(57)【要約】      （修正有）【課題】ナノインプリント・リソグラフィを用いてレプリカテンプレートを複製する際に、損傷や欠陥をもたらさない複製方法を提供する。【解決手段】マスタテンプレート３１０のメサ領域３１２はレプリカテンプレート基板２２０のメサ領域２２２に比べて大きい面積を有する。メサ領域３１２をオーバーサイズすることにより、インプリントし硬化させて分離した後に押し出されたレジストはレプリカテンプレート基板のメサ領域の側壁２２４に優先的に付着し、マスタテンプレートのメサ領域の側壁３１４には残存しない。【選択図】図３
2018101780.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（a）基板の表面から延びる基板メサを有する前記基板を提供する工程と、ここで、前記基板メサは、第１領域を含む有効領域を規定しており、
（b）テンプレートの表面から延びるテンプレートメサを有する前記テンプレートを提供する工程と、ここで、前記テンプレートメサは第２領域を含むパターン領域を規定し、前記第２領域は前記基板の前記第１領域より大きく、前記テンプレートメサはレリーフ画像が形成されたパターン面を有し、
（c）前記テンプレートメサの前記パターン領域が前記基板メサの前記有効領域と重なるように、前記テンプレートを前記基板とを重ね合わせて位置決めする位置決め工程と、
（d）前記テンプレートの前記パターン領域と前記基板の前記有効領域との間で画定される容積を重合性材料で満たす充填工程と、
（e）前記重合性材料を硬化させて前記基板の上にパターン化層を形成する硬化工程と、
（f）前記硬化されたパターン化層から前記テンプレートを分離する分離工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第１領域および前記第２領域はそれぞれ、第１外周部および第２外周部を規定しており、かつ、前記位置決め工程、前記充填工程、および前記硬化工程の間で、前記第１外周部上の任意の点と前記第２外周部上の最も近い点との間の最短距離が、前記テンプレートの前記パターン領域と前記基板の前記有効領域との間から押し出される重合性材料が前記基板メサの側壁に付着し前記テンプレートメサの側壁には付着しないような距離となるように定められていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記最短距離は１μｍ乃至５０ｍｍの距離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】
前記最短距離は、２μｍ乃至１ｍｍの距離であることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項５】
前記テンプレートおよび前記基板は、コアアウトされた裏側領域を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記テンプレートと前記基板とが同じ厚さ寸法を有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記テンプレートと前記基板とが同じ材料であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記形成されたパターンを前記基板に転写してレプリカテンプレートを形成するステップを更に有することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記形成されたレプリカテンプレートは、マスタテンプレートと同じレリーフパターンを有する第２世代レプリカテンプレートであることを特徴とする請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記レリーフパターンは、ホールアレイであることを特徴とする請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項８に記載の方法に従って形成されたレプリカテンプレートと基板との間で画定される容積を重合性材料で満たす工程と、
前記重合性材料を硬化させて、前記基板上にパターン化層を形成する工程と、
を有することを特徴とする方法。
【請求項１２】
物品を製造する方法であって、
請求項１１に記載の方法に従って基板の上にパターンを形成する工程と、
前記形成されたパターンを前記基板に転写する工程と、
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。
【請求項１３】
