(57)【要約】  コンタクトリソグラフィ装置１００、２２０、システム２００及び方法３００は、パターン転写を容易にするために液圧による変形を使用する。これらの装置、システム及び方法は、リソグラフィ要素１１０、２２８ａ、１３０、２２８ｂが近接して隔置されるようにするスペーサ１２０、２２６と、液圧による変形をもたらす液圧力部材１４０，２４０を含む。リソグラフィ要素とスペーサのうちの１つ以上が変形可能であり、これらの液圧による変形によってパターン転写が容易になる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンタクトリソグラフィ装置（１００、２２０）であって、
リソグラフィパターンでパターニングされたエリア（１１２）を有するパターニングツール（１１０、２２８ａ）と、
パターニングされる基板（１３０、２２８ｂ）と、
前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）との間に配置されたスペーサ（１２０、２２６）であって、該スペーサ（１２０、２２６）は、前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）及び前記基板（１３０、２２８ｂ）が前記スペーサ（１２０、２２６）と互いに接触しているときに、前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）とが近接して隔置されるようにする、スペーサと、
前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）の一方又は両方に隣接する、液圧変形力を加える液圧力部材（１４０、２４０）
とを備え、
前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）、前記基板（１３０、２２８ｂ）、前記スペーサ（１２０、２２６）のうちの１つ以上が変形可能であり、液圧による変形によってパターン転写が容易になる、コンタクトリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記液圧力部材（１４０、２４０）は、ハウジング（１４４、２４４）内に収容された作動液（１４２、２４２）を備え、前記作動液（１４２、２４２）の圧力が、前記液圧変形力を及ぼして、前記液圧による変形を引き起こす、請求項１に記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項３】
前記作動液（１４２、２４２）は、前記コンタクトリソグラフィ装置（１００、２２０）の熱的安定性と前記コンタクトリソグラフィ装置（１００、２２０）の振動安定性のうちの一方又は両方を高め、該安定性によって、コンタクトリソグラフィの間、位置合わせを維持するのが容易になる、請求項２に記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記液圧力部材（１４０、２４０）は、
作動液（１４２、２４２）と、
前記作動液（１４２、２４２）を収容するハウジング（１４４、２４４）であって、前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）の一方又は両方の外側表面に隣接するハウジング（１４４、２４４）
とを備え、
前記ハウジング（１４４、２４４）内の前記作動液（１４２、２４２）の圧力が、前記液圧力部材（１４０、２４０）と前記隣接する外側表面との間の界面に前記液圧変形力を及ぼす、請求項１〜３のいずれかに記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記液圧力部材（１４０、２４０）は、前記界面においてセパレータ（１４６）をさらに備え、該セパレータ（１４６）は前記作動液（１４２、２４２）を前記外側表面から分離する、請求項４に記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項６】
前記液圧力部材（１４０、２４０）は、前記作動液（１４２、２４２）の前記圧力を高める圧縮部材（１４８）をさらに備え、該圧縮部材（１４８）は、液圧ポンプ、作動液の容器、前記作動液（１４２、２４２）を圧縮するように作用する可動構造部材（１４９）のうちの１つ以上を含む、請求項４又は５に記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記ハウジング（１４４、２４４）は、前記外側表面に隣接する柔軟性のある袋状物を含む、請求項４〜６のいずれかに記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）を保持及び支持するモールド枠（１１６、２２２）と、
前記基板（１３０、２２８ｂ）を保持及び支持する基板チャック（１３６、２２４）
とをさらに備え、
前記液圧力部材（１４０、２４０）は前記モールド枠（１１６、２２２）と前記基板チャック（１３６、２２４）の一方又は両方と一体化している、請求項１〜７のいずれかに記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）との間に浸液（１５０）をさらに備え、
前記浸液（１５０）は、前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）を熱的に結合して、前記コンタクトリソグラフィ装置（１００、２２０）の熱的安定性を促進する、請求項１〜８のいずれかに記載のコンタクトリソグラフィ装置。
【請求項１０】
コンタクトリソグラフィシステム（２００）において用いられる請求項１〜９のいずれかに記載のコンタクトリソグラフィ装置（１００、２２０）であって、前記システム（２００）は、該装置（１００、２２０）の前記パターニングツール（１１０、２２８ａ）と前記基板（１３０、２２８ｂ）とを位置合わせするコンタクトマスクアライナ（２１０）を備え、該アライナ（２１０）は、液圧によって変形が促進されるパターン転写の間、該装置（１００、２２０）を支持する、コンタクトリソグラフィ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体及びその製造に関する。詳細には、本発明は、半導体製造中にマイクロスケール構造及びナノスケール構造の一方又は両方を画定するために用いられるリソグラフィに関する。
【０００２】
関連出願との相互参照：該当なし。
【０００３】
連邦政府の支援を受けた研究開発に関する陳述：該当なし。
【背景技術】
【０００４】
写真コンタクトリソグラフィ及びインプリントリソグラフィが、マイクロスケール及びナノスケールの構造を画定するための２つのリソグラフィ法の例であり、これは、一般的にパターニングツール（たとえば、マスク、モールド、テンプレート等のパターン形成ツール）と該構造が作製される基板を直接接触させることを含む。具体的には、コンタクトリソグラフィ中に、パターニングツール（すなわち、マスク）を、基板、又は当該基板のパターン受容層と位置合わせして、その後接触させる。同様に、インプリントリソグラフィでは、パターニングツール（すなわち、モールド）が基板と位置合わせされ、その後、パターンが、基板の受容表面上に印刷されるか、又は受容面へと型押しされる。いずれの方法でも、パターニングツールと基板との間の位置合わせは、一般的に、ツール及び基板の一方又は両方の相対的な位置に対して、横方向及び回転方向の調整（たとえば、ｘ−ｙ方向の並進及び角度の回転）が行なわれている間に、パターニングツールを、基板上のわずかな距離に保持することを含む。その後、リソグラフィパターニングを実行するために、パターニングツールを基板と接触させる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
コンタクトリソグラフィ（接触リソグラフィともいう）及びインプリントリソグラフィの双方において、最終的な位置合わせ精度及び達成可能なパターニング解像度は、パターニングツールと基板が、位置合わせ過程中に、互いに平行であり、且つ近接している度合いによって影響を受けることがある。さらに、精度及び解像度は、コンタクトリソグラフィの間、達成された位置合わせを維持することにも依存する。具体的には、最初に位置合わせした後に、ツールが基板と接触するときに生じることがある、位置合わせされたパターニングツールと基板との相対的な位置決めのドリフト又はスリップ（すべり）の結果として、精度及び解像度が劣化することがある。
【０００６】
さらに、温度勾配（静的及び動的の両方）、並びに機械的及び音響的振動の結果として、しばしば、コンタクトリソグラフィ中に熱的不安定及び／又は振動的不安定が生じる傾向がある。熱的不安定及び振動的不安定はさらに、最終的な位置合わせ精度及び達成可能なパターニング解像度の一方又は両方を劣化させ、または、それらに悪影響を及ぼす場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のいくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィ装置が提供される。当該コンタクトリソグラフィ装置は、リソグラフィパターンでパターニングされたエリアを有するパターニングツールと、パターニングされる基板とを備える。このコンタクトリソグラフィ装置は、パターニングツールと基板との間に配置されたスペーサをさらに備え、スペーサは、パターニングツールと基板が当該スペーサと互いに接触しているときに、パターニングツールと基板とを分離するが近接して配置されるようにする。コンタクトリソグラフィ装置は、パターニングツールと基板の一方又は両方に隣接する、液圧変形力を加える液圧力部材をさらに備える。パターニングツール、基板及びスペーサのうちの１つ以上が変形可能であり、液圧による変形によってパターン転写が容易になる。
