(57)【要約】【課題】必要に応じテンプレートの寸法を容易に変えるための改良されたチャック・システムが依然必要とされている。【解決手段】本発明は、複数の流体チャンバの配列を有するチャック本体より構成されるチャック・システムに関するものであり、各流体チャンバは、少なくとも第１のチャンバと第２のチャンバとを有し、複数の流体チャンバの配列が、ある基板の第１部分を保持すると同時に基板の第２部分を湾曲させるように、複数の流体チャンバのうち少なくとも１つを真空状態とし、複数の流体チャンバのうち少なくとも１つを加圧状態とすることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の流体チャンバの配列を有するチャック本体より構成されるチャック・システムであって、各流体チャンバは、少なくとも第１のチャンバと第２のチャンバとを有し、
前記複数の流体チャンバの配列が、ある基板の第１部分を保持すると同時に前記基板の第２部分を湾曲させるように、前記複数の流体チャンバのうち少なくとも１つを真空状態とし、前記複数の流体チャンバのうち少なくとも１つを加圧状態とすることを特徴とするチャック・システム。
【請求項２】
各流体チャンバは、第１の支持区域と第２の支持区域を決める第１凹溝と第２凹溝を含むことを特徴とする請求項１に記載のチャック・システム。
【請求項３】
前記第１の支持区域は、前記第２の支持区域を取り囲むことを特徴とする請求項２に記載のチャック・システム。
【請求項４】
前記第１の支持区域と第２の支持区域は、前記基板を保持するのに適合しており、前記第１の凹溝とそれに重なる前記基板の一部分が前記第１のチャンバを決定し、前記第２の凹溝とそれに重なる前記基板の一部分が前記第２のチャンバを決定することを特徴とする請求項３に記載のチャック・システム。
【請求項５】
前記第１チャンバ及び前記第２チャンバは異なる流体源と流体連通して、前記複数の流体チャンバの配列における流体の流れを制御することを特徴とする請求項４に記載のチャック・システム。
【請求項６】
前記複数の流体チャンバの配列は、第１の流体源と流体連通する少なくとも１つのチャンバの縦列を含むことを特徴とする請求項１に記載のチャック・システム。
【請求項７】
前記複数の流体チャンバの配列は、第２の流体源と流体連通する少なくとも１つのチャンバの横列を含むことを特徴とする請求項６に記載のチャック・システム。
【請求項８】
前記第１の流体源は、前記第２の流体源とは異なることを特徴とする請求項７に記載のチャック・システム。
【請求項９】
複数の通路をさらに備え、前記各縦列と前記各横列は異なる通路に結合されることを特徴とする請求項７に記載のチャック・システム。
【請求項１０】
複数の流体チャンバの配列を有するチャック本体と、複数の流体源を有する圧力制御システムより構成されるチャック・システムであって、各流体チャンバは、少なくとも第１のチャンバと第２のチャンバを有し、
前記複数の流体チャンバの配列が、ある基板の第１部分を保持すると同時に前記基板の第２部分を湾曲させるように、前記各第１のチャンバを第１の流体源に流体連通させ、前記各第２のチャンバを第２の流体源と流体連通させたことを特徴とするチャック・システム。
【請求項１１】
前記複数の流体チャンバの配列は、第１の流体チャンバと第２の流体チャンバを含み、前記複数の流体チャンバの配列が、ある基板の第１部分を保持すると同時に前記基板の第２部分を湾曲させるように、
前記第１の流体チャンバは、真空状態にある前記第１のチャンバを含み、
前記第２の流体チャンバは、真空状態にある前記第１のチャンバと、加圧状態にある前記第２のチャンバとを含むことを特徴とする請求項１０に記載のチャック・システム。
【請求項１２】
前記配列は、前記第１のチャンバの縦列と、前記第２のチャンバの横列を含むことを特徴とする請求項１０に記載のチャック・システム。
【請求項１３】
複数の通路をさらに備え、それぞれの前記縦列は前記通路の第１のセットと接続され、それぞれの前記横列は前記通路の第２のセットと接続されることを特徴とする請求項１１に記載のチャック・システム。
【請求項１４】
前記通路の第１のセットは、前記第１の流体源に流体連通され、前記通路の第２のセットは、前記第２の流体源に流体連通されることを特徴とする請求項１３に記載のチャック・システム。
【請求項１５】
各流体チャンバは、第１の支持区域と第２の支持区域を決める第１凹溝と第２凹溝を含むことを特徴とする請求項１０に記載のチャック・システム。
【請求項１６】
前記第１の支持区域は、前記第２の支持区域を取り囲むことを特徴とする請求項１５に記載のチャック・システム。
【請求項１７】
前記第１の支持区域と第２の支持区域は、前記基板を保持するのに適合しており、前記第１の凹溝とそれに重なる前記基板の一部分が前記第１のチャンバを決定し、前記第２の凹溝とそれに重なる前記基板の一部分が前記第２のチャンバを決定することを特徴とする請求項１６に記載のチャック・システム。
【請求項１８】
前記第１の凹溝と前記第２の凹溝の間の面積の比率は、前記流体チャンバが前記基板の一部に対して力を掛けるように決定されることを特徴とする請求項１７に記載のチャック・システム。
【請求項１９】
