(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントリソグラフィテンプレートを保持するためのチャックシステムであって、
前記チャックシステムは：
テンプレート支持表面を有するチャック本体であって、前記テンプレート支持表面は：
前記テンプレート支持表面から延在する第１のシール及び第２のシールであって、前記第１のシールは前記第２のシールを取り囲み、前記第１のシールと前記第２のシールとの間に第１の凹部を画定する、第１のシール及び第２のシール；
前記第１の凹部内に位置し、前記テンプレート支持表面から延在する、複数の支持ピンであって、前記支持ピンは、前記テンプレートの裏側に接触するよう、並びに前記テンプレートを前記第１のシール及び前記第２のシールから距離ｄに維持するよう、適合され、前記距離ｄは、前記凹部に真空圧を印加した場合に前記テンプレートに対して真空シールを維持できるような距離である、複数の支持ピン；並びに
前記チャック本体を通って延在し、前記第１の凹部へと開口する、１つ又は複数の流体チャネル
を備える、チャック本体；並びに
前記第１の凹部に真空圧を印加するよう構成された、前記１つ又は複数の流体チャネルに動作可能に連結される、圧力制御システムを備え、
第３のシールであって、前記第２のシールは前記第３のシールを取り囲み、前記第２のシールと前記第３のシールとの間に第２の凹部を画定する、第３のシール、及び前記チャック本体を通って延在し、前記第２の凹部へと開口する、１つ又は複数の第２の流体チャネルを更に備え、
前記圧力制御システムは、前記第２の凹部に真空圧を印加するために、前記１つ又は複数の第２の流体チャネルに動作可能に連結され、
前記圧力制御システムは、前記第１の凹部及び前記第２の凹部に独立して真空圧を印加するよう適合され、
前記圧力制御システムは更に、前記第２の凹部に真空圧を印加して、前記テンプレートに印加される背圧に釣り合うように適合させるよう構成され、これによって前記支持ピンへの最小負荷が一定となることを特徴とする、チャックシステム。
【請求項２】
前記距離ｄは、０．０５〜５．０ミクロンである、請求項１に記載のチャックシステム。
【請求項３】
前記第１のシール及び前記第２のシールは、環状かつ同心である、請求項１又は２に記載のチャックシステム。
【請求項４】
前記第１の凹部内に位置する前記１つ又は複数の支持ピンは、前記チャック本体の中央に対して径方向に配置される、請求項３に記載のチャックシステム。
【請求項５】
前記第１の凹部内に位置する前記１つ又は複数の支持ピンは、等距離に離間した、径方向に配置されたペアとして設けられ、
前記ペアのうちの少なくとも１つは、前記１つ又は複数の流体チャネルのうちの少なくとも１つを挟んでいる、請求項３に記載のチャックシステム。
【請求項６】
前記第３のシールは環状であり、前記第１のシール及び前記第２のシールと同心である、請求項３に記載のチャックシステム。
【請求項７】
前記第１の凹部内に位置し、かつ第１の引き込み位置から第２の延在位置へと移動できる、１つ又は複数の引き込み可能なピンを更に備え、
前記引き込み可能なピンは、前記第２の延在位置にあるときに前記テンプレートに接触するよう適合される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のチャックシステム。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のチャックシステムを提供するステップ；
前記チャックシステムの近傍にインプリントリソグラフィテンプレートを位置決めし、１つ又は複数の前記流体チャネル及び前記第２の流体チャネルを通して真空圧を印加して、前記テンプレートをテンプレート支持表面に対して保持するステップ；
前記テンプレートに背圧を印加するステップ；
１つ又は複数の前記第２のチャネルを通して第２の凹部に印加される真空圧を増大させて、前記テンプレートに印加されている前記背圧に釣り合うように適合させるステップ
を含む、インプリントリソグラフィ方法。
【請求項９】
前記テンプレートを、基板上に配置された重合性材料に接触させるステップ；
前記重合性材料を重合して、レリーフパターンを有する前記基板上に、前記テンプレートのパターン形成表面と一致するパターン形成された層を形成するステップ；及び
前記テンプレートを、前記基板上に形成された前記パターン形成された層から分離するステップ
を更に含む、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
印加される前記背圧は、前記接触させるステップ、前記重合するステップ、前記分離するステップ中に変動し、
前記第２の凹部に対する増大した前記真空圧も同様に変動することにより、前記真空圧は、前記接触させるステップ、前記重合するステップ、前記分離するステップ中に変動した、印加される前記背圧に釣り合うように適合される、請求項９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）（１）の下で、２０１３年１１月８日出願の米国仮特許出願第６１／９０１５４９号の優先権を主張するものであり、上記仮特許出願は参照によってその全体が本出願に援用される。
