(57)【要約】      （修正有）【課題】インプリントシステムのヘッドモジュールを提供する。【解決手段】ヘッドモジュールは、ベースと、ベースに結合されたコントロールボディと、ベースおよびコントロールボディに動作可能に結合され、第１軸に沿ってベースに対してコントロールボディを相対的に並進させ、かつ、第１軸に直交する第２軸の周りと第１軸および第２軸に直交する第３軸の周りとでベースに対してコントロールボディを相対的に回転させる、第１組のアクチュエータと、ベースおよびコントロールボディに動作可能に結合され、第２軸および第３軸によって定義される平面においてベースに対してコントロールボディを相対的に並進させ、かつ、第１軸の周りでベースに対してコントロールボディを相対的に回転させる、第２組のアクチュエータと、ベースおよびコントロールボディを結合し、ベースに対するコントロールボディの相対的な並進および回転を制限するフレキシャーとを備える。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントリソグラフィーシステムのヘッドモジュールであって、
ベースと、
前記ベースに結合され、前記ベースに対して相対的に並進および回転をするように構成されたコントロールボディと、
前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合され、第１軸に沿って前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸に直交する第２軸の周りと前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸の周りとで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第１の力を発生するように構成された第１組のアクチュエータと、
前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合され、前記第２軸および前記第３軸によって定義される平面において前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸の周りで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第２の力を発生するように構成された第２組のアクチュエータと、
前記ベースおよび前記コントロールボディを結合するフレキシャーと、を備え、
前記フレキシャーのコンプライアンスは、前記第１の力および前記第２の力の少なくとも１つに応答する前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応し、前記フレキシャーは、前記ベースに対する前記コントロールボディの並進および回転を制限するように構成されている、
ことを特徴とするヘッドモジュール。
【請求項２】
前記フレキシャーの前記コンプライアンスは、
前記第１の力に応答する前記第１軸に沿った前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応する第１成分と、
前記第２の力に応答する前記第１軸および前記第２軸によって定義される前記平面における前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応する第２成分と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項３】
前記コンプライアンスの前記第１成分は、前記コンプライアンスの前記第２成分を超えている、
ことを特徴とする請求項２に記載のヘッドモジュール。
【請求項４】
前記フレキシャーは、前記第１軸に直交する平面に配置され、
前記ベースの表面に結合された複数の端部と、
前記複数の端部の間に配置され、前記コントロールボディの表面に結合された中間部と、
前記中間部に結合された複数の接続部と、を含み、各接続部は、前記中間部と前記複数の端部の一つに結合され、
各接続部の幅は、前記第１軸に直交する前記平面における前記中間部の幅より小さい、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項５】
各端部は、前記コンプライアンスの少なくとも一部を提供する開口を画定し、
各端部は、
前記ベースの前記表面に結合された第１部分と、
前記第１部分と前記複数の接続部の１つとの間に配置され、前記開口を画定する第２部分と、を含み、
前記第２部分の厚さは、前記第１軸に平行な方向における前記第１部分の厚さより小さく、
前記中間部は、凹部の間において前記第１軸に対して平行に延びた突出部を含み、前記突出部は、前記コントロールボディの前記表面に結合されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のヘッドモジュール。
【請求項６】
前記第１組のアクチュエータは、前記ベースの中心軸の周りに配置された３つの第１アクチュエータを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項７】
前記３つの前記第１アクチュエータは、前記ベースの前記中心軸の周りに等間隔で配置され、前記ベースに対して前記コントロールボディを独立して相対的に並進および回転させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載のヘッドモジュール。
【請求項８】
前記第２組のアクチュエータは、前記ベースの中心軸の周りに配置された３つの第２アクチュエータを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行である、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項９】
前記３つの第２アクチュエータは、前記ベースの前記中心軸の周りに等間隔に配置され、前記ベースに対して前記コントロールボディを独立して相対的に並進および回転させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項８に記載のヘッドモジュール。
【請求項１０】
複数対のアクチュエータが前記ベースの中心軸の周りに配置され、各対は、前記第１組のアクチュエータのアクチュエータと前記第２組のアクチュエータのアクチュエータとを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行であり、
前記複数対のアクチュエータの各アクチュエータは、前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に独立して並進させ、かつ、前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項１１】
前記第１組アクチュエータおよび前記第２組のアクチュエータの各アクチュエータは、各アクチュエータに供給される電流に基づいて力を生成するように構成されたボイスコイルを含み、
前記ボイスコイルは、
前記コントロールボディおよび前記ベースの一方に連結された移動コイルと、
記コントロールボディおよび前記ベースのうちの他方に結合された磁石と、を含む、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項１２】
前記ベースまたは前記コントロールボディの少なくとも一方に結合された複数のエンコーダユニットをさらに備え、
各エンコーダユニットは、前記第１軸に沿った前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な第１変位、および、前記第２軸および前記第３軸によって定義される前記平面における前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な第２変位を評価するように構成される。
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項１３】
各エンコーダユニットは、前記ベースに結合され、前記第１軸に平行な平面内に配置され、前記第１軸に対して傾斜した複数のエンコーダを含む、
ことを特徴とする請求項１２に記載のヘッドモジュール。
【請求項１４】
各エンコーダユニットは、前記コントロールボディに結合されたエンコーダスケールを含み、
前記複数のエンコーダは、前記エンコーダスケールに向かって光を放射し、前記エンコーダスケールからの回折光を受光するように構成され、
前記エンコーダスケールは、光学格子を含み、前記光学格子は、前記光学格子の周期および前記光の波長に基づいて、前記エンコーダユニットによって放射された光を回折するように構成され、
各エンコーダユニットは、前記光学格子からの回折光に基づいて前記ベースに対する相対的な前記コントロールボディの前記第１変位および前記第２変位を評価するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１３に記載のヘッドモジュール。
【請求項１５】
