(57)【要約】      （修正有）【課題】インプリント処理中に成形可能材料がテンプレートのメサの側壁を越えて押し出されるときに、押し出し物が形成されることを防止する方法を提供する。【解決手段】テンプレート６０８ａは、テンプレート６０８ａの表側におけるメサ上のパターニング面と、前記テンプレート６０８ａの前記表側において前記メサを取り囲むリセス面と、前記リセス面上のリセス面コーティング６４８とを含みうる。前記テンプレート６０８ａの裏側から前記リセス面コーティング６４８を通る化学放射線に対する第１透過率は、第１閾値透過率より低くすることができる。第１フレーム窓６５０は、前記リセス面コーティング内に挿入されることができ、且つ前記メサを取り囲む。前記テンプレート６０８ａの前記裏側から前記第１フレーム窓６５０を通る前記化学放射線に対する前記テンプレート６０８ａの第２透過率は、前記第１閾値透過率より高くすることができる。【選択図】図６Ｂ
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【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、
前記テンプレートの表側におけるメサ上のパターニング面と、
前記テンプレートの前記表側において前記メサを取り囲むリセス面と、
前記リセス面上のリセス面コーティングと、
を含み、
前記テンプレートの裏側から前記リセス面コーティングを通る化学放射線に対する第１透過率は、第１閾値透過率より低く、
第１フレーム窓は、前記リセス面コーティング内に挿入され且つ前記メサを取り囲み、
前記テンプレートの前記裏側から前記第１フレーム窓を通る前記化学放射線に対する前記テンプレートの第２透過率は、前記第１閾値透過率より高い、
ことを特徴とするテンプレート。
【請求項２】
前記リセス面コーティング内に挿入され且つ前記第１フレーム窓を取り囲む第２フレーム窓を更に含み、
前記テンプレートの前記表側から前記第２フレーム窓を通り前記テンプレートの中へいく前記化学放射線に対する前記テンプレートの第３透過率は、前記第１閾値透過率より高い、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】
前記リセス面コーティングの前記表側に入射する前記化学放射線に対する反射率は、第２閾値反射率より高い、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４】
前記リセス面コーティングは、クロム薄膜、前記クロム薄膜および保護層、アルミニウム薄膜、ＵＶ強化アルミニウム薄膜、多層反射膜のうちの１つで構成される、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】
前記リセス面コーティングは、前記メサの側壁の一部も覆う、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】
前記化学放射線はＵＶである、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７】
請求項１に記載のテンプレートで前記基板上の前記成形可能材料をインプリントするように構成された装置であって、
前記テンプレートを保持するように構成されたテンプレートチャックと、
前記基板を保持するように構成された基板チャックと、
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に前記パターニング面を接触させるように構成された位置決めシステムと、
前記パターニング面を通過しない前記化学放射線のフレーム状照明パターンをテンプレートのフレーム窓を通して射出するように構成された第１源と、
前記パターニング面を通過する前記化学放射線の硬化線量を射出するように構成された第２源と、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項８】
前記第１源は、前記化学放射線のゲル化線量を射出するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記第１源は、前記化学放射線の硬化線量を射出するように構成されている、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１０】
前記第１源および前記第２源の両方によって射出される前記化学放射線を生成する放射線源を更に含む、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１１】
前記第２源および前記第１源は、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンおよび前記化学放射線の前記硬化線量の両方をガイドするための１以上の光学部品を共有する、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１２】
前記１以上の光学部品は、第１状態および第２状態であるように構成されることができ、
前記１以上の光学部品が前記第１状態である第１の場合、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンは、
前記テンプレートを通してガイドされ、
前記第１フレーム窓を通してガイドされ、
前記基板と前記パターニング面の周囲領域と間のギャップにおける前記成形可能材料に入射し、
前記１以上の光学部品が前記第２状態である第２の場合、前記化学放射線の前記硬化線量は、前記テンプレートおよび前記パターニング面を通してガイドされる、
ことを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記化学放射線は、前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間のギャップにおける前記成形可能材料に前記化学放射線を到達させる角度で前記フレーム窓を通過する、ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１４】
前記第１フレーム窓を通過する前記フレーム状照明パターンの第１部分は、前記基板によって反射され、
前記第１部分の第２部分は、前記リセス面コーティングから反射され、
前記フレーム窓は、前記第２部分が前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間のギャップにおける前記成形可能材料に入射するように、前記メサの側壁に対して位置決めされている、
ことを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項１５】
化学放射線の前記フレーム状照明パターンが、前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間の前記ギャップにおける前記成形可能材料に入射する前に、前記基板と前記リセス面コーティングとの間で１回以上反射されるように、前記メサの側壁に対して前記フレーム窓が位置決めされている、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記基板によって反射される前記第１部分の第３部分は、前記リセス面コーティングを含まない前記リセス面の第１区画を通過する、ことを特徴とする請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記第１区画は、前記フレーム窓と外側フレーム窓とから成るグループから選択される、ことを特徴とする請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
テンプレートで物品を製造する方法であって、前記テンプレートは、前記テンプレートの表側におけるメサ上のパターニング面と、前記テンプレートの前記表側において前記メサを取り囲むリセス面と、前記リセス面上のリセス面コーティングと、前記リセス面コーティング内に挿入され且つ前記メサを取り囲む第１フレーム窓とを有し、
前記方法は、
基板上のインプリント領域における成形可能材料を前記パターニング面と接触させる工程であって、前記パターニング面が前記成形可能材料に接触した後、前記成形可能材料は、前記パターニング面の下で前記テンプレートの前記メサの側壁に向かって拡がる、工程と、
前記成形可能材料が前記メサの側壁に到達する前に、前記第１フレーム窓を通して化学放射線のフレーム状照明パターンに前記成形可能材料を曝す工程であって、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンは前記成形可能材料の粘度を増加させる、工程と、
前記パターニング面を通して前記化学放射線の硬化線量に前記成形可能材料を曝し、硬化した成形可能材料のパターンを形成する工程と、
