(57)【要約】  本発明の一実施形態は、インプリント・テンプレートのバルク材料に埋め込まれた位置合わせマークを備える、インプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレートである。
2007506281.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント・テンプレートのバルク材料に埋め込まれた位置合わせマークを備える、インプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレート。
【請求項２】
前記位置合わせマークの１つまたは複数が、前記インプリント・テンプレートの表面から１つまたは複数の所定の距離だけ離して配置される請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項３】
所定の放射が、前記インプリント・テンプレートの表面の下に配置された所定の領域を照射することができるように、前記１つまたは複数の所定の距離が十分である請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項４】
前記位置合わせマークが、前記位置合わせマークを囲む前記インプリント・テンプレートの少なくとも前記バルク材料とは屈折率が異なる材料から製造される請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項５】
前記位置合わせマークが、前記位置合わせマークを囲む前記インプリント・テンプレートの少なくとも前記バルク材料とは屈折率が異なり、かつインプリントが作成される材料とは屈折率が異なる材料から製造される請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項６】
前記位置合わせマークが金属である請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項７】
前記位置合わせマークと前記インプリント・テンプレートの表面との間に設けられる材料が、前記インプリント・テンプレートの前記バルク材料の他の部分を形成するために使用されるのと同じ材料である請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項８】
前記インプリント・テンプレートの前記表面が剥離層を含む請求項１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項９】
前記剥離層が、フルオロカーボン剥離層である請求項８に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１０】
前記剥離層が、共有結合した薄いフルオロカーボン膜である請求項８に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１１】
インプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレートであって、
前記インプリント・テンプレートのバルク材料に埋め込まれた位置合わせマークを備え、前記バルク材料が所定の波長を有する放射に対して透過性であり、前記位置合わせマークが前記インプリント・テンプレートの表面から１つまたは複数の所定の距離だけ離して配置される、インプリント・テンプレート。
【請求項１２】
前記放射が、前記インプリント・テンプレートと重ね合わされた所定の領域を照射することを可能にするように、前記１つまたは複数の所定の距離が十分である請求項１１に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１３】
前記位置合わせマークが、前記位置合わせマークを囲む前記インプリント・テンプレートの少なくとも前記バルク材料とは屈折率が異なる材料から製造される請求項１２に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１４】
前記材料の前記屈折率が、インプリントが作成される層の屈折率とは異なる請求項１３に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１５】
前記位置合わせマークが金属である請求項１４に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１６】
前記インプリント・テンプレートの前記表面が剥離層を含む請求項１５に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１７】
前記剥離層がフルオロカーボン剥離層である請求項１６に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１８】
前記剥離層が共有結合した薄いフルオロカーボン膜である請求項１６に記載のインプリント・テンプレート。
【請求項１９】
マスクをインプリント・テンプレートの上に堆積させるステップと、
前記マスクを経て位置合わせフィーチャを前記インプリント・テンプレートにエッチングするステップと、
位置合わせマークを前記位置合わせフィーチャに堆積させるステップと、
材料を前記位置合わせマークの上に堆積させるステップと、
前記マスクを除去するステップとを含む、インプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレートを製造する方法。
【請求項２０】
