(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリントテンプレートを保持するように構成された支持構造体と、
前記インプリントテンプレートが前記支持構造体によって保持されている場合に、前記支持構造体と前記インプリントテンプレートの側部との間に配置され、前記インプリントテンプレートに前記インプリントテンプレートを変形させる力を加えるように構成されたアクチュエータと、
前記インプリントテンプレートが前記支持構造体によって保持されている場合に、前記支持構造体と前記インプリントテンプレートの側部との間に配置され、前記インプリントテンプレートに加えられた圧力を測定するように構成された力センサと、
を備える、インプリントリソグラフィ装置。
【請求項２】
前記力センサが複数の力センサを備える、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】
前記力センサが圧電センサを備える、請求項１又は２に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項４】
前記圧電センサが圧電抵抗式力センサを備える、請求項３に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項５】
前記センサが前記アクチュエータと直列あるいは並列である、請求項１〜４のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項６】
さらに、前記アクチュエータと直列であるヒンジを備える、請求項１〜５のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項７】
前記ヒンジが弾性ヒンジを備える、請求項６に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項８】
前記アクチュエータが、実質的に前記インプリントテンプレートの中立面上にある位置で前記インプリントテンプレートと合うように構成される、請求項１〜７のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項９】
前記アクチュエータが、前記中立面から外された点で前記インプリントテンプレートと合うように構成される、請求項１〜７のいずれか１項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複数のアクチュエータを備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１１】
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の各側に配置される、請求項１〜１０のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータが圧電アクチュエータを備える、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１３】
油圧ピストン及び電動モータからなるグループから選択されたアクチュエータを備える、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のインプリントリソグラフィ装置。
【請求項１４】
支持構造体によって支持されたインプリントテンプレートと、
前記支持構造体と前記インプリントテンプレートの側部との間に配置され、前記インプリントテンプレートに前記インプリントテンプレートを変形させる力を加えるように構成されたアクチュエータと、
前記支持構造体と前記インプリントテンプレートの側部との間に配置された力センサと、
を備える、インプリントリソグラフィ装置。
【請求項１５】
インプリントテンプレートの側部に前記インプリントテンプレートを変形させる力を加えること、
前記インプリントテンプレートに加えられた前記力を力センサによって評価すること、
及び、
前記インプリントテンプレートの所望の変形を達成するために、前記インプリントテンプレートに加えられた前記力が十分であるかを割り出すこと、
を含む、インプリントリソグラフィ方法。
【請求項１６】
前記インプリントテンプレートの前記所望の変形が、前記インプリントテンプレートの拡大補正又は形状補正を可能にするのに十分な前記インプリントテンプレートの拡大又は圧縮である、請求項１５に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１７】
前記インプリントテンプレートに加えられる前記力が、前記インプリントテンプレートの所望の変形を達成するまで、一定に増加又は減少する、あるいは一連の不連続の増加又は減少を通して増加又は減少する、請求項１５又は１６に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項１８】
インプリントテンプレートの側部に前記インプリントテンプレートを変形させる力を加えること、
前記インプリントテンプレートに加えられた前記力を力センサによって評価すること、
及び、
前記インプリントテンプレートの所望の湾曲を達成するために、前記インプリントテンプレートに加えられた前記力が十分であるかを割り出すこと、
を含む、インプリントリソグラフィ方法。
【請求項１９】
前記インプリントテンプレートに加えられる前記力が、前記インプリントテンプレートの所望の曲率を達成するまで、一定に増加又は減少する、あるいは一連の不連続の増加又は減少を通して増加又は減少する、請求項１８に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２０】
前記力が圧電アクチュエータによって前記インプリントテンプレートに加えられる、請求項１８又は１９に記載のインプリントリソグラフィ方法。
【請求項２１】
前記インプリントテンプレートに加えられる前記力が、圧電力センサによって評価される、請求項１８又は１９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、所与の基板区域上にあるフィーチャの密度を上げるために、リソグラフィパターン内のフィーチャのサイズを縮小したいという要求が常にある。フォトリソグラフィでは、フィーチャの小型化への取り組みの結果、液浸リソグラフィ及び極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィなどの技術が開発されているが、これは多少費用がかかる。