前記コントロールボディは、インプリントリソグラフィテンプレートを保持するように構成され、
前記第１組のアクチュエータは、前記インプリントリソグラフィテンプレートを基板に接触させるように前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進および回転させるように構成され、
前記第２組のアクチュエータは、前記インプリントリソグラフィテンプレートを前記基板に位置合わせするように前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進および回転させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のヘッドモジュール。
【請求項１６】
前記コントロールボディに対する前記インプリントリソグラフィテンプレートのテンプレート配置誤差を評価するように構成された１つ以上の変位センサをさらに備え、
前記第１組のアクチュエータおよび前記第２組のアクチュエータは、前記コントロールボディに対する前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記テンプレート配置誤差に基づいて前記コントロールボディを並進および回転させるようにさらに構成されている、
ことを特徴とする請求項１５に記載のヘッドモジュール。
【請求項１７】
インプリントリソグラフィーシステムであって、
基板を保持する基板ステージと、
テンプレートを保持し、前記基板に対して前記テンプレートを相対的に並進させるように構成されたインプリントヘッドモジュールと、を備え、前記インプリントヘッドモジュールは、
ベースと、
前記ベースに結合され、前記ベースに対して相対的に並進および回転をするように構成されたコントロールボディと、
前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合され、第１軸に沿って前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸に直交する第２軸の周りと前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸の周りとで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第１の力を発生するように構成された第１組のアクチュエータと、
前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合され、前記第２軸および前記第３軸によって定義される平面において前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸の周りで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第２の力を発生するように構成された第２組のアクチュエータと、
前記ベースおよび前記コントロールボディを結合するフレキシャーと、を含み、
前記フレキシャーのコンプライアンスは、前記第１の力および前記第２の力の少なくとも１つに応答する前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応し、前記フレキシャーは、前記ベースに対する前記コントロールボディの並進および回転を制限するように構成されている、
ことを特徴とするインプリントリソグラフィーシステム。
【請求項１８】
インプリントリソグラフィアライメント方法であって、
基板上に液体のインプリントレジストを分配する工程と、
前記インプリントレジストを、インプリントヘッドモジュールに取り付けられたテンプレートと接触させる工程と、
３つの直交軸の少なくとも１つに沿う方向の並進誤差と前記３つの直交軸の少なくとも１つの周りの角度誤差とを含む、テンプレートと基板との間のアライメント誤差を評価する工程と、
前記並進誤差および前記角度誤差に対応する、前記基板に対する前記インプリントヘッドモジュールの相対的な６自由度の運動に基づいて、前記アライメント誤差を調整する工程と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１９】
前記アライメント誤差を調整する工程は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な運動と前記基板に対する前記インプリントヘッドモジュールの相対的な前記６自由度の運動との少なくとも一方に基づいて前記アライメント誤差を調整する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記アライメント誤差を調整する工程は、
前記角度誤差に対応する前記３つの直交軸のうちの軸を決定する工程と、
前記決定する工程で決定された軸の周りで前記インプリントヘッドモジュールを回転させることによって角度誤差を調整する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記アライメント誤差を調整することは、前記３つの直交軸のうちの第１軸に平行な、前記テンプレートの中心軸の周りで前記インプリントヘッドモジュールを回転させることによって前記角度誤差を調整することをさらに含む、
ことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記テンプレートと前記インプリントヘッドモジュールとの間のテンプレート配置誤差を評価する工程をさらに含み、
前記アライメント誤差を調整する工程は、前記テンプレート配置誤差を調整する工程を含む、
ことを特徴とする請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記インプリントレジストを前記テンプレートに接触させる前に、前記インプリントヘッドモジュールまたは前記基板の運動に基づいて前記基板に対して相対的に前記テンプレートの向きを合わせる工程をさらに含み、
前記基板に対して相対的に前記テンプレートの向き合わせる工程は、前記３つの直交軸のうちの第１軸に沿った距離を調整すること、および、前記第１軸に直交する第２軸または第３軸の周りで前記基板に対して前記テンプレートを相対的に回転させることを含む、
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、ナノインプリントリソグラフィーに関し、より詳細には、６自由度を有するインプリントヘッドモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
ナノインプリントリソグラフィーでは、ナノメートルレベルのオーバレイ精度を達成するために、フィールド対フィールドのアライメント技術が用いられてきた。いくつかの例では、インプリントテンプレートを保持するインプリントヘッドモジュールに対して基板を保持するステージを移動させることによって、インプリントテンプレートと基板上の対応するフィールドとの間のアライメント誤差を補正することができる。ナノインプリントリソグラフィーのためのアライメント方法は、米国特許第８，３８７，４８２号、第７，０２７，１５６号、および第６，９１６，５８４号のような多数の公開物に詳細に記載されており、これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。関連技術におけるアライメントスピードおよび精度は、テンプレートと液体インプリントレジストを上に有する基板との間のステージおよび非線形動力学のコンプライアンスによって制限される。例えば、液体インプリントレジストは、フィールド対フィールドのアライメントにおいてステージに作用するせん断力を引き起こし、ステージのコンプライアンスのために基板に対するテンプレートの目標変位と実際の変位との間に相違をもたらす可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許第８，３８７，４８２号
【特許文献２】米国特許第７，０２７，１５６号
【特許文献３】米国特許第６，９１６，５８４号
【発明の概要】
【０００４】
