は１〜６０μｍでありうる。
【００２１】
第２実施形態の一態様において、前記成形可能材料が前記メサ側壁を越えて広がった後に前記成形可能材料が化学線により露光されうる。
【００２２】
第２実施形態の一態様において、前記硬化露光量の前記空間分布は、前記テンプレートの前記メサ側壁によって画定される前記領域のエッジを越えて広がった前記基板の上の成形可能材料と、前記メサ側壁上の成形可能材料と、を完全に硬化させない。
【００２３】
第２実施形態の一態様において、前記成形可能材料は、該成形可能材料の一部の重合を阻害する重合阻害剤を含みうる。
【００２４】
第２実施形態の一態様において、前記重合阻害剤は、前記成形可能材料がパージガスの存在下にある間は重合を阻害せず、前記成形可能材料が阻害ガスの存在下にある間は重合を阻害しうる。
【００２５】
第２実施形態の一態様において、前記パージガスはヘリウムであり、前記阻害ガスは酸素を含みうる。
【００２６】
第２実施形態は、前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有しうる。前記インプリント領域雰囲気制御システムは、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する前に、前記パージガスの前記供給を低減することおよび前記パージガスの前記供給を停止することのうちのいずれかを行いうる。
【００２７】
第２実施形態は、前記テンプレートの前記成形表面と前記成形可能材料とが接触する前に前記成形表面と前記成形可能材料との間にパージガスを供給するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有しうる。前記インプリント領域雰囲気制御システムは、前記成形可能材料の一部が前記領域の前記エッジに到達した後に、前記パージガスの前記供給を低減することおよび前記パージガスの前記供給を停止することのうちのいずれかを行いうる。
【００２８】
第２実施形態は、少なくとも前記メサ側壁と前記基板とによって境界付けられた領域に前記阻害ガスを導入するインプリント領域雰囲気制御システムを更に有しうる。
【００２９】
第３の実施形態は、物品を製造する方法でありうる。前記方法は、テンプレートを領域に対して位置決めする工程を有しうる。前記テンプレートは、成形表面と該成形表面を取り囲むメサ側壁とを含むメサを有しうる。前記方法は、基板の上の成形可能材料と前記成形表面とを接触させる工程を更に有しうる。前記成形可能材料と前記成形表面とが接触しているときに前記成形可能材料が広がりうる。前記方法は、前記成形可能材料が硬化成形可能材料を形成する前記領域を越えて広がった後に、前記成形可能材料を硬化させる露光量の化学線で露光する工程を更に有しうる。前記硬化露光量の空間分布において、前記領域の内側に加えられる内側露光量は前記メサ側壁に入射する側壁露光量よりも大きい。前記方法は、前記硬化成形可能材料と共に前記基板を処理して前記物品を製造する工程を更に有しうる。
【００３０】
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】
【００３１】
本発明の特徴および利点が深く理解されるよう、添付図面に示される実施形態を参照することによって本発明の実施形態のより具体的な説明がなされる。しかし、添付図面は、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。
【００３２】
【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。
【００３３】
【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。
【００３４】
【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。
【００３５】
【図４】図４は、例示的な実施形態で使用することができる１つまたは複数の光学構成要素の配置の図である。
【００３６】
【図５】図５は、例示的な実施形態で使用することができるアパーチャの図である。
【００３７】
【図６Ａ】図６Ａは、例示的な実施形態において使用されうる１つ以上の光学部品の配置の図である。
【００３８】
【図６Ｂ】図６Ｂは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、例示的な実施形態で使用されうる強度分布の図である。
【００３９】
【図７】図７は、例示的な実施形態において使用されうる例示的なタイミングチャートである。
【００４０】
【図８】図８は、例示的な実施形態で使用することができるインプリント領域のグループ化を示す図である。
【００４１】
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】
【００４２】
ナノインプリントリソグラフィ技術は、成形可能材料を成形して基板上に膜を形成するために使用される。成形プロセスは、テンプレートと成形可能材料とを接触させることを含む。テンプレートは、凹面の上方に延在するメサ上の成形表面を含む。テンプレートはまた、メサを取り囲み、メサを凹んだ表面に接続するメサ側壁（mesa sidewalls）を含む。成形プロセス中、成形可能材料は毛管作用および他の力によって広がり（スプレッドし（spreads））、その結果、成形可能材料は、スプレッド期間中にメサ側壁に向かって広がる。成形可能材料が成形プロセス中にメサ側壁を濡らすと、はみ出し（extrusions）ができる。成形可能材料が化学線に露光され、テンプレートと成形可能材料とが分離された後、１つまたは複数のはみ出し部が基板および／またはテンプレート上に留まる場合がある。出願人は、これらのはみ出しを最小限に抑えることが有利であることを見出した。はみ出し最小化のための１つのアプローチは、枠硬化（frame curing）（ＦＣ）と呼ばれるプロセスである。