前記硬化した成形可能材料から前記テンプレートを剥離する工程と、
前記物品を製造するために、前記パターンが形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンは、前記メサの側壁に接近する前記成形可能材料に入射する前に、前記リセス面コーティングと前記基板との間で跳ね返る、ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記テンプレートおよび前記第１フレーム窓の両方を通して前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンおよび前記化学放射線の前記硬化線量の両方を生成する放射線源からの前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンをガイドするように、１以上の光学部品を用いて前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンに前記成形可能材料を曝し、
前記テンプレートおよび前記パターニング面を通して前記放射線源からの前記化学放射線の前記硬化線量をガイドするように、前記１以上の光学部品を用いて前記化学放射線の前記硬化線量に前記成形可能材料を曝す、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、インプリントするためのテンプレート、テンプレートを用いて基板上にパターンをインプリントするシステムおよび方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、１００ナノメートル（ｎｍ）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製造を含む。ナノファブリケーションが大きな影響を及ぼした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を追求し続けている。ナノファブリケーションの改善は、より大きなプロセス制御を提供すること、および／または、スループットを向上させることを含み、一方で、形成される構造の最小フィーチャ寸法の継続的な縮小も可能にする。
【０００３】
今日使用されている１つのナノファブリケーション技術は、一般にナノインプリント・リソグラフィと呼ばれている。ナノインプリント・リソグラフィは、例えば、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む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などが挙げられるが、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、これらの全ては参照により本明細書に組み込まれる。
【０００４】
前述の特許の各々に開示されているナノインプリント・リソグラフィ技術は、成形可能材料の（重合可能な）層にレリーフパターンを形成し、レリーフパターンに対応するパターンを下地の基板の中および／または上に転写することを記載している。パターニング処理は、基板から離間したテンプレートを使用し、成形可能な液体がテンプレートと基板との間に供給される。成形可能な液体は、成形可能な液体に接触するテンプレートの表面の形状に一致するパターンを有する固体層を形成するように固化される。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、固化層から剥離（分離）される。次に、基板および固化層は、エッチング処理などの追加の処理にかけられ、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。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、成形可能材料の除去、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）製造のための既知の工程および処理に更にかけられうる。
【発明の概要】
【０００５】
少なくとも第１実施形態は、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りうる。前記テンプレートは、前記テンプレートの表側におけるメサ上のパターニング面と、前記テンプレートの前記表側において前記メサを取り囲むリセス面と、前記リセス面上のリセス面コーティングと、を含むことができる。前記テンプレートの裏側から前記リセス面コーティングを通る化学放射線に対する第１透過率は、第１閾値透過率より低くすることができる。第１フレーム窓は、前記リセス面コーティング内に挿入されることができ、且つ前記メサを取り囲む。前記テンプレートの前記裏側から前記第１フレーム窓を通る前記化学放射線に対する前記テンプレートの第２透過率は、前記第１閾値透過率より高くすることができる。
【０００６】
第１実施形態の一態様は、前記リセス面コーティング内に挿入され且つ前記第１フレーム窓を取り囲む第２フレーム窓を更に含むことができる。前記テンプレートの前記表側から前記第２フレーム窓を通り前記テンプレートの中へいく前記化学放射線に対する前記テンプレートの第３透過率は、前記第１閾値透過率より高くすることができる。
【０００７】
第１実施形態の一態様において、前記リセス面コーティングの前記表側に入射する前記化学放射線に対する反射率は、第２閾値反射率より高くすることができる。
【０００８】
第１実施形態の一態様において、前記リセス面コーティングは、クロム薄膜、前記クロム薄膜および保護層、アルミニウム薄膜、ＵＶ強化アルミニウム薄膜、多層反射膜のうちの１つで構成されうる。
【０００９】
第１実施形態の一態様において、前記リセス面コーティングは、前記メサの側壁の一部も覆うことができる。
【００１０】
第１実施形態の一態様において、前記化学放射線はＵＶでありうる。
【００１１】
第１実施形態の一態様は、前記テンプレートで前記基板上の前記成形可能材料をインプリントするように構成された装置であってもよく、前記テンプレートを保持するように構成されたテンプレートチャックと、前記基板を保持するように構成された基板チャックと、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に前記パターニング面を接触させるように構成された位置決めシステムと、前記パターニング面を通過しない前記化学放射線のフレーム状照明パターンをテンプレートのフレーム窓を通して射出するように構成された第１源と、前記パターニング面を通過する前記化学放射線の硬化線量を射出するように構成された第２源と、を含みうる。
【００１２】
第１実施形態の一態様において、前記第１源は、前記化学放射線のゲル化線量を射出するように構成されうる。
【００１３】
第１実施形態の一態様において、前記第１源は、前記化学放射線の硬化線量を射出するように構成されうる。
【００１４】
第１実施形態の一態様において、放射線源は、前記第１源および前記第２源の両方によって射出される前記化学放射線を生成することができる。
【００１５】
第１実施形態の一態様において、前記第２源および前記第１源は、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンおよび前記化学放射線の前記硬化線量の両方をガイドするための１以上の光学部品を共有することができる。
【００１６】
第１実施形態の一態様において、前記１以上の光学部品は、第１状態および第２状態であるように構成されることができる。前記１以上の光学部品が前記第１状態である第１の場合、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンは、前記テンプレートを通してガイドされ、前記第１フレーム窓を通してガイドされ、前記基板と前記パターニング面の周囲領域と間のギャップにおける前記成形可能材料に入射しうる。前記１以上の光学部品が前記第２状態である第２の場合、前記化学放射線の前記硬化線量は、前記テンプレートおよび前記パターニング面を通してガイドされうる。
【００１７】
第１実施形態の一態様において、前記化学放射線は、前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間のギャップにおける前記成形可能材料に前記化学放射線を到達させる角度で前記フレーム窓を通過することができる。
【００１８】
第１実施形態の一態様において、前記第１フレーム窓を通過する前記フレーム状照明パターンの第１部分は、前記基板によって反射されうる。前記第１部分の第２部分は、前記リセス面コーティングから反射されうる。前記フレーム窓は、前記第２部分が前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間のギャップにおける前記成形可能材料に入射するように、前記メサの側壁に対して位置決めされうる。