複数の流体チャンバと複数の通路より構成されるチャック本体であって、
各流体チャンバは、第１の支持区域と第２の支持区域を決める第１凹溝と第２凹溝を含み、前記第２の支持区域は、前記第１の支持区域を取り囲むものであり、
それぞれの第１凹溝が前記通路の第１のセットを通じてポンプ・システムと流体連通し、それぞれの第２凹溝が前記通路の第２のセットを通じてポンプ・システムと流体連通するように、前記複数の通路が前記流体チャンバと流体連通し、前記ポンプ・システムと流体連通することを特徴とするチャック本体。
【請求項２０】
前記複数の流体チャンバは、ある基板の第１部分を保持すると同時に前記基板の第２部分を湾曲させるように適合されることを特徴とする請求項１９に記載のチャック本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体チャンバのアレイを備えるチャック・システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工には、例えば、ナノメートル台又はそれより小さいフィーチャを有する微細構造の加工が関与する。ナノ加工が相当のインパクトを持つ１つの分野が集積回路の加工である。半導体加工業界が一層大きな生産高を追求し、同時に基板上に形成される単位面積当たりの回路数を増すにつけ、ナノ加工はますます重要になる。ナノ加工によって、より大規模なプロセス制御を可能とすると同時に、形成された構造の極小フィーチャ寸法を更に一段と縮めることが可能になる。ナノ加工が用いられてきた他の開発分野には、バイオテクノロジー、光学テクノロジー、機械システム等がある。
【０００３】
典型的なナノ加工技術はインプリント・リソグラフィと一般的に称される。典型的なインプリント・リソグラフィ・プロセスが多数の刊行物に、例えば、米国特許出願第１０／２６４９６０号“Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  ａ  Ｍｏｌｄ  ｔｏ  Ａｒｒａｎｇｅ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｏｎ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｔｏ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｅ  Ｆｅａｔｕｒｅｓ  ｈａｖｉｎｇ  Ｍｉｎｉｍａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ  Ｖａｒｉａｂｉｌｉｔｙ”の米国特許出願公開公報第２００４／００６５９７６号、米国特許出願第１０／２６４９２６号”Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  ａ  Ｌａｙｅｒ  ｏｎ  ａ  Ｓｕｂｓｔｒａｔｅ  ｔｏ  Ｆａｃｉｌｉｔａｔｅ  Ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｅｔｒｏｌｏｇｙ  Ｓｔａｎｄａｒｄｓ”の米国特許出願公開公報第２００４／００６５２５２号、及び米国特許第６９３６１９４号公報”Ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌ  Ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ  Ｍａｔｅｒｉａｌ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓｅｓ”に詳細に記載されており、これら例示の案件はすべて本発明の譲受人に譲渡されている。
【０００４】
前述の米国特許出願公開公報及び米国特許公報でそれぞれ開示されたインプリント・リソグラフィ技術には、レリーフ・パターンを重合可能な層に形成し、そのレリーフ・パターンに対応するパターンを下にある基板に転写することが含まれる。基板はステージに置かれ、パターン形成を容易にする所望の位置が得られる。そのため、基板から離したモールドが使用され、形成用液体がモールドと基板の間に介在する。液体は凝固してパターン化層を形成し、同層には液体に接するモールドの表面形状に合致するパターンが記録される。モールドは次いでパターン化層から分離され、モールドと基板は離隔される。基板とパターン化層は次いで、パターン化層のパターンに対応するレリーフ・イメージを基板に転写する工程に掛けられる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
必要に応じテンプレートの寸法を容易に変えるための改良されたチャック・システムが依然必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
これは、請求項１のチャック・システムによって達成される。本発明の好ましい実施態様は従続請求項において特徴づけられる。
【０００７】
本発明の実施形態を以下に図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】基板から離隔されたモールド、基板チャック上に置かれた基板を有するリソグラフィック・システムの簡略化された側面図である。