【背景技術】
【０００２】
ナノ加工（ｎａｎｏ‐ｆａｂｒｉｃａｔｉｏｎ）は、１００ナノメートル以下のオーダーの特徴部分を有する極めて小さな構造体の製作を含む。ナノ加工が相当な影響を有している１つの用途は、集積回路の加工におけるものである。半導体加工産業は、より高い製造収率を得るための努力を続けており、一方で基板上に形成される単位面積あたりの回路は増大している。従ってナノ加工はますます重要になっている。ナノ加工は、より高いプロセス制御を提供する一方で、形成される構造体の最小特徴部分寸法の継続的な削減を可能としている。ナノ加工が採用される他の開発領域としては、生命工学、光技術、機械系等が挙げられる。
【０００３】
現在使用されている例示的なナノ加工技術は一般に、インプリントリソグラフィと呼ばれる。インプリントリソグラフィはまた、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、又はＭＲＡＭ、３Ｄクロスポイントメモリ、Ｒｅ‐ＲＡＭ、Ｆｅ‐ＲＡＭ、ＳＴＴ‐ＲＡＭ等の他のメモリデバイスといった、集積化デバイスの層の製作を含む、様々な用途において有用である。インプリントリソグラフィはまた、ハードディスク用の薄膜ヘッドデバイスの層の製作にも有用である。インプリントリソグラフィはまた、ハードディスクドライブ用のパターン形成されたメディア、ディスプレイ用偏光子等の光学デバイス、フォトニック結晶構造体、光電池デバイス用の光捕捉構造体及びフィルタ、バッテリ電極用のナノ構造体、改良された光子及び光電池デバイス用の量子ドット構造体、生体医学デバイス、センサを製作するために、並びに制御されたナノ粒子の製作において、使用できる。制御されたナノ粒子は、数ある使用の中でも、結晶質半導体材料を製造するために、又はポリマー系薬剤キャリアとして使用できる。例示的なインプリントリソグラフィプロセスは、特許文献１、特許文献２、特許文献３（これらは参照によってその全体が本出願に援用される）等の数多くの公刊物に詳述されている。
【０００４】
特許文献１〜３それぞれに開示されたインプリントリソグラフィ技術は、成形性（重合性）層中でのリリーフパターンの形成と、上記リリーフパターンに対応するパターンの、下層の基板への転写とを含む。基板は、パターン形成プロセスを促進するための所望の位置決めを得るために、移動ステージに連結してよい。パターン形成プロセスは、基板から離間したテンプレートと、テンプレートと基板との間に適用される成形性液体とを使用する。成形性液体は固化して、成形性液体に接触するテンプレートの表面の形状に一致するパターンを有する剛性層を形成する。固化後、テンプレートと基板とが離間するように、テンプレートを剛性層から分離する。次に、基板及び固化した層を追加のプロセスに供して、上記固化した層のパターンに対応するリリーフ像を基板に転写する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第８３４９２４１号
【特許文献２】米国特許公開第２００４／００６５２５２号
【特許文献３】米国特許第６９３６１９４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のようなインプリントリソグラフィテンプレートは典型的には、特にテンプレートを所定の位置に保持するため、並びにインプリント及び分離プロセス中に遭遇する負荷下でのテンプレートの変形を防止するために、テンプレートに構造的支持を提供する、チャック又はチャックシステムによって所定の位置に保持される。このようなチャック及びチャックシステムは典型的には、真空圧を印加することによって、テンプレートをチャック又はチャックシステムに対して保持し、また、上述のような構造的支持を提供するためにテンプレート背面に物理的に接触する多数のランド部及び／又はピンを更に含む。しかしながら、本明細書に更に記載するように、チャックとテンプレートとの間のこのような物理的接触の程度は、テンプレートパターン形成表面の平面性を維持又は誘発すること並びに位置合わせ及び平面内歪補正を達成することの必要等の、インプリントの品質保持機能に悪影響を与え得る。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、構造的支持機能を維持しながら、インプリント品質保持機能を有意に増強する、インプリントリソグラフィテンプレート用チャック、並びに関連するシステム及び方法を提供することによって、上述の及びその他の需要を満たす。これらのチャック、システム及び関連する方法は、インプリント及び分離中に十分な構造的支持を提供したまま、位置合わせ及び歪補正中にテンプレートとチャック又はチャックシステムとの接触を有意に低減するために、動的真空シールを組み込む。
【０００８】