本願で開示された主題の１つの側面によれば、インプリントリソグラフィーシステムのヘッドモジュールは、ベースと、前記ベースに結合され、前記ベースに対して相対的に並進および回転をするように構成されたコントロールボディと、前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合された第１組のアクチュエータと、前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合された第２組のアクチュエータと、前記ベースおよび前記コントロールボディを結合するフレキシャーとを備える。前記第１組のアクチュエータは、第１軸に沿って前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸に直交する第２軸の周りと前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸の周りとで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第１の力を発生するように構成される。前記第２組のアクチュエータは、前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合され、前記第２軸および前記第３軸によって定義される平面において前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸の周りで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第２の力を発生するように構成される。前記フレキシャーのコンプライアンスは、前記第１の力および前記第２の力の少なくとも１つに応答する前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応し、前記フレキシャーは、前記ベースに対する前記コントロールボディの並進および回転を制限するように構成される。
【０００５】
この側面に係る実装形態は、以下の１以上の特徴を含みうる。例えば、前記フレキシャーの前記コンプライアンスは、前記第１の力に応答する前記第１軸に沿った前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応する第１成分と、前記第２の力に応答する前記第１軸および前記第２軸によって定義される前記平面における前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応する第２成分とを含む。前記コンプライアンスの前記第１成分は、前記コンプライアンスの前記第２成分を超える。
【０００６】
いくつかの実装形態において、前記フレキシャーは、前記第１軸に直交する平面に配置され、前記ベースの表面に結合された複数の端部と、前記複数の端部の間に配置され、前記コントロールボディの表面に結合された中間部と、前記中間部に結合された複数の接続部とを含む。この場合において、各接続部は、前記中間部と前記複数の端部の一つに結合され、各接続部の幅は、前記第１軸に直交する前記平面における前記中間部の幅より小さい。
【０００７】
いくつかの例において、前記フレキシャーの各端部は、前記コンプライアンスの少なくとも一部を提供する開口を画定する。例えば、各端部は、前記ベースの前記表面に結合された第１部分と、前記第１部分と前記複数の接続部の１つとの間に配置された第２部分とを含む。前記第２部分は、前記開口を画定し、前記第２部分の厚さは、前記第１軸に平行な方向における前記第１部分の厚さより小さい。前記中間部は、凹部の間において前記第１軸に対して平行に延びた突出部を含み、前記突出部は、前記コントロールボディの前記表面に結合される。
【０００８】
いくつかの実装形態において、前記第１組のアクチュエータは、前記ベースの中心軸の周りに配置された３つの第１アクチュエータを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行である。いくつかの例において、前記３つの前記第１アクチュエータは、前記ベースの前記中心軸の周りに等間隔で配置され、前記ベースに対して前記コントロールボディを独立して相対的に並進および回転させるように構成される。同様に、いくつかの実装形態において、前記第２組のアクチュエータは、前記ベースの中心軸の周りに配置された３つの第２アクチュエータを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行である。いくつかの例において、前記３つの第２アクチュエータは、前記ベースの前記中心軸の周りに等間隔に配置され、前記ベースに対して前記コントロールボディを独立して相対的に並進および回転させるように構成される。
【０００９】
いくつかの実装形態において、複数対のアクチュエータが前記ベースの中心軸の周りに配置され、各対は、前記第１組のアクチュエータのアクチュエータと前記第２組のアクチュエータのアクチュエータとを含み、前記中心軸は、前記第１軸に平行である。前記複数対のアクチュエータの各アクチュエータは、前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に独立して並進させ、かつ、前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させるように構成される。
【００１０】
いくつかの例において、前記第１組のアクチュエータおよび前記第２組のアクチュエータの各アクチュエータは、各アクチュエータに供給される電流に基づいて力を生成するように構成されたボイスコイルを含む。例えば、前記ボイスコイルは、前記コントロールボディおよび前記ベースの一方に連結された移動コイルと、記コントロールボディおよび前記ベースのうちの他方に結合された磁石とを含む。
【００１１】
いくつかの例において、前記ヘッドモジュールは、前記ベースまたは前記コントロールボディの少なくとも一方に結合された複数のエンコーダユニットをさらに備える。この例において、各エンコーダユニットは、前記第１軸に沿った前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な第１変位、および、前記第２軸および前記第３軸によって定義される前記平面における前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な第２変位を評価するように構成される。各エンコーダユニットは、前記ベースに結合され、前記第１軸に平行な平面内に配置され、前記第１軸に対して傾斜した複数のエンコーダを含む。各エンコーダユニットは、前記コントロールボディに結合されたエンコーダスケールを含み、前記複数のエンコーダは、前記エンコーダスケールに向かって光を放射し、前記エンコーダスケールからの回折光を受光するように構成される。前記エンコーダスケールは、光学格子を含み、前記光学格子は、前記光学格子の周期および前記光の波長に基づいて、前記エンコーダユニットによって放射された光を回折するように構成される。各エンコーダユニットは、前記光学格子からの回折光に基づいて前記ベースに対する相対的な前記コントロールボディの前記第１変位および前記第２変位を評価するように構成される。
【００１２】
いくつかの実装形態において、前記コントロールボディは、インプリントリソグラフィテンプレートを保持するように構成される。前記第１組のアクチュエータは、前記インプリントリソグラフィテンプレートを基板に接触させるように前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進および回転させるように構成され、前記第２組のアクチュエータは、前記インプリントリソグラフィテンプレートを前記基板に位置合わせするように前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進および回転させるように構成される。いくつかの例において、前記ヘッドモジュールは、前記コントロールボディに対する前記インプリントリソグラフィテンプレートのテンプレート配置誤差を評価するように構成された１つ以上の変位センサをさらに備える。前記第１組のアクチュエータおよび前記第２組のアクチュエータは、前記コントロールボディに対する前記インプリントリソグラフィテンプレートの前記テンプレート配置誤差に基づいて前記コントロールボディを並進および回転させるようにさらに構成される。
【００１３】
前記主題の他の側面によれば、インプリントリソグラフィーシステムは、基板を保持する基板ステージと、テンプレートを保持し、前記基板に対して前記テンプレートを相対的に並進させるように構成されたインプリントヘッドモジュールとを備える。前記インプリントヘッドモジュールは、ベースと、前記ベースに結合され、前記ベースに対して相対的に並進および回転をするように構成されたコントロールボディと、前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合された第１組のアクチュエータと、前記ベースおよび前記コントロールボディに動作可能に結合された第２組のアクチュエータと、前記ベースおよび前記コントロールボディを結合するフレキシャーとを備える。前記第１組のアクチュエータは、第１軸に沿って前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸に直交する第２軸の周りと前記第１軸および前記第２軸に直交する第３軸の周りとで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第１の力を発生するように構成される。前記第２組のアクチュエータは、前記第２軸および前記第３軸によって定義される平面において前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に並進させ、かつ、前記第１軸の周りで前記ベースに対して前記コントロールボディを相対的に回転させる、第２の力を発生するように構成される。前記フレキシャーのコンプライアンスは、前記第１の力および前記第２の力の少なくとも１つに応答する前記ベースに対する前記コントロールボディの相対的な変位に対応し、前記フレキシャーは、前記ベースに対する前記コントロールボディの並進および回転を制限するように構成される。