前記物品は半導体デバイスであることを特徴とする請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
（a）基板の表面から延びる基板メサを有する基板と、ここで、前記基板メサは第１領域を含む有効領域を規定しており、
（b）テンプレートの表面から延びるテンプレートメサを有するテンプレートと、ここで、前記テンプレートメサは、前記基板の前記第１領域よりも大きい第２領域を含むパターン領域を規定し、前記テンプレートメサは、レリーフ像が形成されたパターン面を更に有する、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
前記第１領域および前記第２領域はそれぞれ、第１外周部および第２外周部を規定し、かつ、前記第１領域および前記第２領域とが重なるとき、前記第１外周部上の任意の点と前記第２外周部上の最も近い点との間に最短距離があるように定められていることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記最短距離は、１μｍ乃至５０ｍｍの距離であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記最短距離は、２μｍ乃至１ｍｍの距離であることを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記テンプレートおよび前記基板は、コアアウトされた裏側領域を有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項１９】
前記テンプレートと前記基板とが同じ厚さ寸法を有することを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【請求項２０】
前記テンプレートと前記基板とは同じ材料であることを特徴とする請求項１４に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント・テンプレート複製処理中の押出しを制御する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノファブリケーションは、１００ナノメータ以下のオーダーの特徴（フィーチャ：feature）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有する１つの用途は、集積回路の処理にある。半導体処理産業においては、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増やしつつ生産歩留まりを向上させるよう努力が続けられている。したがって、ナノファブリケーションはますます重要になっている。ナノファブリケーションによって、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可能にしながら、より大規模なプロセス制御が提供される。
【０００３】
今日使用されている典型的なナノファブリケーション技術には、一般にナノインプリント・リソグラフィと呼ばれるものがある。ナノインプリント・リソグラフィは、例えば、ＣＭＯＳ論理回路、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、あるいは、ＭＲＡＭ、３Ｄクロスポイントメモリ、Ｒｅ−ＲＡＭ、Ｆｅ−ＲＡＭ、ＳＴＴ−ＲＡＭ等を含む他のメモリデバイスなどの集積デバイスの製造工程を含む様々な用途において有用である。典型的なナノインプリント・リソグラフィプロセスは、インプリント・テンプレート（またはマスク）上に用意されたレリーフ画像を、成形可能なレジスト材で充填し、例えばＵＶ光をＵＶ硬化性のレジスト材に当てることによってその材料を硬化させることにより、基板にパターンを形成する。硬化後、テンプレートは硬化されパターン化されたレジスト材料と分離される。このようなプロセスにおいて、成形可能な材料がテンプレートパターン面のまわりに押し出されるのを避けることが望まれる。そのような押出しが起こると、インプリント中およびインプリント後のさまざまな欠陥を引き起こす可能性がある。
【発明の概要】
【０００４】