本発明の一態様では、インプリントリソグラフィテンプレート用チャックシステムが提供され、上記チャックシステムは、テンプレート支持表面を有するチャック本体、並びに上記テンプレート表面から延在する第１及び第２のシールを有し、第１のシールは第２のシールを取り囲み、これらの間に第１の凹部を画定する。これらのシールは環状とすることができ、特定の例では同心の構成とすることもできる。複数の支持ピンも設けられ、これらは上記凹部内に位置し、これらも同様にテンプレート支持表面から延在する。支持ピンは、支持用チャックの中央に対して径方向に配置できる。これらの支持ピンは、保持されるインプリントリソグラフィテンプレートの裏側に接触するよう、また更に保持されるテンプレートを第１及び第２のシールから距離ｄに維持するよう、適合及び構成される。チャック本体を通って延在する１つ又は複数の流体チャネルも、圧力制御システムと共に設けられ、上記流体チャネルは第１の凹部へと開口しており、上記圧力制御システムは、上記１つ又は複数の流体チャネルに動作可能に連結され、第１の凹部に真空圧を印加するよう構成される。シールと支持ピンとの間の距離ｄ、即ち間隙距離は、圧力制御システムによって凹部に真空圧を印加した場合にテンプレートに対して真空シールを維持できる一方で、同時にテンプレートがシールに物理的に接触しないような距離である。即ち間隙距離ｄは、テンプレートがシールと接触するのを回避するために十分なものでありながら、保持されるテンプレートに対する真空シールを維持するために十分に小さくなるように制御される。この間隙距離ｄは、０．０５〜５．０ミクロンとすることができる。
【０００９】
本発明の更なる態様では、第３のシールを第２のシールの内側に設ける（即ち第２のシールが第３のシールを取り囲む）ことにより、これらの間に第２の凹部を画定でき、ここで１つ又は複数の追加の流体チャネルが、チャック本体を通って第２の凹部まで延在する。この第３のシールも同様に環状とすることができ、第１及び第２のシールと同心とすることができる。圧力制御システムは、上記と同様に、１つ又は複数の第２の流体チャネルに動作可能に連結され、これにより、真空圧を第１の凹部に印加するのと同時に、又はこれとは独立して、真空圧を第２の凹部にも同様に印加できる。圧力制御システムは更に、この圧力制御システムが第２の凹部に真空圧を印加して、インプリントサイクル（即ちテンプレート充填、固化及び分離）中にテンプレートに印加される背圧（即ちテンプレートの背部に印加される正圧）に釣り合うように適合されるように、構成できる。本明細書で更に詳述するように、このようなアプローチは、支持ピン上の負荷の連続的な平衡化を達成し、これにより、上記負荷をインプリントサイクル全体に亘って一定のままとして、真空シールを一定に維持できる。
【００１０】
本発明のまた更なる態様では、チャック本体の凹部内に引き込み可能なピンも含めることができる。このようなピンは、第１の引き込み位置から、これらのピンがテンプレートに接触できる第２の延在位置へと移動できる。これらの引き込み可能なピンは、支持がそれほど必要でないテンプレート充填及び位置合わせの間は引き込んだままとすることができ、更なる構造的支持が有益となり得る分離中には、テンプレートと接触するよう伸長させることができる。
【００１１】
本明細書において更に詳述するように、本発明のチャック及びチャックシステムを用いたインプリント方法も提供される。
【００１２】
本発明の特徴及び利点を詳細に理解できるように、本発明の実施形態のより詳細な説明を、添付の図面に図示された実施形態を参照して読むことができる。しかしながら、添付の図面は、本発明の典型的な実施形態を単に図示したものであり、従って本発明の範囲を限定するものとして理解されるべきものではない。というのも、本発明は他の同等に効果的な実施形態も許容しているためである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、テンプレートと基板から離間した鋳型とを有するリソグラフィシステムの概略側面図である。
【図２】図２は、パターン形成された層を有する、図１に示す基板の概略図である。
【図３Ａ】図３Ａは、従来技術の実施形態による、チャックシステム及び保持されるテンプレートの概略断面側面図である。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａのチャックシステムの底面図である。
【図４Ａ−４Ｂ】図４Ａ、４Ｂは、本発明の一実施形態による、チャックシステム及び保持されるテンプレートの概略断面側面図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明の別の実施形態による、チャックシステム及び保持されるテンプレートの概略断面側面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、図５Ａのチャックシステムの底面図である。
【図６】図６は、本発明の更に別の実施形態による、チャックシステム及び保持されるテンプレートの概略断面側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図面、特に図１を参照すると、基板１２上にリリーフパターンを形成するために使用されるリソグラフィシステム１０が図示されている。基板１２は、基板チャック１４に連結してよい。図示されているように、基板チャック１４は真空チャックである。しかしながら基板チャック１４は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気式、電磁気式及び／又はその他を含むがこれらに限定されないいずれのチャックであってよい。例示的なチャックは米国特許第６８７３０８７号に記載されており、上記米国特許は参照によって本出願に援用される。