前記インプリント・テンプレートの前記表面を処理することをさらに備える請求項１２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の１つまたは複数の実施形態は、全体として、インプリント・リソグラフィに関する。具体的には、本発明の１つまたは複数の実施形態は、位置合わせマークを有するインプリント・リソグラフィ・テンプレートに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、マイクロファブリケーション、すなわち、小さい構造を製作し、既存の構造を小型化する傾向が強い。たとえば、マイクロファブリケーションは、典型的には、マイクロメータ以下の大きさのフィーチャを有する構造を製造することを含む。マイクロファブリケーションがかなり大きい影響力を有していた１つの領域がマイクロエレクトロニクスである。具体的には、マイクロエレクトロニクス構造の小型化により、従来の電子デバイスと比較して、そのようなマイクロエレクトロニクス構造がより安価で、より高い性能を有し、電力消費を低減させ、所定の寸法に対してより多くの構成要素を含むことが広く可能になった。マイクロファブリケーションは、エレクトロニクス産業において広範に使用されているが、バイオテクノロジ、光学機器、機械システム、感知デバイス、リアクタなどの他の応用分野においても使用されている。
【０００３】
リソグラフィは、マイクロファブリケーションにおいて重要な技法またはプロセスであり、電気的半導体集積回路や集積された光学、磁気、機械回路、さらにマイクロデバイスやその他の類似のものを製造するために使用される。周知であるように、リソグラフィは、後の処理ステップにおいて、基板や基板の上に堆積された他の材料にパターンを複製することができるように、基板またはウエハの上に設けられた薄膜にパターンを形成するために使用される。集積回路を製造するために使用される１つの従来の技術のリソグラフィ技法では、薄膜はレジストと呼ばれる。そのような１つの従来の技術のリソグラフィ技法によれば、レジストは、フラッド・ビームをマスクに通過させることによって、または収束ビームを走査することによって、電子、光子、またはイオンのビームに曝される。ビームは、レジストの暴露領域の化学構造を変化させ、現像液に浸漬されると、レジストの暴露領域または未暴露領域、マスクまたは走査のパターンまたはその逆パターンを再創出するように除去される。このタイプのリソグラフィのリソグラフィ解像度は、通常、ビーム成分の波長、レジストと基板における散乱、レジストの特性によって制限される。
【０００４】
マイクロファブリケーションにおける上記で言及した傾向を考慮すると、リソグラフィの分野では、順次小さくなって行くパターン・サイズを生成し、また、サブ５０ｎｍ構造を大量生産する低コストの技法を開発することが必要である。そのような技法は、エンジニアリングや科学の多くの領域において、甚大な影響を有するからである。半導体集積回路の将来が影響を受けるだけでなく、現在のデバイスより優れている多くの刷新的な電気、光学、磁気、機械のマイクロデバイスの商用化がそのような技法の可能性に依存している。
【０００５】
この必要性を満たすために、いくつかのリソグラフィ技法が開発されたが、すべて欠点を有し、どれも、サブ５０ｎｍリソグラフィを低コストで大量生産することができない。たとえば、電子ビーム・リソグラフィは、１０ｎｍのリソグラフィ解像度を有してはいるが、それを使用してサブ５０ｎｍ構造を大量生産することは、直列電子ビーム・リソグラフィ機器に固有の低スループットのために、経済的に実用的ではなかった。Ｘ線リソグラフィは、高いスループットを有し、５０ｎｍのリソグラフィ解像度である。しかし、Ｘ線リソグラフィ機器は、かなり高価であり、サブ５０ｎｍ構造の大量生産する能力は、まだ出現していない。最後に、走査プローブに基づくリソグラフィ技法が、非常に薄い層の材料においてサブ１０ｎｍ構造を生成した。しかし、製造機器としてのそのようなリソグラフィ技法の実用性は、現時点では判断するのは難しい。
【０００６】
１０ｎｍのフィーチャ・サイズを有するナノ構造を生成するインプリント・リソグラフィ技法が、シュー（Ｃｈｏｕ）ら、Ｍｉｃｒｏｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ、３５、（１９９７）、２３７〜２４０ページによって提案されている。そのようなインプリント・リソグラフィ・プロセスを実施するために、薄膜層が、スピン・コーティングなどの任意の適切な技法を使用して、基板またはウエハの上に堆積される。次に、本体と、望ましい形状を有する複数のフィーチャを含むモールディング層とを有するモールドすなわちインプリント・テンプレートが形成される。通常のそのようなインプリント・リソグラフィ・プロセスによれば、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、電子ビーム・リソグラフィ、反応イオン・エッチング（ＲＩＥ）、および／または他の適切な方法を使用して、柱、穴、トレンチを備えるフィーチャとしてパターン化される。一般に、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、基板またはウエハの上に堆積された柔軟薄膜と比較して硬質であるように選択され、金属、誘電体、半導体、セラミック、またはその組合せで作成することができる。例えば、限定はしないが、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、シリコン基板の上の二酸化シリコンの層とフィーチャからなる。
【０００７】
次に、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、押圧領域を形成するために、基板またはウエハの上の薄膜層の中にプレスされる。１つのそのようなプロセスによれば、フィーチャは薄膜の中に完全にはプレスされず、したがって、基板と接触しない。他のそのようなプロセスによれば、薄膜の上部分は、モールドすなわちインプリント・テンプレートの陥凹表面と接触する。薄膜層は、例えば、限定はしないが、放射に曝されることによって固定される。次いで、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、モールドすなわちインプリント・テンプレートのフィーチャの形状にほぼ一致する薄膜の押圧領域内に形成される複数の凹みを残すように除去される。次に、薄膜は、基板を露出させるために薄膜の押圧部分が除去される処理ステップを受ける。この除去処理ステップは、例えば、限定はしないが、反応イオン・エッチング、ウエット化学エッチングなどの任意の適切なプロセスを使用して実施される。その結果、基板の表面上に凹みを有するダムが形成され、この凹みは、モールドすなわちインプリント・テンプレートのフィーチャの形状にほぼ一致するレリーフを形成する。
