(57)【要約】【課題】インプリント可能な材料の薄い連続的な層を形成するのにかかる時間が増大すること、インプリントテンプレートと基板の間からガスを放出するのに時間がかかること、テンプレートと基板の間に挟まれたガスが閉じ込められて気泡が形成されること等を防止するインプリントリソグラフィ装置を提供する。【解決手段】一実施形態では、インプリントテンプレートを実質的に二分する中立面を有するインプリントテンプレートを支持する支持構造物と、インプリントテンプレートが支持構造物によって支持されているときアクチュエータが支持構造物とインプリントテンプレートの側部との間に位置するように、ある位置に位置するアクチュエータとを含み、アクチュエータが、インプリントテンプレートの中立面から変位されている場所でインプリントテンプレートと接する、インプリントリソグラフィ装置が開示される。【選択図】図４ｂ
2008098633.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を実質的に二分する中立面を有する前記インプリントテンプレートを支持する支持構造物と、
前記インプリントテンプレートが前記支持構造物によって支持されているときアクチュエータが前記支持構造物と前記インプリントテンプレートの側部との間に位置するように、ある位置に位置するアクチュエータと、
を備え、
前記アクチュエータが、前記インプリントテンプレートの前記中立面から変位されている場所で前記インプリントテンプレートと接する、
インプリントリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記インプリントテンプレートが前記支持構造物によって支持されているときアクチュエータが前記インプリントテンプレートの前記中立面の各側に位置する、
請求項１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記インプリントテンプレートの反対側に接するように、さらなるアクチュエータが前記支持構造物の反対側に設けられる、
請求項１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記アクチュエータが、複数のアクチュエータの１つである、
請求項１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記アクチュエータが個々に制御可能である、
請求項４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記アクチュエータが、前記支持構造物の側部に沿って延びる列を形成する、
請求項４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記アクチュエータが、前記支持構造物の側部に沿って延びる２つの列を形成する、
請求項４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記２つの列が、実質的に互いに平行である、
請求項７に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項９】
７つのアクチュエータが設けられる、
請求項４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１０】
前記アクチュエータがピエゾ素子である、
請求項１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１１】
インプリントテンプレートを保持するのに適し、支持構造物によって支持されるインプリントテンプレートホルダと、
前記支持構造物と前記インプリントテンプレートホルダの側部との間に位置するアクチュエータと、
を備え、
前記インプリントテンプレートホルダが、前記インプリントテンプレートホルダを実質的に二分する中立面を有し、前記アクチュエータが、前記インプリントテンプレートホルダの中立面から変位されている場所で前記インプリントテンプレートホルダと接する、
インプリントリソグラフィ装置。
【請求項１２】
アクチュエータが前記インプリントテンプレートホルダの前記中立面の各側に位置する、
請求項１１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１３】
前記インプリントテンプレートホルダの反対側に接するように、さらなるアクチュエータが前記支持構造物の反対側に設けられる、
請求項１１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１４】
前記アクチュエータが、複数のアクチュエータの１つである、
請求項１１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１５】
前記アクチュエータが個々に制御可能である、
請求項１４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１６】
前記アクチュエータが、前記支持構造物の側部に沿って延びる列を形成する、
請求項１４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１７】
前記アクチュエータが、前記支持構造物の側部に沿って延びる２つの列を形成する、
請求項１４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１８】
前記２つの列が、実質的に互いに平行である、
請求項１７に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１９】
７つのアクチュエータが設けられる、
請求項１４に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項２０】