【００４３】
枠硬化は、インプリント領域がスプレッド期間中にインプリントされている間に、枠状の化学線の空間分布がインプリント領域のエッジに向かって投影されるプロセスである。枠硬化がスプレッド期間中に行われるとき、成形可能材料はゲル化または部分的に硬化され、成形可能材料を減速させ、成形可能材料がはみ出し部を形成する傾向を減少させる。成形可能材料がメサ側壁にまで広がると、はみ出し部の形成が始まりうる。
【００４４】
出願人は、枠硬化プロセスで使用される化学線の空間分布がメサ側壁に沿った強度プロファイルにおいて鋭いカットオフを有さない場合に問題が生じうることを見出した。これらの問題の１つは、インプリント領域のエッジに隣接する領域に位置するフィーチャおよびパターンが化学線のターゲットであるエッジまたはエッジの数ミクロン内側にあるときに露光されてしまうことである。その結果、フィーチャが充填される前にレジストがゲル化し始めるため、マークおよびデバイスパターン領域が充填されない危険性が増大する。別の問題は、メサ側壁を越えて照射される化学線によって硬化する複数のインプリントの後に、小さなはみ出し部がメサ側壁上に現れ始める可能性があることである。
【００４５】
ナノインプリントシステム（成形システム）
図１は、一実施形態を実施し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上に膜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。
【００４６】
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うる。基板位置決めステージ１０６は、ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸、θ軸、ψ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）上にも位置決めされうる。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。
【００４７】
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の表側において基板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。メサ１１０は、テンプレート１０８の表側においてパターン面１１２を有しうる。成形表面ともよばれるパターン面１１２は、成形可能材料１２４を成形するテンプレートの表面である。一実施形態においては、パターン面１１２は平坦であり、成形可能材料を平坦化するために使用される。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、その場合、基板１０２に面するテンプレートの表面はモールド１１０と等価であり、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。
【００４８】
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から形成されうるが、そ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しうる。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。代替実施形態においては、パターン面１１２はフィーチャレスであり、その場合、平坦な表面が基板上に形成される。代替の実施形態においては、パターン面１１２はフィーチャレスであり、基板と同じサイズであり、平坦な表面が基板全体にわたって形成される。
【００４９】
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うる。テンプレートチャック１１８は、テンプレート１０８の異なる部分を押したり伸ばしたりすることができる圧電アクチュエータを含みうる。テンプレートチャック１１８は、テンプレートを曲げ変形させるテンプレートの背面に圧力差を加え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みうる。
【００５０】
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１２０は、ボイスコイルモータ、圧電モータ、リニアモータ、ナット、スクリューモータなどのうちの１つまたは複数のアクチュエータを含み、これらのアクチュエータ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る。
【００５１】
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をさらに含みうる。流体ディスペンサ１２２はまた、ブリッジに移動可能に連結されうる。一実施形態において、流体ディスペンサ１２２およびインプリントヘッド１２０が１つまたは複数の、またはすべての位置決め構成要素を共有する。代替実施形態において、流体ディスペンサ１２２およびインプリントヘッド１２０が互いに独立して移動する。流体ディスペンサ１２２を使用して、液体成形可能材料１２４（例えば、重合可能材料）を基板１０２上にパターンで堆積させることができる。追加の成形可能材料１２４はまた、成形可能材料１２４が基板１０２上に堆積される前に、滴下分配、スピンコーティング、浸漬コーティング、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基板１０２に追加されうる。成形可能材料１２４は、設計上の考慮事項に応じて、型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上に分配されうる。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むことができる。両文献はこの引用により本明細書に組み込まれる。