【０００８】
通常のそのようなインプリント・リソグラフィ・プロセスによれば、薄膜層は熱可塑性ポリマーからなる。そのような例では、圧縮モールディング・ステップ中、薄膜は、薄膜がモールドすなわちインプリント・テンプレートと比較して十分に柔らかくなる温度まで加熱される。たとえば、ガラス転移温度より高い温度では、ポリマーは低粘性を有し、流れることができ、モールドすなわちインプリント・テンプレートのフィーチャに一致する。１つのそのような例によれば、薄膜は、シリコン・ウエハの上にスピンされたＰＭＭＡである。ＰＭＭＡはいくつかの理由で有用である。第１に、ＰＭＭＡは、親水性表面のためにＳｉＯ2モールドに十分にくっつかない。モールドすなわちインプリント・テンプレートの良好な剥離特性はナノスケールのフィーチャを製造するために重要である。第２に、ＰＭＭＡの収縮は温度と圧力の大きな変化に対して０．５％未満である。最後に、モールドすなわちインプリント・テンプレートの除去後、押圧領域のＰＭＭＡが、酸素プラズマを使用して除去され、下にあるシリコン基板を露出させ、ＰＭＭＡの厚さ全体にわたってモールドのパターンを複製する。そのようなプロセスは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第５７７２９０５号に開示されている。
【０００９】
他のインプリント・リソグラフィ技術によれば、転写層が、基板またはウエハの上に堆積され、転写層が重合可能流体組成物で覆われる。次いで、重合可能流体組成物は、内部に形成されたレリーフ構造を有するモールドすなわちインプリント・テンプレートによって接触させられ、それにより、重合可能流体組成物は、モールドすなわちインプリント・テンプレートのレリーフ構造を満たす。次いで、重合可能流体組成物は、重合可能流体組成物を重合させる条件にさらされ、重合可能流体組成物から凝固されたポリマー材料を転写層の上に形成する。たとえば、重合可能流体組成物は、熱硬化性材料（すなわち、凝固ポリマー材料）を形成するように、化学的に架橋または硬化される。次いで、モールドすなわちインプリント・テンプレートは凝固ポリマー材料から分離され、モールドすなわちインプリント・テンプレートのレリーフ構造の凝固ポリマー材料による複製を露出させる。次いで、転写層と凝固ポリマー材料は、転写層が凝固ポリマー材料に対して選択的にエッチングされるように処理される。その結果、レリーフ像が転写層に形成される。転写層が上に設けられた基板またはウエハは、例えば、限定はしないが、シリコン、プラスチック、ヒ化ガリウム、テルル化水銀、その組成物など、いくつかの異なる材料からなることが可能である。転写層は、例えば、限定はしないが、熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、ポリエポキシ、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステル、その組合せなど、当技術分野において既知の材料で形成できる。さらに、転写層は、凝固ポリマー材料にくっつく連続的で滑らかな比較的欠陥のない表面となるように製造される。通常、転写層は、下にある基板またはウエハに像を、凝固ポリマー材料から転写するようにエッチングされる。重合されて凝固される重合可能流体組成物は、通常、重合可能材料、希釈液、さらに例えば、限定はしないが、開始剤や他の材料などの重合可能流体に使用される他の材料からなる。重合可能（または架橋可能）材料は、ポリマーの形態で存在することが多い様々なシリコンを含んでいる材料を含む。そのようなシリコン含有材料は、例えば、限定はしないが、シラン、シリル・エーテル、シリル・エステル、官能性シロキサン、シルセスキオキサン、その組合せを含む。さらに、そのようなシリコン含有材料は、有機シリコンであってもよい。重合可能流体組成物として存在することが可能であるポリマーは、様々な反応性ペンダント基を含む。ペンダント基の例には、例えば、限定はしないが、エポキシ基、ケトン・アセチル基、アクリレート基、メタクリレート基、その組合せがある。モールドすなわちインプリント・テンプレートは、様々な従来の材料で形成できる。通常、材料は、モールドすなわちインプリント・テンプレートが、モールドすなわちインプリント・テンプレートによって覆われる重合可能流体組成物が外部放射源に曝されるように、透明である。たとえば、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、例えば、限定はしないが、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサン・ポリマー、ボロシリケート・ガラス、フルオロカーボン・ポリマー、金属、上記の組合せなどの材料を備える。最後に、モールドすなわちインプリント・テンプレートが固体ポリマー材料から容易に剥離できるようにするために、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、表面改質剤で処理される。使用される表面改質剤は、当技術分野において既知の剤を含み、表面改質剤の一例は、フルオロカーボン・シリレーティング剤である。これらの表面改質剤すなわち剥離材料は、例えば、限定はしないが、プラズマ源、パラレンのアナログなどの気相成長法（ＣＶＤ）、または溶液を含む処理によって設けることが可能である。そのようなプロセスは、参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第６３３４９６０号において開示されている。
【００１０】
