(57)【要約】【課題】ＨＤＤ用にパターン化した媒体を提供するハードディスクの製造を可能にする方法及びシステムを提供する。【解決手段】拡張可能な、高い処理能力のナノインプリントリソグラフィー用プライミングツールが、二反応物化学蒸着反応チャンバと、複数のハードディスクを、これらのハードディスクの内径部分で保持するように構成されたマンドレルと、これら複数のハードディスクをチャンバ内に移動するための移動機構とを備えている。このツールは、処理のために、これら複数のハードディスクを追加的チャンバに移動して処理するための移動ツールも備えることができる。【選択図】図１
2010118136.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノインプリントリソグラフィー用のプライミングツールにおいて、
二反応物化学蒸着反応容器であるチャンバと；
複数のハードディスクを、当該ハードディスクの内径部分で保持するように構成されたマンドレルと；
前記複数のハードディスクを前記チャンバ内に移動する移動機構と
を備えていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項２】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、前記マンドレルが、前記ハードディスクをロードするために前記チャンバの外部に移動可能であり、前記ハードディスクを処理するために前記チャンバの内部に移動可能であることを特徴とするプライミングツール。
【請求項３】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、前記チャンバが、第１圧力レジーム及び第２圧力レジームで動作するように構成されていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項４】
請求項３に記載のプライミングツールにおいて、前記第１圧力レジームが低真空の定常流反応であり、前記第２圧力レジームが高真空の閉鎖系反応であることを特徴とするプライミングツール。
【請求項５】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、さらに、前記チャンバに結合されたポンプ、及び反応物／生成物を前記ポンプに結合されたポンプマニホールドに達する前に除去するための分子ふるいフィルタを備えていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項６】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、前記マンドレルが、前記複数のディスクをカセットから移動するように構成されていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項７】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、前記マンドレルが、前記複数のディスクを、複数のカセットから移動するように構成されていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項８】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、さらに、直線状に配列され、複数の前記マンドレル上の前記複数のハードディスクを並列処理するように構成された複数の前記チャンバを備えていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項９】
請求項１に記載のプライミングツールにおいて、さらに、前記複数のハードディスクを前記チャンバ内で同時に処理するために、前記複数のハードディスクを前記チャンバ内に同時に移動するように構成された複数の前記マンドレルを備えていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項１０】
請求項６に記載のツールにおいて、前記移動機構が、
前記マンドレルを直線的に移動するための直線駆動装置と；
前記カセットを直線的に移動するためのカセットコンベヤと；
前記カセットを前記カセットコンベヤから、前記マンドレルが前記複数のディスクを係合することを可能にするロードレベルまで持ち上げるリフトと
を備えていることを特徴とするプライミングツール。
【請求項１１】
筺体と；
前記筺体内のチャンバと；
複数のハードディスクを含むカセットを前記筺体内に移動し、かつ前記筺体内で移動するための移動システムと；
前記複数のハードディスクを前記カセットから前記チャンバ内に移動するように構成されたマンドレルと
を備えていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１２】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、さらに、
前記複数のハードディスクを含む複数の前記カセットを前記筺体内に移動し、かつ前記筺体内で移動するための移動システムと；
前記複数のハードディスクを、前記複数のカセットから前記チャンバ内に移動するように構成された前記マンドレルと