【０００８】
本発明の他の実施形態では、コンタクトリソグラフィシステムが提供される。このコンタクトリソグラフィシステムは、コンタクトリソグラフィモジュールと、コンタクトリソグラフィモジュールを支持するコンタクトマスクアライナとを備える。コンタクトリソグラフィモジュールは、スペーサと、複数のリソグラフィ要素と、液圧力部材とを備える。スペーサは、リソグラフィ要素間に配置され、一方、液圧力部材は、リソグラフィ要素のうちの１つ以上に隣接する。スペーサは、アライナがリソグラフィ要素を位置合わせしている間に、リソグラフィ要素が近接して隔置されるようにする。アライナが要素を位置合わせされた状態に保持している間に、液圧力部材の液圧力が、モジュールにおいて液圧変形を引き起こし、パターンを転写する。
【０００９】
本発明の他の実施形態では、コンタクトリソグラフィの方法が提供される。この方法は、リソグラフィパターニングツールとパターニングされる基板を、所定の寸法に合わせて作られたスペーサを用いて隔置された関係で配置し、この場合に、パターニングツールと基板がスペーサと互いに接触するようにすることを含む。この方法は、液圧によって、パターニングツールと基板とスペーサのうちの１つ以上の変形を引き起こし、これによって、パターンを転写するために、パターニングツールと基板を直接接触させることをさらに含む。
【００１０】
本発明のいくつかの実施形態は、上記の特徴以外の特徴、及び／又は、それに代わる特徴を有する。本発明のこれらの特徴及び他の特徴は、添付の図面を参照して詳細に後述される。
【００１１】
本発明の実施形態の種々の特徴は、添付の図面と共に以下の詳細な説明を参照することにより、さらに容易に理解することができる。尚、図面において、同じ参照番号は、同様の構造的な構成要素を指している。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の側面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図２Ｂ】本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図２Ｃ】本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図２Ｄ】本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図２Ｅ】本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図２Ｆ】本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図３Ａ】本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置の側面図である。
【図３Ｂ】本発明の一実施形態による、閉じた構成の図３Ａのコンタクトリソグラフィ装置の側面図である。
【図３Ｃ】本発明の一実施形態による、パターン転写中の図３Ａ及び図３Ｂのコンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図３Ｄ】本発明の別の実施形態による、パターン転写中のコンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図３Ｅ】本発明の別の実施形態による、パターン転写中のコンタクトリソグラフィ装置の断面図である。
【図４】本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィシステムのブロック図である。
【図５Ａ】コンタクトリソグラフィモジュールが初期の開いた構成にある、本発明の一実施形態による、図４のコンタクトリソグラフィシステムのマスクアライナ部分の側面図である。
【図５Ｂ】コンタクトリソグラフィモジュールが閉じた構成にある、本発明の一実施形態による、図５Ａのマスクアライナ部分の断面図である。
【図５Ｃ】本発明の一実施形態による、パターン転写中の図５Ｂのマスクアライナ部分の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィの方法の流れ図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態は、パターニングツールと基板との間の接触を伴うリソグラフィを用いて、基板をパターニングするのを容易にする。種々の実施形態において、本発明は、作動流体（油圧油を含む。以下同様）又は作動液（油圧液または圧媒液を含む。以下同様）と、パターニングツールと基板との間の１つ又は複数のスペーサとを利用する。スペーサは、パターニングツールと基板との間で用いられ、パターニングツールと基板が近接して隔置されるようにする。いくつかの実施形態では、スペーサは、パターニングツールと基板が平行で、且つ近接して位置合わせされるようにする。スペーサによってもたらされる近接して隔置された配置は、パターニングツールと基板との間の横方向の調整及び回転方向の調整のうちの一方又は両方の調整中に容易に維持され、ツールと基板との目標とする位置合わせが達成される。
【００１４】
さらに、本発明の種々の実施形態によれば、パターニングツール、基板、スペーサのうちの１つ以上の撓み（または湾曲）又は変形が、パターン転写中の基板とパターニングツールとの間の接触を容易にする。撓みによって促進される接触は、本発明の種々の実施形態に従って予め達成されている横方向及び回転方向の位置合わせにほとんど、又は全く悪影響を及ぼさない。撓みによって助長される接触を利用するコンタクトリソグラフィは、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、２００５年８月１２日に出願されたStewart他による同時係属の米国特許出願第11/203,551号（これ以降、‘Stewart他’）に記載されている。
【００１５】
本発明の種々の実施形態によれば、パターニングツール、基板及びスペーサのうちの１つ以上の撓み又は変形は、作動液を用いて加えられる変形力によってもたらされる。したがって、その撓み又は変形は、本明細書において、「液圧によって引き起こされる」撓み若しくは変形、又は「液圧撓み」若しくは「液圧変形」と呼ばれることもある。いくつかの実施形態では、作動液はさらに、装置の熱的安定性に寄与する。いくつかの実施形態では、作動液はさらに、装置の振動絶縁又は振動安定性に寄与する。いくつかの実施形態では、作動液は、パターニングツール及び基板の光学的な位置合わせを容易にする。したがって、実施形態によっては、作動液によってもたらされる、熱的安定性、振動低減及び光学的な位置合わせを改善する潜在的な効果によって、コンタクトリソグラフィ中の振動及び温度に関連する位置合わせ及び安定性の問題を緩和することができる。
【００１６】
たとえば、いくつかの実施形態では、位置合わせ中に作動液が存在する結果として、リソグラフィ要素（たとえば、パターニングツール及び基板）を実質的に同じ温度にすることができ、それにより、リソグラフィ要素間の温度差に関連する位置合わせ誤差を低減することができる。いくつかの実施形態では、作動液はさらに、パターニングツール、スペーサ及び基板上に作用する振動を減衰させることができ、それにより、従来のコンタクトリソグラフィ装置及びシステムに存在する、振動の違いによって引き起こされる位置合わせ誤差を低減することができる。これらの実施形態のうちのいくつかでは、振動の差異によって引き起こされる位置合わせ誤差が最小限に抑えられる。
【００１７】
種々の実施形態において、作動液は、パターニングツールと基板の一方又は両方の表面に隣接するか、又は近接し、作動液が、それぞれの隣接する表面に実質的に直接に力を加えることができるようにする。具体的には、本発明の実施形態にしたがって、作動液はパターニングツールと基板の一方又は両方と様々に接触している。いくつかの実施形態では「接触」は、「直接接触」であり、他の実施形態では、「間接接触」である。
【００１８】
「直接接触」とは、作動液が、基板とパターニングツールのうちの１つ以上の表面と物理的に接触していることを意味する。たとえば、作動液は、パターニングツールのパターニング表面の反対側にあるパターニングツールの表面と直接接触している場合がある。本明細書において、用語「間接接触」は、実質的に密着しているが、直接は接触していないものと定義される。具体的には、「間接接触」の場合、作動液は、表面に隣接するか、又は近接しているがその表面から分離されている。たとえば、膜が、基板とパターニングツールの一方又は両方の表面から作動液を分離する場合がある。例示的な膜は、直接接触を妨げ、それゆえ、「間接接触」をもたらす。間接接触ではあるが、密着している別の例では、基板がキャリア（たとえば、基板チャック）に取り付けることができる。作動液は、直接接触又は間接接触のいずれかでキャリアと接触することができ、一方、そのキャリアは基板と接触している。したがって、この例では、作動液と基板との間の接触は間接接触である。
【００１９】
しかしながら、本明細書では、本質的に装置から離れており、力を伝達する要素を経由して装置に接続された容器内に収容された作動液は、「間接接触」の意味から除外される。力を伝達する要素によるそのような接触は、上記で定義された「間接接触」と区別するために、本明細書において「ポイント接触」又は「遠隔接触」と呼ばれる。たとえば、作動液を含み、さらにピストン棒を有するピストンを備えるシリンダ（すなわち、容器）を考える。装置の表面に接続されたピストン棒を用いて伝達される、作動液によって及ぼされる力は、本発明にしたがう定義によれば、遠隔接触を表すか又は例示する。具体的には、作動液によって及ぼされる力はピストンに作用し、ピストンがさらに、ピストン棒に作用し、ピストン棒が装置表面に作用する。作動液と装置の表面との間にピストン及びピストン棒が存在することは、実効的には、作動液が表面に隣接していないことを意味する。一方、作動液と装置表面とを相対的にわずかな距離だけ分離するので、作動液と表面とを分離する膜の例は間接接触である。本明細書におけるさらなる例及び説明が、「遠隔接触」と「間接接触」とを区別するための役割も果たすであろう。