シュー（Ｃｈｏｕ）らの、「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ  ａｎｄ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｍｐｒｉｎｔ  ｏｆ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」、Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７ページ、２００２年６月によって開示されている他のインプリント・リソグラフィ技術（レーザ補助直接インプリント（ＬＡＤＩ）・プロセスと呼ばれる）によれば、基板のある領域が、例えば、限定はしないが、レーザでその領域を加熱することによって液化されて、流動的になる。領域が望ましい粘性に到達した後、パターンを有するモールドすなわちインプリント・テンプレートが、領域と接触するように配置される。流動性領域は、パターンのプロファイルに一致し、次いで、冷却され、それにより基板上にパターンを凝固させる。
【００１１】
一般に、上記で記述されたインプリント・リソグラフィ技術のすべては、ステップ・アンド・リピート・プロセスを使用し、モールドすなわちインプリント・テンプレートの上のパターンが、基板上の複数の領域に記録される。したがって、ステップ・アンド・リピート・プロセスの実行は、モールドすなわちインプリント・テンプレートとこれらの領域のそれぞれとの適切な位置合わせを必要とする。したがって、モールドすなわちインプリント・テンプレートは、通常、基板上の相補マークと位置合わせされる位置合わせマークを含む。位置合わせを実施するために、基板にわたってモールドすなわちインプリント・テンプレートをステップ化するために使用される位置合わせ信号を提供するように、センサが、モールドすなわちインプリント・テンプレート上の位置合わせマークと基板上のマークに結合される。
【００１２】
位置合わせの１つの周知の方法によれば、センサは、光検出器であり、モールドすなわちインプリント・テンプレートと基板の上の位置合わせマークは、光学位置合わせマークとすることが可能であり、これは、モアレ位置合わせパターンを生成し、それにより、周知のモアレ位置合わせ技法が、モールドすなわちインプリント・テンプレートを基板に対して位置決めするために使用することができる。そのようなモアレ位置合わせ技法の例が、ノムラら、「Ａ  Ｍｏｉｒｅ  Ａｌｉｇｎｍｅｔ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  ｆｏｒ  Ｍｉｘ  ａｎｄ  Ｍａｔｃｈ  Ｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍ」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．、Ｂ６（１）、Ｊａｎ／Ｆｅｂ１９８８、３９４ページ、およびハラら、「Ａｎ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ  Ｕｓｉｎｇ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｅｄ  Ｍｏｉｒｅ  Ｓｉｇｎａｌｓ」、Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ７（６）、Ｎｏｖ／Ｄｅｃ１９８９、１９７７ページによって記載されている。さらに、他の周知の位置合わせ方法によれば、モールドすなわちインプリント・テンプレートと基板の上の位置合わせマークは、センサがマーク間のキャパシタンスを検出するように、キャパシタのプレートを備えることが可能である。そのような技法を使用して、モールドすなわちインプリント・テンプレートと基板の上の位置合わせマーク間のキャパシタンスを最大にするように、一平面内でモールドすなわちインプリント・テンプレートを移動させることによって、位置合わせが達成される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
現在、インプリント・リソグラフィにおいて使用される位置合わせマークは、モールドすなわちインプリント・テンプレートのトポグラフィの中にエッチングされる。これには問題があるが、その理由は、そのような位置合わせマークは、通常、モールドすなわちインプリント・テンプレート自体と同じ材料で形成されるからである。したがって、モールドすなわちインプリント・テンプレートの屈折率は、インプリント・パターンを転写するために使用される薄膜の屈折率とほぼ同じであるので（少なくとも製造公差と比較して）、モールドすなわちインプリント・テンプレートにおいて位置合わせマークを解像する能力は、極度に妨害される。
【００１４】
上記を考慮すると、モールドすなわちインプリント・テンプレートの信頼性のある位置合わせを可能にするインプリント・リソグラフィにおいて有用な位置合わせマーク、およびそのような位置合わせマークを有するモールドすなわちインプリント・テンプレートを製造する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明の１つまたは複数の実施態様は、当技術分野における上記で特定された必要性の１つまたは複数を満たす。具体的には、本発明の一実施態様は、インプリント・テンプレートのバルク材料に埋め込まれた位置合わせマークを備えるインプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の１つまたは複数の実施形態は、インプリント・テンプレートのバルク材料に埋め込まれた位置合わせマークを備えるインプリント・リソグラフィのためのインプリント・テンプレートすなわちモールドに関する。さらに、光学位置合わせ技法に有用な本発明の１つまたは複数のさらなる実施形態によれば、位置合わせマークは、位置合わせマークを囲むインプリント・テンプレートの少なくともバルク材料とは屈折率が異なる材料から製造される。さらに、本発明の１つまたは複数の他の実施形態によれば、位置合わせマークは、位置合わせマークを囲むインプリント・テンプレートの少なくともバルク材料とは屈折率が異なり、かつインプリント・リソグラフィ・プロセスを実施する際にインプリントが中に作成される材料とは屈折率が異なる材料から製造される。そのような実施形態によれば、屈折率の差が、位置合わせマークと回りの材料との間の光学的差異を改善し、それにより容易で信頼性のある光学位置合わせ技法が促進されることが有利である。