を備えていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１３】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、さらに、前記筺体内に第２チャンバを備え、前記移動システムがさらに、前記カセットを前記チャンバから前記第２チャンバに移動するように構成されていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１４】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、前記移動システムが、
前記マンドレルを直線的に移動するための直線駆動装置と；
前記カセットを直線的に移動するためのカセットコンベヤと；
前記カセットを前記カセットコンベヤから、前記マンドレルが前記複数のディスクを係合することを可能にするロードレベルまで持ち上げるリフトと
を備えていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１５】
請求項１４に記載のハードディスク製造システムにおいて、さらに
前記カセットコンベヤが複数の前記カセットを直線的に移動し、
前記リフトが複数の前記カセットを、前記マンドレルが前記複数のディスクを係合することを可能にするロードレベルまで持ち上げる
ことを特徴とする、ハードディスク製造システム。
【請求項１６】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、前記チャンバが、当該チャンバ内に前記第１圧力レジーム及び前記第２圧力レジームを確立するように構成された真空ポンプを備えていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１７】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、さらに、複数の前記マンドレルを備え、前記複数のマンドレルの少なくとも２つが、前記チャンバ内で同時に処理されるように構成されていることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１８】
請求項１１に記載のハードディスク製造システムにおいて、さらに、複数の前記チャンバを備え、前記マンドレルが、前記複数のチャンバの各々の間で移動可能であることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項１９】
請求項１８に記載のハードディスク製造システムにおいて、前記複数のチャンバの少なくとも１つが、第１反応物蒸着チャンバで構成され、前記複数のチャンバの少なくとも１つが、第２反応物蒸着チャンバで構成されることを特徴とするハードディスク製造システム。
【請求項２０】
カセット内の複数のハードディスクを移動するステップと；
前記複数のハードディスクを、前記カセットからマンドレルに移動するステップと；
前記複数のハードディスクを有する前記マンドレルを、処理チャンバ内に移動するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載の方法において、さらに、
複数の前記カセット内の前記複数のハードディスクを移動するステップと；
前記複数のハードディスクを、前記複数のカセットから前記マンドレルに移動するステップと；
前記複数のハードディスクを有する前記マンドレルを、前記処理チャンバ内に移動するステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の方法において、前記マンドレルが、前記複数のハードディスクを、当該ハードディスクの内径部分で保持するように構成されていることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項２０に記載の方法において、さらに、
前記複数のハードディスク上に第１反応物を堆積させるステップと；
前記複数のハードディスク上に第２反応物を堆積させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項２３に記載の方法において、さらに、
前記処理チャンバを第１圧力レジームで動作させて、前記第１反応物及び前記第２反応物を堆積させる前に、前記複数のハードディスクを洗浄するステップと、
前記第１反応物及び前記第２反応物の堆積中に、前記処理チャンバを第２圧力レジームで動作させるステップと
を含むことを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、米国特許第１２／５７２２２４号、２００９年１０月１日出願、発明の名称”METHOD AND APPARATUS FOR PRECISION SURFACE MODIFICATION IN NANO-IMPRINT LITHPGRAPHY”（特許文献１）、及び米国特許仮出願第６１／１０７２６５号、２００８年１０月２１日出願、発明の名称”METHOD AND APPARATUS FOR PRECISION SURFACE MODIFICATION IN NANO-IMPRINT LITHOGRAPHY”（特許文献２）に基づいて優先権を主張し、その全文を参考文献として本明細書に含める。
【０００２】
（１．分野）
本発明は、基板、例えばディスクの微細加工の技術に関するものであり、特に、基板、例えばハードディスクドライブ用のハードディスクの磁性層のパターン化（パターニング）に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
（２．関連技術）