【００２０】
本明細書において、用語「作動液」は、本発明に従って、撓みによって促進される接触中に変形力を加えるために用いることができるか、又は用いることができる可能性がある任意の液体又は液体と気体の組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、作動液は、液相と気相の両方を有する材料を含むことができ、気相は、作動液そのものの中で液相と共存するか、又は作動液を収容している容器ハウジング等の中で、作動液と共に存在する。
【００２１】
したがって、作動液には、限定はしないが、鉱油、有機リン酸エステル（たとえば、参照により本明細書に組み込まれるMIL-H-19457において記載されている）及びポリアルファオレフィンのような、液圧システム（または油圧装置）において用いられる従来の作動液を含めることができる。さらに、作動液には、限定はしないが、水、エチレングリコール及びポリエチレングリコール化合物、グリコールエーテル、鉱油、フルオロカーボン液及びパーフルオロカーボン液、シリコーン溶液、並びに種々の石油系流体（たとえば、石油、グリース等）のような種々の他の液体又は半流動体（たとえば、ゲル及びペースト）を含めることができる。たとえば、３Ｍ社（ミネソタ州セントポール）によって製造されているFluoriert（商標）（たとえば、FC-72又はパーフルオロヘキサン（ペルフルオロヘキサン））のようなパーフルオロカーボン液は、いくつかの実施形態において作動液として用いることができる。
【００２２】
一般的に、特定の、又は特殊な作動液の選択は、選択された液体が、本発明による撓みによって促進されるコンタクトリソグラフィ中に、その液体が接触する可能性がある要素を著しく劣化させないか、又は他の方法で化学的に作用（侵食など）しないように制約されることがある。上記で提示された材料のリストは、全ての材料を網羅することも、リストされた材料に限定することも意図していない。
【００２３】
本明細書において、「液圧力部材」とは、作動液を用いて液圧力を加えるのを容易にする、作動液を含む任意の構造である。具体的には、液圧力部材によって、作動液は、撓みによって促進される接触中に変形力を加えることができるようになる。さらに、液圧力部材は、作動液が基板とパターニングツールのうちの１つ以上と接触することができるようにする構造として定義される。具体的には、液圧力部材によってもたらされる実用可能な接触は、上記で定義されたような直接接触又は間接接触である。
【００２４】
本明細書において、用語「変形」は、一般的に、その範囲内に、加えられた変形力に応答する塑性変形と弾性変形の一方又は両方を含む。本明細書において、用語「変形」は、さらに、一般的に、その範囲内に、受動的変形と能動的変形の一方又は両方を含む。種々の実施形態によれば、作動液によって、変形力の一部又はその全体がもたらされる。
【００２５】
さらに、本明細書において、用語「コンタクトリソグラフィ」は、一般的に、パターンを設ける手段又はパターニングツールと、パターン受容層を有する基板（但し、これに限定されるわけではない）を含む、パターンを受容する手段又は基板との間の直接接触すなわち物理的接触を用いる、本質的に任意のリソグラフィ法を指している。具体的には、本明細書で用いられる「コンタクトリソグラフィ」は、種々の形態の写真コンタクトリソグラフィ、Ｘ線コンタクトリソグラフィ、及びインプリントリソグラフィ（但し、これらに限定されるわけではない）を含む。インプリントリソグラフィは、マイクロインプリントリソグラフィ、及びナノインプリントリソグラフィ又はナノスケールインプリントリソグラフィ（ＮＩＬ）（但し、これらに限定されるわけではない）を含む。
【００２６】
たとえば、写真コンタクトリソグラフィでは、フォトマスク（すなわち、パターニングツール）と、基板上の感光性レジスト層（すなわち、パターン受容手段）との間に物理的接触が確立される。物理的接触中に、フォトマスクを通過する可視光、紫外（ＵＶ）光又は別の形態の放射がフォトレジストを露光する。結果として、フォトマスクのパターンが基板に転写される。インプリントリソグラフィでは、モールド（鋳型）（すなわち、パターニングツール）が、たとえば、インプリント工程を通じて、基板にパターンを転写する。いくつかの実施形態では、モールドと、基板上の成形可能材料又はインプリント可能材料の層（すなわち、パターン受容手段）との間の物理的接触によって、パターンが基板に転写される。
【００２７】
本明細書では、説明を簡単にするために、適切に理解する上で区別する必要がない限り、基板と、基板上の任意の層又は構造（たとえば、フォトレジスト層又はインプリント可能材料層）とを区別しない。したがって、パターン受容手段は、一般的には、パターンを受容するために基板上にレジスト層を用いることができるか、成形可能層を用いることができるかに関係なく、本明細書では「基板」と呼ばれる。さらに、パターニングツール（たとえば、フォトマスク、Ｘ線マスク、インプリントモールド、テンプレート（鋳型または型板）等）も、説明を簡単にするために、本明細書では「モールド」又は「マスク」のいずれかで呼ばれるが、それらに限定されるわけではない。本明細書で説明される例は、例示のためだけに提示したものであり、それらには限定されない。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の側面図を示す。コンタクトリソグラフィ装置１００は、パターニングツール又は「モールド」１１０と、１つ又は複数のスペーサ１２０とを備える。コンタクトリソグラフィ装置１００は、パターンをモールド１１０から基板１３０に複写するか、印刷するか、インプリント（型押し）するか、又は他の方法で転写する。具体的には、装置１００によって実行されるコンタクトリソグラフィに関連するパターン転写中に、モールド１１０と基板１３０との間の直接接触が用いられる。
【００２９】
コンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方に隣接する液圧力部材１４０をさらに備える。液圧力部材１４０は作動液を含む。液圧力部材１４０は、隣接するモールド１１０と隣接する基板１３０のうちの一方又は両方のそれぞれの表面に変形力を及ぼすか又は加えて、コンタクトリソグラフィ中の接触（たとえば、パターン転写）を容易にする。たとえば、それぞれの表面と液圧力部材１４０との間の界面に作動液が圧力をかける結果として、変形力が加えられる。
【００３０】
いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド１１０と基板１３０との間に浸液１５０をさらに含む。いくつかの実施形態では、浸液１５０は作動液１４２と本質的に同じであるが、浸液１５０は変形力を及ぼさないようになっていることが異なる。
【００３１】
コンタクトリソグラフィ装置１００において、スペーサ１２０は、パターン転写前に、又はパターン転写中に、モールド１１０と基板１３０との間に配置される。スペーサ１２０は最初に、モールド１１０と基板１３０との間に本質的に規定された分離を与え、維持する。具体的には、モールド１１０と基板１３０との間に配置されたスペーサ１２０は、モールド１１０及び基板１３０がスペーサ１２０と互いに接触しているときに、モールド１１０と基板１３０が近接して隔置されるようにする。いくつかの実施形態では、スペーサ１２０は、モールド１１０と基板１３０が基本的に平行に、且つ近接して分離されるようにし、かつ、その状態を維持する。
【００３２】
コンタクトリソグラフィ中に、モールド１１０、スペーサ１２０及び基板１３０のうちの１つ以上の変形が、モールド１１０と基板１３０が互いに接触することができるようにすることによって、パターン転写を容易にする。転写されるパターンは、モールド１１０のパターニングされたエリア、領域、又は部分１１２によって「支持（または担持）」される。転写されるパターンは、基板１３０の受容又は目標エリア、領域若しくは部分１３２によって受容される。互いに接触している間に、モールド１１０の接触表面１１４が、基板１３０の接触表面１３４と直接接触してパターン転写を容易にする。本発明の種々の実施形態によれば、この変形は、液圧力部材１４０によってもたらされる変形力の結果である。
【００３３】
たとえば、いくつかの実施形態では、可撓性のモールド１１０と可撓性の基板１３０のうちの一方又は両方が用いられる。別の実施形態では、変形可能な（たとえば、くぼみまたは屈曲が可能な）スペーサ１２０が用いられる。さらに別の実施形態では、可撓性のモールド１１０、可撓性の基板１３０、及び変形可能なスペーサ１２０のうちの１つ以上の組み合わせが用いられる。その組み合わせを含む実施形態では、以下で説明するように、パターン転写中にモールド１１０と基板１３０の一方又は両方を支持するプレート又はキャリア（たとえば、マスクブランク、基板チャック、アーマチャフレーム（armature frame）等）によって剛性を与えることができる。液圧変形力に応答して撓み及び／又は変形が生じる結果として、モールド１１０と基板１３０が接触表面１１４、１３４において直接接触している間に、パターン転写が行なわれる。
【００３４】