【００１５】
基板１２及び基板チャック１４は更に、ステージ１６によって支持してよい。ステージ１６は、ｘ、ｙ、ｚ軸に沿った並進及び／又は回転運動を提供してよい。ステージ１６、基板１２、基板チャック１４はまた、基部（図示せず）上に位置決めしてもよい。
【００１６】
テンプレート１８は基板１２から離間している。テンプレート１８は、第１の側部及び第２の側部を有する本体を含んでよく、一方の側部は、該側部から基板１２に向かって延在するメサ（ｍｅｓａ）２０を有する。メサ２０はその上にパターン形成表面２２を有する。更に、メサ２０を鋳型２０と呼ぶ場合もある。あるいはテンプレート１８はメサ２０を有さずに形成される場合もある。
【００１７】
テンプレート１８及び／又は鋳型２０は、溶融シリカ、石英、ケイ素、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、硬化サファイア及び／又はその他を含むがこれらに限定されない材料から形成してよい。図示されているように、パターン形成表面２２は、複数の離間した凹部２４及び／又は突出部２６によって画定される特徴部分を備えるが、本発明の実施形態はこのような構成に限定されない（例えば平坦な表面）。パターン形成表面２２は、基板１２上に形成されることになるパターンの基礎を形成するいずれの元パターンを画定してよい。
【００１８】
テンプレート１８は、チャック２８に連結してよい。チャック２８は、真空、ピンタイプ、溝タイプ、静電気式、電磁気式及び／又は他の同様のチャックタイプを含むがこれらに限定されないものとして構成してよい。例示的なチャックは、米国特許第６８７３０８７号に更に記載されており、上記米国特許は参照によって本出願に援用される。更に、チャック２８はインプリントヘッド３０に連結してよく、これによりチャック２８及び／又はインプリントヘッド３０を、テンプレート１８の移動を促進するよう構成できる。
【００１９】
システム１０は更に、流体吐出システム３２を備えてよい。流体吐出システム３２を用いて、成形性材料３４（例えば重合性材料）を基板１２上に堆積させてよい。成形性材料３４は、滴下堆積、スピンコート、浸漬コート、化学蒸着（ＣＶＤ）、物理蒸着（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積及び／又はその他といった技術を用いて基板１２上に位置決めしてよい。成形性材料３４は、設計考慮点に応じて、鋳型２０と基板１２との間に所望の容積が画定される前及び／又は画定された後に、基板１２上に配置してよい。成形性材料３４は、生物分野、太陽電池産業、バッテリ産業及び／又は機能性ナノ粒子を必要とする他の産業において用途を有する機能性ナノ粒子であってよい。例えば成形性材料３４は、米国特許第７１５７０３６号、米国特許第８０７６３８６号に記載されているようなモノマー混合物を含んでよく、上記米国特許は共に参照によって本出願に援用される。あるいは成形性材料３４は、生体材料（例えばＰＥＧ）、太陽電池材料（例えばＮ型、Ｐ型材料）及び／又はその他を含んでよいが、これらに限定されない。
【００２０】
図１、２を参照すると、システム１０は更に、エネルギ４０を経路４２に沿って配向するために連結されたエネルギ源３８を備えてよい。インプリントヘッド３０及びステージ１６は、テンプレート１８及び基板１２を経路４２に重なるように位置決めするよう構成してよい。システム１０は、ステージ１６、インプリントヘッド３０、流体吐出システム３２及び／又は源３８と通信するプロセッサ５４によって統御してよく、またメモリ５６に記憶されたコンピュータ可読プログラム上で動作してよい。
【００２１】
インプリントヘッド３０、ステージ１６又はこれら両方は、鋳型２０と基板１２との間の距離を変化させて、成形性材料３４によって充填される鋳型２０と基板１２との間の所望の容積を画定する。例えばインプリントヘッド３０は、鋳型２０が成形性材料３４と接触するように、テンプレート１８に対して力を印加してよい。上記所望の容積を成形性材料３４で充填した後、源３８はエネルギ４０、例えば紫外線照射を生成し、これによって成形性材料３４を固化及び／又は架橋させ、基板１２の表面４４及びパターン形成表面２２の形状に適合させ、基板１２上のパターン形成された層４６を画定する。パターン形成された層４６は、残留層４８と、突出部５０及び凹部５２として示される複数の特徴部分とを備えてよく、突出部５０は厚さｔ1を有し、残留層は厚さｔ2を有する。
【００２２】
上述のシステム及びプロセスは更に、米国特許６９３２９３４号、米国特許第７０７７９９２号、米国特許第７１７９３９６号、米国特許第７３９６４７５号において言及されているインプリントリソグラフィプロセス及びシステムに採用してよく、これらの米国特許はそれぞれその全体が参照によって本出願に援用される。
【００２３】