基板の微細加工は、例えば、半導体、フラットパネルディスプレイ、発光ダイオード（ＬＥＤ）ハードディスクドライブ（ＨＤＤ）用のハードディスク等の製造に用いられる周知の技術である。周知のように、半導体、フラットパネルディスプレイ、及びＬＥＤの製造は、基板をパターン化するための種々のステップを含む。他方では、一般に長手記録技術と称される従来のハードディスクの製造はパターン化を含まない。同様に、垂直記録技術用のディスクの製造はパターン化を含まない。相当均一な層を堆積させ、メモリセルは一般に、記録ヘッドによって誘起される磁束の変化を交番させることによって規定され、各記録ビットは非パターン化磁性層内に多数の粒子を包含する。
【０００４】
非パターン化ディスクは、記憶装置の他の形態の記憶装置と競合し続けるための市場の要求（例えばビット密度及びコスト）を満足しないことが示されている。従って、次世代のディスクはパターン化すべきであることが提案されている。パターン化プロセス（処理）はフォトリソグラフィーを利用することができると考えられているが、現在、どのリソグラフィー技術を商用化することができるかの確証がなく、パターン化媒体の大量生産用の商用システムはまだ利用可能ではない。フォトリソグラフィー用の候補のうちには、干渉フォトリソグラフィー、近接場（ニアフィールド）リソグラフィー、及びナノインプリントリソグラフィー（ＮＩＬ：nano-implant lithography）がある。利用するリソグラフィー技術にかかわらず、一旦、フォトレジストを露光して現像すると、ディスクを所望パターンに従ってエッチングして製造する必要がある。しかし、今日まで、開発努力の大半はパターン化ステップに焦点を当てており、商業的に実行可能な環境で、パターン化したディスクを製造する技術は提案されていない。
【０００５】
確かに、エッチング、スパッタリング、及び他の製造技術は周知であり、半導体、フラットパネルディスプレイ、ＬＥＤ、等用に十分開発されている。しかし、これらの技術を統合して、ＨＤＤ用ディスクの製造を可能にするシステムは提案されていない。さらに、ＨＤＤディスクとは異なり、これらの他の応用のすべてにおいて、基板の片面しかエッチングをする必要がなく、加工中にチャックが基板を背面から保持することを可能にする。他方では、ＨＤＤディスクは両面を加工する必要があり、チャックの使用を妨げる。実際に、ＨＤＤディスクの製造では、製造システムのどの部分もディスクの表面に接触することができない。また、ＨＤＤ製造業者は、このシステムが１時間当たりディスク１０００枚のオーダーの処理能力を有することを期待するのに対し、半導体の製造は、１時間当たり基板数十枚の処理能力しか有しないシステムを使用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許出願第１２／５７２２２４号明細書
【特許文献２】米国特許仮出願第６１／１０７２６５号明細書
【発明の概要】
【０００７】
上記の観点から、ＨＤＤ用にパターン化した媒体を提供するハードディスクの製造を可能にする方法及びシステムが必要とされる。
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以下の本発明の概要は、本発明のいくつかの態様及び特徴の基本的理解を与えるために含める。この概要は、本発明の広い概説ではなく、それ自体は、本発明の要所または重要な要素を特に識別すること、あるいは本発明の範囲を区切ることを意図するものではない。その唯一の目的は、本発明のいくつかの概念を簡略化した形式で、以下に提示するより詳細な説明への前置きとして提示することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の１つの態様によれば、ナノインプリントリソグラフィーのプライミングツールが提供され、このプライミングツールは、二反応物化学気蒸着（化学気相成長法）反応チャンバと；複数のハードディスクを、これらのハードディスクの内径部分で保持するように構成されたマンドレル（心棒）と；これら複数のハードディスクを上記チャンバ内に移動するための移動機構（メカニズム）とを備えている。
【００１０】
このマンドレルは、ハードディスクをロード（装荷）するためにチャンバ外に移動可能にし、ハードディスクを処理するためにチャンバ内に移動可能にすることができる。
【００１１】
上記チャンバは、第１圧力レジーム（型）及び第２圧力レジームで動作するように構成することができる。このシステムはさらに、３つ以上の圧力レジームで連続して動作するように構成することができる。
【００１２】
第１圧力レジームは、低真空の定常流反応であり、第２圧力レジームは、高真空の閉鎖系反応とすることができる。
【００１３】
上記ツールはさらに、上記チャンバに結合されたポンプ、及び反応物／生成物をこのポンプに結合されたポンプマニホールド（ポンプ連結管）に達する前に除去するための分子ふるいフィルタを備えることができる。
【００１４】
上記マンドレルは、複数のディスクをカセットから移動するように構成することができる。上記ツールはさらに、複数のディスクを２つ以上のカセットから移動するように構成したマンドレルを含むことができる。
【００１５】
上記ツールはさらに、直線状に配列され、複数のハードディスクを複数のマンドレル上で並列処理するように構成された複数のチャンバを含むことができる。
【００１６】
上記ツールはさらに、複数のハードディスクをチャンバ内で同時に処理するために、複数のハードディスクを同時にチャンバ内に移動するように構成された複数のマンドレルを備えることができる。