いくつかの実施形態では、特に、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の撓みが用いられる場合に、スペーサ１２０間で、又はスペーサ１２０によって囲まれた領域内または画定された領域内で、撓みが生じうる。たとえば、スペーサ１２０を、モールド１１０のパターニングされた領域１１２と基板１３０の目標エリア１３２の一方又は両方の周辺部に配置することができ、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の撓みは、その周辺部の内側で生じる。
【００３５】
いくつかの実施形態では、変形可能なスペーサ１２０が用いられ、本質的に変形不可能なモールド１１０と本質的に変形不可能な基板１３０の一方又は両方を用いることができる。たとえば、パターン転写中に変形しない、または、変形するように意図されていない半硬質（または半剛性）又は硬質（または剛性）のモールド１１０を、変形不可能なモールド１１０として用いることができる。さらに、変形可能なスペーサ１２０を用いるいくつかの実施形態では、スペーサ１２０のうちの１つ以上を、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の、より広いパターニングされたエリア内又は領域内に配置することができる。
【００３６】
いくつかの実施形態では、スペーサ１２０は、モールド１１０又は基板１３０とは別個の構成要素である。そのような実施形態では、スペーサ１２０は、一般的には、パターン転写のためにモールド１１０と基板１３０との間に接触が確立される前に、モールド１１０と基板１３０との間に位置決めされるか、配置されるか、又は他の方法で挿入される。たとえば、スペーサ１２０を、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方とは別個に作製することができ、その後、接着剤、エポキシ又は他の適切な接合手段を用いて、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方に取り付けることができる。
【００３７】
他の実施形態では、スペーサ１２０は、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の一体部分として形成される。たとえば、いくつかの実施形態では、スペーサ１２０を、モールド１１０の一体部分として作製することができる。別の例では、スペーサ１２０を、基板１３０の一体部分として作製することができる。さらに他の例では、スペーサ１２０のうちのいくつかを、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の一体部分として形成することができ、他のスペーサ１２０は、モールド１１０にも基板１３０にも（または、モールド１１０と基板１３０のいずれか一方に）一体には形成されない。本明細書において用いることができる一体スペーサの作製及び材料の例についての説明が、上述のStewart他において提供されている。
【００３８】
別個に設けられるにしても、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方の一部として一体に作製される（すなわち、形成される）にしても、いくつかの実施形態では、スペーサ１２０は、正確に制御された寸法を含む。具体的には、スペーサ１２０は、モールド１１０と基板１３０を離隔して配置するか、又は分離するために、正確に制御された寸法でもって作製することができ、いくつかの実施形態では、正確に制御された寸法はスペーサ１２０毎に個別に決定される。本明細書において用いられる用語「間隔寸法」は、コンタクトリソグラフィ装置１００においてスペーサ１２０が用いられるときに、モールド１１０と基板１３０との間の分離（または間隔）を制御するスペーサ１２０の寸法を指している。したがって、複数のスペーサ１２０が合わせて基板１３０からモールド１１０を分離するための役割を果たすとき、その分離は、スペーサ１２０の間隔寸法に等しい、正確に制御された初期の（すなわち、変形前の）間隔を有する。
【００３９】
いくつかの実施形態では、スペーサ１２０は、約０．０１ミクロン（μｍ）〜約５０ミクロン（μｍ）の範囲の変形前の間隔寸法（すなわち、近接した関係）を与える。他の実施形態では、スペーサ１２０は、約０．１ミクロン（μｍ）〜約１０ミクロン（μｍ）の範囲の間隔寸法を与える。さらに他の実施形態では、スペーサ１２０は、特定のコンタクトリソグラフィの状況又は用途に適した本質的に任意の間隔寸法を与えることができ、それらも、本発明の種々の実施形態の範囲内にある。
【００４０】
上記のように、コンタクトリソグラフィ装置１００の使用中に、接触表面１１４、１３４を接触させるために、モールド１１０とスペーサ１２０と基板１３０のうちの１つ以上が「変形可能な構成要素（コンポーネント）」とされる。いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィ装置１００の変形可能な構成要素は、受動的変形と能動的変形の一方又は両方をもたらすことができる。受動的に変形可能な構成要素は、塑性変形と弾性変形の一方又は両方を呈することができる。受動的変形及び能動的変形に関する説明、並びに受動的／能動的変形を達成するために用いることができる材料の例が、上述のStewart他において提供されている。
【００４１】
図２Ａは、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。図２Ａに示されるように、液圧力部材１４０が、モールド１１０の外側表面と基板１３０の外側表面の両方に隣接している。これらの外側表面は、図２Ａに示されるように、モールド１１０及び基板１３０のそれぞれの接触表面１１４、１３４を含む内側表面とは反対側にある。
【００４２】
さらに、図２Ａに示されるように、液圧力部材１４０は、作動液１４２を収容するハウジング１４４を備える。ハウジング１４４は、モールド１１０と基板１３０のそれぞれの外側表面に取り付けられるか、又は固定される。具体的には、ハウジング１４４は、モールド１１０及び基板１３０のそれぞれの外側表面との界面を除いて、作動液１４２を取り囲んで包囲する。例示の実施形態によれば、図２Ａでは、それぞれの外側表面において、作動液１４２はモールド１１０と基板１３０の両方と直接接触している。しかしながら、たとえば、図２Ｂに関して以下でさらに説明されるように、作動液１４２は、モールド１１０と基板１３０のいずれかと直接接触することができる。
【００４３】
本明細書において用いられる用語「外側表面」は、一般的に、接触表面１１４、１３４以外の表面を指している。たとえば、図２Ａでは、モールドの接触表面１１４は、モールド１１０の下側表面として示されており、一方、外側表面は、モールド１１０の上側表面として示されている。
【００４４】
いくつかの実施形態では、液圧力部材１４０は、圧縮する手段（不図示）をさらに備える。この圧縮する手段は、コンタクトリソグラフィ中にハウジング１４４内の作動液１４２の圧力を高める。高められた圧力は、外側表面に変形力を加え、それにより、モールド１１０、スペーサ１２０及び基板１３０のうちの１つ以上が変形する。たとえば、圧縮する手段は、液圧ポンプ、及び追加の作動液の容器のうちの１つ以上を含むことができる。
【００４５】
図２Ｂは、本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。図２Ｂに示されるように、液圧力部材１４０は、基板１３０の外側表面に隣接している。図２Ｂでは、スペーサ１２０は、モールド１１０と一体化されて示されている。さらに、図２Ｂに示されるように、液圧力部材１４０は、作動液１４２と、ハウジング１４４と、セパレータ１４６とを備える。セパレータ１４６は、液圧力部材１４０と基板１３０との間の界面において、作動液１４２と基板１３０の外側表面との間に位置決めされる。したがって、基板１３０の外側表面と作動液１４２との間の接触は、間接接触である。
【００４６】
セパレータ１４６は、作動液１４２によって生成される変形力を、その界面において外側表面に容易に送るかまたは伝達する。いくつかの実施形態では、セパレータ１４６は、たとえば、その周辺部においてハウジング１４４に封止される可撓性の膜を含む。可撓性膜セパレータ１４６を作製するのに適している材料は、限定はしないが、金属シート（たとえば、ステンレス鋼とベリリウム銅のうちの１つ以上を含む）、ゴムシート（たとえば、シリコーンゴムとラテックスゴムのうちの１つ以上を含む）、プラスチックシート（たとえば、ポリプロピレンとポリエチレンのうちの１つ以上を含む）、別の高分子シート、及び結晶性ウェーハ又は多結晶性ウェーハ（たとえば、サファイア、アルミナ、シリコン、ポリシリコンのうちの１つ以上を含む）を含む。ハウジング１４４の周辺部にある封止部を、ハウジング１４４とセパレータ１４６との間の溶接、接着（たとえば、エポキシと接着剤のうちの１つ以上を含む）及びガスケットのうちの１つ以上によって設けることができる。ガスケットシールを、たとえば、所定の位置に固定することができ、及び／または、所定の位置に接着剤で接着することができる。
【００４７】
界面における機械的な（すなわち力を伝達する）結合に加えて、いくつかの実施形態によれば、セパレータ１４６は、作動液１４２と基板１３０との間の熱結合も提供する。したがって、セパレータ１４６の材料及び厚みを、熱結合を容易にするように選択することができる。いくつかの実施形態では、熱結合をさらに容易にするために、セパレータ１４６と、基板１３０の外側表面との間の界面において、熱グリース又は類似の熱結合促進化合物を用いることができる。
【００４８】
他の実施形態では（図示せず）、セパレータ１４６は、ハウジング１４４に動作可能に結合される。たとえば、セパレータ１４６は、作動液１４２によってもたらされる変形力に応答して、ハウジング１４４の内側表面内で、又は該内側表面に沿って摺動する本質的に硬質（または剛性）の材料とすることができる。したがって、セパレータ１４６はピストンとして作用することができ、ハウジング１４４はシリンダとして作用することができる。