前記アクチュエータがピエゾ素子である、
請求項１１に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項２１】
インプリントテンプレートの側部に力を与えるステップを含み、前記インプリントテンプレートが、前記インプリントテンプレートを実質的に二分する中立面を有し、前記力が、前記インプリントテンプレートの前記中立面から変位されている場所で与えられ、前記力を与えることにより、前記インプリントテンプレートが曲がり、外向きに湾曲した表面を形成する、
インプリントリソグラフィ方法。
【請求項２２】
インプリント可能な表面にパターンを刻み込むために、前記インプリントテンプレートの前記外向きに湾曲した表面を使用するステップをさらに含む、
請求項２１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２３】
前記インプリントテンプレートを平坦化するために、前記インプリントテンプレートの前記中立面のどちらかの側に力を与えるステップをさらに含む、
請求項２１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２４】
前記インプリントテンプレートの歪みを補正するために前記インプリントテンプレートに力を与えるステップをさらに含む、
請求項２１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２５】
前記インプリントテンプレートの拡大を補正するために、前記インプリントテンプレートの両側に力を与えるステップをさらに含む、
請求項２１に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２６】
インプリントテンプレートを保持しているインプリントテンプレートホルダの側部に力を与えるステップを含み、前記インプリントテンプレートホルダが、前記インプリントテンプレートホルダを実質的に二分する中立面を有し、前記力が、前記インプリントテンプレートホルダの前記中立面から変位されている場所で与えられ、前記力を与えることにより、前記インプリントテンプレートホルダが曲がり、前記テンプレートホルダが曲がることにより、前記インプリントテンプレートが曲がり、外向きに湾曲した表面を形成する、
インプリントリソグラフィ方法。
【請求項２７】
インプリント可能な表面にパターンを刻み込むために、前記インプリントテンプレートの前記外向きに湾曲した表面を使用するステップをさらに含む、
請求項２６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２８】
前記インプリントテンプレートホルダおよび前記インプリントテンプレートを平坦化するために、前記インプリントテンプレートホルダの前記中立面のどちらかの側に力を与えるステップをさらに含む、
請求項２６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２９】
前記インプリントテンプレートの歪みを補正するために前記インプリントテンプレートホルダに力を与えるステップをさらに含む、
請求項２６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項３０】
前記インプリントテンプレートの拡大を補正するために、前記インプリントテンプレートホルダの両側に力を与えるステップをさらに含む、
請求項２６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、インプリントリソグラフィに関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  リソグラフィでは、所与の基板エリア上でフィーチャの密度を高めるために、リソグラフィパターン内のフィーチャのサイズを削減することが継続的に望まれている。フォトリソグラフィでは、より小さなフィーチャを求める努力により、液浸リソグラフィや極端紫外（ＥＵＶ）リソグラフィなど諸技術が開発されているが、それらはかなりコストがかかる。
【０００３】
[0003]  ますます関心を集めている、潜在的にそれほどコストがかからない、より小さなフィーチャへの道は、いわゆるインプリントリソグラフィであり、インプリントリソグラフィは、一般に、パターンを基板上に転写するためにテンプレートの使用を必要とする。インプリントリソグラフィの利点は、フィーチャの解像度が、たとえばフォトリソグラフィでの場合のように放射ビームの波長、または投影システムの開口数によって制限されず、主に（スタンプとも呼ばれる）テンプレート上のパターン密度によって制限されるにすぎないことである。インプリントリソグラフィに対する３つの主な手法があり、それらの例が、図１ａから図１ｃに概略的に示されている。
【０００４】
[0004]  図１ａは、あるタイプのインプリントリソグラフィの例を示し、これは、しばしばマイクロコンタクトプリンティングと呼ばれる。マイクロコンタクトプリンティングは、分子１１（典型的には、チオールなどのインク）の層をテンプレート１０（たとえば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）テンプレート）から、基板１２および平坦化／転写層１２’によって支持されるレジスト層１３上に転写することを必要とする。テンプレート１０は、その表面上にフィーチャのパターンを有し、分子層は、フィーチャ上に配置される。テンプレートがレジスト層に押し付けられたとき、分子１１の層がレジスト上に転写される。テンプレートを除去した後で、転写された分子層によって覆われていないレジストのエリアが基板までエッチングされるように、レジストがエッチングされる。マイクロコンタクトプリンティングに関するさらに多くの情報については、たとえば米国特許第６１８０２３９号を参照されたい。