一側面において、本明細書で提供される方法は、（ｉ）基板の表面から延びる基板メサを有する前記基板を提供する工程と、ここで、前記基板メサは、第１領域を含む有効領域を規定しており、（ｉｉ）テンプレートの表面から延びるテンプレートメサを有する前記テンプレートを提供する工程と、ここで、前記テンプレートメサは第２領域を含むパターン領域を規定し、前記第２領域は前記基板の前記第１表面領域より大きく、前記テンプレートメサはレリーフ画像が形成されたパターン面を有し、（ｉｉｉ）前記テンプレートメサの前記パターン領域が前記基板メサの前記有効領域と重なるように、前記テンプレートを前記基板とを重ね合わせて位置決めする位置決め工程と、（ｉｖ）前記テンプレートの前記パターン領域と前記基板の前記有効領域との間で画定される容積を重合性材料で満たす充填工程と、（ｖ）前記重合性材料を硬化させて前記基板の上にパターン化層を形成する硬化工程と、（ｖｉ）前記硬化されたパターン化層から前記テンプレートを分離する分離工程と、を有する。
【０００５】
一実施形態において、前記第１領域および前記第２領域はそれぞれ、第１外周部および第２外周部を規定しており、かつ、前記位置決め工程、前記充填工程、および前記硬化工程の間で、前記第１外周部上の任意の点と前記第２外周部上の最も近い点との間の最短距離が、前記テンプレートの前記パターン領域と前記基板の前記有効領域との間から押し出される重合性材料が前記基板メサの側壁に付着し前記テンプレートメサの側壁には付着しないような距離となるように定められている。特定の実施形態おいて、前記最短距離は１μｍ乃至５０ｍｍの距離、または、２μｍ乃至１ｍｍの距離である。他の実施形態において、前記テンプレートおよび前記基板は、コアアウトされた裏側領域を有し、または、同じ厚さ寸法を有し、あるいは、同じ材料で形成される。
【０００６】
別の実施形態において、前記形成されたパターンは前記基板に転写されてレプリカテンプレートが形成される。さらなる実施形態おいては、前記形成されたレプリカテンプレートは、マスタテンプレートと同じレリーフパターンを有する第２世代レプリカテンプレートである。さらに別の実施形態においては、前記レリーフパターンはホールアレイである。
【０００７】
別の側面において、このように形成されたレプリカテンプレートを使用する方法が提供される。この方法は、本明細書で提供されるように形成されたレプリカテンプレートと基板との間で画定される容積を重合性材料で充填する工程と、前記重合性材料を硬化させて、前記基板上にパターン化層を形成する工程とを有する。
【０００８】
さらに別の側面において、上記のように基板の上にパターンを形成する工程を含む、物品を製造する方法が提供される。この方法は、前記形成されたパターンを前記基板に転写する工程と、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。一実施形態において、前記物品は半導体デバイスである。
【０００９】
更なる側面において、（ｉ）基板の表面から延びる基板メサを有する基板と、ここで、前記基板メサは第１領域を含む有効領域を規定しており、（ｉｉ）テンプレートの表面から延びるテンプレートメサを有するテンプレートと、ここで、前記テンプレートメサは、前記基板の前記第１領域よりも大きい第２領域を含むパターン領域を規定し、前記テンプレートメサは、レリーフ像が形成されたパターン面を更に有する、とを有するシステムが提供される。
【００１０】
一実施形態では、前記第１領域および前記第２領域はそれぞれ、第１外周部および第２外周部を規定し、かつ、前記第１領域および前記第２領域とが重なるとき、前記第１外周部上の任意の点と前記第２周辺部上の最も近い点との間に最短距離があるように定められている。特定の実施形態において、前記最短距離は、１μｍ乃至５０ｍｍの距離、または、２μｍ乃至１ｍｍの距離である。他の実施形態において、前記テンプレートおよび前記基板は、コアアウトされた裏側領域を有し、または、同じ厚さ寸法を有し、あるいは、同じ材料で形成される。
【００１１】
本発明の他の特徴および利点は、添付の図面および以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
添付の図面に示された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詳細な説明が得られ、本発明の特徴および利点が詳細に理解されよう。ただし、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を示しているだけであり、したがって、発明の範囲を限定するものと解釈するべきではなく、本発明は、他の同等に有効な実施形態をも許容しうるものである。
【００１３】
【図１】レプリカ基板から離間したマスタテンプレートを有するナノインプリント・リソグラフィシステムの概略側面図。
【図２Ａ】第１レプリカテンプレートからの第２レプリカテンプレートの形成を説明する概略図。