【００１９】
第１実施形態の一態様において、化学放射線の前記フレーム状照明パターンが、前記基板と前記パターニング面の周囲領域との間の前記ギャップにおける前記成形可能材料に入射する前に、前記基板と前記リセス面コーティングとの間で１回以上反射されるように、前記メサの側壁に対して前記フレーム窓が位置決めされうる。
【００２０】
第１実施形態の一態様において、前記基板によって反射される前記第１部分の第３部分は、前記リセス面コーティングを含まない前記リセス面の第１区画を通過することができる。
【００２１】
前記第１区画は、前記フレーム窓と外側フレーム窓とから成るグループから選択されうる。
【００２２】
少なくとも第２実施形態は、テンプレートで物品を製造する方法でありうる。前記テンプレートは、前記テンプレートの表側におけるメサ上のパターニング面と、前記テンプレートの前記表側において前記メサを取り囲むリセス面と、前記リセス面上のリセス面コーティングと、前記リセス面コーティング内に挿入され且つ前記メサを取り囲む第１フレーム窓とを有することができる。前記方法は、基板上のインプリント領域における成形可能材料を前記パターニング面と接触させる工程を含むことができる。前記方法は、前記パターニング面が前記成形可能材料に接触した後、前記成形可能材料が、前記パターニング面の下で前記テンプレートの前記メサの側壁に向かって拡がることを更に含むことができる。前記方法は、前記成形可能材料が前記メサの側壁に到達する前に、前記第１フレーム窓を通して化学放射線のフレーム状照明パターンに前記成形可能材料を曝す工程を更に含むことができる。前記方法は、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンが前記成形可能材料の粘度を増加させることを更に含むことができる。前記方法は、前記パターニング面を通して前記化学放射線の硬化線量に前記成形可能材料を曝し、硬化した成形可能材料のパターンを形成する工程を更に含むことができる。前記方法は、前記硬化した成形可能材料から前記テンプレートを剥離する工程を更に含むことができる。前記方法は、前記物品を製造するために、前記パターンが形成された前記基板を加工する工程を更に含むことができる。
【００２３】
第２実施形態の一態様において、前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンは、前記メサの側壁に接近する前記成形可能材料に入射する前に、前記リセス面コーティングと前記基板との間で跳ね返ることができる。
【００２４】
第２実施形態の一態様は、前記テンプレートおよび前記第１フレーム窓の両方を通して前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンおよび前記化学放射線の前記硬化線量の両方を生成する放射線源からの前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンをガイドするように、１以上の光学部品を用いて前記化学放射線の前記フレーム状照明パターンに前記成形可能材料を曝すことを更に含むことができる。前記方法は、前記テンプレートおよび前記パターニング面を通して前記放射線源からの前記化学放射線の前記硬化線量をガイドするように、前記１以上の光学部品を用いて前記化学放射線の前記硬化線量に前記成形可能材料を曝すことを更に含むことができる。
【００２５】
本開示のこれら及び他の目的、特徴および利点は、添付の図面および提供される請求の範囲とあわせて、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るのであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の特徴および利点が詳細に理解されうるように、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。しかしながら、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ため、本発明の特許範囲を限定するものと見なされるべきではないことに留意されたい。
【００２７】
【図１】図１は、一実施形態で使用される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。
【００２８】
【図２】図２は、一実施形態で使用されうる例示的なテンプレートの図である。
【００２９】
【図３】図３は、一実施形態で使用されうる例示的なフレーム状照明パターンの図である。
【００３０】
【図４】図４は、実施形態に関連する粘度データを示すチャートである。
【００３１】
【図５】図５は、一実施形態で使用されうるフレーム状照明パターンの強度変動を示すチャートである。
【００３２】
【図６Ａ】図６Ａは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｇ】図６Ｇは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｈ】図６Ｈは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｉ】図６Ｉは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｊ】図６Ｊは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｋ】図６Ｋは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｌ】図６Ｌは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【図６Ｍ】図６Ｍは、実施形態である、または、実施形態でおよび／または実施形態により使用されうる例示的なフレーム硬化テンプレートの図である。
【００３３】
【図７Ａ】図７Ａは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｃ】図７Ｃは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｄ】図７Ｄは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｅ】図７Ｅは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｆ】図７Ｆは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【図７Ｇ】図７Ｇは、実施形態でありうる例示的なフレーム硬化テンプレートを使用する例示的なナノインプリントシステムの一部の図である。
【００３４】
【図８】図８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】
図面を通して、別段の記載がない限り、同じ参照番号および文字は、図示された実施形態の同様の特徴、要素、部品または部分を示すために使用される。また、本開示は、図面を参照して詳細に説明されるが、図示された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精神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うことができることが意図される。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
インプリント処理では、インプリント処理中に成形可能材料がテンプレートのメサの側壁を越えて押し出されるときに、押し出し物が形成されることがある。押し出された成形可能な材料は硬化し、剥離後に基板またはテンプレート上に留まる可能性がある。押し出し物は、特にそれらの高さがフィーチャのサイズを超える場合に、欠陥と見なされうる。必要とされているのは、押し出し物が形成されることを防止する方法である。
【００３７】
ナノインプリントシステム
図１は、一実施形態が実行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ってもよいが、これらに限定されない。
【００３８】
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によって更に支持されうる。基板位置決めステージ１０６は、ｘ、ｙ、ｚ、θおよびφ軸のうちの１以上に沿った並進および／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はまた、ベース（図示せず）上に位置決めされうる。基板位置決めステージは、位置決めシステムの一部でありうる。