【図２】図１に示す基板の一区域に置かれたインプリント材料の小滴のアレイを示す平面図である。
【図３】パターン化層が載置された、図１に示す基板の簡略化された側面図である。
【図４】図１に示す基板チャックの側面図である。
【図５】図１に示す基板チャックの平面図で、基板チャックの複数の流体チャンバと流体連通する複数縦列のポンプ・システムを示す図である。
【図６】図１に示す基板チャックの平面図で、基板チャックの複数の流体チャンバと流体連通する複数横列のポンプ・システムを示す図である。
【図７】図１に示す基板チャックと基板の一部分の分解図である。
【図８】図１に示す基板の一区域のパターン形成方法を示す流れ図である。
【図９】基板の形状が変えられた、図１に示すモールド及び基板の側面図である。
【図１０】図９に示すモールド及び基板の側面図で、モールドが図２に示すインプリント材料の小滴の一部に接している様を示す図である。
【図１１】図９に示す形状を変えた基板を使用中の、図２に示す小滴の圧縮を示す平面図である。
【図１２】図９に示す形状を変えた基板を使用中の、図２に示す小滴の圧縮を示す平面図である。
【図１３】図９に示す形状を変えた基板を使用中の、図２に示す小滴の圧縮を示す平面図である。
【図１４】図１０に示すモールド及び基板の側面図で、基板が基板チャック上に置かれた様を示す図である。
【図１５】更に別の実施形態において、図１０に示す形状を変えた基板を使用中の、図２に示す小滴の圧縮を示す平面図である。
【図１６】図１に示すモールド及び基板の側面図で、モールドが部分的に基板から分離された様を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１に関し、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するためのシステム１０を示す。基板１２は、以下に更に説明する基板チャック１４に結合させられる。基板１２と基板チャック１４は、ステージ１６により支持される。更に、ステージ１６、基板１２、基板チャック１４はベース（図示せず）上に位置付けされる。ステージ１６は、ｘ及びｙ軸の周りを動くことができる。
【００１０】
基板１２から離れた位置にテンプレート１８があり、テンプレートは、基板１２側に延びパターン形成面２２を備えたメサ２０を有する。メサ２０はモールド２０と称されることもある。メサ２０は、ナノインプリント・モールド２０と称されることもある。別の実施形態においては、テンプレート１８に実質的にはモールド２０が無い場合もある。テンプレート１８及び／又はモールド２０は、融解石英、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、フッ素樹脂、金属、硬化サファイア等を含む材料から形成されるが、これらに限らない。図示の通り、パターン形成面２２は、複数の分離された凹溝２４と凸部２６によって形成されたフィーチャを備える。しかし、別の実施形態において、パターン形成面２２は実質的に円滑及び／又は平坦とされる場合もある。パターン形成面２２は、基板１２上に形成されるパターンの基礎を形成するオリジナル・パターンを決める。テンプレート１８はテンプレート・チャック２８と結合され、テンプレート・チャック２８は、本明細書に援用する米国特許第６８７３０８７号「Ｈｉｇｈ−Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  ａｎｄ  Ｇａｐ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｓｔａｇｅｓ  ｆｏｒ  Ｉｍｐｒｉｎｔ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ  Ｐｒｏｃｅｓｓ」に記載の真空式、ピン形、溝形、電磁式を含む任意のチャックでよいが、これらに限らない。更に、テンプレート・チャック２８は、テンプレート１８、且つしたがってモールド２０を動かすために、インプリント・ヘッド３０と結合される。
【００１１】
システム１０は、更に流体分配システム３２を備える。流体分配システム３２は、基板１２と流体連通し、それによって高分子材料３４を基板に堆積させることが可能である。システム１０は、任意の数の流体分配器を含むことが可能で、流体分配システム３２は、複数の分配ユニットをシステム内に含むことが可能である。高分子材料３４は、知られている任意の技法、例えば滴下分配、スピン・コーティング、浸漬塗装、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、その他を使用して基板１２上に配置される。図２に示す通り、高分子材料３４は、基板１２上に複数の離隔された小滴３６として堆積され、マトリックス・アレイ３８が形成される。一例においては、各小滴３６の単位ボリュームは約１〜１０ピコリットルである。マトリックス・アレイ３８の小滴３６は、５つの縦列ｃ1〜ｃ5及び５つの横列ｒ1〜ｒ5に配列されている。しかし、小滴３６は任意の二次元構成で基板１２上に配列可能である。一般には、高分子材料３４は、所望のボリュームがモールド２０と基板１２の間に形成されるより前に、基板１２上に配置される。しかし、高分子材料３４は、所望のボリュームが得られた後にボリュームを満たすことも可能である。