【００１７】
図１は、図２Ａ〜２Ｅに示されるインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するために使用されるインプリント・リソグラフィ・システム１０の１つのタイプである、インプリント・リソグラフィ・システム１０を示す。図１に示されるように、インプリント・リソグラフィ・システム１０は、一対の離して配置されたブリッジ・サポート１２を含み、ブリッジ・サポート１２は、間に延びるブリッジ１４とステージ・サポート１６を有する。図１にさらに示されるように、ブリッジ１４とステージ・サポート１６は離して配置され、インプリント・ヘッド１８がブリッジ１４に結合されて、ブリッジ１４からステージ・サポート１６に向かって延びる。図１にさらに示されるように、移動ステージ２０が、インプリント・ヘッド１８を向くようにステージ・サポート１６の上に配置され、移動ステージ２０は、Ｘ軸、Ｙ軸に沿ってステージ・サポート１６に対して移動するように構成される。図１にさらに示されるように、放射源２２がブリッジ１４に結合され、電力生成装置２３が放射源２２に接続される。放射源２２は、移動ステージ２０の上で、例えば、限定はしないが、ＵＶ放射線などの化学線を出力するように構成される。
【００１８】
図１にさらに示されるように、構造３０が、移動ステージ２０の上に配置され、インプリント・テンプレート４０が、インプリント・ヘッド１８に接続される。以下でより詳細に記述されるように、インプリント・テンプレート４０は、離して配置される複数の凹み部と突出部によって形成される複数のフィーチャを含む。複数のフィーチャは、当初のパターンであり、この当初のパターンは、移動ステージ２０の上に配置される構造３０の中に転写される。これを実施するために、インプリント・ヘッド１８は、Ｚ軸に沿って移動して、インプリント・テンプレート４０と構造３０との間の距離を変化させることができる。このようにして、モールド４０の上のフィーチャは、構造３０の流動性領域の中にインプリントされる。放射源２２は、インプリント・テンプレート４０が、放射源２２と構造３０との間に配置されるように設置される。その結果、インプリント・テンプレート４０は、放射源２２からの放射出力に対してほぼ透過性である材料から製造されることになる。
【００１９】
図２Ａ〜２Ｅは、例えば、限定はしないが、図１に示されるインプリント・リソグラフィ・システム１０を使用するインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す。図２Ａに示されるように、構造３０は、上に堆積された転写層２０を有する基板またはウエハ１０を含む。このプロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、転写層２０は、基板１０にわたってほぼ連続的で平坦な表面となっているポリマー転写層である。このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の他の実施形態によれば、転写層２０は、例えば、限定はしないが、有機熱硬化性ポリマー、熱可塑性ポリマー、ポリエポキシ、ポリアミド、ポリウレタン、ポリカーボネート、ポリエステル、その組合せなどの材料とすることが可能である。図２Ａにおいてさらに示されるように、インプリント・テンプレート４０は、ギャップ５０がインプリント・テンプレート４０と転写層２０との間に形成されるように、転写層２０にわたって位置合わせされる。このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、インプリント・テンプレート４０は、内部に形成されたナノスケールのレリーフ構造を備えている。レリーフ構造は、例えば、限定はしないが、約０．１から約１０の範囲のアスペクト比を有する。具体的には、インプリント・テンプレート４０のレリーフ構造は、例えば、限定はしないが、約１０ｎｍから約５０００μｍにわたる幅ｗ1を有し、例えば、限定はしないが、約１０ｎｍから約５０００μｍにわたる距離ｄ1だけ互いに分離させられている。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、インプリント・テンプレート４０は、例えば、限定はしないが、金属、シリコン、水晶、有機ポリマー、シロキサン・ポリマー、ボロシリケート・ガラス、フルオロカーボン・ポリマー、その組合せなどの材料を備えることが可能である。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、フィーチャ・パターンの転写後、インプリント・テンプレート４０の剥離を促進するために、インプリント・テンプレート４０の表面がフルオロカーボン・シリレーティング剤などの表面改質剤で処理される。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の他の実施形態によれば、インプリント・テンプレート４０の表面を処理するステップは、例えば、限定はしないが、プラズマ技法、気相成長法、溶液処置技法、その組合せなどの技法を使用して実施されることが可能である。
【００２０】