【００５２】
異なる流体ディスペンサ１２２は、成形可能材料１２４を分配するための異なる技術を使用することができる。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分配することができる。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、噴射可能な液体を分配するための一般的な技術である。
【００５３】
ナノインプリントリソグラフィシステム１００は、露光経路１２８に沿って化学線エネルギーを導く少なくとも１つの放射線源１２６を含む硬化システムをさらに含みうる。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を露光経路１２８と重ね合わせて位置決めするように構成されうる。放射線源１２６は、テンプレート１０８と成形可能材料１２８とが接触した後、露光経路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経路１２８を示しているが、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、例示の目的で行われている。テンプレート１０８と成形可能材料１２４とが接触したときに、露光経路１２８が実質的に変化しないことは、当業者には理解されよう。
【００５４】
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と成形可能材料１２４とが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は、フィールドカメラの撮像視野の光軸を破線で示す。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、化学線をフィールドカメラによって検出される光と組み合わせる１つまたは複数の光学コンポーネント（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）を含むことができる。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。図１に示されるように、フィールドカメラ１３６の光軸は直線であるが、１つ以上の光学部品によって曲げられてもよい。フィールドカメラ１３６は、成形可能材料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１２４の広がり、硬化した成形可能材料とテンプレート１０８と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を追跡するために使用されてもよい。フィールドカメラ１３６はまた、パターン面１１２と基板表面１３０との間のギャップ４５１の間に成形可能材料１２４が広がるにつれて変化する干渉縞を測定するように構成されてもよい。
【００５５】
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つまたは複数を含みうる。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／または光源などのうちの１つまたは複数の光学構成要素を含みうる。液滴検査システム１３８は、パターン面１１２と基板１０２上の成形可能材料１２４とが接触する前に液滴を検査するように配置されうる。
【００５６】
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されうる熱放射源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みうる。熱放射源１３４は、熱放射の時空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みうる。ナノインプリントリソグラフィシステムはさらに、テンプレート１０８と基板１０２上の成形可能材料１２４とが接触するときに、化学線、熱線、およびフィールドカメラ１３６によって集められた放射を、インプリント領域と交差する単一の光路上に結合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含みうる。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、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）に沿って熱放射を送ることができる。図１は、テンプレート１０８と成形可能材料１２４とが接触していないときの熱放射経路を示しているが、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、例示の目的で行われているものである。テンプレート１０８と成形可能材料１２４とを接触させても熱放射経路は実質的に変化しないことは、当業者には理解されよう。図１では、熱放射経路がテンプレート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。代替実施形態において、熱放射源１３４は基板１０２の下にあり、熱放射経路は化学線および可視光と組み合わされない。
【００５７】