【００１２】
図１から３に関し、システム１０は、エネルギー４２を経路４４沿いに向けるように結合されるエネルギー４２のソース４０を更に備える。インプリント・ヘッド３０とステージ１６は、モールド２０と基板１２が重なって経路４４に配置されるように構成される。インプリント・ヘッド３０かステージ１６のいずれか、又は双方により、モールド２０と基板１２の間の間隔が変わることによって、その間が高分子材料３４によって満たされる所望のボリュームが形成される。より具体的には、小滴３６が凹溝２４に進入し且つこれを満たす。パターン形成面２２によって形成されたパターンを小滴３６が満たすのに要する時間を、モールド２０の充填時間と定める。所望のボリュームが高分子材料３４により満たされた後、ソース４０は広帯域紫外線放射等のエネルギーを発し、それによって高分子材料３４が凝固し及び／又は架橋され、基板１２の表面４６とパターン形成面２２の形状に合わせて基板１２上にパターン化層４８が形成される。パターン化層４８は、残留層５０と、凸部５２や凹部５４として示す複数のフィーチャとを備える。システム１０は、ステージ１６、インプリント・ヘッド３０、流体分配システム３２、ソース４０とデータ通信し、メモリ５８に格納されたコンピュータ読取り可能なプログラムに作用するプロセッサ５６によって調整される。
【００１３】
図１及び図４から６を参照すると、上述の通り、システム１０は基板チャック１４を備える。基板チャック１４は、真空技術を使用して基板１２を保持するようにされている。基板チャック１４は、対向する第１と第２のサイド（側）６２、６４を有するチャック本体６０を備える。対向する第１及び第２のサイド６２、６４の間に側面すなわち端縁面６６が延びている。第１のサイド６２は、複数の流体チャンバ６８を備える。図示のように、基板チャック１４は流体チャンバ６８ａ〜６８ｕを備えるが、別の実施形態においては、基板チャック１４は任意の数の流体チャンバを備えることが可能である。図示の通り、流体チャンバ６８ａ〜６８ｕは５つの縦列ａ1〜ａ5及び５つの横列ｂ1〜ｂ5のアレイとして配置される。しかし、流体チャンバ６８は、任意の二次元配置でチャック本体６０上に配置可能である。図解を簡潔にするため、縦列ａ1〜ａ5及び横列ｂ1〜ｂ5は、図５、６にそれぞれ別々に示す。
【００１４】
図４から６に関し、各流体チャンバ６８は、支持区域７４と第２支持区域７６を区画する、第１凹溝７０と、第１凹溝７０から分離した第２凹溝７２とを備えている。第２支持区域７６は第２凹溝７２を取り囲む。第１支持区域７４は第２支持区域７６と、第１及び第２凹溝７０、７２とを取り囲む。チャック本体６０内には、複数の通路７８、８０が形成され、各流体チャンバ６８をポンプ・システム８２、８４にそれぞれ流体連通させる。より具体的には、流体チャンバ６８の各第１凹溝７０は通路７８を介してポンプ・システム８２と流体連通し、各第２凹溝７２は通路８０を介してポンプ・システム８４と流体連通している。各ポンプ・システム８２、８４は、１つ又は複数のポンプをシステム内に含む。
【００１５】
図４、５を参照すると、縦列ａ1〜ａ5の流体チャンバ６８における、各第１凹溝７０は通路７８を介してポンプ・システム８２と流体連通している。より具体的には、縦列ａ1の流体チャンバ６８ｄ、６８ｉ、６８ｎの第１凹溝７０は通路７８ａを介してポンプ・システム８２ａと流体連通し、縦列ａ2の流体チャンバ６８ａ、６８ｅ、６８ｊ、６８ｏ、６８ｓの第１凹溝７０は通路７８ｂを介してポンプ・システム８２ｂと流体連通し、縦列ａ3の流体チャンバ６８ｂ、６８ｆ、６８ｋ、６８ｐ、６８ｔの第１凹溝７０は通路７８ｃを介してポンプ・システム８２ｃと流体連通し、縦列ａ4の流体チャンバ６８ｃ、６８ｇ、６８ｌ、６８ｑ、６８ｕの第１凹溝７０は通路７８ｄを介してポンプ・システム８２ｄと流体連通し、且つ縦列ａ5の流体チャンバ６８ｈ、６８ｍ、６８ｒの第１凹溝７０は通路７８ｅを介してポンプ・システム８２ｅと流体連通している。
【００１６】
図４、６を参照すると、更に、横列ｂ1〜ｂ5の流体チャンバ６８の各第２凹溝７２は通路８０を介してポンプ・システム８４と流体連通している。より具体的には、横列ｂ1の流体チャンバ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの第２凹溝７２は通路８０ａを介してポンプ・システム８４ａと流体連通し、横列ｂ2の流体チャンバ６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇ、６８ｈの第２凹溝７２は通路８０ｂを介してポンプ・システム８４ｂと流体連通し、横列ｂ3の流体チャンバ６８ｉ、６８ｊ、６８ｋ、６８ｌ、６８ｍの第２凹溝７２は通路８０ｃを介してポンプ・システム８４ｃと流体連通し、横列ｂ4の流体チャンバ６８ｎ、６８ｏ、６８ｐ、６８ｑ、６８ｒの第２凹溝７２は通路８０ｄを介してポンプ・システム８４ｄと流体連通し、且つ流体チャンバ６８ｓ、６８ｔ、６８ｕの第２凹溝７２は通路８０ｅを介してポンプ・システム８４ｅと流体連通している。