【０００５】
[0005]  図１ｂは、いわゆるホットインプリントリソグラフィ（またはホットエンボッシング）の例を示す。典型的なホットインプリントプロセスでは、基板１２の表面上に塗布（cast）されている熱硬化性または熱可塑性ポリマー樹脂１５内に、テンプレート１４が押される。たとえば、この樹脂は、基板表面上に、または図の例のように平坦化／転写層１２’上にスピンコートされ、ベークされる。熱硬化性ポリマー樹脂が使用されるとき、樹脂はある温度に加熱され、その結果、テンプレートと接触したとき、樹脂は、テンプレート上に画定されたパターンフィーチャに流れ込むように十分流動可能なものとなる。次いで、樹脂を熱硬化（架橋）するために樹脂の温度が高められ、その結果、樹脂は凝固し、所望のパターンを不可逆的に身に付ける。次いで、テンプレートを除去し、パターン形成された樹脂を冷却させることができる。熱可塑性ポリマー樹脂の層を使用するホットインプリントリソグラフィでは、熱可塑性樹脂が、テンプレートでインプリントされる直前に自由に流動可能な状態になるように加熱される。熱可塑性樹脂のガラス転移温度よりかなり高い温度に樹脂を加熱することが必要となる可能性がある。テンプレートが流動可能な樹脂に押し込まれ、次いで、パターンを硬化するために、テンプレートが定位置にある状態で、そのガラス転移温度未満に冷却される。その後で、テンプレートが除去される。パターンは、樹脂の残りの層から浮き彫りにされたフィーチャを備えることになり、次いで、その残りの層を適切なエッチングプロセスによって除去し、パターンフィーチャだけを残すことができる。ホットインプリントリソグラフィプロセスで使用される熱可塑性ポリマー樹脂の例は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ベンジルメタクリレート）、またはポリ（シクロヘキシルメタクリレート）である。ホットインプリントに関するさらに多くの情報については、たとえば米国特許第４７３１１５５号および第５７７２９０５号を参照されたい。
【０００６】
[0006]  図１ｃは、ＵＶインプリントリソグラフィの例を示し、これは、透明テンプレート、およびレジストとしてＵＶ硬化可能な液体の使用を必要とする（「ＵＶ」という用語は、ここでは便宜上使用されるが、レジストを硬化するための任意の好適な化学線を含むものとして解釈すべきである）。ＵＶ硬化可能な液体は、しばしば、ホットインプリントリソグラフィで使用される熱硬化性または熱可塑性樹脂より粘性が低く、したがって、はるかに速く移動してテンプレートフィーチャを充填する可能性がある。石英テンプレート１６が、図１ｂのプロセスと同様の形でＵＶ硬化可能な樹脂１７に付けられる。しかし、ホットインプリントのように加熱または温度サイクリングを使用するのではなく、テンプレートを介して樹脂上に与えられるＵＶ放射で樹脂を硬化することによって、パターンが「凍結」される。テンプレートを除去した後で、パターンは、樹脂の残りの層から浮き彫りにされたフィーチャを備えることになり、次いで、その残りの層を適切なエッチングプロセスによって除去し、パターンフィーチャだけを残すことができる。ＵＶインプリントリソグラフィによって基板をパターン形成する特定のやり方は、いわゆるステップ・アンド・フラッシュインプリントリソグラフィ（ＳＦＩＬ）であり、これは、たとえばＩＣ製造で従来使用されている光学ステッパと同様の形で、いくつかの後続のステップにおいて基板をパターン形成するために使用することができる。ＵＶインプリントに関するさらに多くの情報については、たとえば米国特許出願公開第２００４−０１２４５６６号、米国特許第６３３４９６０号、ＰＣＴ特許出願公開第ＷＯ０２／０６７０５５号、Ｊ．Ｈａｉｓｍａによる「Ｍｏｌｄ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｎａｎｏｌｉｔｈｏｇｒａｐｈｙ：  Ａ  ｐｒｏｃｅｓｓ  ｆｏｒ  ｒｅｌｉａｂｌｅ  ｐａｔｔｅｒｎ  ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ」（Ｊ．Ｖａｃ．Ｓｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｂ１４（６）、１９９６年１１月／１２月）という表題の論文を参照されたい。
【０００７】
[0007]  上記のインプリント技法の組合せもまた可能である。たとえば、レジストを加熱しＵＶ硬化する組合せについて述べている米国特許出願公開第２００５−０２７４６９３号を参照されたい。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0008]  インプリントリソグラフィに対する上述の手法、特にホットインプリントリソグラフィおよびＵＶインプリントリソグラフィでは、インプリント可能な材料（たとえば、インプリント液）が基板とテンプレートの間に挟まれ、テンプレートのエリア全体にわたって薄い連続的な層を形成する。インプリント可能な材料が基板とテンプレートの間に挟まれたとき、材料が外向きに押し出され、最終的に材料の薄い連続的な層を形成する。同時に、テンプレートと基板の間に存在するガス（たとえば、空気）もまた挟まれる。テンプレートが基板に接近するにつれて、インプリント可能な材料およびガスが外向きに、またテンプレートのフィーチャの周りで流れるのがより困難になる。テンプレートが基板に近づくほど、インプリント可能な材料は、流れるのがより遅くなる。したがって、インプリント可能な材料がゆっくり流れるため、薄い連続的な層を形成するのにかかる時間が増大する。同様に、テンプレートが基板に近づくほど、インプリントテンプレートと基板の間からガスを放出するのに、より長くかかる。また、テンプレートと基板の間に挟まれたガスが閉じ込められるおそれがあり、インプリントパターン内に欠陥を引き起こす気泡を形成する可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]  本発明の一態様によれば、支持構造物によって支持されたインプリントテンプレートと、支持構造物とインプリントテンプレートの側部との間に位置するアクチュエータとを備え、インプリントテンプレートが、インプリントテンプレートを実質的に二分する中立面を有し、アクチュエータが、インプリントテンプレートの中立面から変位されている場所でインプリントテンプレートと接する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１０】