【００４９】
しかしながら、別の例示的なピストン／シリンダ構成に関して上記で説明された遠隔接触の例とは対照的に、これらの実施形態において説明された動作可能に接続されたセパレータ１４６は、作動液１４２と、それが隣接する外側表面との間に間接接触をもたらす。具体的には、動作可能に接続されたセパレータ１４６は、外側表面に隣接して作動液１４２を位置決めし、さらに、セパレータ１４６の材料を介して、作動液と外側表面との間に密着をもたらす。
【００５０】
図２Ｃは、本発明のさらに別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。図２Ｃの実施形態において例示されるように、液圧力部材１４０は、基板１３０とモールド１１０の両方に隣接する。図２Ｃに示される実施形態においてさらに例示されるのは、液圧力部材１４０のハウジング１４４が、作動液１４２を全ての側面において本質的に包囲する柔軟性のある袋状物を含むことである。図２Ｃに示されるように、袋タイプのハウジング１４４の表面が、モールド１１０及び基板１３０の外側表面に隣接する。コンタクトリソグラフィ中に作動液１４２の圧力が増加すると、袋タイプのハウジング１４４が収縮又は膨張する。その収縮又は膨張によって、外側表面に変形力が及ぼされる。いくつかの実施形態では（図示せず）、袋タイプのハウジング１４４を含む液圧力部材１４０を、モールド１１０又は基板１３０のいずれかのそれぞれの外側表面のうちの一方だけに隣接させることができる。
【００５１】
さらに、図２Ｃに示されるように、液圧力部材１４０はさらに、圧縮する手段（圧縮手段ともいう）１４８を備える。具体的には、図２Ｃに示されるように、圧縮手段１４８は、液圧ポンプ（水圧ポンプや油圧ポンプ）（図示せず）及び追加の作動液の容器（これも図示せず）と共に、固定された本質的に硬質（または剛性）のプレート、又は同じように固定された構造部材を備える。液圧ポンプは、容器からの追加の作動液を用いて、袋タイプのハウジング１４４内の作動液１４２の圧力を高めるように作用する。そのような実施形態では、圧縮手段１４８の固定された構造部材は、液圧ポンプによって与えられる作動液１４２の圧力上昇に応答して、袋ハウジング１４４の膨張に抗するように作用する。したがって、その膨張は制約され、それゆえ、外側表面に向かって優先的に膨張する。図示していないが、いくつかの実施形態では、固定された構造部材は、袋ハウジング１４４の膨張をさらに制約するために、袋ハウジング１４４の１つ以上の側面まで（またはそれらの側面を越えて）下方に延在しうる。
【００５２】
他の実施形態では、圧縮する手段１４８は、可動プレート又は類似の可動構造部材を備えることができる。そのような実施形態では、圧縮する手段１４８は、コンタクトリソグラフィ中に袋状ハウジング１４４を圧縮するか、又は袋状ハウジング１４４に圧縮力を及ぼすように作用する。たとえば、可動プレートを備える圧縮する手段１４８は、本質的に外側表面の一方又は両方に向かって移動することによって、袋タイプハウジング１４４を圧縮することができる。圧縮する手段１４８によって加えられる圧縮は、作動液１４２の圧力を高めるのを容易にすることができ、圧力の増加によって、外側表面に加えられる変形力がもたらされる。そのような実施形態では、圧縮する手段１４８はさらに、液圧ポンプ及び容器を備えることができる。
【００５３】
図２Ｄは、本発明の別の実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。この実施形態では、液圧力部材１４０が、たとえば、モールド１１０の外側表面に隣接する。液圧力部材１４０は、作動液１４２を封入する硬質（または剛性）のハウジング１４４と、圧縮する手段１４８とを備える。図２Ｄにおいて示される圧縮する手段１４８は、可動構造部材１４９を備え、その動きが、作動液１４２を圧縮するように作用する。
【００５４】
図示されるように、具体的には、可動構造部材１４９は、硬質のハウジング１４４の壁内を摺動することができるように、硬質のハウジング１４４の遠位端（または先端）に動作可能に接続されている。たとえば、可動構造部材１４８はピストンとして作用することができ、一方、ハウジング１４４は、シリンダとして作用することができる。図２Ｄに示される両方向矢印は、可動構造部材１４９の動きを表す。ハウジング１４４の近位端（または基端）は、図２Ｄに示されるように、モールド１１０の外側表面に取り付けられる。図２Ｄに示されるように、セパレータ１４６が近位端を覆い、モールド１１０の外側表面から作動液１４２を分離する。
【００５５】
可動構造部材１４９がモールド１１０の外側表面に向かって動くとき（図２Ｄに示される）、作動液１４２が圧縮される。そして、圧縮された作動液１４２は、圧力が高くなり、セパレータ１４６を介して、モールド１１０に変形力を加える。いくつかの実施形態（図示せず）では、セパレータ１４６が省かれ、作動液１４２は、モールド１１０の外側表面に間接的に接触するのではなく、直接接触している。他の実施形態では、可動構造部材１４９を含む圧縮する手段１４８は、液圧ポンプ（図示せず）と追加の作動液の容器（図示せず）のうちの一方又は両方をさらに含む。
【００５６】
図２Ｅは、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。この実施形態では、コンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド枠（モールドフレーム）１１６と、基板チャック１３６とをさらに備える。モールド枠１１６は、モールド１１０を保持及び支持する。同様に、基板チャック１３６は基板１３０を保持及び支持する。モールド１１０及び基板１３０はいずれも、それぞれの枠１１６及びチャック１３６によって、取外し可能に保持及び支持される。
【００５７】
一例として図２Ｅにおいてさらに示されるように、液圧力部材１４０はモールド枠１１６と一体とされる。したがって、モールド枠１１６は、液圧力部材１４０を構成し、そのためのそれぞれのハウジング１４４であるか、又はハウジング１４４に相当する。具体的には、モールド枠１１６は、作動液１４２を保持する空洞（キャビティ）を有する。同じく図２Ｅに示されるように、その空洞は、膜タイプのセパレータ１４６によってモールド１１０から分離される。
【００５８】
図２Ｆは、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。図２Ｆのコンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド枠１１６の代わりに、基板チャック１３６が空洞を有する液圧力部材１４０を含むという点で、図２Ｅに示されるコンタクトリソグラフィ装置１００とは異なる。さらに、図２Ｆに示される実施形態におけるコンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド１１０と基板１３０との間に浸液１５０をさらに含む。
【００５９】
浸液１５０は、モールド１１０と基板１３０とを熱的に結合して、コンタクトリソグラフィ装置１００の熱的安定性を高める。浸液１５０は、限定はしないが、作動液１４２の場合に上記で列挙された液体及び流体を含む、本質的に任意の液体材料を含む。いくつかの実施形態では、浸液１５０は、モールド１１０及び基板１３０に対して不活性である。したがって、浸液１５０は、これらの実施形態において、コンタクトリソグラフィ、又はモールド１１０及び基板１３０の材料若しくはそれらの接触表面上のパターンのいずれとも干渉しない。たとえば、基板１３０上に水不溶性のパターン受容材料が用いられる場合には、浸液１５０は水を含むことができる。別の例では、本質的に不活性材料が望ましい場合には、浸液１５０としてFluorinert（商標）を用いることができる。Fluorinert（商標）は、モールド１１０と基板１３０との間の優れた熱的結合を容易にすることでも知られている。
【００６０】
図２Ｆに示されるコンタクトリソグラフィ装置１００の実施形態は、浸液１５０を保持する手段１５２をさらに備える。保持する手段１５２は、モールド１１０と基板１３０との間の空間、実施形態によっては、モールド枠１１６と基板チャック１３６との間の空間内に浸液１５０を保持する。いくつかの実施形態では、保持する手段１５２は、基板チャック１３６と一体の延長壁１３８と、モールド枠１１６と基板チャック１３６の間にあるガスケット１５４とを備える。延長壁及びガスケット１５４は、コンタクトリソグラフィの間、浸液１５０を保持する空洞を形成する。
【００６１】
いくつかの実施形態では、モールド１１０とスペーサ１２０と基板１３０のうちの１つ以上のパターン転写変形中に、モールド１１０と基板１３０との間から浸液１５０を排出するために、排出流路、越流容器（またはあふれ容器）又は圧力を緩和するための類似の手段（図示せず）が設けられる。他の実施形態では、保持する手段１５２は、モールド１１０と基板１３０との間に圧縮性ガスケット（図示せず）を備える。圧縮性ガスケットは、モールド１１０と基板１３０との間に浸液１５０を閉じ込める。いくつかの実施形態では、圧縮性ガスケットは、圧力除去手段（たとえば、圧力除去弁（圧力安全弁）又は圧力除去キャビティ）をさらに備えることができる。
【００６２】
図３Ａは、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィ装置１００の側面図を示す。例示の実施形態では、液圧力部材１４０はモールド１１０に隣接する。図３Ａに示される側面図は、パターン転写を開始する前の例示的な開いた構成、すなわち初期の構成にあるコンタクトリソグラフィ装置１００を示す。図３Ａに示されるように、モールド１１０及び基板１３０は、典型的なデカルト座標系のｘ−ｙ平面内に配置され、ｚ軸方向に沿って、互いから離隔して配置される。