最も効果的なインプリントリソグラフィテンプレート用チャックは、構造的支持機能、パターン品質保持機能の２つのカテゴリの機能的要件を提供する。構造的支持機能は、テンプレートを所定の位置に保持して、インプリント及び分離プロセス中に遭遇する負荷の下でのその変形を防止するために必要である。従って構造的支持用特徴部分は、例えば：（i）充填中にテンプレートの形状を調節するためのテンプレートの背圧を含むインプリント負荷を支持する；（ii）平面内及び液体内位置合わせ負荷を支持する；並びに／又は（iii）分離負荷を支持する特徴部分である。インプリント品質保持機能は、制御された充填、均一な残留層、正確なオーバレイ制御を保証するために必要である。従ってインプリント品質保持用特徴部分は、例えば：（i）テンプレートとチャックとの間に粒子が捕捉されるのを回避するために、テンプレートを接触が最小となるよう保持する；（ii）テンプレートの作用領域表面（即ちパターン形成表面）に関する理想的な平坦性若しくは平面性を維持若しくは誘発する；及び／又は（iii）倍率制御等、オーバレイに関するテンプレートの制御された平面内形状変化を許容する、特徴部分である。
【００２４】
従来のインプリントリソグラフィテンプレート用チャックは、典型的には比較的剛性であり、通常はテンプレート背面と物理的に接触するランド部及び／又はピンの組み合わせを含む。真空圧を用いて、ランド部及び／又はピンに対してテンプレートを保持してよい。テンプレートと連続的なランド部シールとの間の接触は真空領域を生成し、これを用いて静的真空力を維持してよい。印加される真空圧の下でテンプレートが有意に変形するのを回避するため、また更に、インプリント及び分離プロセスに関連する外力を含む外力からの変形に耐えるために、追加のピン又はランド部支持体を追加してよい。このようなテンプレートチャックの一例を図３Ａ〜３Ｂに示す。テンプレートチャック１６０は、保持されるテンプレート８０と重なった状態で示されている。チャック１６０は、透明窓７０を支持する内側リム７２を含み、窓７０はテンプレートの作用領域８２と重なっており、これによって、作用領域に接触した場合に重合性材料へのエネルギの伝達が可能となる。チャック６０は更に、チャック表面６１から延在してテンプレート８０の背面８４に接触する環状ランド部６２、６４を含む。これらのランド部６２、６４は、これらランド部の間に延在する、チャックとテンプレートとの間の凹部又は真空領域７４を画定する。典型的にはチャック本体内に設けられかつチャック表面６１に開口しているチャネル（図示せず）を通した、真空圧の印加により、テンプレート８０をチャック６０に対して保持する真空領域７４内の真空力が生成される。ランド部６２、６４に加えて、真空領域７４内に位置決めされたランド部６６も背面８４に接触して、印加される真空圧によって及び／又は外的偏向力によって引き起こされ得るテンプレートの有意な変形を防止する。
【００２５】
チャック６０及び同様のチャックは、必要な構造的支持機能を提供するにあたって効果的であることが分かっているが、インプリント品質保持機能を提供するにあたって効果的であるとは分かっていない。まず、このようなテンプレート用チャックの連続的な真空密閉用ランド部は、典型的には平面外方向に剛性であり、テンプレートが密閉用ランド部間で凹形方向に屈曲するのを避けるために真空領域内にピン及び／又はランド部の有意な支持を必要とする。これにより、チャックとテンプレートとの間の、このような追加のピン及び／又はランド部の形態の必要な接触領域が増大する。接触領域の増大により、テンプレートとチャック接点との間に粒子が局所的に捕捉される機会が増大する。これは、粒子捕捉領域におけるテンプレートの望ましくない局所的変形につながり得る。第２に、テンプレート製造コストを削減するために、テンプレート背面（又は裏側面）は、テンプレートの前面（又は表側面）の作用領域表面（即ちパターン形成表面）ほど正確に機械加工されないことが多い。その結果、このような裏側面は典型的には前面ほど均一な平面状、又は均一に平坦ではない。更にテンプレート背面の相対的平坦性は、テンプレート毎に変化し得る。即ち製造される複数のテンプレート間で、裏側面の平面性又は平坦性に局所的及び／又は局部的変動が存在し得る。このような変動の結果として、所定のテンプレートの裏側面は、典型的にはテンプレート裏側が均一な平面性又は平坦性を有することを期待して設計されているテンプレートチャック接触表面に、正確に適合しない場合が極めて多い。ある所定のテンプレートが真空の適用によってこのようなテンプレート用チャックに対して拘束されている場合、テンプレート用チャックの広がった大型の真空領域は、真空力がテンプレート裏側をテンプレート用チャックと表面接触させるに従って、真空力によってテンプレートチャックの裏側面を基本的に平坦化する。その結果、テンプレートの裏側面がより平坦かつより平面的な構成となるにつれて、以前に平坦であった作用領域表面はこれに応答して歪み、これはインプリントのエラーにつながり得る。第３に、典型的なテンプレート用チャックのランド部及び／又はピン支持領域は、平面外方向のみならず平面内方向にも剛性であり、これは保持されるテンプレートの効果的な歪補正に効果を有する。歪補正は、米国特許第７７６８６２４号（これは参照によってその全体が本出願に援用される）に記載されているような倍率、スキュー／直交性及び台形のエラーといったオーバレイエラーを補正するために、テンプレート周縁部に制御された力を印加するステップを含んでよい。従って、歪補正のためのいずれのテンプレート形状の変化は、テンプレートと、チャックの別個のランド部又はピン支持領域との間の僅かな相対移動を必要とする。これらのランド部及びピンはテンプレートに接触しているため、摩擦力が発生し、これは上記移動に対向するか又は上記移動に抵抗する。これらの摩擦力は、倍率及び／又は他の歪制御の可能な範囲を制限及び／又は低減し、倍率及び／又は他の歪制御の分解能を制限するヒステリシスを引き起こし得る。