図２Ｂに示されるように、重合可能流体組成物６０が、転写層２０とインプリント・テンプレート４０との間のギャップ５０を充填するように、転写層２０とインプリント・テンプレート４０に接触する。重合可能流体組成物６０は、例えば、限定はしないが、効率的な方式でギャップ５０を充填できるように、低粘性を有し、粘性の範囲は、例えば、限定はしないが、２５℃で測定して約０．０１ｃｐｓから約１００ｃｐｓである。このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、重合可能流体組成物６０は、例えば、限定はしないが、有機シランなどのシリコン含有材料を備える。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の他の実施形態によれば、重合可能流体組成物６０は、例えば、限定はしないが、エポキシ基、ケトン・アセチル基、アクリレート基、メタクリレート基、その組合せから選択される反応性ペンダント基を備えることが可能である。重合可能流体組成物６０は、例えば、限定はしないが、米国特許第５７７２９０５号において開示されているホット・エンボス・プロセス、またはシューらによって「Ｕｌｔｒａｆａｓｔ  ａｎｄ  Ｄｉｒｅｃｔ  Ｉｍｐｒｉｎｔ  ｏｆ  Ｎａｎｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ  ｉｎ  Ｓｉｌｉｃｏｎ」、Ｎａｔｕｒｅ、Ｃｏｌ．４１７、８３５〜８３７ページ、２００２年６月に記述されているタイプのレーザ補助直接インプリント（ＬＡＤＩ）プロセスなど、任意の既知の技法を使用して形成されることも可能である。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の他の実施形態によれば、重合可能流体組成物６０は、転写層２０の上に堆積された複数の、離して配置された離散ビードとすることが可能である。
【００２１】
次に、図２Ｃを参照すると、インプリント・テンプレート４０は、インプリント・テンプレート４０の縁４１ａから４１ｆが転写層２０に接触するように、余分な重合可能流体組成物６０を排出するために転写層２０のより近くに移動される。重合可能流体組成物６０は、インプリント・テンプレート４０の凹みを完全に充填するのに必要な特性を有する。次いで、重合可能流体組成物６０は、流体を重合させるのに十分な条件に曝される。たとえば、重合可能流体組成物６０は、流体組成物を重合させて、図２Ｃに示される凝固ポリマー材料７０を形成するのに十分である放射源２２からの放射出力に曝される。当業者なら容易に理解するように、本発明の実施形態は、流体組成物６０を重合または硬化させるそのような方法に限定されるものではない。実際、例えば、限定はしないが、熱または他の形態の放射など、流体組成物６０を重合させる他の手段を使用することが、本発明の精神の範囲内にある。流体組成物６０の重合を開始する方法の選択は、当業者には既知であり、通常、望ましい特定の応用分野に依存する。
【００２２】
図２Ｄに示されるように、インプリント・テンプレート４０は、次いで、転写層２０の上に凝固したポリマー材料７０を残すように引き上げられる。インプリント・テンプレート４０と構造３０との間の距離を変化させることによって、凝固ポリマー材料７０のフィーチャは、応用分野に応じて任意の望ましい高さを有することが可能である。次いで、転写層２０は、インプリント・テンプレート４０の像に対応するレリーフ像が転写層２０に形成されるように、固体ポリマー材料７０に対して選択的にエッチングされる。このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、固体ポリマー材料７０に対する転写層２０のエッチングの選択性は、例えば、限定はしないが、約１．５：１から約１００：１である。さらに、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の他の実施形態によれば、選択的エッチングは、例えば、限定はしないが、アルゴン・イオン・ストリーム、酸素含有プラズマ、反応性イオン・エッチング気体、ハロゲン含有気体、二酸化硫黄含有気体、上記の組合せなどの環境に転写層２０と固体ポリマー材料７０を曝すことによって実施される。
【００２３】
最後に、図２Ｅに示されるように、上記で記述された処理ステップ後、転写層２０のレリーフ像内のギャップに残留物質９０が存在する可能性がある。この残留物質９０は、（１）重合可能流体組成物６０の部分、（２）固体ポリマー材料７０の部分、または（３）（１）と（２）の組合せの形態である。したがって、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、処理には、残留物質９０が除去される（たとえば、クリーン・アップ・エッチング）ような条件に残留物質９０を曝すステップをさらに含めることが可能である。このクリーン・アップ・エッチングは、例えば、限定はしないが、フッ素含有プラズマ、反応性イオン・エッチング気体、その組合せなどの既知の技法を使用して実施することが可能である。さらに、このステップは、インプリント・リソグラフィ・プロセスの様々なステージ中に実施してもよいことを理解されたい。たとえば、残留物質の除去は、転写層２０が固体ポリマー材料７０に対して選択的にエッチングされる環境に転写層２０と固体重合材料７０を曝すステップの前に実施されてもよい。
【００２４】
当業者なら容易に理解するように、構造３０は、インプリント・テンプレート４０のパターンがステップ・アンド・リピート・プロセスにおいて記録される複数の領域を含む。既知であるように、そのようなステップ・アンド・リピート・プロセスの適切な実行は、インプリント・テンプレート４０を複数の領域のそれぞれと適切に位置合わせすることを含む。そのために、インプリント・テンプレート４０は、位置合わせマークを含み、構造３０の１つまたは複数の領域は、位置合わせマークまたは基準マークを含む。インプリント・テンプレート４０上の位置合わせマークが、構造３０の上の位置合わせマークまたは基準マークと適切に位置合わせされることを保証することによって、インプリント・テンプレート４０と複数の領域のそれぞれとの適切な位置合わせが保証される。そのために、このインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つまたは複数の実施形態によれば、機械視覚デバイス（図示せず）が、インプリント・テンプレート４０上の位置マークと構造３０上の位置合わせマークまたは基準マークとの間の相対位置を感知するために使用される。そのような機械視覚デバイスは、位置合わせマークを検出して、位置合わせ信号を提供するために使用される、当業者には周知のいくつかの機械視覚デバイスのいずれか１つとすることが可能である。次いで、位置合わせ信号を使用して、インプリント・リソグラフィ・システム１０は、所定の公差の範囲内において位置合わせをするために、当業者には周知の方式で、インプリント・テンプレート４０を構造３０に対して移動させる。