【００３９】
基板１０２から離間されているのがテンプレート１０８である。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の表側にもパターニング面１１２を有しうる。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に対面するテンプレートの表面はモールド１１０と同等であり、パターニング面１１２は、基板１０２に対面するテンプレート１０８の該表面である。
【００４０】
テンプレート１０８は、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がこれらに限定されない材料から形成されてもよい。パターニング面１１２は、複数の離間したテンプレートリセス１１４（凹部）および／またはテンプレート突起１１６（凸部）によって規定されるフィーチャを含みうる。パターニング面１１２は、基板１０２上に形成されるべきパターンの基礎を形成するパターンを規定する。代わりの実施形態では、パターニング面１１２は、フィーチャレスであり、この場合、平坦面が基板上に形成される。
【００４１】
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タイプであってもよいが、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に与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、テンプレートチャック１１８、インプリントヘッド、およびテンプレート１０８が少なくともｚ軸方向、および潜在的に他の方向（例えば、ｘ、ｙ、θおよびφ軸）に移動可能となるように、ブリッジ１２０に順番に移動可能に結合されうるインプリントヘッドに結合されうる。位置決めシステムは、テンプレート１０８を移動させる１以上のモータを含みうる。
【００４２】
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を更に含みうる。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てもよい。一実施形態では、流体ディスペンサ１２２およびテンプレートチャック１２０は、１以上の位置決め部品を共有する。代わりの実施形態では、流体ディスペンサ１２２およびテンプレートチャック１２０は、互いから独立して移動する。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上にパターンで堆積させるために使用されうる。追加の成形可能材料１２４はまた、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、化学気相蒸着（ＣＶＤ）、物理気相蒸着（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、モールド１１２と基板１０２との間に所望の体積が規定される前および／または後に、基板１０２上に吐出（分配、供給）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んでもよく、これらは両方とも参照により本明細書に組み込まれる。
【００４３】
異なる流体ディスペンサ１２２は、成形可能材料１２４を吐出するために異なる技術を使用してもよい。成形可能材料１２４が噴射可能である場合、成形可能材料を吐出するためにインクジェット型のディスペンサが使用されてもよい。例えば、熱インクジェット、微小電気機械システム（ＭＥＭＳ）ベースのインクジェット、バルブジェット、および圧電インクジェットが、噴射可能な液体を吐出するための一般的な技術である。
【００４４】
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に沿って化学放射線エネルギを導く放射線源１２６を更に含みうる。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と基板１０２とを露光経路１２８と重ね合わせて位置決めするように構成されうる。スプレッドカメラ１３６は同様に、スプレッドカメラ１３６の撮像視野が露光経路１２８と重なり合うように配置されうる。スプレッドカメラ１３６は、テンプレート１０８の下の成形可能材料の拡がりを検出するように構成されうる。
【００４５】
ナノインプリント・リソグラフィシステム１００は、スプレッドカメラ１３６から分離している液滴検査システム１３８を更に含みうる。液滴検査システム１３８は、ＣＣＤ、カメラ、ラインカメラ、光検出器のうちの１以上を含みうる。液滴検査システム１３８は、レンズ、ミラー、アパーチャ（絞り）、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以上の光学部品を含みうる。液滴検査システム１３８は、パターニング面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。
【００４６】
成形可能材料１２４が基板上に吐出される前に、基板コーティング１４０が基板１０２に供給（塗布）されてもよい。一実施形態では、基板コーティング１４０は接着層である。一実施形態では、基板コーティング１４０は、基板が基板チャック１０４上にロードされる前に基板１０２に供給される。代わりの実施形態では、基板コーティング１４０は、基板１０２が基板チャック１０４上にある間に基板１０２に供給される。一実施形態では、基板コーティング１４０は、スピンコーティング、浸漬コーティングなどによって供給される。一実施形態では、基板１０２は半導体ウェハである。別の実施形態では、基板１０２は、インプリント後に娘（子）テンプレートを作製するために使用されるブランクテンプレート（レプリカブランク）である。
【００４７】
ナノインプリント・リソグラフィシステム１００は、基板位置決めステージ１０６、インプリントヘッド、流体ディスペンサ１２２、放射線源１２６、スプレッドカメラ１３６、および／または液滴検査システム１３８などの１以上の部品および／またはサブシステムと通信する１以上のプロセッサ１３２（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１３２は、非一時的なコンピュータ可読メモリ１３４に格納されたコンピュータ可読プログラム内の指示（命令）に基づいて動作することができる。プロセッサ１３２は、ＣＰＵ、ＭＰＵ、ＧＰＵ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＤＳＰ、および汎用コンピュータのうちの１以上であるか、またはそれらを含みうる。プロセッサ１３２は、専用に構築されたコントローラであってもよいし、またはコントローラになるように適合される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可読メモリの例は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＤ、ＤＶＤ、Ｂｌｕ−Ｒａｙ、ハードドライブ、ネットワーク接続されたストレージ（ＮＡＳ）、イントラネット接続された非一時的なコンピュータ可読ストレージデバイス、およびインターネット接続された非一時的なコンピュータ可読ストレージデバイスを含むが、これらに限定されない。
【００４８】
インプリントヘッド、基板位置決めステージ１０６、またはその両方は、成形可能材料１２４で充填される所望の空間（三次元の境界物理的範囲）を規定するようにモールド１１０と基板１０２との間の距離を変化させる。例えば、インプリントヘッドは、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で充填された後、放射線源１２６は、成形可能材料１２４を硬化、固化、および／またはクロスリンクさせる化学放射線（例えば、ＵＶ、２４８ｎｍ、２８０ｎｍ、３５０ｎｍ、３６５ｎｍ、３９５ｎｍ、４００ｎｍ、４０５ｎｍ、４３５ｎｍなど）を生成し、基板表面１３０およびパターニング面１１２の形状に一致させ、基板１０２上にパターン層を規定する。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上にパターン層を形成する。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、パターニング面１１２のパターンの逆であるリセスおよび突起を有するパターン層を形成するためのインプリント処理を使用する。
【００４９】