【００６３】
コンタクトリソグラフィ装置１００を用いるパターン転写は、スペーサ１２０と互いに接触するまで、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方をｚ方向において互いに向かって動かすことによって開始される。図３Ａでは、たとえば、モールド１１０に取り付けられたスペーサ１２０が基板１３０と接触するまで、モールド１１０が基板１３０に向かって動かされる。図３Ａに示されるｚ軸方向の矢印は、この実施形態における、パターン転写開始時のモールド１１０の動きを示す。図示していないが、モールド１１０を動かす代わりに、又はそれに加えて、ｚ方向において、基板１３０をモールド１１０に向かって動かすこともできるが、これも本発明の実施形態の範囲内にある。
【００６４】
いくつかの実施形態では、スペーサ１２０との相互の接触が達成されると、スペーサ１２０は、上記で説明されたように、モールド１１０及び基板１３０が実質的に平行に分離されるようにする。具体的には、スペーサ１２０は、スペーサ１２０の間隔寸法の結果として、垂直軸すなわちｚ軸（ｚ）に対して、モールド１１０と基板１３０との間の均一な距離及び近接している関係を保持するように作用する。
【００６５】
図３Ｂは、本発明の一実施形態による、閉じた構成の図３Ａのコンタクトリソグラフィ装置１００の側面図を示す。具体的には、図３Ｂは、パターン転写を開始した後のコンタクトリソグラフィ装置１００を示す。図３Ｂに示されるように、モールド１１０及び基板１３０は、スペーサ１２０と互いに接触している。閉じた構成において隔置されているモールド１１０と基板１３０との間の均一な距離は、図３Ｂに示されるように、本質的にはスペーサ１２０の間隔寸法である。
【００６６】
スペーサ１２０がｚ方向における平行な分離を保持している状態で、モールド１１０と基板１３０との間の横方向の位置合わせと角度方向の位置合わせ（たとえば、ｘ−ｙ方向の位置合わせ及び／又は回転方向の位置合わせ）の一方又は両方を達成することができる。具体的には、図３Ａ及び図３Ｂに示される例示的なコンタクトリソグラフィ装置１００の場合に、モールド１１０と基板１３０の一方又は両方が、ｘ−ｙ平面内で動かされて位置合わせが行われるが、これは、実施形態によっては回転させることを含む場合がある。基板１３０とスペーサ１２０とモールド１１０の間の相互の接触は、そのような位置合わせの間、保持される。図３Ｂに示される両方向矢印は、モールド１１０及び基板１３０を横方向と角度方向の一方又は両方において位置合わせすることを示している。
【００６７】
図３Ｃは、モールド１１０の撓みを利用する、本発明の一実施形態による、パターン転写中の図３Ａ及び図３Ｂのコンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。利用される撓みは、モールド１１０の接触表面１１４を基板１３０の接触表面１３４と接触させるのに十分である。したがって、モールド１１０の撓みは、モールド１１０のパターニングされたエリア１１２を基板１３０の目標とする部分１３２と物理的に接触させるのに十分なたわみ（または反りや曲がり）を引き起こす。
【００６８】
撓みは、液圧力部材１４０によってもたらされる変形力（垂直方向の矢印）によって引き起こされる。具体的には、液圧力部材１４０のハウジング１４４内の作動液１４２の圧力が高められる。たとえば、液圧ポンプ（図示せず）を用いて、作動液を、容器（図示せず）から、ハウジング１４４によって囲まれた場所に加えることができる。増加した作動液は、ハウジング１４４内の圧力を高める。高められた圧力は、モールド１１０の上側表面と液圧力部材１４０との間の界面に変形力を及ぼす。この実施形態では、モールド１００は変形可能である。その変形力は、パターン転写のための物理的接触が達成されるまで、モールド１１０を変形させる（曲げる）。接触表面間の接触圧（または接点圧力）は、たとえば、ハウジング１４４に加えられる作動液１４２の量によって制御することができる。
【００６９】
図３Ｄは、本発明の別の実施形態による、パターン転写中のコンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。この実施形態では、図３Ｂ及び図３Ｃに示される実施形態とは対照的に、液圧力部材１４０は、モールド１１０の上側表面及び基板１３０の下側表面の両方に取り付けられる。さらに、この実施形態では、基板１３０は変形可能であり、モールド１１０は本質的に硬質（剛性）である。
【００７０】
図３Ｄを再び参照すると、パターン転写中に、少なくとも基板１３０に隣接するハウジング１４４内で、作動液１４２の圧力が高められる（垂直方向の矢印で示される）。このように、基板１３０だけが変形可能である（すなわち、図３Ｄに示されるように、モールド１１０は変形可能ではない）ので、基板１３０だけが変形する。基板の撓みは、図３Ｃに示されるモールドの撓みと同等の目的を果たす。たとえば、図３Ｄでは、セパレータ１４６が、作動液１４２と、モールド１１０の上側表面及び基板１３０の下側表面の両方との間に示されている。
【００７１】
いくつかの実施形態では、モールド１１０の上側表面に隣接する作動液１４２の圧力は本質的に、基板１３０の下側表面に隣接する作動液１４２の圧力に等しくすることができる。たとえば、モールド１１０に隣接する作動液１４２を含む上側空洞を、たとえば、流路（チャンネル）又はホース又はコンジット（導管）（図示せず）を介して、基板１３０の下側表面に隣接する作動液１４２を保持する下側空洞に接続することができる。この接続によって、たとえば、上側空洞と下側空洞との間の圧力を等しくすることができる。他の実施形態では、上側空洞内と下側空洞内の作動液１４２の圧力を本質的に独立に設定し及び変更することができるように、それぞれ隣接する上側空洞と下側空洞を互いから分離又は隔離することができる。
【００７２】
図３Ｅは、本発明の別の実施形態による、パターン転写中のコンタクトリソグラフィ装置１００の断面図を示す。具体的には、図３Ｅに示されるように、パターン転写を容易にするために、スペーサ１２０の変形が利用される。図３Ｅに示されるコンタクトリソグラフィ装置１００は、モールド１１０に隣接する袋状の液圧力部材１４０を備える。液圧力部材１４０は、変形力を加え（垂直方向の矢印）、その力は、モールド１１０を通じて作用して、スペーサ１２０の変形を引き起こす。変形したスペーサ１２０によって、モールド１１０のパターニングされたエリア１１２が、所望の接触圧で、基板１３０の目標とする部分１３２と接触し、その部分を押圧することができるようになる。
【００７３】
液圧力部材１４０によって生成されて加えられた変形力は、図３Ｅでは、モールド１１０に全体的に加えられるように示されているが、液圧力部材１４０、それゆえ力を、モールド１１０の代わりに、又はそれに加えて、基板１３０に加えることもでき、かかる構成も、本発明の種々の実施形態の範囲内にある。さらに、図３Ｅにおいて、加えられる力は、モールド１１０に隣接して中央に配置された矢印として概略的に示されているが、スペーサ１２０の変形が引き起こされるように、モールド１１０及び／又は基板１３０の表面に沿った任意の場所に力を加える場合も、本明細書において説明される実施形態の範囲内にある。
【００７４】
図４は、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィシステム２００のブロック図を示す。具体的には、コンタクトリソグラフィシステム２００は、パターニングツール（たとえば、フォトリソグラフィマスク、インプリントリソグラフィモールド、又はリソグラフィテンプレート）とパターニングされる基板との間の平行な位置合わせ、横方向の位置合わせ、回転方向の位置合わせのうちの１つ以上を提供する。さらに、コンタクトリソグラフィシステム２００は、パターニングツールと基板との間の直接接触によって基板をパターニングするのを容易にする。この容易にされたパターニングは、パターニングツール、基板、パターニングツールと基板との間にあるスペーサのうちの１つ以上のたわみ（または曲がり）を通じて、その位置合わせを実質的に乱すことなく達成される。コンタクトリソグラフィシステム２００は、限定はしないが、写真コンタクトリソグラフィ、Ｘ線コンタクトリソグラフィ、及びインプリントリソグラフィを含む、パターニングツールとパターニングされる基板との間の接触を伴う任意のリソグラフィ方法に適用することができる。これ以降、コンタクトリソグラフィシステム２００に関して、説明を簡単にするために、且つ一般性を失うことなく、パターニングツールをマスクと呼ぶ。
【００７５】
コンタクトリソグラフィシステム２００は、コンタクトマスクアライナ２１０及びコンタクトリソグラフィモジュール又は装置２２０を備える。コンタクトマスクアライナ２１０は、横方向／回転方向の位置合わせ中及びパターニング中、コンタクトリソグラフィモジュール２２０を保持する。コンタクトマスクアライナ２１０は、マスクアーマチャ２１２、及び基板チャック、プラテン又はステージ（台）２１４を備える。いくつかの実施形態では、コンタクトマスクアライナ２１０は、基板を保持するための基板チャック又はステージとマスクを保持するためのマスクアーマチャを備える従来のマスクアライナの一部を含むことができる。従来のコンタクトマスクアライナでは、マスクアーマチャ及び基板チャックは、マスク及び基板を横方向及び回転方向において相対的に位置合わせ（たとえば、ｘ−ｙ方向の位置合わせ及び角度（ω）方向の位置合わせ）することができるようにするために、互いに対して移動可能である。いくつかの実施形態では、マスクを組み込むか又は保持するマスクブランクの相対的な位置合わせも可能である。本発明のコンタクトマスクアライナ２１０は、マスクアライナ２１０が基板をパターニングするために本発明のコンタクトリソグラフィモジュール２２０を保持又は支持するという点で、従来のマスクアライナとは異なるが、これについては以下でさらに説明する。さらに、マスクアーマチャと、マスクと基板との間のパターン転写接触を達成するために従来用いられている基板チャックとの間の相対的な動きも、本発明の種々の実施形態において用いられる。しかしながら、本発明の実施形態では、そのような従来の相対的な動きは、コンタクトリソグラフィモジュール２２０を閉じるために用いられ、パターン転写のためには用いられない。代わりに、マスクアライナ２１０が位置合わせを維持している間に、リソグラフィモジュール２２０における変形を利用して、閉じたコンタクトリソグラフィモジュール２２０においてパターン転写のための接触を提供する。