【００２５】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、位置合わせマークは、インプリント・テンプレートに埋め込まれる。さらに、光学位置合わせ技法に有用な本発明の１つまたは複数の他の実施形態によれば、位置合わせマークは、位置合わせマークを囲むインプリント・テンプレートの少なくともバルク材料とは屈折率が異なる材料から製造される。さらに、光学位置合わせ技法に有用な本発明の１つまたは複数の他の実施形態によれば、位置合わせマークは、位置合わせマークを囲むインプリント・テンプレートの少なくともバルク材料とは屈折率が異なり、かつインプリント・リソグラフィ・プロセスの実施によってインプリントが作成される材料とは屈折率が異なる材料から製造される。さらに、以下でさらに詳細に記述されるように、材料を重合させるために放射を使用して基板に位置合わせマークを形成するのに有用な本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インプリント・テンプレートの表面と位置合わせマークとの距離は、材料を重合させるために使用される放射が位置合わせマークの回りで回折し、下に配置された物質を重合させることができるように十分大きい（すなわち、距離は、下に配置された材料を重合させるために十分な量の重合放射が、表面下の領域を照射するように十分大きい）。特定の応用分野について適切な距離が、不適当な実験をせずにも、当業者によって容易に決定できるであろう。さらに、本発明の１つまたは複数の他の実施形態によれば、位置合わせマークは、インプリント・テンプレート自体を製造するのに使用されるのと同じ材料で位置合わせマークを覆うことによって、インプリント・テンプレートに埋め込むことが可能であり、それにより、インプリント・テンプレートに加えられる表面改質剥離層との適合性が保証される。
【００２６】
本発明の１つまたは複数の実施形態によれば、インプリントが作成される材料を硬化させるために放射が使用されるインプリント技術プロセスにおいて使用されるインプリント・テンプレートに対しては、位置合わせマークを埋め込むことにより、硬化用放射が、位置合わせマークのすぐ下において材料を硬化させることが可能になる。さらに、位置合わせマークを埋め込むことは、材料を硬化させるために放射が使用されないインプリント技術プロセスにおいて使用されるインプリント・テンプレートについても有利である。これは、インプリント・テンプレート内において位置合わせマーク（例えば、限定はしないが、金属または他の材料から製造された位置合わせマークなど）を埋め込むことにより、インプリント・テンプレートとの剥離層の反応性を低減させずに、重合に続いて基板と硬化ポリマーからインプリント・テンプレートを剥離させるのを補助するために、インプリント・テンプレートの表面の上に剥離層（例えば、限定はしないが、共有結合した薄いフルオロカーボン膜など）を堆積することが可能になる。その結果、反復インプリントにおける欠陥は、低減または排除される。
【００２７】
図３Ａ〜３Ｆは、本発明の１つまたは複数の実施形態による、インプリント・テンプレートにおいて位置合わせマークを製造するステップごとのシーケンスを示す。図３Ａ〜３Ｆは、位置合わせマークを含むインプリント・テンプレートの部分を製造することのみを示すことに留意されたい。例えば、限定はしないが、デバイスを製造するために使用されるインプリント・パターン・トポグラフィを含むインプリント・テンプレートの部分は、本発明の１つまたは複数の実施形態を理解するのを容易にするために省略されている。
【００２８】
図３Ａは、当業者には周知であるいくつかの方法のいずれか１つにより、パターン・エッチング・マスク３１０が製造されているインプリント・テンプレート・ブランク３００を示す。例えば、限定はしないが、パターン・エッチング・マスク３１０は、レジストであり、インプリント・テンプレート・ブランク３００のバルク材料は、例えば、限定はしないが、ＳｉＯ2からなる。次に、図３Ｂは、当業者には周知であるいくつかのエッチング方法のいずれか１つにより、インプリント・テンプレート・ブランク３００に位置合わせフィーチャをエッチングすることによって製造されたインプリント・テンプレート・ブランク４００、４０１をそれぞれ示す。以下で記述されるように、インプリント・テンプレート・ブランク４００は、フィーチャ表面位置合わせマークを有するインプリント・テンプレート、すなわち、位置合わせにしようされるとともに、インプリント・テンプレートの位置合わせマークに対応する位置合わせマークを基板に形成する際に使用されるインプリント・テンプレートを製造するためにさらに処理される。やはり以下で記述されるように、インプリント・テンプレート・ブランク４０１は、平滑表面位置合わせマークを有するインプリント・テンプレート、すなわち、位置合わせに使用されるインプリント・テンプレートを製造するためにさらに処理される（そのようなインプリント・テンプレートについて基板の上に位置合わせマークを形成するためのインプリント・フィーチャが、インプリント・テンプレートの他の位置に形成されることが可能であることに留意されたい）。
【００２９】