インプリント処理は、基板表面１３０にわたって広がる複数のインプリント領域において繰り返し行われうる。インプリント領域の各々は、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、または、その後の処理でデバイスのフィーチャを形成するために使用される、パターニング面１１２の領域である。メサ１１０のパターン領域は、押し出し物を防止するために使用される流体制御フィーチャを含んでもよいし含まなくてもよい。代わりの実施形態では、基板１０２は、基板１０２またはメサ１１０でパターニングされるべき基板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。代わりの実施形態では、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。
【００５０】
パターン層は、各インプリント領域において基板表面１３０とパターニング面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てもよい。パターン層はまた、厚さを有する残留層の上に延在する突起などの１以上のフィーチャを含んでもよい。これらの突起は、メサ１１０のリセス１１４と一致する。
【００５１】
テンプレート
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。パターニング面１１２は、（図２の破線のボックスによって識別される）メサ１１０上にある。メサ１１０は、テンプレートの表側においてリセス面２４２（凹面）により取り囲まれている。メサ側壁２４４は、リセス面２４２をメサ１１０のパターニング面１１２に接続する。メサ側壁２４４は、メサ１１０を取り囲む。メサが丸いか、または丸い角を有する一実施形態では、メサ側壁は、角のない連続壁である単一のメサ側壁を指す。
【００５２】
押し出し物
インプリント中に対処する必要がある事項の１つは、メサ側壁２４４上に押し出し物が形成されるのを防止することである。この事項を対処する１つの方法は、パターニング面１１２と基板１０２との間の成形可能材料１２４がメサ側壁２４４に到達する前に、周囲領域内におけるメサ１００の下の成形可能材料１２４を化学放射線に曝して、その周囲領域内の成形可能材料１２４を部分的に硬化（ゲル化）させるか、または完全に硬化させることである。硬化の１つの方法は、成形可能材料１２４の流体前部がメサ側壁２４４に接近する前または接近している間に、テンプレート１０８を通して成形可能材料上に化学放射線を放つ光のメサ形状の環状開口を使用することである。したがって、成形可能材料１２４がメサ側壁２４４に到達するのを防止し、押し出し物の形成を防止する。
【００５３】
フレーム硬化
本出願人は、図３に示すように、中央領域における成形可能材料１２４を硬化線量で硬化させる前に、メサ１１０の下の周囲領域における成形可能材料１２４をゲル化線量で露光するフレーム状（枠状）照明パターンを有する化学放射線に成形可能材料１２４を曝すことが有利であることを見出した。これを達成するためのシステムおよび方法は、２０１７年１２月１１日に出願された米国特許出願第１５／８３７，８９８号に記載されており、これは参照により本明細書に組み込まれる（出願人は、２０１８年６月１３日になると予想されるこの引用出願の公開後に、参照によるこの組み込みをＣＦＲ１．５７（ｈ）の下で修正することを意図している）。代わりの実施形態では、周囲領域６５４は、中央領域６５２における成形可能材料１２４を化学放射線の硬化線量で硬化させる前に、硬化線量に曝される。
【００５４】
図４は、化学放射線の露光線量（ドーズ）の関数として、２つの成形可能材料の形成（＃１および＃２）についての粘度データを示すチャートである。出願人は、これらの材料のための適切な化学放射線の線量が、図４に示されるように、対応する範囲＃１および＃２によって概略的に示されると判断した。両方の材料についての元の成形可能材料の粘性は、化学放射線に曝される前は約１０ｍＰａ・ｓである。本出願人は、適切な化学放射線の線量の範囲が、成形可能材料の粘度が元の成形可能材料の粘度の１．１倍または１０倍から１００倍に変化する範囲（１１または１００〜１０００ｍＰａ・ｓ）であると判断した。化学放射線源は、５０〜５００ｍＷ／ｃｍ２の光強度を有しうる。１．０または１．５〜３．５ｍＪ／ｃｍ２の露光量を生成するためには、〜２または３ｍｓｅｃ〜７０ｍｓｅｃの範囲内での露光時間が必要である。この露光時間は、拡がっている段階中にパターン領域の外側で成形可能材料をゲル化させる化学放射線のゲル化線量を提供するが、同時にそれを完全に硬化させることはできない。ゲル化線量は、流体を完全に硬化させるのに必要な化学放射線の全線量の約１％〜４％である。ゲル化線量は、第１線量範囲内に収まる線量である。第１線量範囲の下限は、重合が開始される開始線量、例えば約１ｍＪ／ｃｍ２よりも大きい線量である。放射線が重合開始点より低い場合、他の化学反応が重合反応を抑える（quench）。第１線量範囲の上限は、流体が固体になり始め、位置合わせおよびボイド（void）の除去プロセスを妨げる線量である。第２線量範囲は、第１線量範囲よりも高い硬化線量であり、流体を実質的に固化（硬化）させるのに必要な化学放射線の全線量を含む。
【００５５】
以下の表１は、流体＃１および＃２の例示的な実施形態で使用されうる化学放射線の線量範囲および粘度範囲の図である。増粘線量（thickening dosage）は、成形可能材料がより粘性になる範囲内である。流体は依然として移動することができるが、拡がりの比率（速度）は著しく減少する。
表１
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【００５６】
本出願人は、成形可能材料がテンプレート１０８と基板１０２との間に挟まれたときに成形可能材料が拡がる速度が、成形可能材料の粘度にほぼ反比例すると判断した。したがって、粘度を１．１倍、１．５倍、２倍、５倍、または１０倍〜２５倍、５０倍、または１００倍の範囲に増加させることは、成形可能材料の流動率（速度）を減少させ、流動率が元の値の１％〜１０％、または９０％に下がる。例えば、粘度は、約１０％、２０％、５０％、２００％、５００％、１０００％などで増加させることができる。粘度は、押し出し物が実質的に排除されるように増加させることができる。これは、成形可能材料がよりゆっくりと流れるだけでなく、毛細管スリット（メサ１１０と基板１０２との間の空間）から流出する成形可能材料の量が著しく減少し、したがって、メサ側壁２４４において成形可能材料の任意の多くの体積の蓄積を許容することができないため、押し出し物の形成を低減させることができる。
【００５７】
放射線源１２６は、化学放射線の硬化線量およびゲル化線量を生成する１以上の部品を含みうる。化学放射線は、ＵＶＬＥＤ、蛍光ランプ、中空陰極ランプ、ガス放電レーザなどを用いて生成されうる。放射線源１２６は、空間および時間の両方において光の強度を変調する光プロセッサを含みうる。例示的な光プロセッサは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）、シリコン上の液晶（ＬｃｏＳ）、空間光変調器（ＳＬＭ）、液晶デバイス（ＬＣＤ）、１以上のメカニカルシャッタ、１以上のリフレクタ（反射器）、または空間および時間の両方において制御された可変の方法で化学放射線の強度を変調することができる任意の他のデバイスである。光プロセッサからの光は、光学部品によってテンプレート１０８を通って基板１０２上の成形可能材料１２４に向かってガイドされうる。プロセッサ１３２からの信号に応答して、放射線源１２６は、化学放射線の強度及び空間分布を調整しうる。代わりの実施形態では、放射線源１２６は、２つの異なる照明パターン、メサ照明パターン、およびフレーム状分布パターンを有する硬化線量を生成する１以上の部品を含むことができる。代わりの実施形態では、第１源がフレーム状照明パターンで化学放射線を射出することができ、第２源がメサ照明パターンで化学放射線を射出することができる。一実施形態では、放射線源は、第１源および第２源によって射出される化学放射線を生成することができる。別の実施形態では、第２源および第１源が独立した放射線源を含むことができる。
【００５８】
図５は、位置の関数としての強度変化を示すチャートである。出願人は、テンプレート１０８を通過するフレーム状照明パターン３４６を提供するためにデジタルミラーデバイスなどの光プロセッサを使用する場合、投影光の鋭いカットオフを有するフレーム状照明パターンをテンプレート１０８の下に生成することが困難であることを見出した。例えば、図５は、様々なフレーム状照明パターン幅を有するフレーム状照明パターン３４６の一部の断面において強度がどのように変化するかを示している。
【００５９】
改善されたフレーム硬化のためのテンプレート