【００１７】
上記移動機構は、上記マンドレルを直線的に移動するための直線駆動装置（リニアドライブ）と；上記カセットを直線的に移動するためのカセットコンベヤと；上記カセットを、このカセットコンベヤから、上記マンドレルが上記複数のディスクを係合することを可能にするロードレベルまで持ち上げるリフトとを備えることができる。
【００１８】
本発明の他の態様によれば、ハードディスク製造システムが記載され、このハードディスク製造システムは、筺体と；この筺体内のチャンバと；複数のハードディスクを含むカセットをこの筺体内に移動し、この筐体内で移動するための移動システムと；これら複数のハードディスクをカセットからチャンバ内に移動するように構成されたマンドレルとを備えている。
【００１９】
上記ハードディスク製造システムは、筺体内に第２チャンバを備えることもでき、上記移動システムはさらに、上記カセットを上記チャンバから第２チャンバに移動するように構成することもできる。
【００２０】
上記移動機構は、上記マンドレルを直線的に移動するための直線駆動装置と；上記または複数のカセットを直線的に移動するためのカセットコンベヤと；上記カセットまたは複数のカセットを、このカセットコンベヤから、上記マンドレルが上記複数のディスクを係合することを可能にするロードレベルまで持ち上げるリフトとを備えることができる。
【００２１】
上記チャンバは、第１圧力レジーム及び第２圧力レジームをこのチャンバ内に確立するように構成された真空ポンプを備えることができる。上記チャンバはさらに、複数の圧力レジームをこのチャンバ内に確立するように構成することもできる。
【００２２】
上記ハードディスク製造システムは複数のマンドレルを備えることもでき、これら複数のマンドレルのうち少なくとも２つは、上記チャンバ内で同時に処理されるように構成されている。
【００２３】
ハードディスク製造システムは、複数のチャンバ、及び複数のチャンバそれぞれの間で移動可能なマンドレルを含むことができる。
【００２４】
上記複数のチャンバの少なくとも１つは、第１反応物蒸着チャンバで構成することができ、上記複数のチャンバの少なくとも１つは、第２反応物蒸着チャンバで構成することができる。
【００２５】
本発明の他の態様によれば、複数のハードディスクを１つまたは複数のカセット内に移動するステップと；これら複数のハードディスクを、上記１つまたは複数のカセットからマンドレルに移送するステップと；このマンドレルを上記複数のハードディスクと共に、処理チャンバ内に移送するステップとを含む方法が提供される。
【００２６】
上記マンドレルは、上記複数のハードディスクを、これらのハードディスクの内径部分で保持するように構成することができる。
【００２７】
上記方法は、上記複数のハードディスク上に第１反応物を堆積させるステップと；上記複数のハードディスク上に第２反応物を堆積させるステップとを含むことができる。
【００２８】
上記方法は、上記処理チャンバを上記第１圧力レジームで動作させて、上記第１及び第２反応物の堆積の前に上記複数のハードディスクを洗浄するステップと；上記第１及び第２反応物の堆積中に上記処理チャンバを第２圧力レジームで動作させるステップとを含むこともできる。
【００２９】
図面は、本明細書に含まれその一部を構成し、本発明の実施例を例示し、その説明と共に、本発明の原理を説明し例示する働きをする。これらの図面は、好適な実施例の主要な特徴を図式的方法で例示することを意図している。これらの図面は、実際の実施例の全ての特徴を表すことも、描画した要素の相対寸法を表すことも意図しておらず、原寸に比例して描いたものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の一実施例による、ＨＤＤのパターン化したディスク媒体を製造するための完結したプロセスを例示するフローチャートである。
【図２Ａ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図２Ｂ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図２Ｃ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図２Ｄ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図２Ｅ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図２Ｆ】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングモジュールを例示する図である。
【図３】図３Ａ、３Ｂは、本発明の一実施例による、筺体を有する複数のモジュールを例示する図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｄは、本発明の一実施例による、カセットから処理チャンバへのディスクの移送を例示する透視図である。
【図５】本発明の一実施例による、複数のチャンバを有するシステムを例示する図である。
【図６】図６Ａ〜６Ｄは、本発明の一実施例による、チャンバへのディスク移送を例示する図である。
【図７】本発明の一実施例による、ナノリソグラフィーのプライミングシステム内でのマンドレルの動きを示す透視図である。
【図８】本発明の一実施例によるナノリソグラフィーのプライミングシステムの透視図であり、ディスクの処理用の分離した処理チャンバを例示する。