成形可能材料１２４が基板上に分配される前に、基板コーティング１３２が基板１０２に塗布されてもよい。一実施形態において、基板コーティング１３２は接着層でありうる。一実施形態において、基板が基板チャック１０４上にロードされる前に、基板１０２に基板コーティング１３２が塗布されうる。代替実施形態においては、基板１０２が基板チャック１０４上にある間に、基板１０２に基板コーティング１３２が塗布されうる。一実施形態において、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。一実施形態において、基板１０２は、半導体ウエハでありうる。別の実施形態において、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。
【００５８】
ナノインプリントリソグラフィシステム１００は、気体および／または真空システムなどのインプリント領域雰囲気制御システムを含み、その一例が米国特許公開第２０１０／００９６７６４号および第２０１９／０１０１８２３号に記載されている。両文献の内容は、この参照により本明細書に組み込まれる。気体および／または真空システムは、１つまたは複数の異なる気体を異なる時間でおよび異なる領域に供給するように構成されたポンプ、バルブ、ソレノイド、気体源、ガス管などのうちの１つまたは複数を含みうる。気体および／または真空システム３６は、基板１０２のエッジへ及びエッジから気体を輸送し、基板１０２のエッジにおける気体の流れを制御することによってインプリント領域雰囲気を制御する第１の気体輸送システムに接続されうる。気体および／または真空システムは、テンプレート１０８のエッジへ、およびエッジから気体を輸送し、テンプレート１０８のエッジにおける気体の流れを制御することによってインプリント領域雰囲気を制御する第２の気体輸送システムに接続されうる。気体および／または真空システムは、テンプレート１０８の上面との間で気体を輸送し、テンプレート１０８を通る気体の流れを制御することによってインプリント領域雰囲気を制御する第３の気体輸送システムに接続されうる。第１、第２、および第３の気体輸送システムのうちの１つまたは複数を組み合わせて、または別々に使用して、インプリント領域内およびその周りの気体の流れを制御することができる。
【００５９】
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、インプリント領域雰囲気制御システム、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に記憶されたコンピュータ読み取り可能プログラム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つ以上であるか、またはそれらを含みうる。プロセッサ１４０は、専用コントローラであってもよいし、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。
【００６０】
インプリントヘッド１２０、基板位置決めステージ１０６、またはその両方が、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次元での境界物理的範囲）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。代替実施形態において、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、フィーチャレスのパターン面１１２を有する平面層を形成する。
【００６１】
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（単に領域またはショットともいう。）で繰り返し行うことができる。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、デバイスのフィーチャである基板１０２上にパターンをインプリントするために使用されるか、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、パターン面１１２の領域である。メサ１１０のパターン領域は、はみ出しを防止するために使用される質量速度変動機構（流体制御機構）を含んでもよいし含まなくてもよい。代替実施形態において、基板１０２は、基板１０２またはメサ１１０でパターニングされる基板１０２の領域と同じサイズの１つのインプリント領域のみを有する。代替の実施形態において、インプリント領域は重なり合う。インプリント領域のいくつかは、基板１０２の境界と交差する部分インプリント領域であってもよい。
【００６２】
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みうる。これらの凸部は、メサ１１０の凹部１１４と一致する。
【００６３】
テンプレート
図２は、一実施形態で使用することができるテンプレート１０８の図である。パターン面１１２は、メサ１１０（図２において破線のボックスによって特定される）にある。メサ１１０は、テンプレートの表面側の凹面２４４によって取り囲まれている。メサ側壁２４６は、凹面２４４をメサ１１０のパターン面１１２に接続する。メサ側壁２４６は、メサ１１０を取り囲む。メサが丸いか、または丸いコーナーを有する実施形態においては、メサ側壁２４６は、角のない連続壁である単一のメサ側壁である。
【００６４】
インプリント処理
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いう。）上に成形可能材料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処理３００のフローチャートである。インプリント処理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上で繰り返し実行されうる。プロセッサ１４０は、インプリント処理３００を制御するために使用されうる。
【００６５】