【０００３】
[0003]  潜在的に費用が削減され、益々関心を集めているフィーチャ小型化の方法は、いわゆるインプリントリソグラフィで、これは通常、パターンを基板に転写するためにテンプレートを使用することを含む。インプリントリソグラフィの利点、フィーチャの解像度が、例えばフォトリソグラフィのように放射源の波長又は投影システムの開口数によって制限されるのではなく、主にテンプレート（スタンプとも呼ばれる）上のパターン密度によって制限され得ることである。インプリントリソグラフィには主に３つのアプローチがあり、その例が図１ａから図１ｃに概略的に図示されている。
【０００４】
[0004]  図１ａは、往々にしてマイクロコンタクトプリントと呼ばれるタイプのインプリントリソグラフィの例を示している。マイクロコンタクトプリントは、分子１１（通常はチオールなどのインク）の層をテンプレート１０（通常はポリジメチルシロキサンのテンプレート）から、基板１２と平坦化及び転写層１２’とによって支持されたレジスト層１３へと転写することを含む。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、分子層がフィーチャ上に配置されている。テンプレートがレジスト層に接触すると、分子層１１がレジストに転写される。テンプレートがレジスト層との接触から係合解除された後、転写された分子層に覆われていないレジストの区域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トに関するさらなる情報については、例えば米国特許第６，１８０，２３９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（又はホットエンボス）の例を示している。典型的なホットインプリントプロセスでは、テンプレート１４を、基板１２の表面に注型されている熱硬化性又は熱可塑性ポリマ樹脂１５（より一般的にはインプリント可能媒体）にインプリントする。樹脂は、例えばスピンコーティングし、基板表面に、又は図示の例のように平坦化及び転写層１２’にベーキングすることができる。熱硬化性ポリマ樹脂を使用する場合は、テンプレートに接触すると、樹脂がテンプレート上に規定されたパターンフィーチャに流入できるほど十分に流動可能であるような温度まで、樹脂を加熱する。次に、樹脂の温度を上昇させ、固化して所望のパターンに不可逆的に適応するように、樹脂を熱硬化（架橋）する。これで、テンプレートを係合解除し、パターン付き樹脂を冷却させることができる。熱可塑性ポリマ樹脂の層を使用しているホットインプリントリソグラフィでは、テンプレートでインプリントする直前に自由に流動可能な状態であるように、熱可塑性樹脂を加熱する。熱可塑性樹脂は、樹脂のガラス転移温度より非常に高い温度まで加熱する必要があることがある。テンプレートが流動可能な樹脂と係合し、これは次にテンプレートが所定の位置にある状態で、ガラス転移温度まで冷却して、パターンを硬化させる。その後、テンプレートが係合解除する。パターンは、樹脂の残留層から浮き彫りになったフィーチャで構成され、次に残留層を適切なエッチングプロセスで除去し、パターンフィーチャのみ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）又はポリ（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なる情報については、例えば米国特許第４，７３１，１５５号及び米国特許第５，７７２，９０５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、これは透明なテンプレート、及びインプリント可能媒体としてＵＶ硬化性液体を使用することを含む（本明細書では、「ＵＶ」という用語は便宜上使用され、レジストを硬化するのに適切な任意の化学線を含むと解釈されたい）。ＵＶ硬化性液体は、ホットインプリントリソグラフィに使用されている熱硬化性及び熱可塑性樹脂よりも粘度が低いことが多く、その結果、テンプレートのパターンフィーチャを充填するために、これより非常に速く動くことができる。図１ｂのプロセスと同様の方法で、石英テンプレート１６をＵＶ硬化性樹脂１７に適用する。しかし、ホットインプリントのように熱又は温度の周期変動を使用するのではなく、石英テンプレートを通して樹脂に適用されるＵＶ光で樹脂を硬化することにより、パターンを凝固させる。テンプレートが係合解除した後、パターンは、樹脂の残留層から浮き彫りになったフィーチャで構成され、次にパターンフィーチャのみを残すために、適切なエッチングプロセスで残留層を除去することができる。ＵＶインプリントリソグラフィを通して基板にパターンを与える特定の方法が、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、ＩＣ製造で従来使用されている光学的ステッパと同様の方法にて、その後の幾つかのステップで基板にパターンを与えるために使用される。ＵＶインプリントに関するさらなる情報については、例えば米国公開特許出願第２００４−０１２４５６６号、米国特許第６，３３４，９６０号、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ０２／０６７０５５、及び「Mold-assisted nanolithography: A process for reliable pattern replication」と題したJ. Haismaの記事（J. Vac. Sci. Technol. B14(6)、１９９６年１１／１２月）を参照されたい。
【０００７】
[0007]  以上のインプリント技術を組み合わせることも可能である。例えば米国公開特許出願第２００５−０２７４６９３号を参照されたい。これは、レジストの加熱とＵＶ硬化の組合せについて言及している。
【０００８】
[0008]  インプリントリソグラフィには、テンプレートを所望の程度まで変形するためにインプリントテンプレートに力を加えることが望ましい用途があり得る。このような用途の例には、拡大補正（通常は縮小）、形状補正、及び湾曲した可撓性インプリントテンプレートを使用するインプリント技術がある。
【０００９】
[0009]  拡大補正及び形状補正は、温度、磨耗及び／又は製造欠陥がインプリントテンプレートの機能に及ぼす効果を克服するのに有利なことがあるが、インプリントテンプレートに所望の量の力が加えられ、したがって所望の量の変形が達成されることを保証するのが困難なことがある。所望の量の力を加えることの困難は、アクチュエータがインプリントテンプレートの周縁に加える力に関する不確実性の結果として生じることがある。このような不確実性は、インプリントテンプレートの製造又は取り付け中の位置合わせ不良又はギャップの導入の結果として、及び／又はアクチュエータが当たっている支持構造の歪みにより生じることがある。