【図９】本発明の一実施例によるナノリソグラフィーのプライミングシステムの透視図であり、ナノリソグラフィーシステム用の貯蔵器システムを例示する。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｃは、本発明の一実施例による、チャンバへのディスク移送を例示する図である。
【図１１】本発明の一実施例による、ＨＤＤのパターン化したディスク媒体を製造するシステムを例示する図である。
【図１２Ａ】本発明の一実施例による、チャンバへのディスク移送を例示する図である。
【図１２Ｂ】本発明の一実施例による、チャンバへのディスク移送を例示する図である。
【図１２Ｃ】本発明の一実施例による、チャンバへのディスク移送を例示する図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明の実施例によれば、パターン化したディスク媒体を製造するシステム及び方法が提供される。図１は、ＨＤＤのパターン化したディスク媒体を製造する完結したプロセスを示すフローチャートであり、一般に４つのモジュール（細い破線のボックスで示す）に分割される。図１では、実線のボックスは、従来の連続的な媒体製造装置の利用を示し、破線のボックスは、例えばナノインプリントリソグラフィー（即ちナノリソグラフィー）のようなリソグラフィー装置の利用を示し、二重線のボックスは、パターン化した媒体の製造装置の利用を示す。モジュール１０では、洗浄装置１２内でディスクを洗浄することによって製造を開始する。次に、これらのディスクを、200Lean（登録商標）のような従来の処理システム１４に移動して、非パターン化磁性層を作製する。その後に、これらのディスクをリソグラフィーモジュール１６に移動してパターン化を行う。リソグラフィーモジュール１６はナノリソグラフィーを実行する。一般に、リソグラフィーモジュール内では、ディスクをフォトレジストでコーティング（被覆）し、このフォトレジストを（放射またはマスターとの物理接触、即ちインプリントのいずれかによって）「露光」して所望パターンにし、次に、露光したレジストを、ＵＶ照射下で現像するか硬化させる。一旦、リソグラフィープロセスを完了すると、ディスクをパターン化システム１８に移動する。
【００３２】
パターン化システム１８では種々の処理ステップを実行し、これらの処理ステップは、スカム除去、レジストのトリミング（整形）、ハードマスク堆積及びエッチング、レジスト除去、金属エッチング、平坦化（カーボンまたは金属または酸化物の補充、及びエッチバックを含むことができる）を含むことができる。これらの処理は、各々が独立した真空環境を有する複数のチャンバ内で実行するが、一旦、ディスクがシステム１８に入ると、処理を完了するまでこの真空環境から出ない。一旦、パターン化システム１８における処理を完了すると、これらのディスクをモジュール２０及び２２に移動し、これらのモジュールは本明細書の開示には関係しない。
【００３３】
ナノインプリント・プロセス中の重要なステップは、「粘着」層またはプライマー（下塗り）層の堆積である。主要な処理要件は、第１前駆物質の堆積、及び「自己制御」反応を通して材料の単層を形成するための、第１前駆物質と第２前駆物質、例えば水蒸気との反応を含む。出願人は、高真空中でのこうしたディスク上の前駆物質の反応を高い処理能力で促進するための、ナノインプリントツールを開発した。
【００３４】
本明細書で説明するナノインプリント用プライミングツールの、いくつかの有利な特徴は、例えば、ディスクの一括移送、ディスクの一括移動、及び一括蒸着を含む。このナノインプリント用プライミングツールの、追加的な有利な特徴は、例えば、チャンバ内での低真空の定常流反応及び高真空の閉鎖系反応、閉じたチャンバへの精密な流体注入及び蒸発搬送、凝縮防止用の加熱移送ライン及びチャンバ、反応生成物をチャンバから除去するためのシールド（遮蔽）チャンバ、及びポンプマニホールドに達する前に反応物／生成物を除去するための分子ふるいフィルタを含む。以下、これら及び他の特徴を、図２Ａ〜８を参照しながら、より詳細に説明する。
【００３５】
図２Ａ〜２Ｆは、ナノインプリント用プライミングツール２００の内部を例示し、図３Ａ〜３Ｂは、ナノインプリント用プライミングツール２００の外部を例示する。図３Ａ〜図３Ｂは、複数のナノインプリント用プライミングツール２００をシステム内に互いに隣接して設けて、複数のディスクをまとめて並列処理することができることも例示している。
【００３６】
図２Ａ〜２Ｆに示すように、ナノインプリントのプライミングツール２００は、ラックマウント（装架台）２０４、カセットコンベヤ２０８、ディスクリフト２１０、ドア／マンドレル直線駆動装置２１２、処理（プロセス）チャンバ２１６、真空ポンプ２２０、搬送ライン２２４、蒸気コントローラ２２８、ガスパネル２３２、電力分配器（ＰＤＵ）２３６、コントローラ２４０、オゾン発生器２４４、及び入出力（ＩＯ）モジュール／モータードライバ（モーター駆動装置）２４８を備えている。図３Ａ〜３Ｂに示すように、ナノインプリント用プライミングツール２００は、筺体３００及び随意的なＨＥＰＡ（high-efficiency particle arrestor：高性能粒子捕捉）フィルタ３０４も備えることができ、ＨＥＰＡフィルタ３０４は、ナノインプリントツール２００（図２Ａ）内のＨＥＰＡ環境２５２と連通する。ナノリソグラフィー用プライミングツール２００の構成要素の配置は、図２Ａ〜２Ｆに示すものとは異なり得ることは明らかである。これに加えて、ナノリソグラフィー用プライミングツール２００は、追加的な構成要素、またはより少数の構成要素を備えることができる。