代替実施形態において、インプリント処理３００は、基板１０２を平坦化するのに使用される。この場合、パターン面１１２はフィーチャレスであり、基板１０２と同じサイズまたはそれよりも大きくてもよい。
【００６６】
インプリント処理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。インプリント処理はまた、基板装着工程を含み、プロセッサ１４０は、基板搬送機構に基板１０２を基板チャック１０４上に装着させることができる。基板は、１つ以上のコーティングおよび／または構造を有する可能性がある。なお、テンプレート１０８と基板１０２とをナノインプリントリソグラフィシステム１００に装着する順序には特に限定はなく、テンプレート１０８と基板１０２とを順次装着してもよいし、同時に装着してもよい。
【００６７】
位置決め工程ではプロセッサ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などの実数整数である｛Ｎ∈Ｚ＋｝。ディスペンス工程Ｓ３０２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分配させる。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つまた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。流体ディスペンサが成形可能材料１２４を吐出している間、インプリント領域ｉは流体ディスペンサ１２２に対して移動させられる。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。一実施形態において、ディスペンス工程Ｓ３０２中に、成形可能材料１２４は液滴パターンに従って基板上に分配されうる。液滴パターンは、成形可能材料の液滴を堆積させる位置、成形可能材料の液滴の体積、成形可能材料の種類、成形可能材料の液滴の形状パラメータなどの１つまたは複数の情報を含みうる。一実施形態において、液滴パターンが分配される液滴の体積と、液滴を堆積させる場所の位置のみを含んでいてよい。
【００６８】
液滴が分配された後、接触工程Ｓ３０４が開始され、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を制御して、テンプレート１０８のパターン面１１２とインプリント領域ｉの成形可能材料１２４とを接触させる。
【００６９】
スプレッド工程Ｓ３０６の間、成形可能材料１２４は、インプリント領域ｉのエッジ及びメサ側壁２４６に向かって広がる。インプリント領域のエッジは、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、成形可能材料の流体先端の進行を追跡するために使用することができる。
【００７０】
硬化工程Ｓ３０８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に命令を送ることができる。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。
【００７１】
離型工程Ｓ３１０では、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上の硬化成形可能材料から分離する。
【００７２】
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、処理は工程Ｓ３０２に戻る。一実施形態において、製造物品（例えば、半導体デバイス）を作製するために、処理工程Ｓ３１２において、基板１０２に対する追加の処理が実行される。一実施形態において、各インプリント領域に複数のデバイスが含まれる。
【００７３】
処理工程Ｓ３１２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処理を含みうる。処理工程Ｓ３１２におけるさらなる処理はまた、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、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処理を含みうる。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うる。
【００７４】
はみ出しを防止する枠硬化によるインプリント処理
一実施形態は、従来のインプリント処理の未充填およびはみ出しの問題に対処することができる膜成形処理である。一実施形態において、露光量が領域のエッジで低減される。本出願人は、インプリントされる領域のエッジにおける露光量を低減することにより、未硬化のはみ出し部を蒸発させることができ、インプリント領域のエッジ上のフィーチャをインプリントすることができることを見出した。
【００７５】
一実施形態において、放射線源１２６は、図４に示すような、アパーチャ４４８と、工程Ｓ３０６の終わり近くに使用される主化学線源４５０とを含みうる。主化学線源４５０は、化学線源と、テンプレート１０８のパターン面１１２の下の成形可能材料１２４に化学線を案内する１つまたは複数の光学部品（アパーチャ４４８を含む）を含みうる。主化学線源４５０は、テンプレート１０８の下の成形可能材料１２４を硬化させるが、インプリント処理３００中にメサ側壁２４６を越えて広がった成形可能材料１２４を硬化させないように構成されうる。主化学線源４５０は、テンプレートの中央の下で成形可能材料１２４を硬化させるが、テンプレート１０８のパターニング領域のエッジに隣接するかまたはその付近では成形可能材料１２４を硬化させないように構成されうる。工程Ｓ３０６の間、表面２４４、メサ側壁２４６、および基板１０２の間にギャップ４５１が形成される。アパーチャ４４８は、図５に示すように、複数のマスキングブレード５４８ａ〜５４８ｄを含みうる。マスキングブレード５４８ａ〜ｄは、インプリント領域５５２に対して位置決めされて、インプリント領域の内部領域に対してインプリント領域エッジにおける化学線の強度を低減することができる。一実施形態において、メサ側壁２４６における化学線の強度が、成形可能材料１２４が硬化閾値未満になるように、マスキングブレード５４８ａ〜ｄは図５に示すように配置される。