本出願人は、押し出し物を防止するために使用することができる、図６Ａ〜図６Ｂ（縮尺通りではない）に示すフレーム硬化テンプレート６０８ａを開発した。パターニング面１１２は、平面図で図６Ａに示すように、中央領域６５２と、中央領域６５２を取り囲む周囲領域６５４とを有する。周囲領域の幅は、５μｍ、１０μｍ、５０μｍ、１００μｍ、２００μｍ、または十分な流体制御または他の目的を提供する別の幅であってもよい。一実施形態では、中央領域６５２は、パターニングフィーチャを含んでもよく、または平面であってもよい。周囲領域６５４は、押し出し物を防止するのを助ける流体制御フィーチャを含んでもよい。
【００６０】
フレーム硬化テンプレート６０８ａはまた、図６Ａに示す切断面Ｂに沿った図である図６Ｂに示すように、リセス面２４２上にリセス面コーティング６４８を有する。リセス面コーティング６４８は、２５ｎｍ以上の厚さを有するクロム膜であってもよい。リセス面コーティング６４８は、多層膜、元素膜（例えば、アルミニウム、金、銀、クロムなど）、多元素膜（例えば、酸化物、フッ化物など）、クロム薄膜、クロム薄膜および保護層、アルミニウム薄膜、ＵＶ強化アルミニウム薄膜、または多層反射膜で作製されてもよい。リセス面コーティング６４８は、化学放射線のゲル化線量を反射または吸収する材料で作製されてもよい。リセス面コーティング６４８は、リセス面コーティング６４８の表側に入射する化学放射線に対して、第２閾値反射率より高い反射率を有してもよい。第２閾値反射率は、理想的には１００％であるが、９９％、９０％、８０％、または５０％であってもよい。リセス面コーティング６４８は、リセス面コーティング６４８内に挿入されたフレーム窓６５０を有し、これは、化学放射線のゲル化線量がテンプレート６０８ａを通過することを可能にする。代わりの実施形態では、化学放射線のゲル化線量のフレーム状分布が、硬化線量の化学放射線のフレーム状分布と置き換えられる。
【００６１】
理想的な実施形態では、化学放射線に対するフレーム窓６５０の透過率は１００％である。現実世界の実施形態では、化学放射線に対するフレーム窓６５０の透過率は１００％未満であり、フレーム窓６５０を通過する化学放射線が、基板１０２からテンプレート１０８を剥離する前に成形可能材料１２４がメサ側壁２４４に到達しないように、成形可能材料１２４を硬化またはゲル化させるのに十分に高い。化学放射線に対するフレーム窓６５０の透過率は、テンプレートの屈折率、任意の残留リセス面コーティング、入射フレーム状分布の入射角、入射フレーム状分布の分散、反射防止（ＡＲ）コーティング、およびフレーム窓６５０に隣接するガスに応じて変化させてもよい。化学放射線に対するフレーム窓６５０の透過率は、第１閾値透過率より大きくてもよい。入射フレーム状分布に対するフレーム窓６５０の平均透過率は、９４％、９０％、８０％、７０％、６０％などよりも大きくてもよい。一実施形態では、フレーム窓は、ＡＲコーティング、より薄いリセス面コーティング、テンプレートの裸の表面、および／または保護コーティングを有する。
【００６２】
理想的な実施形態では、化学放射線に対するリセス面コーティング６４８の透過率はゼロである。化学放射線に対するリセス面コーティング６４８の透過率は、通過する化学放射線がパターニング面１１２の中央領域６５２内の成形可能材料を硬化またはゲル化するのに十分に高くない限り、ゼロより大きくてもよい。例えば、化学放射線に対するリセス面コーティング６４８の透過率は、リセス面コーティング６４８のテンプレート側に入射するフレーム状分布パターンの線量に応じて、０．１％、１％、５％、１０％、または５０％より小さくてもよい。化学放射線に対するリセス面コーティング６４８の透過率は、第１閾値透過率より小さくてもよい。第１閾値透過率は、テンプレート１０８の裏側からテンプレートを透過する入射放射線の０．１％、１％、５％、１０％、または５０％とすることができる。フレーム窓６５０の透過率はまた、リセス面コーティング６４８の透過率の１０００倍、１００倍、５０倍、１０倍、または２倍とすることができる。
【００６３】
図６Ｃは、成形可能材料１２４が堆積された基板１０２のインプリント領域の上方に位置決めされたテンプレート１０８の中央領域６５２の図である。
【００６４】
図６Ｄは、テンプレート１０８の中央領域６５２が基板１０２上のインプリント領域における成形可能材料１２４と接触した後のテンプレート６０８ａおよび基板１０２の図である。これは、毛細管作用および／または加えられた圧力によって成形可能材料１２４を拡げる。この拡がりは、周囲領域６５４およびメサ側壁２４４に向かって拡がる成形可能材料１２４の流体前部６５６を作り出す。流体前部６５６が周囲領域６５４を通って拡がるにつれて、流体前部６５６がメサ側壁２４４に到達する前に、流体前部６５６は、図６Ｅに示すようにフレーム窓６５０を通過する化学放射線のゲル化線量に曝される。フレーム窓６５０は、化学放射線が中央領域６５２の成形可能材料に到達する量も制限しながら化学放射線のゲル化線量が流体前部６５６に到達することを可能にする空間フィルタであるフレーム形状の開口を有する。
【００６５】
化学放射線のゲル化線量は、テンプレート６０８ａの裏面に入射したときにフレーム状照明パターン３４６を有する。フレーム状照明パターン３４６は、デジタル光プロセッサ、空間光変調器、デジタルマイクロミラーアレイ、フレーム状開口またはミラーの可動設定によって生成されうる。フレーム状照明パターン３４６は、テンプレート６０８ａの裏面上への入射角と、照明ビームフレームエッジθを有するメサ側壁２４４に流体前部６５６が到達する前に、フレーム状照明パターン３４６の一部が成形可能材料１２４の流体前部６５６に到達するようなビーム発散とを有する。代わりの実施形態では、流体前部６５６は、フレーム状照明パターン３４６を有する化学放射線の硬化線量に曝される。
【００６６】
図６Ｅに示されるように、化学放射線のゲル化線量は、成形可能材料１２４がメサ側壁２４４に到達しないように、同時にテンプレートの中央領域６５２を化学放射線のゲル化線量に曝さないように、流体前部６５６が周囲領域６５４を通過するときに化学放射線のゲル化線量がフレーム窓６５０を通過するように、角度θＥを有する内側照明ビームエッジを有するフレーム状の化学放射線パターンにテンプレート１０８を曝すことによって流体前部６５６を照明するために使用されうる。リセス面コーティング６４８は、テンプレートの裏面に入射するフレーム状照明パターン３４６の幾つかの部分をブロックし、テンプレートの裏面に入射する照明パターンよりも鋭いカットオフを有する照明パターンを基板に提供する。代わりの実施形態では、ゲル化線量は、硬化線量である。
【００６７】
成形可能材料１２４が拡がり、テンプレート６０８ａの下の任意のガスが消散した後、成形可能材料１２４は、図６Ｆに示されるように、パターニング面１１２を通して化学放射線の硬化線量に曝されうる。化学放射線の硬化線量は、硬化された成形可能材料がパターニング面１１２の形状を維持する点まで成形可能材料１２４を固化させる化学放射線の線量である。
【００６８】
代わりの実施形態では、図６Ｇに示すように、リセス面コーティング６４８は反射性であり、化学放射線のゲル化線量は、成形可能材料が周囲領域６５４内にある間、およびメサ側壁２４４に到達する前に、フレーム窓６５０を通過し、基板１０２で反射し、再びリセス面コーティング６４８で反射し、成形可能材料１２４に入射する。図６Ｅに示される実施形態に対する図６Ｇに示される実施形態の利点は、内側照明ビームエッジが、化学放射線のゲル化線量がテンプレートの裏面に入射する角度θＧを有し、フレーム窓の表面に対して垂線により近く、フレーム窓６５０を出射する化学放射線のゲル化線量の角度が図６Ｇに示される実施形態におけるように、図６Ｅに示される実施形態におけるよりも小さくなりうることである。別の利点は、フレーム窓６５０がメサ側壁２４４からより離すことができ、化学放射線のフレーム状のゲル化線量の内側テールエッジがメサ１１０の中央領域６５２に到達しないことである。代わりの実施形態では、化学放射線の硬化線量は、上述したようにゲル化線量の代わりにフレーム窓を通過する。
【００６９】
代わりの実施形態では、図６Ｈに示すように、化学放射線のフレーム状分布は、フレーム窓６５０を通過し、メサ側壁２４４に成形可能材料１２４を到達させる前にリセス面コーティング６４８と基板１０２との間で複数回跳ね返る。
【００７０】
一実施形態では、リセス面２４２の限られた領域のみがリセス面コーティング６４８を有しており、これは、テンプレート１０８を通過する放射線の一部が基板１０２で反射させることを可能にする。成形可能材料がパターニング面１１２の下で拡がり、存在する任意のリセス１１４を充填している間に、化学放射線は、メサ１１０の外側におけるテンプレート１０８の一部に曝られる。したがって、化学放射線は、フレーム窓６５０を通過し、基板１０２とリセス面コーティング６４８との間で跳ね返り、最後にはインプリント領域の縁部（エッジ）で重合性材料を露光し、および／またはメサ側壁２４４を通過する可能性がある。
【００７１】