【００３７】
図２Ａ〜２Ｆを再び参照すれば、ラックマウント２０４はフレームを提供し、このフレーム上に、カセットコンベヤ２０８、ディスクリフト２１０、ドア／マンドレル直線駆動装置２１２、処理チャンバ２１６、真空ポンプ２２０、ガスパネル２３２、ＰＤＵ２３６、
コントローラ２４０、オゾン発生器２４４、及びＩＯモジュール／モータードライバ２４８を装着する。
【００３８】
カセットコンベヤ２０８及びディスクリフト２１０は、１つ以上のカセット２５６を移動するように構成されている。各カセット２５６は、複数のディスク２６０を保持するように構成され、特定実施例では、約２５枚のディスク２６０を保持するように構成されている。カセット２５６は、２５枚より少数または多数のディスクを含む任意数のディスク２６０を保持することができる。カセット２５６を介したディスク２６０の移動を自動化して、高い処理能力をサポート（支援）する。図３Ａに示すように、カセット２５６は、筺体３００内の開口部３０４を通して、ナノインプリント用プライミングツール２００内の、カセットコンベヤ２０８のカセットロード特徴機能にロードされる。カセットコンベヤ２０８は、カセット２５６を直線的に移動するように構成されている。これに加えて、カセットコンベヤ２０８及び／またはディスクリフト２１０に、レーザーセンサー・カセット位置決め装置を設けて、カセット２５６を開口部３０４からチャンバ２１６に正確に移動させることができる。
【００３９】
一旦、開口部３０４から、カセットコンベヤ２０８上のチャンバ２１６付近のリフト位置にカセット２５６を移動すると、カセットリフト２１０を用いてカセット２５６を処理チャンバ２１６まで持ち上げることができる。処理チャンバ２１６は、マンドレル２６４に結合されたドア２１８を有する。ドア２１８及びマンドレル２６４も、ドア／マンドレル直線駆動装置ドライブ２１２に結合されている。マンドレル２６４は、ディスク２６０をカセット２５６からチャンバ２１６内に移動するように構成されている。マンドレル２６４はディスク２６０を、ディスク２６０の内径部分で保持する。マンドレル２６４は、ディスク２６０をその内径部分で保持するので、接触領域での粒子発生が最小化され、このため粒子は重要でない領域（例えばディスクの内径部分にある面取り（チャンファ））でしか発生しない。１つの特定実施例では、マンドレル２６４は２５枚のディスクを保持するように構成されている。マンドレル２６４は、２５枚より少数のディスクまたは２５枚より多数のディスクを含む任意数のディスクを保持することができることは明らかである。直線駆動装置２１２はマンドレル２６４に結合されて、マンドレル２６４を駆動して伸長させ、処理チャンバ２１６のドア２１８を固定する。一実施例では、直線駆動装置２１２は、モーター、及びインデクサー（送受部）付きの送りネジ（リードスクリュー）を備え、これらはマンドレル２６４を駆動して移動させるように構成されている。処理チャンバ２１６は、２つ以上のマンドレル２６４を備えて、ディスク２６０を並列処理することができる（例えば、チャンバ２１６内の各マンドレル上に２５枚ずつ、５０枚のディスクを所定時に処理することができる）。処理チャンバはさらに、２６枚以上のディスクを保持する１つのマンドレルを備えることができる。
【００４０】
以下、図４Ａ〜４Ｄを参照しながら、ツール２００の入口３０４から処理チャンバ２１６へのディスク２６０の移動をさらに詳細に説明する。特に、図４Ａ〜４Ｄは、カセットコンベヤ２０８及びディスクリフト２１０を用いたカセットの移動、及びチャンバ２１６までカセットを持ち上げることを例示する。カセットコンベヤリフトは、２つ以上のカセットを持ち上げることができる。図４Ａに、カセットコンベヤ２０８上でのカセットの直線移動、及び処理チャンバ２０６のレベルまでカセット２５６を持ち上げることを例示する。次に、図４Ｂに示すように、マンドレル直線駆動装置２１２によってマンドレル２６４を伸長させて、ディスク２６０をカセット２５６からマンドレル２６４上に移動する。図４Ｃに示すように、ディスク２６０をマンドレル２６４に移動した後に、カセット２５６を落下させてカセットコンベヤ２０８に戻す。次に、図４Ｄに示すように、直線駆動装置２１２は、マンドレル２６４をチャンバ内に移動し、チャンバ２１６に入るドア２１８が閉じる位置まで移動する。
【００４１】
このシステムは、さらに高い処理能力の製造規模のシステムに向けて、拡張可能にすることができる。例えば、複数のサブシステム（及び／またはナノリソグラフィー用プライミングツール）を直線状に連結して、複数カセットのディスクを並列処理して、より高い処理能力にすることができる。図５に、互いに接続されたナノリソグラフィー処理用の複数のモジュール５００を示し、モジュール５００は、第１及び第２化学蒸着（例えば水蒸気）チャンバ５０４、５０８、第３及び第４化学蒸着（例えばＶＡＬＭＡＴ（登録商標）蒸気）チャンバ５１２，５１６、及び第１及び第２準備（例えばプラズマエッチングまたはＯ2−ＵＶ）チャンバ５２０、５２４を備えている。図５では、ディスク２６０を準備チャンバ５２０、５２４から第３及び第４堆積チャンバ５１６、５１８に移動し、次に第１及び第２堆積チャンバ５０４、５０８に移動する。図５に例示するシステムは、１回の処理当たり５０枚のディスクを処理するように構成されている（２５枚のディスク／チャンバ及び２つのチャンバ／処理）。追加的モジュール５００を設けて、必要に応じて追加的ディスクを処理することができることは明らかである。他の例は、複数のカセットからのディスクを１つのマンドレルによって処理チャンバ内に移動することができる（例えば図１２Ａ〜１２Ｃ参照）。