[00010]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートを保持するのに適し、支持構造物によって支持されるインプリントテンプレートホルダと、支持構造物とインプリントテンプレートホルダの側部との間に位置するアクチュエータとを備え、インプリントテンプレートホルダが、インプリントテンプレートホルダを実質的に二分する中立面を有し、アクチュエータが、インプリントテンプレートホルダの中立面から変位されている場所でインプリントテンプレートホルダと接する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１１】
[00011]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートの側部に力を与えるステップを含み、インプリントテンプレートが、インプリントテンプレートを実質的に二分する中立面を有し、力が、インプリントテンプレートの中立面から変位されている場所で与えられ、力を与えることにより、インプリントテンプレートが曲がり、外向きに湾曲した表面を形成する、インプリントリソグラフィ方法が提供される。
【００１２】
[00012]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートを保持しているインプリントテンプレートホルダの側部に力を与えるステップを含み、インプリントテンプレートホルダが、インプリントテンプレートホルダを実質的に二分する中立面を有し、力が、インプリントテンプレートホルダの中立面から変位されている場所で与えられ、力を与えることにより、インプリントテンプレートホルダが曲がり、テンプレートホルダが曲がることにより、インプリントテンプレートが曲がり、外向きに湾曲した表面を形成する、インプリントリソグラフィ方法が提供される。
【００１３】
[00013]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートを実質的に二分する中立面を有するインプリントテンプレートを支持する支持構造物と、インプリントテンプレートが支持構造物によって支持されているときアクチュエータが支持構造物とインプリントテンプレートの側部との間に位置するように、ある位置に位置するアクチュエータとを備え、アクチュエータが、インプリントテンプレートの中立面から変位されている場所でインプリントテンプレートと接する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１４】
[00014]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートホルダを支持する支持構造物を備え、支持構造物がアクチュエータを備え、アクチュエータが、インプリントテンプレートホルダが支持構造物によって支持されているときアクチュエータが支持構造物とインプリントテンプレートホルダの側部との間に位置するように、ある位置に位置し、インプリントテンプレートホルダが、インプリントテンプレートホルダを実質的に二分する中立面を有し、アクチュエータが、インプリントテンプレートホルダの中立面から変位されている場所でインプリントテンプレートホルダと接する、インプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１５】
[00015]  次に、本発明の実施形態について、対応する符号が対応する部分を示す添付の概略図面を参照しながら、例としてのみ述べる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
[00022]  図２ａは、インプリントプロセス、具体的にはホットインプリントプロセスまたはＵＶインプリントプロセスを概略的に示す。インプリントテンプレート２２が、基板２１の真上に配置される。インプリント液２０の液滴は、図では、基板２１上に堆積される（しかし、インプリント液２０の液滴は、インプリントテンプレート２２上に提供される可能性がある）。基板２１とインプリントテンプレート２２の間に間隙があり、この間隙は、ガス２３で充填される。
【００１７】
[00023]  図２ｂは、基板２１に近づけられ、インプリント液２０に接触されたインプリントテンプレート２２、および／またはその逆を示す。インプリントテンプレート２２がインプリント液２０に接触したとき、インプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙が減少する。同時に、インプリント液２０の各液滴によって覆われた、基板２１の面積が増大する。したがって、インプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙が減少するため、インプリント液２０は、さらに遠くに流れなければならない。インプリントテンプレート２２が基板２１に近づけられたとき、たとえばインプリントテンプレート２２が抵抗を受ける。この抵抗は、インプリント液２０の流れに対する抵抗に起因すると考えられ、また、インプリントテンプレート２２と基板２１の間のガス２３の圧縮によるものである可能性がある。たとえばインプリントテンプレート２２が基板２１に近づけられたとき、一部のガス２３がインプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙から押し出されることになり、一部のガス２３は、インプリントテンプレート２２と基板２１の間の小さなポケット２３ａ内に残る可能性がある。これらのガスポケット２３ａは、インプリントパターンから移動することが困難または不可能であるおそれがあり、したがって、インプリントテンプレート２２によって形成されるインプリントパターン内で欠陥を引き起こす。