この方法は、領域のエッジで重合性材料を固化またはゲル化させるために使用されうる。この方法は、メサの下の成形可能材料を硬化させる前に行われうる。代わりの実施形態では、周囲領域６５４における流体前部は、硬化放射線が中央領域６５２を通過する間にフレーム窓を通過する化学放射線によって硬化され、部分的に固化され、またはゲル化されてもよい。成形可能材料１２４が化学放射線のゲル化線量に曝された後および／または間に、流体前部６５６は、成形可能材料１２４の粘度の増加のために減速するであろう。メサ側壁２４４に近い成形可能材料１２４の粘度を増加させることは、押し出しの防止と、タイムリーなテンプレートと基板との位置合わせを容易にすることとの両方に有益である。
【００７２】
図６Ｉは、図６Ｅに示す実施形態の拡大図である。メサ側壁２４４に近いフレーム窓６５０の縁部（エッジ）は、化学放射線のゲル化線量のフレーム状照明パターンの縁部がリセス面コーティング６４８の下の高さｈである流体前部６５６を到達させる角度θＥでフレーム窓を射出するように、メサ側壁２４０から距離ｄだけ離れて配置されている。ここで、角度θＥは、ビーム発散と入射角との組み合わせである。
【００７３】
本出願人は、化学放射線が、隣接するインプリント領域にある成形可能材料を硬化またはゲル化させるのに十分なエネルギを依然として有しながら、基板１０２と反射性リセス面コーティング６４８との間の数ミリメートルを跳ね返って移動することができることを見出した。図６Ｊ〜Ｋは、この問題に対処することができ、隣接領域が実質的に露光されることを防止することができる実施形態を開示する。
【００７４】
図６Ｊは、フレーム窓６５０および外側フレーム窓６５８ｊの両方を含むテンプレートの例示的な実施形態であるテンプレート６０８ｊを示す。外側フレーム窓６５８ｊは、基板１０２で反射された化学放射線がテンプレート１０８を通過することを許容し、したがって、隣接領域の大部分が化学放射線のゲル化線量（または硬化線量）に曝されるのを防ぐように配置されうる。外側フレーム窓６５８ｊは、ランダムに散乱された化学放射線が隣接領域に到達するのを防止する外側境界を含みうる。
【００７５】
図６Ｋは、フレーム窓６５０および外側フレーム窓６５８ｋの両方を含むテンプレートの例示的な実施形態であるテンプレート６０８ｋを示す。テンプレート６０８ｋは、図６Ｋに示すように、外側フレーム窓６５８ｋが外側境界を含まずにテンプレートのエッジに向かって延在することを除いて、テンプレート６０８ｊと実質的に同様である。
【００７６】
上述したテンプレートは、パターニング面１１２およびリセス面２４２に垂直なメサ側壁２４４で示されている。代わりの実施形態では、メサ側壁は、図６Ｌに示すように、ある角度および／または湾曲を有してもよい。図６Ｌは、共焦点顕微鏡によって得られたテンプレートの一部の表面プロファイルであり、リセス面２４２、パターニング面１１２、およびそれらに接続するメサ側壁２４４を示している。フレーム窓６５０は、化学放射線が、テンプレートのエッジでパターニング面の下の成形可能材料に到達せず、且つメサ側壁を通過して成形可能材料に到達することができるように配置される。
【００７７】
フレーム状照明パターン３４６は、それがメサ側壁２４４に到達するとき、パターニング面１１２に対するメサ側壁の角度の周りでありうる基板１０２に対する入射角を有してもよい。ここで、入射角は、フレーム状照明パターン３４６の強度が成形可能材料をゲル化する（または、代わりの実施形態では硬化する）角度である。
【００７８】
上述のテンプレートは、単一の平面とリセス面コーティング６４８とを有するリセス面２４２で示されている。代わりの実施形態では、リセス面は湾曲しており、複数の平面および／または段差を有する。代わりの実施形態では、リセス面は、湾曲面、平面、および／または段差のうちの１以上で化学放射線を吸収および／または反射しうるリセス面コーティングを有する。一実施形態では、フレーム窓および／または外側フレーム窓は、異なる平面の変化と交差してもよい。一実施形態では、図６Ｍに示すように、テンプレート６０８ｍは、メサ側壁２４４の一部を覆うことができるリセス面コーティング６４８を有してもよい。
【００７９】
改善されたフレーム硬化のためのテンプレートおよび光学系
図７Ａ〜Ｂは、フレーム化学放射線分布および硬化分布の両方を出力することができる光学系７６０を含むナノインプリントシステムの一部の図である。図７Ａは、フレーム状照明パターン３４６を生成する第１の状態に光学系７６０がある場合において、流体前部６５６のみを照明するために光学系７６０と共にテンプレート６０８ａがどのように使用されうるのかを示している。フレーム状照明パターン３４６は、化学放射線の硬化またはゲル化線量に中央領域６５２を曝さない。図７Ｂは、パターニング面１１２の下で成形可能材料を硬化させるために使用される硬化照明パターンを生成する第２の状態に光学系７６０がある場合において、成形可能材料１２４を硬化させるために光学系７６０と共にテンプレート６０８ａがどのように使用されうるのかを示している。
【００８０】
図７Ｃは、リセス面コーティング６４８が硬化照明パターンの一部をブロックするナノインプリントシステムの一部の図である。
【００８１】
図７Ｄは、フレーム窓７５０の外側境界がテンプレートのエッジと一致するフレーム窓７５０を有するテンプレート７０８ｄを使用する、図７Ａに示す実施形態と実質的に同様のナノインプリントシステムの一部の図である。この場合、光学系７６０は、隣接領域の望ましくないゲル化または早期硬化を防止するために、フレーム状照明パターン３４６の外側エッジを制御する必要があるであろう。
【００８２】
図７Ｅは、テンプレート７０８ｅと組み合わせて使用される、図７Ｄに示される実施形態に実質的に同様のナノインプリントシステムの一部の図である。図７Ｅに示す実施形態において、フレーム状照明パターン３４６は、基板１０２によって反射された化学放射線の不要な部分が図７Ｅに示すようにフレーム窓を通ってテンプレート７０８ｅ内に戻るように、フレーム窓内に更に延在する外側エッジを有する。不要な部分がテンプレート７０８ｅ内を通過した後、当該不要な部分は、テンプレート７０８ｅを通過し、図示しないビームダンプ内で反射されるか、またはビームダンプによって吸収されうる。
【００８３】
図７Ｆは、フレーム窓６５０内に反射防止（ＡＲ）コーティング７５０ｆを有するフレーム窓６５０を有するテンプレート７０８ｆと組み合わせて使用される、図７Ｄに示す実施形態と実質的に同様のナノインプリントシステムの一部の図である。図７Ｆに示すように、化学放射線の不要な部分がＡＲコーティング７５０ｆに入射する。ＡＲコーティング７５０ｆは、不要な化学放射線の大部分がテンプレート７５０ｆ内を通過することを可能にするであろう。ＡＲコーティング７５０ｆは、不要な化学放射線に対するテンプレート７５０ｆの透過率を改善するが、それは完全ではなく、その不要な化学放射線の幾つかの部分は基板１０２に向かって反射されて戻り、その後、テンプレート７５０ｆを通過して戻るであろう。これは、不要な放射線が消散されるまで繰り返し起こるであろう。図７Ｆは、基板１０２に垂直な中心入射光線を示していることに留意されたい。入射放射線は、反射光によって示されるいくらかの発散を有する。対照的に、図７Ａ〜Ｅは、発散ビームのエッジを表す近軸光線を示した。一実施形態では、フレーム窓６５０は外側境界を有し、ＡＲコーティング７５０ｆの外側エッジによって境界付けられたリセス面２４２の一部およびリセス面のエッジは、反射性でありうるリセス面コーティング６５０でコーティングされてもよい。
【００８４】
図７Ｇは、フレーム窓６５０内に反射防止（ＡＲ）コーティング７５０ｆを有するフレーム窓６５０を有するテンプレート７０８ｇと組み合わせて使用される、図７Ｆに示す実施形態と実質的に同様のナノインプリントシステムの一部の図である。テンプレート７０８ｇは、フレーム窓６５０を取り囲む吸収性コーティング７４８ｇを含んでもよい。吸収性コーティング７４８ｇは、リセス面のエッジまで延在してもよい。代わりの実施形態では、吸収性コーティング７４８ｇは、リセス面のエッジまで延在しない。
【００８５】
光学系７６０は、放射線源１２６であってもよいし、または放射線源１２６に光学的に結合されていてもよい。図７Ａ〜７Ｇは、光学系７６０の出力窓を示す。この分布を生成する光学系７６０の構成は、化学放射線の硬化線量およびゲル化線量を生成する１以上の部品を含みうる。化学放射線は、ＵＶＬＥＤ、蛍光ランプ、ガス放電レーザなどの１以上を用いて生成されうる。放射線源は、空間および時間の両方において光の強度を変調する光プロセッサを含んでもよい。例示的な光プロセッサは、デジタルミラーデバイス（ＤＭＤ）、シリコン上の液晶（ＬｃｏＳ）、空間光変調器（ＳＬＭ）、液晶デバイス（ＬＣＤ）、１以上のメカニカルシャッタ、１以上のリフレクタ（反射器）、または空間および時間の両方において制御された可変の方法で化学放射線の強度を変調することができる任意の他のデバイスである。光プロセッサからの光は、光学部品によってテンプレート１０８を通って基板１０２上の成形可能材料１２４に向かってガイドされてもよい。プロセッサ１３２からの信号に応答して、放射線源１２６は、化学放射線の強度および空間分布を調整することができる。光学系は、リセス面２４２、フレーム窓６５０、基板１０２、流体前部６５６、またはリセス面コーティング６４８の上または近傍に、フレーム状分布パターン３４６を集束させることができる。