【００１７】
図１及び図４から６を参照すると、基板１２が基板チャック１４上に位置付けされるとき、基板１２はチャック本体６０の第１面６２に載せられ、流体チャンバ６８を覆い、より具体的には、各流体チャンバ６８の第１及び第２凹溝７０、７２を覆う。更に具体的には、流体チャンバ６８の各第１凹溝７０と基板１２の一部が重なって、第１チャンバ８６を形成し、且つ流体チャンバ６８の各第２凹溝７２と基板１２の一部が重なって、第２チャンバ８８を形成する。更に、ポンプ・システム８２が作用することにより第１チャンバ８６内の加圧／真空が制御され、ポンプ・システム８４が作用することによって第２チャンバ８８内の加圧／真空が制御される。第１チャンバ８６、８８内の加圧／真空は、基板１２の形状を変えている間に、基板１２の基板チャック１４からの分離を回避しないまでも低減させる。追って更に説明する。ポンプ・システム８２、８４は、プロセッサ５６とデータ通信し、メモリ５８に格納されたコンピュータ読取り可能なプログラムに作用してポンプ・システム８２、８４を制御する。
【００１８】
図４、５を参照すると、更に具体的には、ポンプ・システム８２ａは、縦列ａ1の流体チャンバ６８ｄ、６８ｉ、６８ｎの第１チャンバ８６内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８８ｂは、縦列ａ2の流体チャンバ６８ａ、６８ｅ、６８ｊ、６８ｏ、６８ｓの第１チャンバ８６内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８８ｃは、縦列ａ3の流体チャンバ６８ｂ、６８ｆ、６８ｋ、６８ｐ、６８ｔの第１チャンバ８６内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８８ｄは縦列ａ4の流体チャンバ６８ｃ、６８ｇ、６８ｌ、６８ｑ、６８ｕの第１チャンバ８６内の加圧／真空を制御するように作用し、且つポンプ・システム８８ｅは縦列ａ5の流体チャンバ６８ｈ、６８ｍ、６８ｒの第１チャンバ８６内の加圧／真空を制御するように作用する。
【００１９】
図４及び６を参照すると、尚更に、ポンプ・システム８４ａは横列ｂ1の流体チャンバ６８ａ、６８ｂ、６８ｃの第２チャンバ８８内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８４ｂは横列ｂ2の流体チャンバ６８ｄ、６８ｅ、６８ｆ、６８ｇ、６８ｈの第２チャンバ８８内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８４ｃは横列ｂ3の流体チャンバ６８ｉ、６８ｊ、６８ｋ、６８ｌ、６８ｍの第２チャンバ８８内の加圧／真空を制御するように作用し、ポンプ・システム８４ｄは横列ｂ4の流体チャンバ６８ｎ、６８ｏ、６８ｐ、６８ｑ、６８ｒの第２チャンバ８８内の加圧／真空を制御するように作用し、且つポンプ・システム８４ｅは横列ｂ5の流体チャンバ６８ｓ、６８ｔ、６８ｕの第２チャンバ８８内の加圧／真空を制御するように作用する。
【００２０】
図４から７を参照すると、各流体チャンバ６８は、以下に更に説明する所望の用途により、１）チャンバに関係してチャックされた状態か、又は２）チャックされない／湾曲状態を有する。より具体的には、上述の通り、第１及び第２チャンバ８６、８８は第１及び第２凹溝７０、７２にそれぞれ関係する。そのため、基板１２の一部分に掛かる力は、基板１２のその一部分と重なる第１及び第２凹溝の面積の大きさと、基板１２のその一部分と重なる第１及び第２チャンバ８６、８８内の加圧／真空の大きさによって決まる。より具体的には、流体チャンバ６８のサブセットと重なる基板１２の一部分９０に対しては、一部分９０に掛かる力は、第１チャンバ８６に対して第１凹溝７０と重なる一部分９０の小部分９２に掛かる力Ｆ1と、第２チャンバ８８に対して第２凹溝７２と重なる一部分９０の小部分９４に掛かる力Ｆ2とを併せた力とされる。図示の通り、力Ｆ1、Ｆ2とも基板１２から離れる方向に向かう。しかし、力Ｆ1、Ｆ2は基板１２側に向かう場合もある。更に、力Ｆ1、Ｆ2は対向方向に向かう場合もある。そのため、小部分９２に掛かる力Ｆ1は以下の通り定められ、
Ｆ1＝Ａ1×Ｐ1      （１）
式中、Ａ1は第１凹溝７０の面積で、Ｐ1は第１チャンバ８６に関係する加圧／真空であり、小部分９４に掛かる力Ｆ2は以下の通り定められ、
Ｆ2＝Ａ2×Ｐ2      （２）
式中、Ａ2は第２凹溝７２の面積で、Ｐ1は第２チャンバ８８に関係する加圧／真空である。流体チャンバ６８に関係する力Ｆ1、Ｆ2は、包括的に基板チャック１４によって基板１２に掛かるチャック力Ｆcと称される。
【００２１】
図１及び図４から６を参照すると、その目的のため、特に、小滴３６、基板１２、モールド２０の間の空間的関係により、別々の流体チャンバ６８を別々の状態とすることが望まれる場合があろう。第１及び第２チャンバ８６、８８の状態は、力Ｆ1、Ｆ2の方向次第による。より具体的には、基板１２を向く方向の力Ｆ1に対し、第１チャンバ８６は加圧状態とされ、基板１２から離れる方向の力Ｆ1に対し、第１チャンバ８６は真空状態とされ、基板１２を向く方向の力Ｆ2に対し、第２チャンバ８８は加圧状態とされ、且つ基板１２から離れる方向の力Ｆ2に対し、第２チャンバ８８は真空状態とされる。