【００１４】
前記主題の他の側面によれば、インプリントリソグラフィアライメント方法であって、基板上にインプリントレジストを分配する工程と、前記インプリントレジストを、インプリントヘッドモジュールに取り付けられたテンプレートと接触させる工程と、テンプレートと基板との間のアライメント誤差を評価する工程と、前記並進誤差および前記角度誤差に対応する、前記基板に対する前記インプリントヘッドモジュールの相対的な６自由度の運動に基づいて、前記アライメント誤差を調整する工程とを含む。前記インプリント材は、液体であり、前記アライメント誤差は、３つの直交軸の少なくとも１つに沿う方向の並進誤差と、前記３つの直交軸の少なくとも１つの周りの角度誤差とを含む。
【００１５】
この側面に係る実装形態は、以下の１以上の特徴を含みうる。例えば、前記アライメント誤差を調整する工程は、前記テンプレートに対する前記基板の相対的な運動と前記基板に対する前記インプリントヘッドモジュールの相対的な前記６自由度の運動との少なくとも一方に基づいて前記アライメント誤差を調整する工程を含む。いくつかの例において、前記アライメント誤差を調整する工程は、前記角度誤差に対応する前記３つの直交軸のうちの軸を決定する工程と、前記決定する工程で決定された軸の周りで前記インプリントヘッドモジュールを回転させることによって角度誤差を調整する。前記アライメント誤差を調整することは、前記３つの直交軸のうちの第１軸に平行な、前記テンプレートの中心軸の周りで前記インプリントヘッドモジュールを回転させることによって前記角度誤差を調整することをさらに含む。いくつかの例において、前記方法は、前記テンプレートと前記インプリントヘッドモジュールとの間のテンプレート配置誤差を評価する工程をさらに含み、前記アライメント誤差を調整する工程は、前記テンプレート配置誤差を調整する工程を含む。
【００１６】
いくつかの実装形態において、前記方法は、前記インプリントレジストを前記テンプレートに接触させる前に、前記インプリントヘッドモジュールまたは前記基板の運動に基づいて前記基板に対して相対的に前記テンプレートの向きを合わせることをさらに含む。前記基板に対して相対的に前記テンプレートの向きを合わせる工程は、前記３の直交軸のうちの第１軸に沿った距離を調整すること、および、前記第１軸に直交する第２軸または第３軸の周りで前記基板に対して前記テンプレートを相対的に回転させることを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ナノインプリントリソグラフィーシステムの側面図。
【図２】ステージスタックに存在し得るコンプライアンスを示す、基板ステージの概念的なステージスタックを示す図。
【図３】インプリントヘッドモジュールの斜視図。
【図４】インプリントヘッドモジュールのベースの中心軸の周りに間隔をおいて配置された３対のアクチュエータを示す、図３のインプリントヘッドモジュールの底面図。
【図５】エンコーダブラケットが示されていない、図３のインプリントヘッドモジュールの側面図。
【図６】軸に対して傾斜した、図５のエンコーダの構成を示す図。
【図７Ａ】図４のインプリントヘッドモジュールのフレキシャーの上面図。
【図７Ｂ】図４のインプリントヘッドモジュールのフレキシャーの側面図。
【図８】６自由度の運動が可能なインプリントヘッドモジュールを用いて基板とテンプレートとの間のアライメント誤差を補正するプロセスのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１は、基板１０２上にレリーフパターンを形成するインプリントリソグラフィーシステム１００を示す。基板１０２は、基板チャック１０４に結合されうる。いくつかの例では、基板チャック１０４は、真空チャック、ピンチャック、溝チャック、電磁チャック、または他の適切なチャックを含みうる。例示的なチャックは、米国特許第６，８７３，０８７号に記載されており、参照により本明細書に組み込まれる。基板１０２および基板チャック１０４は、ステージ１０６によってさらに支持されてもよい。ステージ１０６は、Ｘ軸およびＹ軸についての移動ならびにＺ軸周りの回転（例えば、θ）を提供する。ステージ１０６、基板１０２、および基板チャック１０４は、ベース（不図示）上に配置されてもよい。
【００１９】
インプリントリソグラフィーシステム１００は、基板１０２から離隔されたインプリントリソグラフィテンプレート１０８を含む。いくつかの例では、テンプレート１０８は、テンプレート１０８から基板１０２に向かって延びるメサ１１０（モールド１１０）を含む。代替的に、テンプレート１０８は、メサ１１０を有しないように、および／または、ブランク（パターン化されていない）表面を有するように、形成されてもよい。テンプレート１０８および／またはモールド１１０は、溶融シリカ、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、または他の適切な材料を含みうるが、これらに限定されない材料から形成することができる。図示された例では、パターニング面１１２は、離隔された凹部１２４および突出部１２６によって画定される複数のフィーチャを含む。しかしながら、いくつかの例では、フィーチャの他の構成も可能である。パターニング面１１２は、基板１０２上に形成されるパターンの基礎を形成する任意のパターンを画定しうる。
【００２０】
テンプレート１０８は、テンプレートチャック１２８に結合されうる。いくつかの例では、テンプレートチャック１２８は、真空チャック、ピンチャック、溝チャック、電磁チャック、または任意の適切なチャックを含む。例示的なチャックは、米国特許第６，８７３，０８７号に記載されている。さらに、テンプレートチャック１２８は、テンプレートチャック１２８、インプリントヘッド１３０、またはその両方がテンプレート１０８の運動を可能にするようにインプリントヘッド１３０に結合されてもよい。テンプレート１０８の運動は、テンプレートの平面内の運動（平面内運動）およびテンプレートに関するテンプレートの平面外の運動（平面外運動）を含む。平面内運動は、テンプレートの平面内（例えば、図１に示すＸＹ平面内）でのテンプレート１０８の並進、および、テンプレートの平面内（例えば、ＸＹ平面内およびＺ軸周り）でのテンプレートの回転を含む。他の例では、基板１０２に対するテンプレート１０８の並進または回転は、基板１０２、または、テンプレート１０８および基板１０２の両方の並進または回転によって達成されうる。
【００２１】
テンプレート１０８の面内運動はまた、テンプレート１０８のＸＹ平面におけるテンプレート１０８の寸法を増加または減少させるために、（例えば、倍率アクチュエータを用いて）テンプレート１０８の互いに反対側の側部に対する圧縮力を増加または減少させることを含む。テンプレート１０８の平面外運動は、（例えば、テンプレートと基板との間の距離を増加または減少させることによってテンプレートを介して基板に加えられる力を増加または減少させるための）Ｚ軸に沿ったテンプレートの並進、および、テンプレートのＸＹ平面内の軸の周りのテンプレートの回転を含む。テンプレートのＸＹ平面内の軸の周りのテンプレート１０８の回転は、テンプレート１０８のＸＹ平面と基板１０２のＸＹ平面との間の角度を変化させるものであり、基板に対してテンプレートを「傾斜させる」こと、または基板に対するテンプレートの「傾斜」または「傾斜角」を変更することである。米国特許第８，３８７，４８２号は、インプリントリソグラフィーシステムにおけるインプリントヘッドを介したテンプレートの運動を開示しており、参照により本明細書に組み込まれる。
【００２２】
インプリントリソグラフィーシステム１００は、流体分配システム１３２をさらに含むことができる。流体分配システム１３２は、基板１０２上に重合性材料１３４を堆積させるために使用されうる。重合性材料１３４は、ドロップディスペンス、スピンコーティング、ディップコーティング、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜蒸着、厚膜蒸着、または他の適切な方法のような技術を使って基板１０２の上に配置されうる。いくつかの例では、重合性材料１３４は、所望の体積がモールド１１０と基板１０２との間に画定される前または後に基板１０２上に配置される。重合性材料１３４は、米国特許第７，１５７，０３６号および米国特許出願第２００５／０１８７３３９号において説明されたモノマーを含むことができ、これらの両方は、参照により本明細書に組み込まれる。いくつかの例では、重合性材料１３４は、複数の液滴１３６として基板１０２上に配置される。
【００２３】