【図２Ｂ】第１レプリカテンプレートからの第２レプリカテンプレートの形成を説明する概略図。
【図３】実施形態における第１レプリカテンプレートおよび第２レプリカ基板の概略側面図。
【図４】図３のレプリカテンプレートおよび基板の上面図。
【図５Ａ】実施形態における第１レプリカテンプレートからの第２レプリカテンプレートの形成を説明する概略図。
【図５Ｂ】実施形態における第１レプリカテンプレートからの第２レプリカテンプレートの形成を説明する概略図。
【図６】第１レプリカテンプレートから第２レプリカテンプレートを形成する例示的な方法のフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
上述したように、インプリント・リソグラフィでは、テンプレート（またはマスク）と基板（例えば、デバイス製造用の半導体ウエハ）との間に配置された成形可能な材料とテンプレート（またはマスク）とを直接接触させることが必要である。このような接触により、テンプレートの寿命には限界があると、一般的には当業者に認識されている。その結果、そのようなテンプレート寿命の限界に対処する方策がとられている。典型的には、まず最初に、電子ビーム（ｅ−ビーム）技術により、例えばガラスや溶融石英のようなテンプレート基板に所望のパターンを形成して、マスタテンプレートが作製される。マスタテンプレートは、通常、デバイスウエハ上にパターンを直接形成するのには使用されない。その代わりに、典型的には、テンプレート複製処理により複数のレプリカテンプレートを作製し、これらのテンプレートを用いて、例えば半導体ウエハなどのデバイス基板の上にパターンを形成する。
【００１５】
このようなテンプレート複製処理は、ナノインプリント・リソグラフィ処理自体をさらに組み込むことができる。このような処理では、レプリカテンプレート基板（または「ブランク」）の表面上に配置されたレジスト材料にパターンを転写するためにマスタテンプレートが使用される。レジスト材料が硬化され、マスタテンプレートのパターンの反転パターンを有する固体層が形成される。その後、基板と固体層には、固体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に、エッチング処理などの追加の処理が施され、それにより、マスタテンプレートのパターンの反転パターンを有するレプリカテンプレートが形成される。このようなレプリカテンプレートは、その後、ナノインプリント・リソグラフィ製造目的に使用されうる。
【００１６】
図１には、最初にレプリカ基板１１２にレリーフパターンを形成することによってレプリカテンプレートを形成するために使用される例示的なナノインプリント・リソグラフィシステム１１０が示されている。基板１１２は、基板チャック１１４に結合されうる。図示のように、基板チャック１１４は、真空チャックである。ただし、基板チャック１１４は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電、電磁気などのチャックでありうるが、それらに限定されず、いかなるチャックであってもよい。
【００１７】
基板１１２および基板チャック１１４は、ステージ１１６によってさらに支持されうる。ステージ１１６は、ｘ軸、ｙ軸およびｚ軸に沿って並進運動および／または回転運動を提供することができる。ステージ１１６、基板１１２、および基板チャック１１４は、ベース（図示せず）上に配置することもできる。基板１１２は、その上に位置する表面１２２を有するメサ１２０をさらに含む。パターン面１２４を有するマスタテンプレート１１８は、基板１１２から離間して配置されている。パターン面１２４は、例えば複数の離間した凹部および／または凸部によって規定されるパターンフィーチャを有し、例えば、基板１１２の表面１２２に形成されるべきパターンの基礎を形成する原版パターンを画定することができる。
【００１８】
テンプレート１１８は、チャック１２８に結合されうる。チャック１２８は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電、電磁気、および／または他の同様のチャックタイプとして構成されうるが、これらに限定されない。さらに、チャック１２８は、インプリントヘッド１３０に結合されており、インプリントヘッド１３０は、チャック１２８、インプリントヘッド１３０およびテンプレート１１８が少なくともｚ軸方向に移動可能であるように、ブリッジ１３６に移動可能に結合されている。
【００１９】