【００２６】
本明細書に記載の発明は、従来のテンプレート用チャックの構造的支持機能を実質的に維持しながらインプリント品質保持機能を有意に増強する、テンプレート用チャック並びに関連するシステム及び方法を提供する。本発明によるテンプレート用チャックは、以下の特徴のうちの１つ又は複数を有してよい：（１）位置合わせ及びインプリント中のテンプレート接触領域を有意に削減でき、これによってテンプレートは、平坦な作用領域を有する元の平面外形状をより良好に保持する；（２）テンプレートとの接触は、テンプレートの十分な支持を提供するために十分に、平面外方向に剛性である；（３）テンプレートとチャックとの間の接触領域のコンプライアンスは、液体中での位置合わせ力を支持してテンプレートを実質的にチャックの中央に維持するために十分に剛性でありながら、位置合わせ及び歪補正のためにテンプレートが平面内形状を変化させる間、テンプレートとチャックとの接触領域を静的摩擦接触状態のままとすることができるように十分に柔らかいものである。
【００２７】
本明細書において更に説明するように、上述の特徴を有するテンプレート用チャックは、１つ又は複数の動的真空シールと、１つ又は複数のピンを設けることによって制御される上記１つ又は複数の真空シール間の制御された間隙とを提供することによって達成される。本明細書で使用する場合、用語「シール（ｓｅａｌ）」は、ランド部と同様にチャック表面から延在するもののテンプレートと実際に接触するようには設計されない隆起構造体を表す。寧ろ設けられるピンは、１つ又は複数のシールとテンプレートとの間の制御可能な間隙を維持するために、チャック表面から１つ又は複数のシールを超えて延在するよう適合される。この間隙は、例えば精密機械加工と、シールとピンとの間の静的段差又は高さの差を得るための堆積又はエッチングとを組み合わせることによって達成できる。あるいはピン（及び／又はシール）をピエゾスタックによって作動させることができ、これによって間隙を選択的に制御できる。間隙又は距離ｄは、０．０５ミクロン〜５．０ミクロンとすることができる。
【００２８】
図４Ａ、４Ｂを参照すると、一実施形態では、保持されるテンプレート８０に重ねて配置されるテンプレート支持表面１６を有するチャック本体１６０を有する、チャックシステムが提供される。表面１６１は、上記表面１６１から延在する第１の動的真空シール１６２、第２の動的真空シール１６４を有する。シール１６２、１６４は環状かつ同心であり、シール１６２はシール１６４を取り囲み、シール１６２とシール１６４との間に凹部１７４を画定する。この凹部１７４は、テンプレート８０の裏側８４と併せて、密閉領域又はチャック領域１７５を形成する。追加の支持ピン１６６は表面１６１から凹部１７４の中に延在する。支持ピン１６６は保持されるテンプレート８０の裏側８４に接触し、テンプレート８０を、第１のシール１６２、第２のシール１６４から所定の間隙又は距離ｄに維持する。１つ又は複数の流体チャネル（図示せず）は、チャック本体１６０を通って延在し、凹部１７４へと開口する。圧力制御システム（図示せず）が更に設けられ、流体チャネルに動作可能に連結される。圧力制御システムは、流体チャネルを介して凹部１７４に制御された真空圧を印加して維持するよう構成される。典型的な印加される真空圧は、‐３０ｋＰａ〜‐８０ｋＰａとすることができる。
【００２９】
密閉領域又はチャック領域１７５は十分に幅広く（即ちシール１６２とシール１６４との間の距離が十分に幅広く）、シール１６２、１６４とテンプレート８０の裏側８４との間の間隙又は距離ｄは、シール１６２、１６４が、テンプレートチャック力を維持する動的圧力シールを効果的に生成するために、十分に小さい。即ち、間隙を通る所定の空気（又は他のガス）の流量によって間隙内に十分な流れ抵抗を生成することによって、囲まれた密閉領域内の真空圧を維持できるよう、密閉領域は十分に幅広く、かつ間隙又は距離ｄは十分に小さい。上述のように、間隙又は距離（ｄ）は０．０５ミクロン〜５．０ミクロンとすることができる。この様式において、シール１６２、１６４をテンプレートに実際に接触させることなくテンプレート８０をチャックに対して保持するために、十分なチャック力（例えば‐３０ｋＰａ〜‐８０ｋＰａ）がチャック領域１７５全体に亘って維持される。間隙距離が５．０ミクロン以上であると、真空の漏れが可能となり得、従ってチャックに対するテンプレートの適切な保持が中断される。一方、間隙距離が０．０５ミクロン未満であると、テンプレートとシールとの局所的接触につながり得、従って比較的高いオーバレイ補正につながり得る。