【００１８】
[00024]  図２ａおよび図２ｂから、図のインプリントプロセスは、インプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙が減少したとき、増大された液体流および増大された抵抗により遅くなることがわかる。図２ａおよび図２ｂはまた、インプリントパターン内で欠陥を引き起こす可能性があるガスポケット２３ａが形成され得ることを示す。１つまたは複数のこれらの問題を解決するために、インプリントテンプレート２２がインプリント液２０と接触したとき、インプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙がインプリントテンプレート２２の中心から縁部にかけて増大するように、インプリントテンプレート２２を曲げることが提案される。
【００１９】
[00025]  図３ａは、曲げられたテンプレート２２を示す。テンプレートは、基板２１上に堆積されたインプリント液２０上にパターンを刻むために、外向きに湾曲した表面が使用されるように曲げられる。図３ｂは、インプリント液２０と接触する、曲げられたインプリントテンプレート２２を示す。インプリントテンプレート２２の外向きに湾曲した表面が、インプリント液２０内にパターンを与えるために使用されるため、インプリントテンプレート２１と基板２２の間の間隙がインプリントテンプレート２２の中心から縁部にかけて増大する。
【００２０】
[00026]  インプリントテンプレート２２と基板２１の間の間隙がインプリントテンプレート２２の中心から縁部にかけて増大するため、インプリント液２０およびガス２３は、インプリントテンプレート２２の中心から離れて、より容易に流れることができる。インプリント液２０およびガス２３がより容易に流れることができるため、インプリントテンプレート２２は、インプリント液２０と接触したとき受ける抵抗が少なくなり、これはインプリントプロセスをより容易に行うことができることを意味する。さらに、インプリントテンプレート２２の湾曲によりガス２３がインプリントテンプレート２２の中心から押し離されるため、ガスポケットがインプリントパターン内で形成する機会が低減される可能性がある。
【００２１】
[00027]  曲げられたインプリントテンプレート２２がインプリント液２０と接触した後で、インプリントテンプレート２２をインプリント液２０上に平坦化し、パターンをインプリント液２０に刻み込むことができる。
【００２２】
[00028]  インプリントテンプレート２２を曲げるために、インプリント液と接触しないインプリントテンプレート２２の側部（すなわち、インプリントテンプレート２２の「裏面backside」）に設けられた圧力チャンバを使用することが提案される。圧力チャンバ内の圧力が、インプリントテンプレートを曲げるように増減される。しかし、インプリントテンプレートの裏面で圧力チャンバを使用することの欠点は、圧力のこれらの変化を与えるために、圧力チャンバがインプリントテンプレートの裏面に位置しなければならないことである。したがって、圧力チャンバの使用は、たとえばインプリント液２０を硬化させるために使用されるＵＶ放射の経路を遮る可能性がある。別の問題は、圧力チャンバの使用により、圧力チャンバを気密に維持する必要がある点で、厳しい構造上の制限が課される可能性があることである。圧力チャンバ内の圧力の変化により、インプリントテンプレート２２が所期の方と反対の方に曲がることさえできる可能性があり、これは望ましくない。
【００２３】
[00029]  図４ａおよび図４ｂは、本発明の一実施形態によるインプリント装置を示す。図４ａは、装置の下面図を示し、図４ｂは、線Ｉ−Ｉに沿った図４ａの装置の部分断面図を示す。
【００２４】
[00030]  この装置は、実質的に平面状であるインプリントテンプレート３０を含む。インプリントテンプレート３０は、２つの実質的に正方形の表面を有し、その一方は、パターン形成領域３０ａを備え、その他方は、「裏面」３０ｂ（すなわち、インプリントテンプレート３０の非パターン形成領域）として知られる。インプリントテンプレート３０はまた、インプリントテンプレート３０の周りに延在する４つの周辺側部を有する。支持構造物３１が、インプリントテンプレート３０の周囲に延びている。支持構造物３１は、インプリントテンプレート３０の周面を押し付けるピエゾ素子（圧電素子）３２を使用して、インプリントテンプレート３０を定位置で保持する。別法として、ピエゾ素子３２は、インプリントテンプレート３０内の１つまたは複数の凹部またはガイド（など）内に収容することができる。
【００２５】
[00031]  図４ａは、インプリントテンプレート３０の各側部が、たとえば７つのピエゾ素子３２によって支持されることを示す。しかし、図４ｂから、インプリントテンプレート３０を支持構造物３１に取り付ける２層のピエゾ素子があることがわかる。第１の層のピエゾ素子３２ａは、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方に位置する。ピエゾ素子３２の第２の層は、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの下方に位置する。第１の層のピエゾ素子３２ａおよび第２の層のピエゾ素子３２ｂは、実質的に互いに平行に、また支持構造物３１の各それぞれの側部に沿って延びる。