【００７６】
別の実施形態において、放射線源１２６は、図６Ａに示すように、主化学線源４５０と、任意選択のアパーチャ４４８と、二次光源６５０と、空間光変調器（ＳＬＭ）６４８とを含む。ＳＬＭ６４８は、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、デジタル光プロセッサ（ＤＬＰ）、電気的にアドレス指定可能な空間光変調器（ＥＡＳＬＭ）、液晶オンシリコン（ＬＣｏＳ）デバイス、液晶透過型変調器、または変調器の個々の要素が空間および時間の両方で調整可能である時空間光変調器でありうる。図６Ａに示すＳＬＭ６４８は、透過型ＳＬＭであり、当業者には、透過型ＳＬＭの代わりに反射型ＳＬＭを使用するように放射線源１２６をどのように修正するかは理解されよう。放射線源１２６は、化学線をテンプレート１０８を通してインプリント領域内の基板上の成形可能材料内に導くために使用される１つまたは複数のアパーチャ、レンズ、ミラー、ビームコンバイナ、フィルタなどを含みうる。ＳＬＭ６４８は、複数のアドレス指定可能なピクセルを含み、図６Ａに示すように、メサ側壁２４６と交差する枠形状の照明パターンでテンプレートを照明するように構成されうる。枠形状の照明パターンの幅および形状は、ＳＬＭ６４８の個々のピクセルを制御することによって制御されうる。
【００７７】
一実施形態において、メサ側壁２４６は、成形可能材料１２４がメサ側壁２４６またはそれを越えて広がった後に露光される。一実施形態において、成形可能材料１２４がメサ側壁２４６を越えて２μｍまで広がっている。一実施形態において、成形可能材料１２４がメサ側壁２４６を越えて１０μｍまで広がっている。一実施形態において、流体ディスペンサ１２２の配置精度が、成形可能材料１２４がメサ側壁２４６を越えてどれだけ広がるかに影響を及ぼす。例えば、基板１０２に対する流体ディスペンサ１２２の走査速度および流体ディスペンサ１２２の発射速度の制限は第１の軸に沿ってメサ側壁２４６に対して液滴を配置することができる場所を制限し、流体ディスペンサ１２２上のノズルのピッチは、第２の軸に沿ってメサ側壁２４６に対して液滴を配置することができる場所を制限しうる。
【００７８】
メサ側壁２４６に伝達される化学線の露光量は、ＳＬＭ６４８のパターン形状、持続時間、および／またはデューティサイクル、ならびに二次光源６５０の時空間強度および／または波長によって制御されうる。図６Ｂは、形成可能材料１２４がメサ側壁２４６を越えて広がった後のメサ側壁２４６を示す、ナノインプリントリソグラフィシステム１００の断面の詳細図である。図６Ｂはまた、ＳＬＭ６４８によって出力され、メサ側壁２４６の近くに入射する化学線のＳＬＭ強度分布６５６ａの断面を示す。一実施形態において、ＳＬＭ強度分布６５６ａのテールがメサ側壁２４６と交差する。ＳＬＭ６４８は、複数のアドレス指定可能なピクセルから構成される。図６Ｃは、ＳＬＭ６４８によって出力される１ピクセル幅枠、２ピクセル幅枠、および１０ピクセル幅枠の断面の放射照度プロファイル６５６ａの図である。
【００７９】
一実施形態において、主化学線源４５０からの化学線が、図６Ｇに示すように、メサ側壁２４６で強度が最小になるように集束および／またはトリミングされる。図６Ｄは、メサ側壁２４６における化学線の強度を低減するためにトリミングされた後の主化学線源４５０の強度分布の断面図である。図６Ｅは、パターン面１１２全体にわたってトリミングされた主化学線源４５０の強度分布の図である。図６Ｆは、メサ側壁２４６の領域において、アパーチャなし（実線）、２５ｍｍアパーチャ、２０ｍｍアパーチャ、および１４ｍｍアパーチャで切り取られた化学線源４５０の主強度分布６５６ｂの図である。一実施形態において、ＳＬＭ６４８および主化学線源４５０からの化学線がインプリント領域５５２内で重なり合う。一実施形態において二次光源６５０が主化学線源４５０とは異なる波長を有し、この場合、ビームコンバイナは二色性ビームコンバイナとすることができる。代替の実施形態において、主化学線源４５０および二次光源６５０の一方または両方からの軸外照明を使用して、インプリント領域５５２を照明する。
【００８０】
一実施形態において、主化学線源の波長は、ＵＶ範囲、例えば２４０ｎｍ〜４５０ｎｍである。一実施形態において、インプリント領域のエッジにおける主化学線の放射照度は、約２００Ｗ／ｍ２である。一実施形態において、インプリント領域のエッジにおける主化学線の放射露光（露光量）は、４０Ｊ／ｍ２未満であり、これはインプリント領域の中心における放射露光の２％未満でありうる。一実施形態において、二次光源の波長は、約４０５ｎｍとすることができる。一実施形態において、インプリント領域のエッジにおける二次光源の放射照度は、約１０００Ｗ／ｍ２である。一実施形態において、インプリント領域のエッジにおける二次光源の放射露光（露光量）は、７５０Ｊ／ｍ２未満である。ここで提供される放射線露光は例示の目的のためであり、成形可能材料１２４の組成、光源の波長、およびシステムの幾何学的形状に応じて変更される。
【００８１】
一実施形態において、強度分布６５６ａのテールの位置が図６Ｃに示されるように、メサ側壁近くの成形可能材料を照射するために使用される枠の幅を制御するために、ＳＬＭ６４８の異なるピクセルを使用することによって調整されうる。一実施形態において、インプリント領域５５２の中央部分に入射する主硬化源によって生成される主強度分布６５６ｂの形状は、図６Ｆ〜Ｈに示すように、マスキングブレード５４８ａ〜ｄの位置を変更することによって調整されうる。