【００２２】
そのため、第１及び第２チャンバ８６、８８がそれぞれ２つの異なる状態となる可能性がある結果、流体チャンバ６８は関係する４通りの組み合わせのうち１つの状態となる。下の表１に、第１及び第２チャンバ８６、８８内の真空／加圧の４通りの組み合わせとその結果による流体チャンバ６８の状態を示す。
【００２３】
【表１】
2011077529.tif 000003
【００２４】
第１及び第４の組み合わせにおいては、第１及び第２チャンバ８６、８８が状態を同じくする。より具体的には、第１の組み合わせでは、第１チャンバ８６が真空状態にあり且つ第２チャンバ８８が真空状態にあり、その結果、流体チャンバ６８はチャックされた状態とされる。更に、第４の組み合わせでは、第１チャンバ８６が加圧状態にあり且つ第２チャンバ８８が加圧状態にあり、その結果、流体チャンバ６８はチャックされない／湾曲状態とされる。
【００２５】
第２及び第３の組み合わせにおいては、第１及び第２チャンバ８６、８８が異なる状態とされる。しかし、流体チャンバ６８はチャックされた状態とされる。そのため、第１及び第２凹溝７０、７２の面積Ａ1及びＡ2の比率は、第１及び第２チャンバ８６、８８に関係する与えられた圧力Ｋp及び与えられた真空Ｋvについて、第１及び第２チャンバ８６、８８の真空状態に関係する力Ｆ1、Ｆ2の力の大きさが第１及び第２チャンバ８６、８８の加圧状態に関係する残余の力Ｆ1、Ｆ2の大きさに勝る比率とされる。そのため、上述の第２の組み合わせでは、第１チャンバ８６は真空状態、第２チャンバ８８は加圧状態とされる。
【００２６】
真空状態である流体チャンバ６８に対しては、
｜Ｆ1｜＞｜Ｆ2｜      （３）
したがって、上述の式（１）及び（２）を用い、
｜Ａ1×ＫV｜＞｜Ａ2×ＫP｜      （４）
したがって、第１及び第２凹溝７０、７２それぞれの面積Ａ1とＡ2の比率は、
Ａ1／Ａ2＞｜ＫP／ＫV｜      （５）
【００２７】
上述の第３の組み合わせにおいては、第１チャンバ８６は加圧状態とされ、第２チャンバ８８は真空状態とされる。そのため、流体チャンバ６８が真空状態とされるには、
｜Ｆ2｜＞｜Ｆ1｜      （６）
且つしたがって、上述の式（１）及び（２）を用い、
｜Ａ2×ＫV｜＞｜Ａ1×ＫP｜      （７）
且つしたがって、第１及び第２凹溝７０、７２それぞれの面積Ａ1とＡ2の比率は、
Ａ1／Ａ2＜｜ＫV／ＫP｜      （８）
【００２８】
そのため、第１及び第２チャンバ８６、８８の状態が異なるときに流体チャンバ６８が真空状態とされるには、第１及び第２凹溝７０、７２それぞれの面積Ａ1とＡ2は明らかに以下のように定められる。
｜ＫP／ＫV｜＜Ａ1／Ａ2＜｜ＫV／ＫP｜      （９）
【００２９】
一例においては、Ｋpは約４０ｋＰａとされ、Ｋvは約−８０ｋＰａとされ、したがって、面積Ａ1対Ａ2の比率は以下のように定められる。
０．５＜Ａ1／Ａ2＜２．      （１０）
【００３０】
更に、チャックされない／湾曲状態にある流体チャンバ６８内の圧力の大きさを変えることが可能である。より具体的には、メモリ５８に格納されたコンピュータ読取り可能なプログラムに作用するプロセッサ５６は、ポンプ・システム８２、８４と電気的に連通する結果、ポンプ・システム８２、８４を介して第１及び第２チャンバ８６、８８内の圧力の大きさを変えることが可能である。
【００３１】
図１から３を参照すると、前述の通り、モールド２０と基板１２の間の間隔は、高分子材料３４によって満たされる所望のボリュームをそれらの間に決めるように、変えられる。更に、凝固した後、高分子材料３４は基板１２の表面及びパターン形成面２２の形状に合わせ、基板１２上にパターン化層４８を形成する。そのため、マトリックス・アレイ３８の小滴３６の間に形成されたボリューム９６にはガスが存在する。このガス及び／又はガス・ポケットは、空気、窒素、二酸化炭素、ヘリウム等のガスであるが、これらに限らない。基板１２とモールド２０の間のガスは、主に基板１２とモールド２０の平面度に起因する。そのため、前述したモールド２０の充填時間の短縮が望まる。充填時間は、基板１２とモールド２０の間やパターン化層４８内のガス及び／又はガス・ポケットが、基板１２とモールド２０の間から排出され及び／又は高分子材料３４中に溶解し及び／又は高分子材料３４中に拡散するのに要する時間に特に依存する。そのため、モールド２０と基板１２の間のガスのトラッピングを防止しないまでも最小にする方法とシステムを以下に説明する。
【００３２】
図１、８を参照すると、基板１２とモールド２０の間のガスを放出する方法を示す。より具体的には、ステップ１００で、前述の通り、高分子材料３４が滴下分配法、スピン・コーティング、浸漬被覆法、化学蒸着法（ＣＶＤ）、物理蒸着法（ＰＶＤ）、薄膜堆積法、厚膜堆積法、その他によって基板１２上に置かれる。別の実施形態では、高分子材料３４をモールド２０に置くことが可能である。
【００３３】