【００８６】
インプリント処理
図８は、１以上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することができる、ナノインプリント・リソグラフィシステム１００によるインプリント処理８００のフローチャートである。インプリント処理８００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に対して繰り返し行われてもよい。プロセッサ１３２は、インプリント処理２００を制御するために使用されうる。
【００８７】
インプリント処理８００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上に搭載させるテンプレート搭載工程を含みうる。インプリント処理はまた、基板搭載工程を含んでもよく、プロセッサ１３２は、基板搬送機構に基板１０２を基板チャック１０４上に搭載させうる。基板は、１以上のコーティングおよび／または構造を有してもよい。テンプレート１０８および基板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および基板１０２は、順次または同時に搭載されてもよい。
【００８８】
位置決め工程では、プロセッサ１３２は、基板位置決めステージ１０６および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の下の流体吐出位置に移動させうる。基板１０２は、Ｎ個のインプリント領域に分割されることができ、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。Ｎは１、１０、７５などＮの実整数である
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。吐出工程では、プロセッサ１３２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吐出させうる。一実施形態では、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吐出する。流体ディスペンサ１２２は、１つのノズルまたは複数のノズルを含んでもよい。流体ディスペンサ１２２は、１以上のノズルから成形可能材料１２４を同時に噴射してもよい。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を噴射している間、流体ディスペンサ１２２に対して移動されうる。したがって、幾つかの液滴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。
【００８９】
液滴が吐出された後、接触工程Ｓ８０２が開始され、プロセッサ１３２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のパターニング面１１２をインプリント領域ｉの成形可能材料１２４に接触させうる。
【００９０】
次に、拡大工程Ｓ８０４中において、成形可能材料１２４は、インプリント領域ｉのエッジおよびメサ側壁２４４に向かって拡がる。インプリント領域のエッジは、メサ側壁２４４によって画定されうる。成形可能材料１２４がどのように拡がり、メサを充填するかは、スプレッドカメラ１３６を介して観察可能であり、流体前部６５６の進行を追跡するために使用されうる。
【００９１】
フレーム照明工程Ｓ８０６では、流体前部６５６が前進している間に、プロセッサ１３２は、フレーム状照明パターン３４６をフレーム窓６５０に向けて送るように、放射線源１２６および／または光学系７６０に命令を送信しうる。フレーム照明工程Ｓ８０６は、接触工程Ｓ８０２の後、または流体前部６５６がスプレッドカメラ１３６によって決定された特定範囲へ拡がった後の特定時間で実行されうる。フレーム窓６５０は、流体前部６５６がメサ側壁に到達する前に流体前部６５６に入射するフレーム状照明パターン３４６に適用される、テンプレートのリセス面２４２上の空間フィルタの開口である。フレーム窓６５０によって空間的にフィルタリングされたフレーム状照明パターン３４６は、基板１０２とリセス面コーティング６４８との間で跳ね返ることがある。フィルタリングされたフレーム状照明パターン３４６の強度は、それが流体前部６５６に到達するとき、ゲル化を引き起こすが硬化を引き起こさない強度を有しうる。代わりの実施形態では、フィルタリングされたフレーム状照明パターン３４６は、硬化を引き起こすが、メサ側壁２４４に近い成形可能材料１２４のみの硬化を引き起こす。
【００９２】
硬化工程Ｓ８０８では、プロセッサ１３２は、テンプレート１０８、メサ１１０、およびパターニング面１１２を通して化学放射線の硬化照明パターンを送るように、放射線源１２６および／または光学系７６０に命令を送信しうる。硬化照明パターンは、パターニング表面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を提供する。一実施形態では、硬化照明パターンは、中央領域６５２の下の成形可能材料を照射し、周囲領域６５４の全部または一部を照射することもできる。一実施形態では、ステップＳ８０６およびＳ８０８は重なっていてもよい。
【００９３】
剥離工程Ｓ８１０では、プロセッサ１３２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使用して、基板１０２上で硬化した成形可能材料からテンプレート１０８のパターニング面１１２を剥離する。
【００９４】
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Ｓ８０２に戻る。一実施形態では、製造品（半導体デバイス）を作製するように、加工工程Ｓ８１２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が複数のデバイスを含む。
【００９５】
加工工程Ｓ８１２における更なる処理は、パターン層のパターン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んでもよい。加工工程Ｓ８１２における更なる処理はまた、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、成形可能材料の除去、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処理を含んでもよい。基板１０２は、複数の物品（デバイス）を製造するために加工されてもよい。
【００９６】
様々な態様のさらなる修正および代替実施形態は、この説明を考慮すれば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、この説明の利益を受けた後に当業者には明らかになるのであろう。
【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６Ｉ】
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【図６Ｊ】
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【図６Ｋ】
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【図６Ｌ】
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【図６Ｍ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ｄ】
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【図７Ｅ】
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【図７Ｆ】
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【図７Ｇ】
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【図８】
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