テンプレート１１８および／または基板１１２は、溶融石英（fused-silica）、石英（quartz）、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、硬化サファイア等でありうるが、それらには限定されない。
【００２０】
システム１１０は、流体供給システム１３２をさらに有しうる。流体供給システム１３２は、基板１１２の上に成形可能材料１３４（例えば、重合性材料。以下ではレジストともいう。）を配置するために使用されうる。成形可能材料１３４は、ドロップディスペンス、スピンコート、ディップコート、化学気相堆積（ＣＶＤ）、物理気相堆積（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積などの技術を用いて、基板１１２上に配置されうる。成形可能材料１３４は、設計上の考慮事項に応じて、テンプレート１１８と基板１１２との間に所望の容積が画定される前および／または後に、基板１１２上に配置されうる。例えば、成形可能材料１３４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混合物を含みうる。
【００２１】
図１に示すように、システム１１０は、経路１４２に沿ってエネルギー１４０を誘導するエネルギー源１３８をさらに有しうる。インプリントヘッド１３０およびステージ１１６は、テンプレート１１８および基板１１２を経路１４２と重ね合わせて配置するように構成されうる。ナノインプリント・リソグラフィシステム１１０は、ステージ１１６、インプリントヘッド１３０、流体供給システム１３２、光源１３８、および／またはカメラ１５８と通信するプロセッサ１５４によって調整され、メモリ１５６に記憶されたコンピュータ読み取り可能なプログラムに従い動作することができる。
【００２２】
インプリントヘッド１３０およびステージ１１６のいずれかまたはその両方が、テンプレート１２０と基板１１２との間の距離を変化させて、成形可能材料１３４によって充填されたそれらの間に所望の体積を画定する。例えば、インプリントヘッド１３０は、テンプレート１２０が成形可能材料１３４と接触するようにテンプレート１１８に力を加えることができる。所望の体積が成形可能材料１３４で充填された後、光源１３８は、エネルギー１４０、例えば紫外線を生成して成形可能材料１３４を硬化させ、かつ／または、基板１１２の表面１２２とテンプレート１１８のパターン面１２４との形状を互いに合致させて、基板１１２上のパターン層を画定する。その後、基板および硬化されたパターン層は、エッチングプロセスなどの、パターンに対応するレリーフ画像を基板に転写するための追加のプロセスに供され、それによって複製テンプレートが得られる。
【００２３】
多くの場合、上記のような第１世代レプリカテンプレートの形成は、所望のプロセス用途に適切である。例えば、パターニングされるべき半導体ウエハがレジスト内に形成されるべきコンタクトホールアレイを必要とする場合、レプリカテンプレートは、ピラーの反転アレイでパターニングされなければならない。このような場合、マスタテンプレートは、例えば、マスタテンプレート基板上に塗布されたポジ型電子ビームレジスト（電子ビームの露光された領域でレジストが除去される）を露光して、電子ビームレジスト内に所望のホールアレイを形成する。次いで、このアレイは、マスタテンプレート基板材料自体にパターン転写され、それにより、所望のホールアレイを有するマスタテンプレートが形成される。次のステップでは、反対のトーンパターン（tone pattern）がレプリカテンプレートに作成される。すなわち、マスタテンプレートは、レプリカテンプレート基板上に配置されたインプリントレジストにパターンを作成するために使用され、形成されるパターンは、マスタテンプレートのホールアレイによって形成されたレジストピラーアレイを含む。次いで、レジストピラーは、レプリカテンプレート基板自体にパターン転写され、それにより、ピラーアレイを有するレプリカテンプレートが形成される。次いで、そのピラーアレイを有するレプリカテンプレートは、例えば、基板上に配置されたレジストのホールアレイをパターニングするための作業テンプレートとして使用することができる。
【００２４】