図１に示すように、インプリントリソグラフィーシステム１００は、経路１４２に沿ってエネルギー１４０を向けるように結合されたエネルギー源１３８をさらに含むことができる。いくつかの例では、インプリントヘッド１３０およびステージ１０６は、テンプレート１０８および基板１０２を経路１４２に重ねて位置決めする構成されうる。インプリントリソグラフィーシステム１００は、ステージ１０６、インプリントヘッド１３０、流体分配システム１３２、エネルギー源１３８、またはそれらの任意の組み合わせと通信するコントローラ１４４によって統制されてもよく、メモリ１４６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って動作しうる。
【００２４】
いくつかの例では、インプリントヘッド１３０、ステージ１０６、またはその両方は、モールド１１０と基板１０２との間の距離を変化させて、それらの間に、重合性材料１３４によって充填される所望の体積を画定する。例えば、ヘッド１３０は、モールド１１０が重合性材料１３４と接触するように、テンプレート１０８に力を加えうる。所望の体積が重合性材料１３４によって充填された後、エネルギー源１３８は、広帯域紫外線などのエネルギー１４０を生成し、重合性材料１３４を重合させ、基材１０２の表面１４８の形状およびテンプレート１０８のパターニング面１１２の形状に適合させ、基材１０２上にポリマー層を画定する。
【００２５】
上述のシステムおよびプロセスは、米国特許第６，９３２，９３４号、米国特許出願公開第２００４／０１２４５６６号、米国特許出願公開第２００４／０１８８３８１号および米国特許出願公開第２００４／０２１１７５４号に記載されているインプリントリソグラフィプロセスおよびシステムでさらに実施することができる。これらはすべて参照により本明細書に組み込まれる。
【００２６】
インプリントリソグラフィ基板およびテンプレートは、テンプレートと基板とのリアルタイムアライメントを可能にする、対応するアライメントマークの複数の対を含むことができる。パターン化されたテンプレートが基板上に配置された後（例えば、基板上に重ね合わせられる）、基板アライメントマークに対するテンプレートアライメントマークのアライメントが決定される。アライメントスキームは、米国特許第６，９１６，５８５号、第７，１７０，５８９号、第７，２９８，４５６号、第７，４２０，６５４号に開示されているように、対応するアライメントマークの対に関するアライメント誤差の「マスクを通した」（ＴＴＭ）計測と、それに続いてなされる、テンプレートと基板上の所望のインプリント位置との正確なアライメントを達成するための、これらの誤差の補償を含みうる。アライメント誤差は、基板とテンプレートの相対的な位置決め、基板またはテンプレートの変形、またはそれらの組み合わせによって引き起こされうる。
【００２７】
図２は、例示的なステージ１０６の概念的なステージスタック（ステージ積み重ね体）を示し、ステージスタックの構成要素間に存在しうるコンプライアンスの例を視覚化している。ステージ１０６は、テーブル３０２上に配置された１つ以上のリニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８を含む。例えば、テーブル３０２は、安定性および耐久性を有する基準ブロックとして機能することができる花崗岩テーブルである。テーブル３０２は、リニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８を支持し、リニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８の運動の基準フレームとして機能する。例えば、リニアキャリッジ３０４（「Ｘキャリッジ」）は、テーブル３０２に対してＸ軸に沿って相対的に並進することができ、リニアキャリッジ３０６（「Ｙキャリッジ」）は、テーブル３０２に対してＹ軸に沿って相対的に並進することができ、回転ステージ３０８（「θステージ」）は、テーブル３０２に対してＺ軸の周りに相対的に回転する。ステージ１０６は、基準フレーム（例えば、エンコーダスケール）に対してリニアキャリッジ３０４、３０６のこれらの並進を評価するように構成されたステージエンコーダ３１０などの測定装置をさらに含むことができる。
【００２８】
いくつかの例では、リニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８は、１つが他の上に配置されている。例えば、回転ステージ３０８は、Ｙキャリッジ３０６上に配置され、図２に示すように、Ｙキャリッジ３０６と共にＹ軸に沿って並進する。他の例では、Ｙキャリッジ３０６は、Ｘキャリッジ３０４上に配置され、Ｘキャリッジ３０４とともにテーブル３０２に対してＸ軸に沿って相対的に並進する。基板を保持するように構成された基板チャック１０４は、回転ステージ３０８またはリニアキャリッジ３０４、３０６のうちの１つに結合されうる。一例では、図２に示すように、基板チャック１０４は、回転ステージ３０８に結合され、テーブル３０２に対するリニアキャリッジ３０４、３０６の相対的な並進および回転ステージ３０８の相対的な回転の結果として、テンプレートチャック１２８に対して相対的に並進し回転することができる。
【００２９】
いくつかの例では、リニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８は、エアベアリングまたは他の機械的要素（例えば、ベアリング、リニアガイド、機械ビームなど）によって支持されて接続され、リニアキャリッジ３０４、３０６および回転ステージ３０８の運動をガイドし、その運動における摩擦を低減する。例えば、ステージ１０６は、リニアキャリッジ３０４、３０６とテーブル３０２との間に設けられた第１のエアベアリングと、リニアキャリッジ３０４、３０６の間に設けられた第２のエアベアリングとを含みうる。第１および第２のエアベアリングは、テーブル３０２に対するリニアキャリッジ３０４、３０６の並進をガイドし、その並進における摩擦を低減しうる。いくつかの例では、回転ステージ３０８は、リニアキャリッジ３０６と回転ステージ３０８との間に設けられた第３エアベアリングによって支持される。回転ステージ３０８は、軸（例えば、Ｚ軸）の周りの回転ステージ３０８の回転を可能にし、その回転における摩擦を減少させる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、ステージ１０６の構成要素（例えば、リニアキャリッジ３０４、３０６、および回転ステージ３０８）の運動の結果としてのステージ１０６の運動は、該構成要素、該構成要素を接続する接続要素（例えば、エアベアリング、ベアリング、スプリング、ダンパー、および他の機械要素）、ならびに、基板１０２とテンプレート１０８との間の液体インターフェースのコンプライアンスによる影響を受ける。該構成要素のコンプライアンスは、該構成要素の変位を引き起こすために該構成要素に加えられる力に応答する該構成要素の該変位に対応しうる。例えば、コンプライアンスは、入力された力に対する変位の比であってもよく、ニュートン当たりのメートルを単位として計測されうる。いくつかの場合において、コンプライアンスは、入力された力の方向および該方向における構成要素の変位に従って定義される。例えば、ステージ１０６のＸコンプライアンスは、Ｘ軸に平行な方向にＸキャリッジ３０４に加えられた入力力Ｆｘ３１４に応答する、テーブル３０２に対するＸ軸に沿った基板チャック１０４の相対的な変位に対応しうる。
【００３１】
いくつかの例では、入力力Ｆｘ３１４は、テンプレートチャック１２８に対して基板チャック１０４を目標変位だけ相対的に並進させるように、（例えば、機械ビームを介して）Ｘキャリッジ３０４に接続されたステージアクチュエータ３１２によって加えられうる。この場合において、基板チャック１０４において結果として生じる力Ｆｔ３１６は、上述のようにエアベアリングと機械的要素とのコンプライアンスのために、入力力Ｆｘ３１４よりも小さくなりうる。したがって、結果として生じる力Ｆｔ３１６に基づく基板チャック１０４の結果的な変位は、目標変位よりも小さくなりうる。いくつかの例では、結果として生じる基板チャック１０４の変位は、入力力Ｆｘ３１４がＸキャリッジ３０４に加えられた時刻から遅延する。
【００３２】
目標変位に従って生じる結果的な変位と許容可能な時間遅延上の遅延変位との間の不一致は、ステージ１０６の正確な制御およびアライメントスループットまたはスピードを制限しうる。例えば、基板１０２とテンプレート１０８との間のアライメント誤差が、ＸまたはＹ方向について５０ｎｍの並進誤差およびＺ軸周りについて１ｍｒａｄの角度誤差を含む場合、ステージ１０６は、ステージコンプライアンスを考慮に入れたアライメント誤差よりも多く移動しなければならない。典型的には、アライメント誤差を補正するためにステージ１０６がどれほど多く移動する必要があるかは、再現性を有するものではなく、基板１０２内のフィールド位置などの他の変数に依存することがある。いくつかの例では、ステージエンコーダ３１０は、ステージ１０６の変位にアクセスするために、ステージアクチュエータ３１２と同じ平面内の位置に配置される。この場合において、ステージエンコーダ３１０は、基板／テンプレートのインターフェースから遠い位置でステージ１０６の変位にアクセスするので、アライメント誤差を即座に補正するために正確な計測を提供することは、ステージコンプライアンスがあるために困難である。