【００４２】
他の実施例では、複数のマンドレル２６４をディスク移動機構上に装着し、より大きなチャンバ内に配置可能にして、複数カセットのディスクを同時に処理することができる（図６Ａ〜７Ｃ参照）。図６Ａ〜６Ｄに示すように、チャンバ２１６は、２つのマンドレル２６４を保持するように構成され、ディスク２６０をマンドレル２６４上にロードすると、ドア２１８が下方に移動する。図６Ａに示すように、カセット２５６は、カセット移動装置（コンベヤ）２０８上でチャンバ２１６に移動する。次に、図６Ｂに示すように、ディスクリフト２０８を用いてカセット２５６を持ち上げ、これらのディスクはマンドレル２６４に移動する（図６Ｃ）。図６Ｄに示すように、ディスク２６０をマンドレル２６４に移動した後に、カセット２５６を落下させて直線移動装置２０８に戻す。全てのディスク２６０をマンドレル２６４上にロードした後に（図７Ａ参照）、直線駆動装置２１２を用いてマンドレル２６４をチャンバ２１６内に後退させて（図７Ｂ参照）、ゲートを閉じる（図７Ｃ参照）。
【００４３】
図２Ａ〜２Ｆを再び参照すれば、処理チャンバ２１６は、二官能性単一分子の表面改質層をディスクの第１表面上に、稠密充填された配向様式で形成する反応環境を与えて、このディスク表面の特性を、実質的に金属酸化物−水酸化物金属の特性から、実質的に有機物の特性への変化を生じさせ、さらに、ディスクの第２表面を、ＵＶ照射時に、ポリマー（重合体）のインプリントレジストに架橋可能にすることができる。１つの特定実施例では、処理チャンバ２１６は、例えば約１１リットルの容積（内部体積）を有する、例えばポリカーボネートチャンバとすることができる。
【００４４】
種々の特徴が、まずオゾンガスでの定常流表面洗浄を実行することによるディスク表面の逐次的準備を可能にするための、適切な機構及びその制御を与える。液状の反応物は、蒸発器（または液相−気相分離器）内への流れを精密測定することができる。蒸発器を出る蒸気は、真空チャンバ内に順次または同時に流入することができる。反応物の蒸気流路は、反応物どうしが反応チャンバに入るまで混合しないように配置することができる。反応物がチャンバ内にある際に誘起される表面反応は、ともに蒸気の状態で、第１反応物（例えばＶＡＬＭＡＴ（登録商標））の主要官能基が、第２反応物（例えば水蒸気）との加水分解−重縮合反応によってディスクの表面に結合することを可能にする。蒸発器を用いて、液状ミストまたは液滴が処理器（処理チャンバ）２１６内に入ることを防止することができる。処理チャンバ２１６及び蒸気供給ライン２２４を加熱して蒸気温度を維持して、蒸気の凝縮を防止することもできる。チャンバ２１６は補助ガスライン（Ｎ2）を備えて、能動的圧力制御を可能にすることができる。ナノインプリント用ツール２００は、オゾンが反応チャンバ外で反応物と混合しないように構成することができる。
【００４５】
処理チャンバ２１６は、プライマー層の堆積に先行するその場の表面洗浄を可能にするデュアルモード真空システムとして動作するように構成することができる。特に、真空ポンプ２２０を処理チャンバ２１６に結合して、処理チャンバ２１６が次の２つのモード：(1)主要面のオゾン洗浄用の、連続流、大気圧以下の圧力レジーム、（２）低圧、閉鎖系二反応物化学蒸着、で動作する。一実施例では、第１圧力レジームは大気圧に近い真空レジーム（例えば約１００〜７６０Torr（１３．３３２kPa〜１０１．３２kPa））とし、第２圧力レジームはより高い真空状態（例えば１０〜１０００mTorr（１．３３Pa〜１３３Pa））とすることができる。このデュアルモード動作は、真空を断つことの影響、環境汚染、及びその場以外での洗浄による表面上の結露なしに、粒子を低減し、オゾン洗浄ステップ後の初期表面を維持するために有利である。特に、第１圧力レジーム（例えば約１００〜７６０Torr）では、ディスクは、オゾン発生器による定常流条件下で処理され、この定常流は、一括したディスクを通って流れて、表面の汚染物質を酸化除去し、金属表面を部分的に酸化させて次のステップに備える。反応容器を第２圧力レジーム（例えば約１０〜２００mTorr（１．３３Pa〜２６．６Pa））まで真空排気し、続いて封止する。反応物は、順次または同時にチャンバ内に流入して、１０００mTorr以下の所定圧力に達する。ディスクは、反応物がディスクの表面上で反応し、チャンバ２１６内でのディスク処理が完了した後まで、この条件下に保たれる。
【００４６】
１つの特定実施例では、１５０μＬ（マイクロリットル）のＶＡＬＭＡＴ（登録商標）を第１供給貯蔵器内に供給し、１００μＬのＤＩ水を第２供給貯蔵器内に供給し、これら２つの容器を９５〜１２０℃に維持された水槽内に配置する。次に、チャンバ２１６を約２３Torr（３．０７kPa）まで真空排気し、ポンプを分離し、ＶＡＬＭＡＴ（登録商標）供給バルブを約１分間開放し、システムは約１〜９分間で安定することができる。安定化の後に、ＤＩ水供給貯蔵器を約０．１〜１分間開放し、システムは約０．１〜９分間で安定することができる。次に、システムを大気に通気させる。随意的に、Ｏ2プラズマ／Ｏ2−ＵＶ表面処理／活性化を実行することができる。次に、基板を真空排気／オゾン処理して、表面から吸収剤をなくす。ＶＡＬＭＡＴ（登録商標）材料を気相で導入して、基板表面上に「物理収着」させる。次に、水蒸気をチャンバ内に導入する。表面反応（加水分解−重縮合）が約１０分間以下だけ進行することができ、ＶＡＬＭＡＴ（登録商標）材料の加水分解、及び金属酸化物が豊富（リッチ）な基板表面への縮重合結合が生じる。この時点で、表面のプライマー処理が完了し、基板は残りのＮＩＬ（ナノインプリントリソグラフィー）処理の準備ができている。基板に追加的処理を施すことができることは明らかである。例えば、ＶＡＬＭＡＴ（登録商標）及びＨ2Ｏの物理収着の前に、基板に表面調整を施すことができる（例えば、５００ワット以下のＵＶ露光を伴う２０分間のＯ2環境、Ｏ2を伴うプラズマエッチング、ＵＶを伴うＯ2であるが、被制御のＯ2分圧、より高いＵＶ出力及びＵＶ均一性、等）。