しかし、そのような複製処理が、半導体ウエハ上に所望のレジストのパターントーンをインプリントすることができない場合がある。例えば、上記の例において、形成されたレプリカテンプレートがホールをインプリントすることができるが、半導体ウエハ上にピラーを直接インプリントすることはできない。ピラーを直接インプリントするためのホールトーンレプリカテンプレートは、ピラートーンマスタテンプレートの初期製造を必要とする可能性がある。このようなピラートーンマスタテンプレートは、例えば電子ビームがレジストと衝突する領域の後ろにレジストを残す、ネガ型電子ビームレジストを用いて製造することができる。そのような場合には、電子ビームレジストにピラーアレイを形成して、ピラートーンを有するマスタテンプレートを作成し、その後ホールトーンレプリカテンプレートを作成することができる。しかし、ネガ型電子ビームレジストの選択は、ナノスケール・フィーチャの作製には理想的ではない。ネガティブ作用の化学増幅型レジストは、正確な電子ビーム感度を有する傾向があり、マスタテンプレートの合理的な書き込み時間を可能にするが、解像度は限られる。２５ｎｍ以下のオーダーの柱や密集ラインアレイは解決できない。ＳＵ８やカリックスアレーン（calixerene）などの化学増幅されない高解像度ネガ型トーンレジストは所望の解像度を有するが、露光量は非常に高く、１つのマスタテンプレートの書き込み時間は数日または数週間となりうる。商業生産やコストの観点からすると、マスタテンプレートの製作のためにこのような書き込み時間を費やすことはできない。
【００２５】
別のアプローチは、単純にテンプレート作製シーケンスに追加の複製工程を追加することである。この場合、前述したように、マスタテンプレートが複製され、それによって最初のレプリカテンプレートが作成される。この第１世代レプリカテンプレート自体は、例えば半導体ウエハのパターニング等の生産に直接使用するための第２世代レプリカテンプレートを作成するために使用される。そのような複製処理では、第１世代レプリカテンプレートは、一回の複製シーケンスのマスタテンプレートに関して上述したのと同じ方法で使用され、第１世代レプリカテンプレートは第二世代レプリカテンプレートを作成するのに何度も（例えば数百回、あるいは何千回も）されうる。マスタテンプレートが、例えば、ホールトーンパターンを有する場合、結果として得られる第２世代レプリカテンプレートは、同様に半導体ウエハ上にピラーをインプリントするために使用されうるホールトーンパターンを有する。そのようなプロセスは、ピラーのインプリントに限定されず、ライン、四角、矩形などの他の隆起した構造のフィーチャをインプリントすることにも可能である。一般に、説明したプロセスは、オリジナルのマスタテンプレートに最初に反対のトーンを形成することができる限り、任意の隆起パターンフィーチャをインプリントするための第２世代レプリカテンプレートを作成するために使用することができる。
【００２６】
しかし、第１世代レプリカテンプレートを用いて第２世代レプリカテンプレートを生成すると、いくつかの問題が生じうる。例えば、図２Ａでは、第１世代レプリカテンプレート２１０と第２世代レプリカテンプレートブランク２２０の両方がそれぞれメサ２１２および２２２を含むことが分かる。そのようなメサは、様々な理由で設けられている。第１世代レプリカテンプレート２１０上のメサ２１２は、第１世代レプリカテンプレート自体の製造プロセス中に、マスタテンプレートの表面と第１世代テンプレートブランクとがパターン領域の外側で互いに接触しないように提供される。接触する場合には潜在的に欠陥を生じる可能性がある。同様に、第２世代テンプレートブランク２２０上のメサ２２２は、結果として得られるテンプレートが例えば半導体ウエハをインプリントするのに使用される場合におけるパターン領域を画定するのに必要であるとともに、テンプレートとウエハの所望のパターニングされる領域の外側とが接触するのを避けるためにも必要である。接触する場合には、テンプレートおよび／またはウエハに損傷および／または欠陥をもたらす可能性がある。
【００２７】
図２Ａに示すように、第１世代のテンプレート２１０のメサ２１２が、第２世代のレプリカ２２０のメサ２２２と同じサイズである場合、インプリント複製プロセス中に押し出されたレジストは、その後の複製プロセスにおける下流の欠陥につながる可能性がある。図２Ａに示すように、押し出されたレジスト２３０は、各メサ２１２，２２２の境界を越えて延び、メサ２１２，２２２の側壁２１４，２２４に付着する。図２Ｂに示すように、押し出されたレジスト２３０の部分２３２および２３４はそれぞれ、側壁２１４および２２４に付着したまま残りうる。特に、第１世代レプリカテンプレート２１０の側壁２１４に残っている押し出されたレジスト部分２３４は、その後のテンプレート複製処理における潜在的な欠陥源である。例えば、押し出されたレジスト部分２３４は、次の第２世代レプリカの複製中に剥がれ、それにより、例えば、複製されたテンプレートのパターン領域や他の場所に望まない欠陥が生じる。そのような押し出されたレジストは、周知のウェット洗浄プロセスによりレプリカテンプレートから除去することはできる。しかし、そのようなプロセスは、時間が経つにつれて、テンプレート上のクリティカルなフィーチャを形成するレリーフ画像の変形を引き起こす可能性がある。つまり、そのようなクリーニングプロセスは、レプリカテンプレートのフィーチャのクリティカルディメンションを時間の経過とともに変化させてしまい、それにより、第２世代レプリカテンプレートの継続的な複製ができなくなる。