【００３０】
支持ピンの数、サイズ、位置は、テンプレート上の接触領域との望ましいコンプライアンスが達成されるように選択される。このようなコンプライアンスにより、テンプレートは必要に応じて平面内形状を変化させて、チャックとの静的摩擦接触も維持しながら必要なオーバレイ位置合わせを達成できる。ピン（即ち円形又は多角形断面を有する突出部）のみを使用する利点は、ピンが全ての横方向において同様又は同一のコンプライアンスを有する点である。この様式において、接触領域のコンプライアンスが、両方の横軸（例えばｘ軸及びｙ軸）における歪補正のために同時に最適化される。一方でランド部構造体（即ちある方向において狭く他の方向に伸長している構造体）が存在する場合、コンプライアンスは最大で１つの軸に沿ってしか最適化されない。
【００３１】
ピンの位置は、テンプレート８０の作用領域８２を変形させない様式でピンが真空チャック負荷を支持するよう、選択される。真空領域におけるテンプレートの凹状歪みを引き起こす傾向がある、チャックに接触する密閉用ランド部が存在しないことにより、このような作用領域の変形を防止するために必要なピンが少なくなることに留意されたい。ピンはまた、インプリントからのテンプレートの過剰な平面外変形、分離、及び歪補正（例えば倍率制御）力も支持する。というのは、このような変形は作用領域の望ましくない平面内変形を引き起こし得るためである。ピンはまた、真空負荷及びテンプレートに作用する他の負荷から発生する動的密閉間隙の変動を減衰させる。というのは、このような密閉間隙の変動は、一定のチャック圧力を維持するために必要な流量に影響を与えるためである。以上を達成する、選択されたピンの位置の例を、図５Ｂに示し、本明細書において更に説明する。
【００３２】
図５Ａ、５Ｂを参照すると、ある追加の実施形態では、チャック本体１６０ａは、第３の内側動的真空シール１６８を更に含み、これは同様に環状かつ同心であり、またシール１６４と１６８との間に形成される凹部１７６によって画定される、追加の圧力平衡化領域１７７を生成する。圧力平衡化領域１７７は、チャック１６０によってテンプレート８０に対する背圧を用いる場合に発生し得る、潜在的に望ましくない影響を抑えるために提供される。背圧は一般に、インプリント流体充填中にインプリントリソグラフィテンプレートの形状を調節するために使用される。印加される背圧は、場合によっては、チャック領域において望ましくない屈曲モーメントを発生させる場合があり、またテンプレートに印加されるチャック力を低減させる場合がある。これらの影響は、支持ピン間で伝達される負荷を変位させて、支持ピンに対する全体的な負荷を低減できる。しかしながら、滑動することのない静的摩擦接触を保証するために、各ピンに対してある特定の最小負荷を維持する必要がある。更に、動的シール間隙ｄは、背圧を起動する（これによってガス又は空気流を増大させる）と増大し得る。背圧及びチャック領域が共通のシール間隙を共有している場合、このシールを横断する流れは、背圧を印加するにつれて更に増大し、これは高くなりすぎた場合に印加されるチャック力を中断し得る。
【００３３】
これを抑えるために、圧力平衡化領域１７７が設けられ、これは、保持又はチャック用真空領域１７５と背圧領域１８１（即ちテンプレートの作用領域に対応する裏側領域）との間に位置する真空領域からなる。即ち圧力平衡化領域１７７は、動的真空シール１６４と追加の動的真空シール１６８との間に形成される凹部１７６によって画定される。図５Ａ、５Ｂに示すように、シール１６８はシール１６４から離間しており、シール１６４はシール１６８を取り囲む。チャック領域１７５とは異なり、圧力平衡化領域１７７は支持領域を含まず、真空圧は、動的シール１６４及び追加の動的シール１６８によって生成される動的圧力シール間隙に含まれる。この圧力平衡化領域１７７は、特にピン１６６のうちの最も内側のものに対するチャック力を増大させ、上記最も内側のピンは、背圧の起動による、保持されるテンプレート８０への負荷の、典型的には最高３０ｋＰａとなり得る最も大きな低下を経験する。平衡化のための真空圧は、常に背圧を釣り合うように適合させられるように統御される。背圧がゼロである場合、平衡化のための真空圧もゼロとなり、背圧が印加されると、平衡化のための真空圧もこれと釣り合うように同様に印加される。このようにして、全ての支持ピン１６６への最小負荷を、インプリントサイクル全体に亘って（即ち充填、硬化及び分離中）略一定に保持できる。更に、動的シール間隙ｄは、平衡化のための真空圧が背圧に従って印加される際にそれほどは変化しない。圧力平衡化領域１７７は更に、真空保持領域１７５と背圧領域１８１との間の障壁領域として作用し、これにより、動的シール間隙ｄを横断する流れが背圧の起動時に略影響されない。
【００３４】
圧力平衡化領域１７７は、分離中にも使用できる。これにより、支持ピン１６６の負荷に対する分離力の影響が減衰する。分離を支援するために、正又は負のゲージ圧力が背圧領域に作用しているため、圧力平衡化領域１７７に印加される平衡化のための圧力を（分離力のフィードバックに基づいて）リアルタイムで調整して、分離力及び背圧領域の影響を抑える。