【００３３】
いくつかの実装形態では、インプリントヘッド１３０は、基板１０２に対して、テンプレートチャック１２８によって保持されたテンプレート１０８を相対的に移動させるように、テンプレートチャック１２８を６自由度で制御する。例えば、インプリントヘッド１３０の６自由度の運動は、基板１０２に対する相対的な、Ｘ軸に沿った並進、Ｙ軸に沿った並進、Ｚ軸に沿った並進、Ｘ軸周りの回転（Ｒｘ）、Ｙ軸周りの回転（Ｒｙ）、およびＺ軸周りの回転（Ｒｚ）を含みうる。インプリントヘッド１３０が基板１０２に対してテンプレート１０８を６自由度で相対的に運動させることができる例では、テンプレート１０８と基板１０２との間のアライメント誤差は、インプリントヘッド１３０を移動させることによって補正することができ、これは、上述したステージコンプライアンスによるアライメント精度およびスピードの制限を回避しうる。いくつかの例では、インプリントヘッド１３０は、基板／テンプレートのインターフェースに近い位置でテンプレート１０８の変位を評価することができる計測装置（例えば、光学式エンコーダ）を含む。インプリントヘッド１３０を６自由度で制御することにより、高いアライメントスピードおよび高いスループット（例えば、＞２０ウェハ／時）が促進される。
【００３４】
図３および図４は、それぞれ例示的なインプリントヘッドモジュール１３０の斜視図および底面図である。インプリントヘッドモジュール１３０は、ベース４０２と、ベース４０２に結合され、ベース４０２に対して相対的に並進および回転するコントロールボディ４０４と、ベース４０２およびコントロールボディ４０４に動作可能に結合された第１組のアクチュエータ４０６と、ベース４０２およびコントロールボディ４０４に動作可能に結合された第２組のアクチュエータ４０８と、ベース４０２およびコントロールボディ４０４を結合するフレキシャー４１０とを備える。テンプレートチャック１２８（図１参照）は、コントロールボディ４０４に結合され、コントロールボディと共に運動しうる。例えば、テンプレートチャック１２８は、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な並進に基づいてベース４０２に対して相対的に並進し、テンプレートチャック１２８は、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な回転に基づいてベース４０２に対して相対的に回転する。いくつかの例では、テンプレートチャック１２８およびコントロールボディ４０４は、同じ構成要素であるか、または統合されて１つの構成要素となる。
【００３５】
いくつかの実装形態では、ベース４０２は、ウェハステージブリッジ（不図示）のような、インプリントリソグラフィーシステム１００の別の構造体に結合される。ベース４０２は、コントロールボディ４０４の並進および回転のための基準構造として働き、ベース４０２に結合された構成要素のための構造的支持を提供する。ベース４０２は、中央に開口を画定するアンギュラーフレーム形状（例えば、三角形フレーム形状）を有しうる。いくつかの例では、ベース４０２に画定された開口は、テンプレート調整機構（不図示）のような他の構成要素を受け入れる。ベース４０２は、コントロールボディ（制御構造体）４０４の少なくとも一部を受け入れるように構成された凹部４１６をさらに画定しうる。
【００３６】
コントロールボディ４０４は、ベース４０２から離隔した円形部５０２と、円形部５０２から半径方向に延び、ベース４０２に結合された複数の延長部５０４とを含みうる。図３および図４に示すように、ベース４０２は、三角形のフレーム形状を有し、ベース４０２のコーナー領域に凹部４１６を画定しうる。コントロールボディ４０４は、３つの延長部５０４を含みうる。各延長部５０４は、複数の凹部４１６の１つに向かって延びて、フレキシャー４１０によってコーナー領域においてベース４０２に結合されている。いくつかの例では、ベース４０２の表面（例えば、底面）およびコントロールボディ４０４の表面（例えば、底面）は、ＸＹ平面に実質的に平行な平面に整列され、フレキシャー４１０は、ベース４０２とコントロールボディ４０４とがフレキシャー４１０によって相互に結合された状態で、ベース４０２とコントロールボディ４０４の各面に対面する。
【００３７】
第１組のアクチュエータ４０６は、第１軸（例えば、図１のＺ軸）に沿ってベース４０２に対してコントロールボディ４０４を相対的に並進させ、かつ、該第１軸に垂直な第２軸（例えば、図１のＸ軸）の周りならびに該第１軸および該第２軸に垂直な第３軸（例えば、Ｙ軸）の周りでベース４０２に対してコントロールボディ４０４を相対的に回転させる、第１の力を発生するように構成されたあらゆるタイプのアクチュエータを含みうる。例えば、第１組のアクチュエータ４０６は、電磁アクチュエータ（例えば、ボイスコイル）、圧電アクチュエータ、電気モータ、空気圧アクチュエータまたは油圧アクチュエータ、および機械的ギアなどを含むことができる。
【００３８】
いくつかの実施形態では、第１組のアクチュエータ４０６は、図３に示すような円筒形のボイスコイルを含む。この例では、移動要素４１８（例えば、移動コイル）がコントロールボディ４０４に結合され、磁石４２０がベース４０２に固定される。他の場合には、移動要素４１８がベース４０２に結合され、磁石４２０がコントロールボディ４０４に結合されうる。移動要素４１８に供給される電流に基づいて、磁界が生成される。この磁場は、移動要素４１８を磁石４２０の磁場に反応させる。磁石４２０の磁場に対する移動要素４１８のこの反応は、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を相対的にＺ軸に平行な方向に並進させる。
【００３９】
第１組のアクチュエータ４０６は、各アクチュエータの並進に基づいて、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４のＺ軸に沿った相対的な並進の他、Ｘ軸またはＹ軸の周りのコントロールボディ４０４の相対的な回転を引き起こしうる。例えば、第１組のアクチュエータ４０６が、ベース４０２に対してＺ軸方向に変位ベクトルＺ１、Ｚ２、およびＺ３だけ、延長部５０４をそれぞれ並進させるように、コントロールボディ４０４の各延長部５０４に力を加えると仮定する。典型的な場合において、コントロールボディ４０４は、互いに異なる値（例えば、大きさ、または方向）（例えば、Ｚ１≠Ｚ２、Ｚ２≠Ｚ３、およびＺ１≠Ｚ３）を有するＺ１、Ｚ２およびＺ３に基づいて、ベース４０２に対してＸ軸及び／又はＹ軸周りで相対的に回転（例えば、チップ／チルト）する他、Ｚ軸方向に並進しうる。Ｚ１、Ｚ２及びＺ３が同じ大きさ、及び同じ方向を有する場合、コントロールボディ４０４は、Ｚ軸方向における純粋な並進を達成しうる。他の場合には、コントロールボディ４０４の中心がベース４０２に対して相対的に１つの位置にとどまるように、ベクトルＺ１、Ｚ２、およびＺ３を制御することによって、コントロールボディ４０４の純粋なチップ／チルト動作が達成されうる。
【００４０】
いくつかの実装形態では、第１組のアクチュエータ４０６は、ベース４０２の中心軸（該中心軸はＺ軸に平行）の周りに配置された３つの第１アクチュエータを含む。例えば、図４に示すように、３つの第１アクチュエータは、ベース４０２の中心軸の周りに等間隔で配置され、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を、独立して、相対的に並進および回転させるように構成される。この場合、中心軸から３つの第１アクチュエータに延びる延長線Ｌは、互いに１２０度の間隔を置いて配置されている（つまり、Θ１＝Θ２＝Θ３＝１２０°）。同様に、いくつかの例では、第２組のアクチュエータ４０８は、ベース４０２の中心軸（該中心軸はＺ軸に平行）の周りに配置された３つの第２アクチュエータを含む。３つの第２のアクチュエータは、ベース４０２の中心軸の周りに等間隔に配置され、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を、独立して、相対的に並進および回転させるように構成される。この場合、中心軸から３つの第２のアクチュエータに延びる延長線Ｌは、互いに１２０度の間隔で配置されている。
【００４１】
いくつかの実装形態では、各対が第１組のアクチュエータ４０６のアクチュエータおよび第２組のアクチュエータ４０８のアクチュエータを含む複数対のアクチュエータがベース４０２の中心軸（該中心軸はＺ軸に平行）の周りに配置される。複数対のアクチュエータの各アクチュエータは、独立して、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を並進させ、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を回転させるように構成されている。例えば、３対のアクチュエータは、図３及び図４に示すように、Ｚ軸の周りに１２０度の間隔で配置されている。この場合、６つのアクチュエータ（すなわち、第１組のアクチュエータ４０６の３つのアクチュエータおよび第２組のアクチュエータ４０８の３つのアクチュエータ）は、それぞれ、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を独立して相対的に並進させ、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４を独立して相対的に回転させる。