【００７６】
コンタクトリソグラフィモジュール２２０は、モールド又はマスクブランク２２２と、基板キャリア２２４と、１つ又は複数のスペーサ２２６とを備える。いくつかの実施形態では、マスクブランク２２２は、パターニングツール又は「マスク」２２８ａのための取付面を提供する可撓性のプレート（板）を含む。そのような実施形態のうちのいくつかでは、マスク２２８ａを、可撓性であるか、半硬質（または半剛性）であるか、又は本質的に硬質（または剛性）である（すなわち、本質的に変形することができない）かのいずれかとすることができる。そのような実施形態では、マスク２２８ａは、接着剤、又はたとえばクランプやクリップのような機械的に固定する手段を用いて、又は真空を用いて、マスクブランク２２２の取付面に取外し可能に取り付けることができる。他の実施形態では、マスクブランク２２２は、硬質（または剛性）のプレート又は半硬質（または半剛性）のプレートであり、マスク２２８ａは可撓性である。そのような実施形態では、マスク２２８ａは、可撓性のマスク２２８ａが撓むのを容易にするように、マスクブランク２２２の取付面に取外し可能に取り付けられる。さらに別の実施形態では、マスク２２８ａを、マスクブランク２２２内に形成することができ、又はマスクブランク２２２の一部として作製することができる。そのような実施形態では、マスクブランク２２２は、マスク２２８ａと本質的に同等であると見なすことができる。以下でさらに説明されるように、いくつかの実施形態では、マスクブランク２２２とマスク２２８ａの一方又は両方の可撓性を用いて、パターン転写のための接触を容易にする。
【００７７】
いくつかの実施形態では、基板キャリア２２４は硬質（または剛性）又は半硬質（または半剛性）のプレートであり、基板２２８ｂのための取付面を提供する。基板２２８ｂは、基板キャリア２２４の取付面に取外し可能に取り付けられる（または固定される。以下同じ）。たとえば、接着剤又は機械的な留め具（ファスナ）を用いて、基板２２８ｂを基板キャリア２２４に取り付けることができる。別の例では、真空、電磁気、又は当該技術分野において知られている類似の力を用いて、基板２２８ｂを基板キャリア２２４に取り付けることができる。
【００７８】
いくつかの実施形態では、基板２２８ｂは、可撓性であり、撓むのを容易にするように取付面に取り付けられることができる。たとえば、基板２２８ｂを、基板２２８ｂの周辺部だけで取り付けることができる。代替的に、撓みが必要とされるまでの間だけ基板２２８ｂを取り付けるようにすることができる。たとえば、撓むのを容易にするために、基板２２８ｂを保持する真空を解除するか、又はオフにすることができる。
【００７９】
他の実施形態では、基板キャリア２２４は、基板が取外し可能に取り付けられる可撓性のプレートを含む。そのような実施形態では、基板２２８ｂを、可撓性、または、半硬質（または半剛性）、または、本質的に硬質（または剛性。すなわち、本質的に変形することができない）とすることができる。さらに別の実施形態では、基板２２８ｂそのものが、基板キャリア２２４として作用することができる。いずれの場合でも、いくつかの実施形態では、基板キャリア２２４（ただし、存在する場合）と基板２２８ｂの一方又は両方の可撓性を用いて、パターン転写のための接触を容易にする。
【００８０】
コンタクトリソグラフィモジュール２２０は、液圧力部材２４０をさらに備える。液圧力部材２４０は作動液を含む。作動液は、マスクブランク２２２及び基板キャリア２２４が含まれているか否かに応じて、液圧力部材２４０内で、マスク２２８ａと基板２２８ｂの一方又は両方に直接、又は間接的に隣接するように位置決めされる。いくつかの実施形態では、作動液２４２は、マスク２２８ａと基板２２８ｂのうちの一方又は両方と直接接触するように位置決めされ、他の実施形態では間接的に接触するように位置決めされる。液圧力部材２４０は、撓みによって促進されるコンタクトリソグラフィ中に、変形力を提供する。
【００８１】
いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィモジュール２２０は、上記で説明されたコンタクトリソグラフィ装置１００に基本的に類似している。そのような実施形態では、マスクブランク２２２及びマスク２２８ａは共に、モールド枠１１６及びモールド１１０に基本的に類似しており、一方、基板キャリア２２４及び基板２２８ｂは、基板チャック１３６及び基板１３０に基本的に類似しており、スペーサ２２６は、コンタクトリソグラフィ装置１００の種々の実施形態に関して本明細書において上述したスペーサ１２０に基本的に類似している。さらに、液圧力部材２４０及び作動液は、コンタクトリソグラフィ装置１００の液圧力部材１４０及び作動液１４２にそれぞれ基本的に類似している。
【００８２】
図５Ａは、コンタクトリソグラフィモジュール２２０が初期の開いた構成にある、本発明の一実施形態による、図４のコンタクトリソグラフィシステム２００のマスクアライナ２１０の部分の側面図を示す。図５Ａに示されるように、この実施形態では、スペーサ２２６は円錐形であり、たとえば、基板キャリア２２４に隣接するか、又は基板キャリア２２４上にある。破線は、図５Ａのリソグラフィモジュール２２０の例示の要素を基本的に囲んでいる。さらに、図５Ａでは、リソグラフィモジュール２２０の近くにあるマスクアライナ２１０の部分だけが示されている。
【００８３】
図５Ｂは、コンタクトリソグラフィモジュール２２０が閉じた構成にある、本発明の一実施形態による、図５Ａのマスクアライナ２１０の部分の断面図を示す。いくつかの実施形態では、閉じた構成は、マスクアーマチャ２１２及び基板チャック２１４を互いに向かって動かし、マスクブランク２２２及び基板キャリア２２４をスペーサ２２６と互いに接触させることによって達成される。マスクアーマチャ２１２及び基板チャック２１４の動きは、アーマチャ２１２とチャック２１４の一方又は両方をマスクアライナ２１０の基準座標系に対して動かすことを含むことができる。そのような動きは、位置合わせされたマスクを、レジストで覆われた基板と接触させるマスクアライナの従来の動作と一致するものである。コンタクトリソグラフィモジュール２２０の閉じた構成では、マスク２２８ａが基板２２８ｂから分離され、閉じたときに、マスク２２８ａから基板２２８ｂに向かう方向に延在する構造と基板２２８ｂからマスク２２８ａに向かう方向に延在する構造の一方または両方の間に隙間又は空間が存在するようにする。閉じた構成において、隙間又は空間は、スペーサ２２６によって与えられる。
【００８４】
コンタクトリソグラフィモジュール２２０の閉じた構成は、当該技術分野において知られているマスク位置合わせと同じようにしてマスクアライナ２１０の従来の動作を用いてマスク２２８ａと基板２２８ｂとを位置合わせするのを容易にする。具体的には、位置合わせ（すなわち、横方向の位置合わせ及び回転方向の位置合わせ）は、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４の一方又は両方の相対的な動き（たとえば、ｘ−ｙ方向の動き及び角度方向の動き）によって実現される。しかしながら、従来のマスクアライナ動作とは異なり、その相対的な動きは、スペーサ２２６と、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４のうちの一方又は両方の表面との間の「摺動可能な接触面」において、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４の一方又は両方を摺動させることによって提供され、その摺動可能な接触面は、実施形態に応じて、マスク２２８ａ及び／又は基板２２８ｂの表面を含むことができる。
【００８５】
さらに、従来のマスクアライナ動作とは異なり、この相対的な動きは、スペーサ２２６とそれぞれの表面（または両方の表面）との間の低摩擦界面又は「摺動可能な接触面」（すなわち、該界面は平滑と摺動可能の一方又は両方である）によって与えられる。さらに、いくつかの実施形態によれば、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４は、スペーサ２２６の分離作用によって互いに基本的に平行に保持される。摺動可能な接触面上を摺動することによって、位置合わせ全体を通じて、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４との間の実質的に平行な関係が維持される。図５Ｂに示す両方向矢印は、位置合わせ中のマスクブランク２２２及び／又は基板キャリア２２４の相対的な動き（たとえば、ｘ−ｙ方向の動き及び角度方向の動き）を示す。
【００８６】
図５Ｃは、本発明の一実施形態による、パターン転写中の図５Ｂのマスクアライナ２１０の部分の断面図を示す。具体的には、図５Ｃは、本発明の一実施形態に従って、液圧力部材２４０が変形力を加えて、可撓性の基板キャリア２２４の撓みを引き起こすことを示している。たとえば、液圧力部材２４０内の作動液２４２の圧力を、液圧力部材２４０によって高めて、変形力（垂直方向の矢印）をもたらすことができる。引き起こされた変形によって、図５Ｃに示されるように、マスク２２８ａと基板２２８ｂとの間の物理的接触が容易になる。