【００８２】
一実施形態において、工程Ｓ３０８は、成形可能材料１２４がインプリント領域５５２のエッジに到達した後に成形可能材料１２４を硬化させる硬化露光量の化学線で露光することを含む。一実施形態において、硬化露光量の空間分布がインプリント領域５５２の内側に加えられる内側露光量は、成形可能材料を硬化させるのに十分であり、メサ側壁に入射する側壁露光量は、内側露光量よりも少なく、メサ側壁上のおよび／または基板上のインプリント領域を越えた成形可能材料を硬化させるには不十分であるようなものである。一実施形態において、工程Ｓ３０８は、成形可能材料１２４がメサ側壁を越えて広がった後に、成形可能材料１２４を化学線で露光することを含む。一実施形態において、側壁露光量は、内側露光量の２％未満である。一実施形態において、側壁露光量は、内側露光量の１０％未満である。一実施形態において、硬化露光量は、領域の内部に提供される露光量の最大値、中央値、または平均値である。
【００８３】
図６Ｈは、ＳＬＭ強度分布６５６ａが、クロップされた主強度分布６５６ｂと共にメサ側壁２４６から内方に設定（inset）されている実施形態の図である。一実施形態において、ＳＬＭ６４８は、ＳＬＭ強度分布６５６ａを生成するように構成され、この場合、パターン面１１２で測定されたＳＬＭ強度最大値（ＳＬＭ強度分布６５６ａのピーク強度）の１０％（１０％ＦＨ）がメサ側壁２４６からの内方設定距離（inset distance）Δｘに位置する。一実施形態において、内方設定距離Δｘは１〜６０μｍである。
【００８４】
図７は、インプリント処理の例示的なタイミングチャートである。初期接触時間ｔｃにおいて、パターン面１１２の一部が、成形可能材料の一部と接触する。初期接触時間ｔｃにおいて、パターン面１１２は最初湾曲され、その後、接触期間ＣＬ（４００〜６００ｍｓ）にわたって、パターン面１１２は平坦にされ、インプリント領域内の基板表面１３０の形状と一致する。一実施形態において、接触期間ＣＬの終了時にテンプレートが平坦にされた後に微細位置合わせ期間ＡＬが開始する。代替実施形態において、接触期間ＣＬの終了前に微細位置合わせ期間ＡＬが開始する。一実施形態において、位置合わせ工程においては、テンプレートおよび基板の両方に位置合わせマークを用いてテンプレートおよび／または基板の位置および／または形状が制御される。
【００８５】
初期接触期間ｔｃが始まると、成形可能材料はスプレッド期間ＳＰの間に広がり始める。図７に示すように、初期接触期間ｔｃの前に、パージガス（例えば、ヘリウム、ネオンなど）がパターン面１１２と基板表面との間の領域に導入され、これは初期接触期間ｔｃの前からスプレッド期間ＳＰの少なくとも一部の間続くパージ期間中に行われる。一実施形態において、パージガスは、パターン面１１２と基板表面との間の領域に、テンプレートを介して、またはテンプレートのエッジから導入される。
【００８６】
一実施形態において、図７に示すように、スプレッド期間ＳＰの終了まで枠硬化露光の開始が遅延される。本出願人は、枠硬化露光を遅らせることに利点があることを見出した。これは、成形可能材料１２４が枠硬化による粘度増加を受ける前に、メサ側壁２４６に沿ったマーク及びデバイスパターニング領域が充填される時間を最大にし、また、枠硬化放射線で露光される前に、はみ出し部が部分的に又は完全に蒸発される時間を最大にするものである。一実施形態において、パターン面１１２の中央も、主硬化期間中にトリミングされた主化学線強度分布６５６ｂで露光され、一方、メサ側壁２４６付近のエッジも、主化学線強度分布６５６ｂおよびＳＬＭ強度分布６５６ａの両末端からの化学線で露光される。
【００８７】
本出願人は、本開示に記載される枠硬化方法によって、はみ出し部が流動ガスに曝されて蒸発させられる場合に、はみ出し部の影響を低減することができることを見出した。一実施形態において、メサ側壁２４６を越えてはみ出した成形可能材料１２４が蒸発し始める。成形可能材料１２４が蒸発すると、メサ側壁２４６付近の蒸発した成形可能材料の分圧は、蒸発が停止する蒸気圧に近づく。一実施形態において、メサ側壁２４６付近の成形可能材料の分圧は、連続的な蒸発を有するために成形可能材料の蒸気圧よりも低く保たれる。一実施形態において、メサ側壁２４６付近の蒸気圧は、ギャップ４５１内および／またはメサ側壁２４６付近に気体を循環させることによって低減される。
【００８８】
一実施形態において、成形可能材料１２４は、硬化放射線閾値を超える化学線に露光されたときに硬化される。一方、硬化放射線閾値以下の化学線に露光された成形可能材料１２４は、完全には硬化されず、蒸発する。
【００８９】
一実施形態において、成形可能材料１２４は、１つまたは複数の特定の気体の存在下で成形可能材料の硬化を妨げる１つまたは複数の材料を含む。光硬化プロセスは、化学反応の１つ以上の連鎖を含みうる。一実施形態において、光硬化プロセスにおける１つまたは複数の工程の反応速度および／または性能は、特定の気体（阻害ガス）の存在下で変更される。一実施形態において、成形可能材料が広がり始めた後のインプリント処理のある時点で、メサ側壁２４６付近の成形可能材料１２４は硬化プロセスを阻害するガスに曝される。
【００９０】
一実施形態において、特定の気体は、酸素または酸素を含む気体混合物であり、インプリント前に、まず、パターン面１１２の下の領域から酸素がパージされる（例えば、ヘリウムまたは他の何らかの気体を使用して、酸素を置換する）。成形可能材料１２４がパターン面１１２と接触した後、硬化前または硬化中に、テンプレートエッジ付近またはテンプレート１０８を介してメサ側壁２４６付近のギャップ４５１に酸素が導入される。この実施形態において、成形可能材料１２４は、酸素の存在下で重合を阻害および／または停止させる酸素に感受性である重合阻害剤を含む。例えば、早期の連鎖停止は、不完全な硬化をもたらす酸素とラジカル分子との間の反応のために起こり得る。一実施形態において、重合阻害剤は、最も有効な酸素が成形可能材料に溶解したモノメチルエーテルヒドロキノン（ＭＥＨＱ）である。