【００２８】
以下、このような課題を解決することができるテンプレートレプリカの設計および処理を説明する。図３および図４を参照すると、第１世代テンプレート３１０は、テンプレート３１０の表面３１３から延びるメサ３１２を含む。メサ３１２は、レリーフ画像が形成されたパターン面３１５をさらに含む。第２世代レプリカテンプレート基板２２０は、同様に、基板２２０の表面２２３から延びるメサ２２２を含み、メサ２２２は、有効領域２２５をさらに規定する。第１世代テンプレート３１０のメサ３１２は、第２世代レプリカテンプレート基板２２０のメサ２２２と比べて大きい面積を有する。メサをオーバーサイズにすることにより、図５Ａ、図５Ｂに示すように成形可能材料をインプリントし硬化させ分離した後、押し出されたレジスト２３４が、第２世代レプリカテンプレート基板２２０のメサ２２２の側壁２２４に優先的に付着し、第１世代テンプレート３１０の側壁３１４には押し出されたレジストは残存しない。これにより、第１世代テンプレート３１０を用いたその後の複製処理において欠陥が生じることを回避でき、なおかつ、時間の経過とともに第１世代テンプレート３１０のレリーフフィーチャの不都合な変形を引き起こす洗浄工程の不要な繰り返しを回避することもできる。これとは対照的に、第２世代レプリカテンプレート基板２２０の側壁２２４に付着される押し出されたレジスト２３４は、問題にはならない。これは、第２世代レプリカテンプレート基板を形成するために第２世代レプリカテンプレート基板２２０上にパターン転写が完了した後、押し出されたレジスト２３４は、硫酸および過酸化水素エッチングのような１回のウェットエッチング処理、または、酸素プラズマ、ＶＵＶ処理などのドライエッチング処理によって除去することができる。
【００２９】
第２世代レプリカテンプレート基板２２２に対する第１世代レプリカテンプレートのメサ３１２の最小のオーバーサイズは、インプリント処理中に押し出されるレジストの予想される距離の関数である。例えば、メサ３１２は、テンプレート３１０がインプリント処理中に基板３２０に対して位置決めされているとき、メサ３１２の外周部上の任意の点とメサ２２２の外周部上の最も近い点との間の最短距離が、テンプレートのパターン面３１５と基板の有効領域（active region）２２５との間から押し出される重合性材料が基板の側壁２２４に優先的に付着しテンプレートの側壁３１４には接着しないような距離とする。例えば１００ｎｍ以上の厚いインプリントの場合、この距離は、６μｍ程度の大きさでありうる。例えばｎｍ以下の、より薄いインプリントの場合、この距離は、１μｍ程度の小ささでありうる。第１世代テンプレートのメサの最大のオーバーサイズは主に、使用されるインプリント複製ツールの最大露光フィールドサイズによって制限されるが、ｍｍまたは１０ｍｍのオーダーのオーバーサイズも実現可能である。いくつかの例では、第１世代テンプレートのメサのオーバーサイズは、第２世代テンプレートのメサよりも、ｘ方向およびｙ方向の両方で、少なくとも１μｍ大きいサイズに設定することができる。オーバーサイズの範囲は、ｘ方向とｙ方向の両方で１μｍ乃至５０ｍｍであり、典型的なオーバーサイズとしては、ｘ方向とｙ方向の両方で２μｍ乃至１ｍｍである。
【００３０】
図６は、ホールを有する第２世代テンプレートであって、対応するピラーを例えば半導体ウエハ上にインプリントするのに用いられる第２世代テンプレートを作製するための、上記のようなメサのオーバーサイジングを組み込んだテンプレート複製処理の例示的な方法を示している。ステップ６０２で、方法は、溶融石英マスタテンプレートブランクで開始する。溶融石英マスタテンプレートブランクは正の電子ビームレジストで露光され、電子ビームレジストにホールアレイが形成される。ステップ６０４で、レジスト内のホールパターンが溶融石英マスタテンプレートに転写され、それにより、ガラスにホールアレイを有するマスタテンプレートが形成される。次のステップ６０６で、第１世代レプリカテンプレートで反転トーンパターンが作成されるテンプレート複製処理が開始される。