【００４２】
図５に関して、第２組のアクチュエータ４０８は、第２軸（例えば、Ｘ軸）および第３軸（例えば、Ｙ軸）によって定義される平面（例えば、ＸＹ平面）においてベース４０２に対してコントロールボディ４０４を相対的に並進させ、かつ、第１軸（例えば、Ｚ軸）の周りでベース４０２に対してコントロールボディ４０４を相対的に回転させるように構成されたあらゆるタイプのアクチュエータを含みうる。例えば、第２組のアクチュエータ４０８は、コントロールボディ４０４に結合された平坦な移動コイル６１０と、ベース４０２に結合された平坦な磁石６０８とを含む平坦なタイプのボイスコイルを含むことができる。いくつかの例では、平坦な可動コイル６１０はベース４０２に結合され、平坦な磁石６０８はコントロールボディ４０４に結合されうる。平らな磁石６０８は、平坦な可動コイル６１０に供給される電流によって平坦な磁石６０８の表面に平行な方向に平坦なコイル６２０が並進する空間を画定しうる。平坦な磁石６０８に対する平坦な移動コイル６１０のこの並進は、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４をＸＹ平面内で相対的に並進させ、かつ、Ｚ軸の周りで相対的に回転させうる。
【００４３】
例えば、変位ベクトルＸ１、Ｘ２、およびＸ３の大きさ及び方向に基づいて、第２組のアクチュエータ４０８が、ベース４０２に対して、ＸＹ平面内で変位ベクトルＸ１、Ｘ２、およびＸ３だけ、複数の延長部５０４をそれぞれ相対的に並進させるように、コントロールボディ４０４の各延長部５０４に力を加える場合、コントロールボディ４０４は、ベース４０２に対して、それぞれ、ＸＹ平面内で相対的に並進し、かつ、Ｚ軸周り（Ｒｚ）で回転する。変位ベクトルＸ１、Ｘ２、およびＸ３の合成ベクトルに基づいて、コントロールボディ４０４は、ベース４０２に対して、ＸＹ平面内のあらゆる方向に相対的に並進し、Ｚ軸の周りで相対的に回転しうる。いくつかの例では、コントロールボディ４０４の中心が１つの位置にとどまって、ベース４０２に対してコントロールボディ４０４の純粋な回転動作の軸として機能するようにベクトルＸ１、Ｘ２およびＸ３を制御することによって、コントロールボディ４０４の純粋な回転動作が達成されうる。
【００４４】
いくつかの実装形態では、インプリントヘッド１３０は、ベース４０２およびコントロールボディ４０４に結合された複数のエンコーダユニット４１４（図３参照）をさらに含む。いくつかの例では、エンコーダユニット４１４は、ベース４０２に連結されたエンコーダブラケット４１２に結合される。各エンコーダユニットは、Ｚ軸に沿ったベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な第１変位と、Ｘ軸及びＹ軸によって定義される平面（例えば、ＸＹ平面）におけるベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な第２変位を評価するように構成される。
【００４５】
いくつかの実装形態では、図５に示すように、各エンコーダユニット４１４は、ベース４０２（例えば、エンコーダブラケット４１２）にそれぞれ結合された複数のエンコーダ６０２、６０４と、コントロールボディ４０４に結合されたエンコーダスケール６０６とを含む。エンコーダ６０２、６０４は、エンコーダスケール６０６に向かって光を放射し、エンコーダスケール６０６からの回折光を受け取るように構成される。例えば、エンコーダスケール６０６は、光学格子の周期および光の波長に基づいて、エンコーダ６０２、６０４によって放射された光を回折するように構成された光学格子を含みうる。エンコーダ６０２、６０４は、ベース４０２に対するＺ軸に沿ったコントロールボディ４０４の相対的な第１変位を評価し、ＸＹ平面内におけるベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な第２の変位を評価するように、光起電力セルのような光学センサを通して回折光を検出しうる。
【００４６】
図６は、図５のエンコーダ６０２、６０４の例示的な構成であって、軸に対して傾斜し、エンコーダスケール６０６の上に配置されたエンコーダ６０２、６０４を示している。この例では、２つのエンコーダ６０２、６０４は、Ｚ軸に対してそれぞれ角度Φ１、Φ２だけ傾斜している。例えば、角度Φ１およびΦ２は、Ｚ軸に対して４５度であってもよい。傾斜した配置は、１つのエンコーダスケール６０６を使用して実装することができ、これは、エンコーダユニットのアセンブリサイズを縮小する助けとなりうる。エンコーダスケール６０６は、エンコーダ６０２および６０４のそれぞれに対して光学格子を含み、該光学格子は、エンコーダ６０２および６０４の向きに対応する角度Φ１およびΦ２だけＺ軸に対してそれぞれ傾斜しうる。また、傾斜した配置は、Ｚ軸に平行な方向における大きな垂直方向の検出範囲を提供し、ＸＹ平面に平行な方向における大きな水平方向の検出範囲を提供しうる。傾斜した配置は、エンコーダスケール６０６のＺ方向におけるエンコーダスケール６０６の長さにおける垂直検出範囲を提供し、±１ｍｍ以内の水平検出範囲を提供しうる。垂直検出範囲は、例えば、エンコーダスケール６０６の前記長さから、エンコーダ６０２と６０４の間の垂直中心間距離（例えば、２つのエンコーダ光学センサ位置の間）を引いた長さに対応することができる。場合によっては、２つのエンコーダ６０２および６０４は、互いに直交する２つの別々のエンコーダスケールで実装される。
【００４７】
図７Ａおよび７Ｂは、図４のフレキシャー４１０の例を示し、このフレキシャー４１０は、コントロールボディ４０４をベース４０２に結合する。図７Ａは、フレキシャー４１０の上面図であり、図７Ｂは、フレキシャー４１０の側面図である。フレキシャー４１０のコンプライアンスは、第１組のアクチュエータ４０６からの第１の力および第２の組のアクチュエータ４０６からの第２の力の少なくとも１つに応答するベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な変位に対応しうる。フレキシャー４１０は、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な並進および回転を制限しうる。いくつかの例では、フレキシャー４１０は、並進および回転の方向に従って、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な並進および回転を選択的に制限する。例えば、フレキシャー４１０は、ＸＹ平面に平行な方向でよりコンプライアンスが小さく（剛性が高い）、Ｚ軸に平行な方向でよりコンプライスが大きいものでありうる。
【００４８】
フレキシャー４１０は、Ｚ軸に垂直な平面内に配置されることができ、Ｚ軸に垂直な平面に平行で、ベース４０２およびコントロールボディ４０４に対面する表面を含むことができる。例えば、フレキシャー４１０は、ベース４０２の表面に結合される複数の端部７０２と、複数の端部７０２の間に位置し、コントロールボディ４０４の表面に結合される中間部７０４と、中間部７０４と複数の端部７０２の一つとにそれぞれ結合された複数の接続部７０６とを含みうる。いくつかの例では、各接続部の幅Ｗ２は、各端部の幅Ｗ１未満であり、Ｚ軸に直交する平面における中間部の幅Ｗ３未満である。
【００４９】
いくつかの実装形態では、フレキシャー４１０の各端部７０２は、コンプライアンスの少なくとも一部を提供するように構成された１つ以上の開口７０８（例えば、スリット）を画定するように構成される。各端部７０２は、ベース４０２の表面に結合された第１部分７０２２と、第１部分７０２２と複数の接続部７０６の１つとの間に配置された第２部分７０２４とを含みうる。開口７０８は、端部７０２の第２部分７０２２に画定されうる。第２部分７０２４の厚さＴ２は、Ｚ軸に平行な方向における第１部分７０２２の厚さＴ１よりも小さい。中間部７０４は、２つの凹部７０４４の間でＺ軸に平行に延び、コントロールボディ４０４の表面に結合された突出部７０４２を含む。凹部７０４４が画定される位置における中間部分７０４の厚さＴ３は、Ｚ軸に平行な方向における突出部７０４２の厚さＴ４より小さい。
【００５０】