【００２６】
[00032]  純曲げで荷重されたとき、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰは、圧縮応力および引っ張り応力がゼロである所で平面である。中立面ＮＰは、インプリントテンプレート３０を介して、それを横切って延び、インプリントテンプレート３０の周面のそれぞれを実質的に二分する。インプリントテンプレート３０の中心に向かって導かれる力がインプリントテンプレート３０の周面に与えられた場合、その力が中立面ＮＰの上方に与えられるか、それとも下方に与えられるかに応じて、インプリントテンプレート３０を（図４ｂに示されているインプリントテンプレート３０の向きに対して）上または下に曲げることができる。一般に、インプリントテンプレート３０は、力をインプリントテンプレートの側部に与えることによって曲げることができ、その力は、その側部を実質的に二分する中立面から変位された位置で与えられる。
【００２７】
[00033]  図５ａから図５ｃは、インプリントテンプレート３０を曲げるためにピエゾ素子３２ａ、３２ｂの層をどのように使用することができるかを示す。図５ａから、電位差がピエゾ素子３２ａ、３２ｂの層にわたって与えられないとき、ピエゾ素子３２ａ、３２ｂは伸張も収縮もしないことがわかり、これはインプリントテンプレート３０の周面に向かって、または周面から力が与えられないことを意味する。
【００２８】
[00034]  図５ｂでは、第１の層のピエゾ素子３２ａにわたって電圧が与えられており、その結果、ピエゾ素子は、テンプレート３１の中心に向かって、また中立面ＮＰの上方で力を与える。そのような力を与えることにより、インプリントテンプレートが下向きに曲がることがわかる。したがって、図５ｂは、電圧が上部層のピエゾ素子３２ａにわたって与えられたとき、ピエゾ素子３２ａは、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方でインプリントテンプレート３０の周縁部を押し付ける。上部層のピエゾ素子３２ａがそのような力を与えさせられたとき、インプリントテンプレート３０は、強制的に下向きに曲げられ、これはまた、インプリントテンプレート３０のパターン形成領域３０ａを下向きに曲げさせる。
【００２９】
[00035]  パターン形成領域３０ａを含むインプリントテンプレート３０が下向きに曲げられたとき、インプリントテンプレート３０は、図３ａおよび図３ｂの曲げられたテンプレート２２に関連して述べられているものと同じやり方で使用することができる。曲げられたインプリントテンプレート３０が、基板上に堆積されたインプリント液と接触した後で、上部層のピエゾ素子３２ａによってインプリントテンプレートに与えられた力を除去する（すなわち、上部層のピエゾ素子３２ａにわたる電圧がゼロに削減される）ことができる。たとえばインプリントテンプレートにその中立面ＮＰの上方で与えられた力が除去されたとき、インプリントテンプレート３０は、平らな状態に弛緩することになり、インプリントテンプレート３０のパターン形成領域３０ａを平らな状態に弛緩させる。インプリントテンプレート３０のパターン形成領域３０ａが平らな状態に弛緩すると、パターン形成領域３０ａのパターンの外縁部がインプリント液と接触することになり、テンプレート３０が平坦化したとき液体およびガスを押し出し、液体の連続的な層を形成する。インプリントテンプレート３０が平坦化された後で、パターンを（液体を加熱または冷却することにより、あるいはＵＶ放射に曝すことによって）基板上のインプリント液に永久的に刻み込むことができる。
【００３０】
[00036]  図５ｃは、中立面ＮＰの上方および下方で力を与えることにより、インプリントテンプレートをどのようにまっすぐにする（すなわち、伸ばす）ことができるかを示す。インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方および下方で等しい力が与えられるように、上部層のピエゾ素子３２ａにわたって、また下部層のピエゾ素子３２ｂにわたって、電位差を与えることができる。中立面ＮＰの上方および下方でそのような力を与えることは、インプリントテンプレート３０を平坦化し、インプリントテンプレート３０がインプリント液と接触したときインプリントテンプレート３０を徐々に平坦化するために使用することができる。（上述のように）別法として、インプリントテンプレートは、力をインプリントテンプレートの側部に与えず、インプリントテンプレートが平らな状態に弛緩するのを許すことによって平坦化させることができる。
【００３１】
[00037]  図４および図５の実施形態について、支持構造物３１によって支持されたインプリントテンプレート３０を参照して述べた。代替の実施形態が、図６に示されている。図６では、インプリントテンプレート４０が、テンプレートホルダ４１によって保持される。次いで、テンプレートホルダ４１は、上述のものと同じ形で、ピエゾ素子３２を介して支持構造物３１によって支持される。インプリントテンプレート３０がどのように曲げられるかに関する図４および図５の説明の諸部は、図６のテンプレートホルダ４１を曲げることに同等に当てはまる。インプリントホルダ４１の側部に、その中立面ＮＰから変位されて与えられる力により、ホルダが曲がることになる。インプリントテンプレート４０は、テンプレートホルダ４１が曲がることによりインプリントテンプレート４０が曲がるような形で、テンプレートホルダ４１によって保持される。
【００３２】