次に、図３Ｃは、例えば、限定はしないが、インプリント・テンプレート４１０および４１１をそれぞれ形成するために、スパッタリングなど、当業者には周知のいくつかの方法のいずれか１つによる、所定の屈折率を有する金属または他の材料などの材料を非等方堆積させた後のインプリント・テンプレート・ブランク４００、４０１を示す。図３Ｃに示されるように、材料部分４０５1〜４０５nと４０６1〜４０６nは、それぞれ、インプリント・テンプレート・ブランク４１０、４１１の位置合わせフィーチャの底部にそれぞれ堆積される。次に、図３Ｄは、例えば、限定はしないが、インプリント・テンプレート４２０、４２１をそれぞれ形成するために、当業者には周知のいくつかの方法のいずれか１つによる、ＳｉＯ2など、インプリント・テンプレートの残りのバルク材料と同じ材料である材料の堆積後のインプリント・テンプレート・ブランク４１０、４１１を示す。堆積ステップは、特定の応用分野において、材料を重合させるために使用される放射が位置合わせマークの回りで回折してその下に堆積された材料を重合させることができるように、インプリント・テンプレート４２０、４２１の表面から十分大きい距離に、位置合わせマーク４０５1〜４０５nと４０６1〜４０６nを埋め込む。特定の応用分野に適切な距離は、不適当な実験をせずに、当業者によって容易に決定することが可能である。当業者なら容易に理解できるように、本発明の１つまたは複数の他の実施形態によれば、不適当な実験をせずに、当業者によって容易に決定できるように、上述されたステップを適切に修正することによって、インプリント・テンプレートの表面から異なる深さに配置されるように様々な位置合わせマークを製造することができる。
【００３０】
次に、図３Ｅは、インプリント・テンプレート４３０、４３１をそれぞれ形成するために、当業者には周知のいくつかの方法のいずれか１つにより堆積されたパターン・エッチング・マスク３１０と任意の膜を除去するリフトオフ・プロセス後のインプリント・テンプレート・ブランク４２０、４２１を示す。この時点において、インプリント・テンプレート４３０および／または４３１は、例えば、限定はしないが、剥離膜をインプリント・テンプレート４３０および／または４３１に堆積させることなどによって、当業者には周知のいくつかの方法のいずれか１つにより、表面改質剤で処理することが可能である。最後に、図３Ｆは、インプリント・リソグラフィ・プロセスにおいて使用するために反転させられ、準備が整っているインプリント・テンプレート４３０、４３１を示す。図３Ｆから容易に理解することができるように、インプリント・テンプレート４３０は、位置合わせマークを基板に転写するために使用することができるインプリント・フィーチャを含む。さらに、容易に理解することができるように、位置合わせマークは、インプリント・テンプレートに埋め込まれているので、たとえば位置合わせマークを形成するように層を重合させるために使用される放射は、その機能を果すために、インプリント・テンプレートの位置合わせマークの回りで回折することができる。
【００３１】
図４は、本発明の１つまたは複数の実施形態により製造されるインプリント・テンプレートがどのように使用されるかを示す図である。図４は、位置合わせマークを含むインプリント・テンプレートと基板の部分のみを示すことに留意されたい。例えば、限定はしないが、デバイスを製造するために使用されるインプリント・パターン・トポグラフィを含むインプリント・テンプレートと基板の部分は、本発明の１つまたは複数の実施形態を理解するのを容易にするために省略されている。図４に示されるように、基板５００は、例えば、限定はしないが、集積回路の製造において先行ステップ中に形成された位置合わせマーク５１０を含む。さらに図４において示されるように、基板５００の上に堆積された層５２０は、本明細書において以前に記述されたタイプの転写層である。例えば、限定はしないが、転写層はポリマー層である。さらに図４において示されるように、転写層５２０の上に堆積された層５３０は、たとえば、この製造ステップ中にインプリントが作成される重合可能流体組成物層である。最後に、図４に示されるように、例えば、限定はしないが、金属位置合わせマークである埋め込まれた位置合わせマーク５３０を有するインプリント・テンプレート５４０がインプリント層５３０上の適所に堆積される。
【００３２】
本発明の教示を組み込む様々な実施形態が、本明細書において詳細に示され、記述されたが、当業者なら、これらの教示を依然として組み込む多くの他の様々な実施形態を容易に考案することができる。たとえば、当業者なら、本発明の実施形態は、任意の特定のタイプのインプリント・リソグラフィ技術、または任意の特定のタイプの位置合わせ技術に限定されないことを容易に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】図２Ａ〜２Ｅに示されるインプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するために使用されるインプリント・リソグラフィ・システムの１つのタイプを示す絵画図である。
【図２Ａ】インプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図２Ｂ】インプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図２Ｃ】インプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図２Ｄ】インプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図２Ｅ】インプリント・リソグラフィ・プロセスの１つのタイプを実施するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図３】本発明の１つまたは複数の実施形態による、インプリント・テンプレートの位置合わせマークを製造するためのステップごとのシーケンスを示す図である。
【図４】本発明の１つまたは複数の実施形態により製造されるインプリント・テンプレートがどのように使用されるかを示す図である。
【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３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図４】
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【国際調査報告】
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