フレキシャー４１０は、フレキシャー４１０の構造設計（例えば、様々な幅および厚さ、開口、凹部、突出部）、フレキシャー４１０の配置、フレキシャー４１０の材料に基づいて、インプリントヘッド１３０に選択的なコンプライアンスを提供しうる。例えば、フレキシャー４１０は、第１組のアクチュエータによってＺ方向に与えられる第１の力に応答する、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４のＺ軸に沿った相対的な変位、に対応する、コンプライアンスの第１構成要素と、第２組のアクチュエータ４０８によって与えられる第２の力に応答する、Ｘ軸およびＹ軸によって定義される平面内におけるベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な変位、に対応する、コンプライアンスの第２構成要素とを含みうる。
【００５１】
いくつかの例では、コンプライアンスの第１構成要素は、コンプライアンスの第２構成要素を超える。すなわち、フレキシャー４１０は、ＸＹ平面における移動範囲（例えば、Ｘ並進、Ｙ並進、およびＲｚ）よりもＺ方向における移動範囲（例えば、Ｚ並進、ＲｘおよびＲｙ）を大きくすることを可能にしうる。例えば、フレキシャー４１０は、±１ｍｍのＺ並進、±１．４ｍｒａｄのＲｘ及びＲｙ、±０．０１ｍｍのＸ及びＹの並進、±０．２５ｍｒａｄのＲｚの範囲内で、ベース４０２に対するコントロールボディ４０４の相対的な移動範囲を可能にする。この例では、Ｚ方向の移動範囲は、Ｘ方向およびＹ方向の移動範囲の１００倍である。選択的にコンプライアンスを有するフレキシャー４１０に基づいて、インプリントヘッド１３０をＺ方向にある距離だけ移動させるのに必要な力は、インプリントヘッド１３０をＸＹ平面内で同じ距離だけ移動させるのに必要な力よりも小さくてもよい。換言すると、フレキシャー４１０のＺ剛性、すなわちＺ方向のコンプライアンスの逆数は、ＸＹ剛性より小さくてもよい。低いＺ剛性は、Ｚ方向の移動範囲をＸＹ方向の移動範囲よりも大きくしうる。いくつかの例では、Ｚ、Ｒｘ、Ｒｙの移動範囲は、インプリントプロセスの移動範囲によって決定され、Ｘ、Ｙ、およびＲｚの移動範囲は、アライメント補正範囲によって決定される。インプリント動作プロセスは、テンプレート１０８が基板１０２上のインプリントレジストに接触する前に実行されてもよく、アライメントプロセスは、テンプレート１０８が基板１０２上のインプリントレジストと液体接触しているときに実行されてもよい。他の例において、インプリントプロセスは、テンプレート１０８とインプリントレジストとの最初の接触を行わせ、そして、最初の接触後にアライメントプロセスが開始する。いくつかの場合において、Ｘ、Ｙ、およびＲｚの動作は、アライメントプロセス中にのみ要求され、あるいは必要である。フレキシャー４１０の高いＸＹ剛性は、例えば、インプリントヘッド１３０がパワーダウンされたとき、または、インプリントヘッド１３０が所定の基準位置または原点位置に移動する原点復帰動作を実行するときに、エンコーダユニット４１４がコントロールボディ４０４を検出できる範囲内にインプリントヘッド１３０（例えば、コントロールボディ４０４）を維持しうる。さらに、フレキシャー４１０の高いＸＹ剛性は、システム１００またはインプリントヘッド１３０の帯域幅などの全体のシステムダイナミクスを改善しうる。
【００５２】
いくつかの実装形態では、インプリントリソグラフィーシステム１００は、コントロールボディ４０４に対するテンプレート１０８の相対的なテンプレート配置誤差を評価するように構成された１つ以上の追加のセンサをさらに含む。この場合、第１組のアクチュエータ４０６および第２組のアクチュエータ４０８は、コントロールボディ４０４に対するテンプレート１０８のテンプレート配置誤差に基づいてコントロールボディ４０４に対するテンプレートの相対的なテンプレート配置誤差に基づいてコントロールボディ４０４を相対的に並進および回転させるように構成されることができる。例えば、追加のセンサは、倍率アクチュエータによって引き起こされうるテンプレートチャック１２８に対するテンプレート１０８の相対的な移動（例えば、滑り）を計測することができる。追加のセンサによって計測される、テンプレートチャック１２８に対するテンプレート１０８の相対的な移動（テンプレート配置誤差）は、テンプレート１０８と基板１０２との間の初期アライメント誤差を減少させために、液中アライメントプロセスが開始する前に補正されうる。この場合、追加のセンサは、アライメント時間を短縮させ、スループットを増加させうる。別の例として、製造中に異物または粒子がテンプレート１０８とテンプレートチャック１２８との間に導入され、これは、コントロールボディ４０４に対するテンプレート１０８の相対的なテンプレート配置誤差（例えば、傾斜）を引き起こしうる。追加のセンサは、このテンプレート配置誤差を評価し、第１組および第２組のアクチュエータ４０６、４０８は、テンプレート１０８と基板１０２との間のアライメント誤差を補正する他、当該テンプレート配置誤差を補正しうる。
【００５３】
図８は、６自由度の移動が可能なインプリントヘッド１３０を利用して、基板とテンプレートとの間のアライメント誤差を補正するための例示的なプロセス８００のフローチャートである。８０２において、インプリントレジストが基板（例えば、基板のインプリントフィールド）上に分配される。８０４において、インプリントレジストは、液体のインプリントレジストがインプリントヘッドモジュール上に取り付けられたテンプレートと接触する。テンプレートはアライメントマークを含み、基板はテンプレートのアライメントマークに対応するアライメントマークを含む。８０６において、テンプレートと基板との間のアライメント誤差がアライメントマーク間の距離または角度に基づいて評価される。例えば、アライメント誤差は、３つの直交軸の少なくとも１つに沿った方向の並進誤差と、３つの直交軸の少なくとも１つの周りの角度誤差とを含みうる。８０８において、アラインメント誤差は、並進誤差および角度誤差に対応する、基板に対するインプリントヘッドモジュールの相対的な６自由度の動きに基づいて調整される。
【００５４】
いくつかの実装形態では、調整は、ＸＹ平面における並進誤差およびＺ軸周りの回転誤差（Ｒｚ）を補正する平面内調整と、Ｚ方向における並進誤差またはＸ軸周りおよびＹ軸回りの回転誤差（ＲｘおよびＲｙ）を補正する平面外調整とを含む。平面外調整は、基板１０２に対してテンプレート１０８の向きを合わせるために、テンプレートが基板１０２上のインプリントレジストに接触する前に実行されうる。第１組のアクチュエータは、この平面外調整を実行しうる。平面内調整は、平面外調整の完了後にテンプレートがインプリントレジストと液体接触しているときに実行されうる。第２組のアクチュエータは、この平面内調整を実行しうる。
【００５５】
いくつかの例ではステージ移動からアライメント調整を切り離すために、全てのアライメント調整は、インプリントヘッドによって行われうる。他の例では、アライメント誤差は、テンプレートに対するステージ１０６の相対的な運動、基板に対するインプリントヘッド１３０の相対的な６自由度の運動、またはその両方によって調整されうる。例えば、ステージ１０６は、比較的大きなまたは初期のアライメント誤差を調整するために粗いアライメントを行うことができ、インプリントヘッド１３０は、粗いアライメント後に、残りのアライメント誤差を調整するために微細なアライメントを行うことができる。ある場合には、アライメントスピードを向上させるために、ステージ１０６とインプリントヘッド１３０とが一緒に駆動される。例えば、アライメント誤差が１００ｎｍの並進誤差を含む場合、ステージ１０６は、基板を第１方向に５０ｎｍ移動させるように駆動され、インプリントヘッド１３０は、第１方向とは反対の第２方向にテンプレートを５０ｎｍ移動させるように駆動されうる。
【００５６】
いくつかの実装形態では、アラインメント誤差は、角度誤差に対応する３つの直交軸の軸を決定し、決定された軸の周りでインプリントヘッドを回転させることによって角度誤差を調整することによって調整される。例えば、アライメント誤差は、並進Ｘ、Ｙ、Ｚおよび回転Ｒｘ、Ｒｙ、Ｒｚの成分を含むパラメータに分解することができる。該パラメータに基づいて、並進誤差および角度誤差は、インプリントヘッド１３０の６自由度の運動によって調整されうる。
【００５７】
インプリントリソグラフィーシステム１００が、コントロールボディに対するテンプレートの相対的なテンプレート配置誤差を評価するように構成された１以上の変位センサをさらに含む例では、テンプレート配置誤差は、テンプレートと基板との間のアライメント誤差を調整する前に、評価され補正されうる。他の例では、テンプレート配置誤差は、テンプレート配置誤差を調整する別個のプロセスなしに、アライメント誤差として調整されうる。
【００５８】
多数の実装形態が説明された。それにもかかわらず、本開示の精神および範囲から逸脱することなく、様々な変更がなされうることが理解されるであろう。従って、他の実装形態も以下の請求項の範囲内にある。
【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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８】
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