[00038]  テンプレートホルダ４１は、支持構造物３１から取外し可能であっても、ピエゾ素子３２によって支持構造物３１に固定されてもよい。テンプレートホルダ４１は、様々なインプリントテンプレートをインプリントホルダと共に使用することができるように、インプリントテンプレート４０を解放可能に保持することができる。インプリントテンプレート４０は、任意の好適な手段、たとえば静電力、接着剤または他の固定用液体、あるいはナットおよびボルトまたは他の締結具など機械的手段を使用して、テンプレートホルダ４１によって定位置で保持させることができる。
【００３３】
[00039]  上記の実施形態では、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方および下方で力を与えることについて、単純なオン・オフの形で述べた。たとえば、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方で力を与えることにより、インプリントテンプレート３０が下向きに曲がることになる。しかし、インプリントテンプレート３０の曲げは、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方および下方で様々な大きさの力を与えることによって達成することができる。中立面ＮＰの上方で与えられた力が中立面ＮＰの下方で与えられた力より大きい場合、インプリントテンプレート３０は、（図に示されている向きで）下向きに曲がることになる。中立面ＮＰの下方で与えられた力が中立面ＮＰの上方で与えられた力より大きい場合、インプリントテンプレートは、上向きに曲がることになる。中立面の上方および下方で与えられた力が実質的に等しい場合、インプリントテンプレート３０は平らなままとなる、または曲げられた状態から平らな状態に戻ることになる。
【００３４】
[00040]  ピエゾ素子の数、タイプ、および構成は、インプリントテンプレートの所望の曲げ量、およびインプリントテンプレートそれ自体の構造に応じて変わる可能性があることが理解されるであろう。たとえば、２５ｍｍ２のパターン形成領域と共に３０ｍｍ２の面積を有するインプリントテンプレートについては、ピエゾ素子の特に適切な構成は、インプリントテンプレートの４つの側部のそれぞれに配置された２層（上部および下部層）のピエゾ素子を有し、それらの層のそれぞれについて、７つのピエゾ素子を有する可能性がある。上部層のピエゾ素子のそれぞれが１３０Ｎの力を発生することができる場合、１０Ｎ／ｍｍ２の分散圧力がテンプレートの上半分に与えられる可能性があり、これはインプリントテンプレートを、必要とされる量まで曲げるのに十分なはずである。別法として、各層に７つのピエゾ素子を設けるのではなく、たとえば約９００Ｎの力を発生する単一の細長いピエゾ素子を各層に設けることができる。任意の好適な数のピエゾ素子を使用することができる。
【００３５】
[00041]  インプリントテンプレート３０の曲げ量は、基板上に堆積されるインプリント液によって決まる可能性がある。たとえば、インプリント液が液滴の形態で基板上に堆積される場合、インプリントテンプレートの曲げが基板の外縁部で液滴の高さを確実に超えるようにすることが有用である可能性がある。これは、インプリント液およびガスが、インプリント液と接触するインプリントテンプレートに流れ込む、したがってインプリントテンプレートに対する抵抗を低減するための空間を有することを保証するべきである。たとえば、インプリント液の液滴が、高さが約２０マイクロメートル以下である場合、インプリントテンプレート３０の曲げは、曲げられたインプリントテンプレート３０の中心と、インプリントテンプレート３０の外縁部との間の高さの差が約３０マイクロメートルであるように構成することができる。しかし、曲げは、たとえば約１００マイクロメートルの、中心と外縁部の間の高さの差を誘導するように、より誇張することができることが理解されるであろう。インプリントテンプレート３０の正確な曲げ量は、様々なプロセス基準、たとえばインプリント液の性質、およびインプリントプロセスの必要とされる速度によって決まる可能性がある。
【００３６】
[00042]  曲げられたインプリントテンプレートがインプリント液上に平坦化されるとき、インプリントパターンがインプリント液内で永久的に固定される前に、インプリントパターンに対して補正が必要とされる可能性がある。たとえば、インプリントテンプレートが歪むおそれがあり、これは、補正されない場合、インプリント液内に刻まれたパターン内で歪みを引き起こすことになる。これらの歪みは、インプリントテンプレートの側部に沿った様々な点に力を与えることによって補正することができる。別の例では、パターンをわずかに拡大または縮小することが必要となる可能性があり、その場合には、パターンを拡大または縮小するために、インプリントテンプレートの両側で力を与えることができる。必要とされる補正の正確な性質（たとえば、力の大きさ）は、実験による試行から、またはコンピュータモデリングから決定することができる。
【００３７】
[00043]  インプリントテンプレート３０に対して力を誘導させるために、ピエゾ素子３２にわたって電圧が与えられるとき、等しい反対向きの力が、ピエゾ素子が取り付けられている支持構造物３１に対して作用することになることが理解されるであろう。ピエゾ素子３２によって誘導された力により支持構造物３１が歪むのを防止するために、支持構造物３１は、構造的に補強することができる。
【００３８】
[00044]  また、ピエゾ素子は、テンプレートを曲げるために、必ずしもテンプレートの両側で力を与える必要はないことが理解されるであろう。たとえば、ピエゾ素子は、インプリントテンプレートの片側に力を与えることができ、テンプレートを当接表面に押し付ける。当接表面は、等しい反対向きの反力をもたらすことになり、テンプレートを曲げさせる。
【００３９】