【００３５】
ピン１６６とテンプレート８０との間の静的摩擦接触を増強するために、乾燥静的摩擦係数を増強するチャック１６０又は１６０ａ及びテンプレート８０、様々な材料の組み合わせ、並びにチャック１６０若しくは１６０ａ又はテンプレート８０上のコーティングを使用してよい。テンプレート８０のための例示的な材料は、溶融シリカである。チャック１６０又は１６０ａの例示的な材料としては、シリコンカーバイド、ステンレス鋼、アルマイト、アルミナが挙げられる。ピン１６６はまた、横方向コンプライアンスを増大させる若しくは摩擦を増大させるポリマーから形成してもよく、又は上記ポリマーでコーティングしてもよい。
【００３６】
図５Ｂを参照すると、チャック１６０ａは、チャック領域１７５内のピン１６６の特定の配置を含み、これもまた、シール１６２とシール１６４との間の凹部１７４によって画定される。３２個のピン１６６が、径方向にペアになった状態で概ね等間隔に離間して設けられ、上記ペアは１つ置きに、圧力供給チャネル１７８を挟んでいる。同様に、利用するピン又はピンのペアの数はより少なくすることも多くすることもできる。ピンの直径は０．３ｍｍ〜０．８ｍｍとすることができ、ピンの高さは０．２ｍｍ〜１．５ｍｍとすることができる。ここでもまた、シール１６４と追加の内側シール１６８との間の凹部１７６によって画定された平衡化領域１７７はピンを有さないが、上記領域の周りに径方向に離間した圧力供給チャネル１７９を含む。テンプレート８０とチャック１６０ａとの間の静的摩擦接触が維持されるため、倍率に関してテンプレートの形状の変化は殆ど完全に弾性である。従って、チャック１６０ａを組み込むチャックシステムは、倍率補正分解能を制限せず、ヒステリシスの悪影響を受けない。
【００３７】
図６に移ると、更なる実施形態では、チャック２６０は、テンプレート支持表面２６１から延在する、径方向に配置された動的シール２６２、２６４、２６８を備え、これらは可変チャック領域及び可変支持領域を提供する。最も外側のシール２６２から最も内側のシール２６８まで延在するチャック領域２７５の全体を、分離中に使用し、分離力は典型的にはインプリントリソグラフィプロセスにおける最も強い力となる。分離中にチャック領域２７５全体を使用することにより、テンプレート８０の背面８４の大半に分布する極めて剛性の支持領域を提供する。チャック用真空力も、引き込み可能なピン２６６、及びチャック領域２７５全体に分布する固定されたピン２６９によって支持され、これによりテンプレート８０がこの力によって歪むのを防止できる。更に詳述するように、引き込み可能なピン２６６は、分離中にテンプレートの背面８４に接触するよう伸長する。あるいは引き込み可能なランド部を同様に使用できる。
【００３８】
インプリント及び位置合わせ中、チャック領域２７５全体の大半の部分を非作用状態とする。即ち図６に示すように、チャック領域２７５の非作用部分の引き込み可能なピン２６６を、テンプレート８０の背面８４と接触しなくなるように物理的に引き込む。この引き込みの幅は、僅か数ミクロン程度しか必要なく、例えばピエゾアクチュエータを用いて達成できる。中央のシール２６４から最も内側のシール２６８まで延在する残りのチャック領域２７７は作用状態のままであり、チャック用真空力下にあり、更に固定された支持ピン２６９を含む。これらの支持ピンは例えば、３つの接点（又は３つの隔離された接触領域）のみを備えてよく、これはテンプレートを安定して保持するために必要な最小の個数である。このような３点での接触により、テンプレート８０は再びその元の形状（即ちテンプレートに力が作用していない状態の形状）を略得ることができ、これにより作用領域８２は、テンプレートの背面８４が平坦でない場合でさえ平坦なままとなる。更に、接触したままである全ての指示ピン２６９の全体的な平面内コンプライアンスは大幅に低減され、これにより、ピン２６９が静的摩擦接触を維持したままオーバレイの歪補正を実施できる。ここで静的摩擦を維持するために、残りのチャック力（即ち残りのチャック領域２７７に印加された真空力）は、接触したままのピン２６９に作用する垂直方向の力が最小となるよう、十分に大きい必要がある。例えば、印加されるチャック力は、引き込まれるピン２６６に比例して低下してよく、これにより残りのピン２６９は同一の垂直方向の力を有したままとなる。
【００３９】
本説明から、当業者には様々な態様の更なる修正形態及び代替実施形態が明らかとなるであろう。従って本説明は単なる例示として解釈されたい。本出願中で図示及び説明した形態は、実施形態の例として解釈されるべきものであることを理解されたい。本出願において図示及び説明された要素及び材料は置換してよく、部分及びプロセスは逆転してよく、複数の特定の特徴は独立して利用してよく、これらは全て、本説明の利点を理解した当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ−４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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