【００９１】
パターン面１１２がインプリント領域５５２内の成形可能材料１２４に接触した直後に、成形可能材料１２４が広がりを完了し、基板１０２に適合した後、基板１０２とテンプレート１０８との間のインプリント領域５５２の内部の成形可能材料１２４は、もはやインプリント領域５５２の外側のギャップ４５１内の気体とは接触せず、その結果、インプリント領域５５２の内部では蒸発もはや起こらないことを、出願人は見出した。したがって、インプリント処理の適切な時点で阻害ガスが導入される場合、阻害の効果は、成形可能材料のエッジにおける成形可能材料１２４中の溶解した阻害ガスの濃度によって制限される。図７に示すような成形可能材料のスプレッド期間前およびスプレッド期間中にヘリウムのようなパージガスを流すことによって、成形可能材料１２４内に吸着される阻害ガスの量は最小化されうる。一実施形態において、パージガスの供給はインプリント処理中の特定の時間にオフにされるか、または低減される。これにより、雰囲気気体がギャップ４５１内に拡散し、メサ側壁２４６ではみ出し部に到達することが可能になる。一実施形態において、雰囲気気体は、クリーンドライエア（ＣＤＡ）、空気、純酸素などの酸素含有ガスである。別の実施形態において、図７に示すように成形可能材料が化学線で露光されている間、およびテンプレートが成形可能材料から分離している間に、阻害プロセスを加速するために、阻害ガスがテンプレート内の外部ノズルまたはノズルによってギャップ４５１内に導入される。
【００９２】
一実施形態において、重合阻害のために、ギャップ４５１内への阻害ガスの使用、および成形可能材料１２４内への重合阻害剤の使用により、パターン面１１２下の成形可能材料１２４に対してメサ側壁２４６で成形可能材料１２４をゲル化または硬化させるための化学線の露光量が増加する。
【００９３】
一実施形態において、インプリント領域が図８に示すようなチェッカーボードスタイルでインプリントされる。チェッカーボードスタイルでのインプリントは、基板１０２上のはみ出し部が蒸発するためのより多くの時間を可能にする。チェッカーボードスタイルでのインプリントは、インプリント領域を非隣接インプリント領域のうちの少なくとも２つのサブセットに分割することを意味する。図８に示すように、非隣接インプリント領域の第１セット８５８ａをインプリントし、次に、非隣接インプリント領域の第２セット８５８ｂを、非隣接インプリント領域の第１セットのインプリントの間にインプリントする。
【００９４】
一実施形態において、基板を処理する工程である工程Ｓ３１２は、追加の処理工程の前に、インプリントされた領域の全てをさらなる化学線で露光して成形可能材料の物理的特性を変化させる工程を含みうる。一実施形態において、成形可能材料が阻害ガスと接触していることを可能にしながらパターン面１１２の下の成形可能材料を硬化させるためにインプリント領域のエッジで必要とされる露光量は、成形可能材料の組成、二次光源６５０の波長、主化学線源４５０の波長、ギャップ４５１内の気体環境、スプレッド時間、メサ側壁に隣接するマークまたはフィーチャの種類、およびそれらに限定されない要因のうちのいくつかの要因に依存しうる。一実施形態において、二次光源６５０は、４０５ｎｍの波長を有する紫色レーザである。一実施形態において、二次光源６５０は、レーザ、発光ダイオード（ＬＥＤ）、またはフラッシュランプとすることができる１つまたは複数の光源を含む。二次光源６５０は、光波長依存フィルタ、ディフューザ、アパーチャ、ミラー、レンズ、ウィンドウ、シャッタ、ビームコンバイナなどのうちの１つまたは複数を含みうる。二次光源６５０は、紫色（３８０〜４５０ｎｍ）または紫外線（１０〜４００ｎｍ）であり得る化学線を生成する。
【００９５】
一実施形態において、成形可能材料１２４は、メサ側壁２４６上に現れうるが、メサ側壁における化学線の照射量が低く、反応性が低いために、メサ側壁上の成形可能材料１２４は硬化照射量が低いために、インプリント領域５５２とパターン面１１２とが分離した後に蒸発する。硬化中の局所気体環境はまた、メサ側壁上の硬化不足（または未硬化）成形可能材料の成形可能材料蒸発を促進することができる。
【００９６】
一実施形態において、枠硬化露光の開始は、はみ出し部が形成された後である。出願人はまた、メサ側壁付近のマークおよび他のフィーチャの充填時間を最大にし、枠硬化露光が開始する前にはみ出し部が蒸発する時間を最大にするために、枠硬化露光の開始をできるだけ長く遅延させることが好ましいことを見出した。
【００９７】
一実施形態において、主化学線源４５０が主化学線源４５０による強度分布６５６ｂがメサ側壁２４６における硬化閾値未満になるように、アパーチャ４４８で集束またはトリミングされる。
【００９８】
この説明を考慮すれば、当業者には、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ろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図６Ｇ】
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【図６Ｈ】
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【図７】
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【図８】
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