[00045]  上述の実施形態では、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方および下方で力を与えるためにピエゾ素子３２を使用することについて述べた。しかし、ピエゾ素子３２の使用が必須ではないことが理解されるであろう。必要とされることは、インプリントテンプレート３０が曲がるように、インプリントテンプレート３０の中立面ＮＰの上方および／または下方でインプリントテンプレート３０に力を与えることができることだけである。力は、インプリントテンプレートの周面（すなわち、側部）に与えられる。これらの力は、いくつかの好適なやり方のいずれか１つで与えることができることが理解されるであろう。たとえば、ピエゾ素子３２を使用するのではなく、１つまたは複数の液圧ミニチュアピストンを使用することができ、あるいは、１つまたは複数の小型リニア電気モータおよびてこを使用することができる（てこは、リニアモータによって発生される力を拡大し、インプリントテンプレートを曲げるのに十分な大きさの力を発生させるために使用される）。別法として、あるいは追加として、インプリントテンプレートの１つまたは複数のセクションに熱を与え、いくつかの場所でそれを伸長させ、したがって曲げさせることができる。熱は、（たとえば、１つまたは複数の加熱要素を使用して）直接的に、または赤外放射を使用してインプリントテンプレートの１つまたは複数のセクションを照射することによって与えることができる。インプリントテンプレート３０に対して力を与えることが可能な、任意の１つまたは複数の好適なアクチュエータを使用することができる。アクチュエータは、テンプレートに与えられる力を正確に制御することができるように、個々に制御可能なものとすることができる。１つまたは複数の列のアクチュエータを使用することができる。これらの列は、互いに平行に延びることができ、中立面のどちら側に配置されてもよい。
【００４０】
[00046]  力がインプリントテンプレート３０の周面に与えられるので、上記で指摘した、テンプレート３０を曲げるための圧力チャンバの着想の場合のようにインプリントテンプレート３０の裏面が遮られない。
【００４１】
[00047]  ピエゾ素子（または力を与えることが可能な、どの要素を使用しても）がインプリントテンプレートに取り付けられる、または接続される場合、インプリントテンプレートを引っ張り、必ずしも押し付けない力を使用することができる。したがって、インプリントテンプレートの曲げは、インプリントテンプレートの周縁部を、その中立面の上方または下方で押し付ける、かつ／または引っ張ることによって達成することができる。一般に、インプリントテンプレートの曲げは、インプリントテンプレートの中立面の上方および下方で与えられる力の大きさの差によって決まる。
【００４２】
[00048]  １つまたは複数の実施形態について、インプリント液に関連して述べたが、１つまたは複数の実施形態は、インプリント液を含むことができるインプリント可能な材料に、より広く適用することができることが理解されるであろう。
【００４３】
[00049]  上記の実施形態は例としてのみ提供されていることが、当業者には理解されるであろう。以下の特許請求の範囲によって規定される本発明から逸脱することなしに、これら、および他の実施形態に様々な修正を加えることができることが理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１ａ】[00016]  それぞれマイクロコンタクトプリンティング、ホットインプリント、ＵＶインプリントの例を概略的に示す図である。
【図１ｂ】[00016]  それぞれマイクロコンタクトプリンティング、ホットインプリント、ＵＶインプリントの例を概略的に示す図である。
【図１ｃ】[00016]  それぞれマイクロコンタクトプリンティング、ホットインプリント、ＵＶインプリントの例を概略的に示す図である。
【図２ａ】[00017]  インプリントプロセス中の液体およびガスの流れを概略的に示す図である。
【図２ｂ】[00017]  インプリントプロセス中の液体およびガスの流れを概略的に示す図である。
【図３ａ】[00018]  改良されたインプリントプロセス中の液体およびガスの流れを概略的に示す図である。
【図３ｂ】[00018]  改良されたインプリントプロセス中の液体およびガスの流れを概略的に示す図である。
【図４ａ】[00019]  本発明の一実施形態によるインプリント装置を概略的に示す図である。
【図４ｂ】[00019]  本発明の一実施形態によるインプリント装置を概略的に示す図である。
【図５ａ】[00020]  図４ａおよび図４ｂの装置の使用を概略的に示す図である。
【図５ｂ】[00020]  図４ａおよび図４ｂの装置の使用を概略的に示す図である。
【図５ｃ】[00020]  図４ａおよび図４ｂの装置の使用を概略的に示す図である。
【図６】[00021]  本発明の他の実施形態を概略的に示す図である。
【図１ａ】
2008098633.tif 000003
【図１ｂ】
2008098633.tif 000004
【図１ｃ】
2008098633.tif 000005
【図２ａ】
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【図２ｂ】
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【図３ａ】
2008098633.tif 000008
【図３ｂ】
2008098633.tif 000009
【図４ａ】
2008098633.tif 000010
【図４ｂ】
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【図５ａ】
2008098633.tif 000012
【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【外国語明細書】
2008098633000001.pdf