【００４７】
一実施例において、図８に示すように、チャンバ２１６を、反応シーケンスに従って順に配置することができる（例えば第１化学蒸着チャンバ８１６ａ及び第２化学蒸着チャンバ８１６ｂ）。図８では、第１化学蒸着チャンバ８１６ａは、第１反応物（例えばＶＡＬＭＡＴ（登録商標）蒸気）の堆積用に構成され、第２化学蒸着チャンバ８１６ｂは第２反応物（例えば水蒸気）用に構成されている。
【００４８】
図９に、第１反応物（例えば水）保持貯蔵器９０４、及び第２反応物（例えばＶＡＬＭＡＴ（登録商標））保持貯蔵器９０８を示し、これらは図９に例示する構成と共に使用することができる。第２反応物保持容器９０８は、加熱蒸気搬送ライン９２０を通して堆積チャンバ９１６ａに接続することができる。チャンバ９１６ａ、９１６ｂは時限放出バルブを備えることができる。一実施例によれば、縦続（タンデム）反応容器９１６が、２組のディスク２６０をチャンバ９１６内で並列処理することを可能にする。貯蔵器９０４、９０８を一定温度に維持して、各反応サイクルの開始時に貯蔵器内の平衡蒸気圧を可能にすることができる。一実施例では、貯蔵器９０４、９０８の容積が反応容器の容積未満である。貯蔵器９０４、９０８の温度は約１００℃以下にすることができる。チャンバ２１６は蒸気放出バルブを備えて、チャンバ２１６内に流入する蒸気のタイミング及び投入量を制御することができる。１つの特定実施例では、このバルブが約０．１秒のタイミング精度、及び約３０分のタイミング長を有する。
【００４９】
図１０Ａ〜１０Ｃに、ディスクを順に移動して処理するための代案実施例を例示する。図１０Ａ〜１０Ｃに示す実施例では、可動ゲートであるチャンバ２１６の底面１００４を通してディスク２６０を持ち上げる。マンドレル２６４をカセット移動装置２０８から上下させて、ディスク２６０をカセット２５６からチャンバ２１６内に移動する。特に、カセット２５６をチャンバ２１６内に移動し（図１０Ａ）、マンドレル２６４をチャンバ２１６内に持ち上げ（図１０Ｂ）、そして分離ゲート１００４を閉じてチャンバ２１６を封止して（図１０Ｃ）、ディスク２６０の処理を開始することができる。
【００５０】
図１１に、ディスクの一括処理を可能にする直線状に配列したシステム１１００を例示する。システム１１００は、ロードコンベヤ１１０４、ロードロック１１０８、ターンテーブル１１１２、２つの酸素／オゾン・ソフトエッチングステーション１１１６、１１２０、２つの第１反応物（例えばＶＡＬＭＡＴ（登録商標））処理ステーション１１２４、１１２８、２つの第２反応物（例えば水）処理ステーション１１３２、１１３６、第２ターンテーブル１１４０、アンロード（除荷）ロック１１４４、及びロードコンベヤ１１４８を備えている。
【００５１】
図１２Ａ〜１２Ｃに、ナノインプリント用プライミングツール２００が、１つのマンドレル２６４によって複数のカセット２５６を処理チャンバ２１６内に移動することを可能にする実施例を示す。図１２Ａに示すように、カセット２５６をディスクリフト２１０によって、カセット２５６内のディスク２６０が処理チャンバ２１６内に移動することを可能にするロードレベルまで持ち上げる。図１２Ａには、ロードレベルまで持ち上げられた２つのカセット２５６ａ、２５６ｂを示す。任意数のカセットを持ち上げて多数のディスクの処理を可能にすることができることは明らかである。図１２Ｂに示すように、次に、カセット２５６をカセットコンベヤ２０８のレベルまで降下させ、マンドレル２６４上に残っているディスク２６０を処理チャンバ２１６内に移動する。図１２Ｃに、チャンバ２１６内のマンドレル２６４上にあるディスク２６０を例示する。
【００５２】
本明細書で説明した処理（プロセス）及び技術は、どの特定装置にも本質的に関係するものではなく、構成要素のあらゆる適切な組合せによって実現することができることは明らかである。さらに、本明細書で説明した教示に従って、各種の汎用装置を使用することができる。本発明は特定例に関して説明してきたが、これらの例はあらゆる点で限定的ではなく例示的であることを意図している。多数の異なる組合せが、本発明を実施するのに適していることは、当業者にとって明らかである。
【００５３】
さらに、当業者にとって、本明細書の考察及び本明細書に開示する本発明の実施から、本発明の他の実現も当業者にとって明らかである。説明した実施例の種々の態様及び／または構成要素は、単独で、あるいは任意の組合せで用いることができる。明細書及び例は好例に過ぎないものと考えるべきであり、本発明の真の範囲は以下の請求項によって示されることを意図している。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【外国語明細書】
2010118136000001.pdf