【００８７】
図５Ｃはさらに、一実施形態にしたがって、基板キャリア２２４が撓む（または曲がる）のに応じて、基板２２８ｂも撓む（または曲がる）ことを示している。作動液２４２と基板キャリア２２４との間の直接接触がさらに図示されている。図５Ａ〜図５Ｃに示されているように、作動液２４２と基板キャリア２２４が直接接触することは、それに応じて、作動液２４２と基板２２８ｂが間接的に接触することを示す。
【００８８】
いくつかの実施形態では、マスクブランク２２２及びマスク２２８ａは、たとえば、フォトリソグラフィの場合のように、マスク２２８ａを通じて基板２２８ｂ上のフォトレジスト層を露光するのを容易にするために、光又はＸ線に対して本質的に透過性である。代替的に、マスクブランク２２２は開口部を有し、一方、マスク２２８ａは透過性である。いくつかの実施形態では、基板キャリア２２４及び基板２２８ｂは光又はＸ線に対して本質的に透過性である。代替的に、基板キャリア２２４は開口部を有し、一方、基板２２８ｂは透過性である。他の実施形態では、たとえば、インプリントリソグラフィの場合のように、基板２２８ｂの表面上の成形可能な層の光硬化を容易にするために、又は光軟化を容易にするために、マスクブランク２２２と基板キャリア２２４の一方又は両方が、光に対して本質的に透過性であるか、又は開口部を有する。そのような実施形態では、コンタクトリソグラフィシステム２００は、図４に示されるように、照射源２３０（たとえば、赤外線、可視光及び／または紫外線（ＵＶ）、又は代替的にＸ線源）をさらに備える。
【００８９】
同様に、液圧力部材２４０は、概ね透過性であり、すなわち／又は、実施形態に応じて、液圧力部材２４０は、液圧力部材２４０を通じて、マスクブランク２２２、マスク２２８ａ、基板キャリア２２４、基板２２８ｂのうちの隣接する１つ以上に光又はＸ線放射を送り込む手段を提供する。送られた光又はＸ線放射は同じように、光硬化及び／又は光軟化を容易にする。いくつかの実施形態では、液圧力部材２４０の透過性はさらに、マスク２２８ａと基板２２８ｂの光学的な位置合わせを容易にすることができる。たとえば、図４は、オプションの照射源２３０を示す。
【００９０】
他の実施形態では、基板２２８ｂ上の成形可能な層は、加熱を利用して（または加熱によって）硬化され、又は加熱を利用し、その後、冷却することによって（または、加熱した後冷却することによって）軟化される。そのような実施形態では、コンタクトリソグラフィシステム２００は、インプリント中に成形可能な層のために熱を加える熱源２５０をさらに備えており、これもまたオプションとして図４に示されているが、これに限定するものではない。いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィシステム２００は、照射源２３０と熱源２５０の両方を備えており、成形可能な層の熱硬化／軟化、成形可能な層の光硬化／軟化、露光（または写真露光）のうちの１つ以上をフォトリソグラフィ及びインプリントリソグラフィ中にそれぞれ実施することができるようにする。したがって、いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィシステム２００は基本的には、上記のような変形、及び単一の構成における受容層の硬化を用いて、位置合わせ、コンタクトリソグラフィ（たとえば、フォトリソグラフィとインプリントリソグラフィのうちの１つ又は両方）を提供するターンキーシステムである。さらに、コンタクトリソグラフィモジュール２２０の実施形態の要素によって容易にされる、制御可能な接触圧（または接点圧力）が、均一なパターン転写を提供する。
【００９１】
図６は、本発明の一実施形態による、コンタクトリソグラフィの方法３００の流れ図を示す。方法３００は、所定の寸法に合わせて作製されたスペーサを用いて、パターニングツール（たとえば、モールド又はマスク）とパターニングされる基板とを離隔した関係に配置すること（３１０）を含む。スペーサは最初に、パターニングツールのパターニングされた部分と、基板の目標とする部分との間の直接接触を防ぐ。たとえば、配置されるとき（３１０）、パターニングツールの最大の特徴形態の高さ（feature height。または、パターニングツールの形状部の最大の高さ。以下同じ）が、基板の最大の特徴形態の高さから隔置されて、基板の最大の特徴形態の高さと接触しない。いくつかの実施形態では、配置している（３１０）最中及びその後に、スペーサはさらに、パターニングツールと基板との間に基本的に平行な関係を与え、維持する。たとえば、配置した（３１０）後にスペーサの相対的な間隔寸法によって、パターニングツールの平坦な表面が、基板の平坦な表面に対して基本的に平行にされる。
【００９２】
方法３００は、パターニングツールのパターニングされた部分と基板の目標とする部分が直接接触するように、パターニングツール、基板、スペーサのうちの１つ以上の変形を液圧によって引き起こすこと（３２０）をさらに含む。液圧によって変形を引き起こすこと（３２０）は、作動液を用いて、パターニングツールと基板のうちの一方又は両方に、変形力として液圧（水圧または油圧など）を加えることを含む。作動液は、パターニングツールと基板の一方又は両方に隣接し、接触している。この接触は、直接接触と間接接触のいずれかである。この接触は、それぞれの液圧を加えるのを容易にする。加えられた液圧は、パターニングツールを基板に向かう方向に撓ませること、基板をパターニングツールに向かう方向に撓ませること、スペーサを変形させるか又は折り曲げることとのうちの１つ以上を引き起こす。言い換えると、液圧によって変形を引き起こすこと（３２０）は、配置（３１０）中にスペーサによって生成された空間を横切って、パターニングツールの一部と基板の一部の一方又は両方を動かすのを容易にする。この容易にされた動きは、パターン転写のために、パターニングツールの個々の部分を基板の個々の部分と直接接触させる。
【００９３】
いくつかの実施形態では、作動液を用いて、変形力として液圧を加えることは、液圧ポンプ（水圧ポンプまたは油圧ポンプなど）を用いて、容器から、パターニングツールと基板の一方又は両方に隣接する作動液供給源の中に追加の作動液を送り込むことを含む。他の実施形態では、液圧は、隣接する作動液供給源を機械的（または物理的）に圧縮することによって与えられる。さらに別の実施形態では、隣接する作動液供給源に加えることと該作動液供給源を圧縮することとの組み合わせが利用される。
【００９４】
いくつかの実施形態では、パターニングツールは基板のフォトリソグラフィパターニングにおいて用いられるリソグラフィマスクであり、一方、マスクは、基板、又は基板のパターン受容層と直接接触している（たとえば、光学コンタクトリソグラフィ、Ｘ線コンタクトリソグラフィ等）。他の実施形態では、パターニングツールは、直接接触中に基板のパターン受容面上にパターンを印刷するか又は型押しする（たとえば、インプリントリソグラフィ）際に用いられるモールド（型）である。液圧によって引き起こされた変形（３２０）の結果生じる直接接触によって、基板に、リソグラフィパターンのコピーが転写される。
【００９５】
いくつかの実施形態では、コンタクトリソグラフィの方法３００は、オプションとして、配置した（３１０）後で、且つ液圧によって変形を引き起こす（３２０）前に、パターニングツールと基板を位置合わせすること（３３０）をさらに含む。位置合わせ３３０を実行することは、パターニングツールと基板の一方又は両方を互いに対して横方向に位置合わせすることと、回転方向に位置合わせすることとの一方又は両方を含む。そのような実施形態では、横方向の位置合わせと回転方向の位置合わせの一方又は両方は、スペーサ上でパターニングツールと基板の一方又は両方を摺動させることを含む。スペーサと、パターニングツールと基板の一方又は両方との間の界面は摺動可能であり（すなわち、平滑であるか、又は低摩擦である）、摺動するのを容易にする。
【００９６】
以上、スペーサ及び液圧によって引き起こされる撓みを利用して、パターニングツール−基板間接触を達成するコンタクトリソグラフィの装置、システム及び方法の実施形態を説明した。上述した実施形態は、本発明の原理を表現する数多くの具体的な実施形態のうちのいくつかを例示したものにすぎないことを理解されたい。添付の特許請求の範囲によって画定される本発明の範囲から逸脱することなく、当業者が数多くの他の構成を容易に考案できることは明らかである。
【図１】
2010506427.tif 000003
【図２Ａ】
2010506427.tif 000004
【図２Ｂ】
2010506427.tif 000005
【図２Ｃ】
2010506427.tif 000006
【図２Ｄ】
2010506427.tif 000007
【図２Ｅ】
2010506427.tif 000008
【図２Ｆ】
2010506427.tif 000009
【図３Ａ】
2010506427.tif 000010
【図３Ｂ】
2010506427.tif 000011
【図３Ｃ】
2010506427.tif 000012
【図３Ｄ】
2010506427.tif 000013
【図３Ｅ】
2010506427.tif 000014
【図４】
2010506427.tif 000015
【図５Ａ】
2010506427.tif 000016
【図５Ｂ】
2010506427.tif 000017
【図５Ｃ】
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【図６】
2010506427.tif 000019
【国際調査報告】
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