すなわち、ステップ６０６で、同じく溶融石英で形成され、上述のように所望のオーバーサイズのメサを有する第１世代レプリカブランク上に配置されたレジストにピラーアレイをインプリントするためにマスタテンプレートが使用される。ステップ６０８では、レジストピラーが溶融石英にパターン転写され、それによって、ピラーアレイを有する第１世代レプリカテンプレートが作成される。ステップ６１０において、この第１世代テンプレートは、同じく溶融石英で形成された第２世代レプリカブランク上に配置されたレジストのホールアレイをインプリントするために使用される。最後のステップ６１２として、ホールアレイを溶融石英にパターン転写して、マスタテンプレートと同じパターントーン、すなわちホール、を有する第２世代レプリカテンプレートを形成する。次いで、この第２世代レプリカを使用して、例えば半導体ウエハ上にピラーアレイをインプリントすることができる。
【００３１】
特定の実施形態において、第１世代テンプレートおよび第２世代テンプレートの双方は、６インチ×６インチ×０．２５インチのブランク溶融石英プレートから形成され、厚さ１．１ｍｍにコアアウトされた直径６４ｍｍの中央裏側領域を有しうる。最大のパターン領域は、半導体業界の標準フィールドサイズである２６ｍｍ×３３ｍｍ（それぞれｘ方向およびｙ方向）のオーダーであり得る。
【００３２】
いくつかの実施形態では、テンプレートの厚さおよびコアアウトの直径は、第１世代テンプレートと第２世代テンプレートの両方で同じであり得る。しかしこれは必要条件ではない。さらに、いくつかの実施形態では、コアアウトされた領域は１．１ｍｍの厚さを有するが、テンプレートの有効パターン領域の実際の厚さは、薄くて０．１００ｍｍ、厚くて６．３５ｍｍとすることができる。テンプレートの裏側が６．３５ｍｍ未満になるようにコアアウトされる場合、コア領域の直径は、テンプレート上のパターン領域の最大対角長を超える最小値を有することができる。
【００３３】
さらに、テンプレートのメサのサイズは、２６ｍｍ×３３ｍｍのフィールドサイズに限定される必要はない。例えば、本明細書で証明されたように形成されたレプリカテンプレートを使用して、複数のフィールドをインプリントすることができる。一例として、１つのインプリントで印刷された２つのフィールドを、テンプレート上に並べて配置すると、５２ｍｍｘ３３ｍｍまたは６６ｍｍ×２６ｍｍの寸法になる。同様に、２６ｍｍ×３３ｍｍの２×２列のアレイは、５２ｍｍ×６６ｍｍの寸法を有する。１回のインプリントステップで転写される複数フィールドのうちの１つのフィールドの実際のサイズに基づいて、他の多くの組み合わせが可能である。
【００３４】
テンプレートおよびテンプレートブランクは、前述したように、例えば溶融石英から形成されうるが、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、硬化サファイア及び／又は同様のものを含む材料から形成することもできるが、これらに限定されない。
【００３５】
テンプレートおよびテンプレートブランクは、６インチ×６インチのプレート構成ならびに他の構成を有することができる。例えば、シリコン基板は多くの場合、円形であり、５０ｍｍ乃至４５０ｍｍの範囲の直径を有する。テンプレートはプレート形状でもよく、ｘ寸法とｙ寸法が異なり、また厚さが変化してもよい。
【００３６】
さらに、上記の方法、システム、およびテンプレートは、第１世代レプリカテンプレートおよび第２世代レプリカテンプレートとの間の押出し欠陥を回避する内容で説明されているが、そのような方法、システム、およびテンプレートはそれほど限定されないことが理解されよう。例えば、マスタテンプレート自体は、第１レプリカ基板に対してオーバーサイズのメサを有するように作製することができる。同様に、このアプローチは、第２世代以降の世代のレプリカテンプレートを作製する際にも適用可能である。
【００３７】
本説明を考慮すれば、さまざまな態様の更なる改変及び代替の実施形態は、当業者には明らかであろう。したがって、本説明は、例示的なものとして解釈されるべきである。本明細書に示され記述された形態は、実施形態の例として解釈されるべきであることを理解されたい。本明細書に図示および説明したものに代わる要素および材料を使用してもよく、部品および方法を逆にしてもよく、特定の特徴を独立して利用してもよいことは、全て本明細書の恩恵を受けた後の当業者には明らかである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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