図５、６、８、９を参照すると、ステップ１０２で、基板１２の形状は、モールド２０と基板１２の間に基板１２の中央部分での間隔ｄ1が、モールド２０と基板１２の間に基板１２の残余部分での間隔より小さくなるように変えることが可能である。一例においては、間隔ｄ1は、間隔ｄ2、即ち基板１２の端縁での間隔を下回る。更に別の実施形態は、間隔ｄ1は基板１２のどの所望の部位でも決めることができる。基板１２の形状は、複数の流体チャンバ６８内の加圧／真空を制御することによって変えることが可能である。より具体的には、基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８がチャックされない／湾曲状態にあり、それによって基板１２の一部分９８はモールド２０側に且つ基板チャック１４から離れて湾曲する。更に、チャックされない／湾曲状態の基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８と同時に、基板１２の一部分９９と重なる残余の流体チャンバ６８はチャックされた状態にあり、基板１２は基板チャック１４に保持される。
【００３４】
図７、１０、１１を参照すると、ステップ１０４で、図１に関して前述した通り、図１に示したインプリント・ヘッド３０とステージ１６の一方、或いは双方を、図９に示した間隔ｄ1をモールド２０の一部分が小滴３６の一部分に接するように変えることが可能である。図示の通り、モールド２０の中央部分は、モールド２０の残余部分が小滴３６中の残余の小滴に接するより先に、小滴３６の一部分に接する。しかし、別の実施形態では、モールド２０の任意の部分がモールド２０の残余部分より先に小滴３６に接触する。そのため、図示の通り、モールド２０は図２に示した縦列ｃ3に関係する全ての小滴３６にほぼ同時に接する。それによって、小滴３６は広がり、高分子材料３４による一続きの液体シート１２０を生成する。液体シート１２０の端縁１２２ａ、１２２ｂは、ボリューム９６のガスを端縁１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ側に押し出すように作用する液−ガス境界１２４ａ、１２４ｂをそれぞれ形成する。縦列ｃ1〜ｃ5の小滴３６間のボリューム９６はガス流路を形成し、同流路によってガスは端縁１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ側に押し進められる。その結果、液−ガス境界１２４ａ、１２４ｂは、ガス流路と共に液体シート１２０のガスのトラッピングを防止しないまでも低減させる。
【００３５】
図４から６及び図８を参照すると、ステップ１０６で、図１に関して前述したように、モールド２０と基板１２の間に形成された所望のボリュームが高分子材料３４によって満たされるように、間隔ｄ1を更に狭めて基板１２の形状を更に変える。より具体的には、基板１２の形状は、間隔ｄ1をインプリント・ヘッド３０か、ステージ１６、又は双方を介して更に狭めるとともに、流体チャンバ６８を介して変えることが可能である。更に具体的には、前述の通り、図９に示す基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８内の圧力の大きさを変えることが可能である。そのため、図９に示す間隔ｄ1が狭まると、図９に示す基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８内の圧力の大きさが減少される。図９に示す間隔ｄ1が狭まり、図９に示す基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８内の前述圧力が下がった結果、図２に示す縦列ｃ2とｃ4の小滴３６に関係する高分子材料３４が広がり、図１２に示すように一続きの流体シート１２０に含まれるようになる。図９に示す間隔ｄ1は、図９に示す基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８内の圧力の大きさの減少とともに更に狭まり、それによって、モールド２０が次いで縦列ｃ1とｃ5に関係する小滴３６と接触し、これと関係する高分子材料３４が広がり、図１３に示すように一続きのシート１２０に含まれるようになる。更に別の実施形態では、基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８内の圧力を減少させることによって、図１４に示すように、基板１２の一部分９８を基板チャック１４上に位置付けさせる。更に別の実施形態においては、基板１２の一部分９８と重なる流体チャンバ６８の第１及び第２チャンバ８６、８８は、小滴３６の広がりに続いて内部を真空とされる。
【００３６】
図８、１３を参照すると分かるように、境界１２４ａ、１２４ｂがそれぞれ端縁１２８ｃ、１２８ａ側に移動したため、図１１に示す残余のボリューム９６のガスが両端縁に達する経路に妨げが無くなる。これによって、図１１に示すボリューム９６のガスは、モールド２０と基板１２の間から端縁１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄに向かって追い出される。このようにして、基板１２とモールド２０の間及び図３に示すパターン化層４８内のガス及び／又はガス・ポケットのタッピングは、防止されないまでも最小限に留められる。
【００３７】
図１、８を参照すると、ステップ１０８で、図１に関して前述した通り、高分子材料３４は次いで凝固及び／又は架橋し、図３に示すパターン化層４８が形成される。次いでステップ１１０で、モールド２０がパターン化層４８から分離される。
【００３８】
図１、８、１５を参照すると、前述の通り、基板１２の形状は第１の方向沿いに変えられる。しかし、更に別の実施形態では、基板１２の形状は第１及び、第１方向に対し直交して延びている第２方向に同時に変えられてもよい。より具体的には、図１０に関して前述したように、基板１２の中央部分がモールド２０に接し、且つしたがって、小滴３６の中央部分が小滴３６の残余の小滴がモールド２０に接するより先にモールド２０に接するように基板１２を変える。それによって、小滴３６が広がり且つ高分子材料３４の一続きの液体シート１２０を生成し、ボリューム９６のガスを外向き半径方向に押し出す作用をする一続きの液体−ガス境界１２４が形成される。一例においては、液体シート１２０の液体−ガス境界１２４が円形又は円に近い形で拡張し、ボリューム９６のガスを端縁１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ側に外向き半径方向に押し出す作用をする。しかし、更に別の実施形態では、基板１２の形状は任意の方向に変えて、ボリューム９６のガスを端縁１２８ａ、１２８ｂ、１２８ｃ、１２８ｄ側に外向き半径方向に押し出し易くするように、所望の半球形状、円筒状ほか任意の幾何学形状の液体シート１２０を生成し、それによって図３に示す基板１２及びモールド２０とパターン化層４８の間のガス及び／又はガス・ポケットのトラッピングを防止しないまでも最小にすることが可能である。更に別の実施形態では、第１及び第２チャンバ８６、８８の一部の横列又は縦列をそれぞれ加圧／真空が生じない状態とする。
【００３９】
図１６を参照すると、更に別の実施形態においては、基板チャック１４を更に使用してモールド２０と基板１２上に置かれたパターン化層４８との間の分離を容易にする。より具体的には、モールド２０のパターン化層４８からの分離は分離力Ｆsをテンプレート１８とモールド２０に掛けることによって達成される。分離力Ｆsは、モールド２０とパターン化層４８の間の密着力と歪み（変形）に対する基板１２の抵抗を克服するのに充分な大きさとされる。基板１２の一部分の変形はモールド２０のパターン化層４８からの分離を促進すると考えられる。そのため、モールド２０のパターン化層４８からの分離を達成するための分離力Ｆsの大きさを最小にすることが望まれる。分離力Ｆsの大きさを最小にすることによって、特に、モールド２０と基板１２の間の整合が促進され、テンプレート全面域に対するテンプレート・パターン化面域の比率が増大し、テンプレート１８、モールド２０、基板１２、パターン化層４８の構造を損傷する可能性を最小にする。
【００４０】
そのため、前述のように、流体チャンバ６８内の圧力の大きさを変えることが可能である。そのため、モールド２０をパターン化層４８から分離中に、基板１２の一部分１３と重なる流体チャンバ６８をチャックされない／湾曲状態とする。その結果、基板１２の一部分１３と重なる流体チャンバ６８は、チャック力Ｆc、図７に示す力Ｆ1、Ｆ2を分離力Ｆsの方向とほぼ同じ方向に加える。その結果、モールド２０をパターン化層４８から分離するために必要な分離力Ｆsの大きさが減少する。より具体的には、基板１２の一部分１３と重なるチャック力Ｆcの大きさが基板１２の一部分１３の歪み（変形）を促すように分離力Ｆsに応じて定められる。基板１２の一部分１３と重なるチャック力Ｆcの大きさは、分離力Ｆsを受けたときに基板１２の一部分１３以外の部分が基板チャック１４上に保持される所望の値としてよいことに留意されたい。
【００４１】
図１を参照すると、更に別の実施形態では、基板チャック１４を介して基板１２を曲げる前述の方法は、テンプレート１８／モールド２０にも同様に適用可能である。より具体的には、テンプレート１８／モールド２０を基板チャック１４上に置き、基板１２に対して、上述したのと実質的に同じ方法で、テンプレート１８／モールド２０を曲げることが可能である。そのため、曲がりやすくするためテンプレート１８／モールド２０の厚さを１ｍｍとする。更に別の実施形態においては、基板チャック１４に代え、或いはこれと共に複数のアクチュエータを使用して基板１２を変えることも可能である。
【００４２】
以上に説明した本発明の実施形態は例として示したものである。以上に詳述した開示に対して多くの変形及び変更が実施されるが、同時にそれらは本発明の範囲内に属する。したがって、本発明の範囲は以上の記述によって制限されるべきではなく、添付の特許請求の範囲を参照するとてその均等物一切と共に判断されるべきである。
【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１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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