【００１０】
[00010]  同様に、（図３に関して以上で略述したような）曲がりテンプレートを使用すると、従来のインプリントリソグラフィに対する利点を提供するが、特定の状況では、インプリントテンプレートに所望の量の力が加えられ、したがって所望の程度の湾曲が達成されたことを保証するのが困難なことがある。所望の量の力を加えることの困難は、アクチュエータがインプリントテンプレートの周縁に加える力に関する不確実性の結果として生じることがある。このような不確実性は、インプリントテンプレートの製造又は取り付け中の位置合わせ不良又はギャップの導入の結果として、及び／又はアクチュエータが当たっている支持構造の歪みにより生じることがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
[00011]  例えば、本明細書又はその他で特定された当技術分野に伴う少なくとも１つの問題を克服又は軽減するインプリントリソグラフィ装置及び方法を提供することが望ましい。
【課題を解決するための手段】
【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するように構成された支持構造体と、インプリントテンプレートが支持構造体によって保持されている場合に、支持構造体とインプリントテンプレートの側部との間に配置され、インプリントテンプレートに力を加えるように構成されたアクチュエータと、インプリントテンプレートが支持構造体によって保持されている場合に、支持構造体とインプリントテンプレートの側部との間にある力センサと、を備えるインプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１３】
[00013]  本発明の一態様によれば、支持構造体によって支持されたインプリントテンプレートと、支持構造体とインプリントテンプレートの側部との間に配置され、インプリントテンプレートに力を加えるように構成されたアクチュエータと、支持構造体とインプリントテンプレートの側部との間に配置された力センサと、を備え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の側部に力を加えること、インプリントテンプレートに加えられた力を力センサによって評価すること、および、インプリントテンプレートの所望の変形を達成するために、インプリントテンプレートに加えられた力が十分であるかを割り出すことを含む、インプリントリソグラフィ方法が提供される。
【００１５】
[00015]  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加えること、インプリントテンプレートに加えられた力を力センサによって評価すること、および、インプリントテンプレートの所望の湾曲を達成するために、インプリントテンプレートに加えられた力が十分であるかを割り出すことを含む、インプリントリソグラフィ方法が提供される。
【００１６】
[00016]  本発明の一態様によれば、支持構造体によって支持されたインプリントテンプレートと、支持構造体とインプリントテンプレートの側部との間に配置され、インプリントテンプレートに力を加えるように構成されたアクチュエータと、を備え、アクチュエータが、インプリントテンプレートの実質的に中立面にある位置にてインプリントテンプレートの側部に力を加えるように構成されるインプリントリソグラフィ装置が提供される。
【００１７】
[00017]  本発明の一態様によれば、インプリントテンプレートを支持するように構成された支持構造体を備え、支持構造体が、インプリントテンプレートの実質的に中立面にある位置にてインプリントテンプレートの側部に力を加えるように構成されたアクチュエータを備える、インプリントリソグラフィ装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
[00026]  拡大補正は、テンプレートを、したがってテンプレート上に担持されたパターンを変形及び圧縮し、熱膨張の結果として生じるようなテンプレートのサイズの変化の効果に反作用するために、インプリントテンプレートに力を加える技術である。形状補正は、テンプレート及びそれに担持されたパターンの形状の変化に反作用するためにテンプレートに力を加えることを含む。拡大補正及び／又は形状補正は、同じ基板に重ね合わせた一連のリソグラフィインプリントの適正なレジストレーションがオーバレイ要件に適合することを保証するために使用することができる。本明細書で開示するような装置又は方法を、拡大補正技術及び／又は形状補正技術に使用することができる。
【００１９】
[00027]  拡大又は形状補正技術は、インプリントが実行される基板のサイズ又は形状の変化の効果に反作用するために、上述したようにテンプレートの変形に使用することができる。このような基板の変化は、基板の膨張又は他の応力により、又は先行するリソグラフィステップ（例えば先行する光学又はインプリントリソグラフィのステップ）で形成された１つ又は複数の要素のサイズ又は形状の違いによって引き起こされることがある。
【００２０】
[00028]  図２は、縮小するために拡大補正を使用するインプリントリソグラフィ技術を示す。
【００２１】
[00029]  この技術では、インプリントテンプレート１８が支持構造体２１内に支持され、１つ又は複数のアクチュエータ１９が、支持構造体２１とインプリントテンプレートの周側部との間に配置される。図２ａでは、以前にインプリントされたテンプレート２０上の対応するフィーチャ２０ａにインプリントされる２つのフィーチャ１８ａがあるインプリントテンプレート１８が図示さている。テンプレート１８の熱膨張は、通常の休止状態で、テンプレート上のフィーチャ１８ａが基板上のフィーチャ２０ａと位置合わせされないような熱膨張である。
【００２２】
[00030]  熱膨張の結果として生じた拡大を補正するために、１つ又は複数のアクチュエータ１９を使用して、テンプレート１８を変形させ、熱膨張の効果に反作用する。膨張の程度を評価し、そこから、膨張を相殺するためにインプリントテンプレート１８に加える力の量を計算する。図２ｂに示すように、支持構造体２１及びインプリントテンプレート１８の周側部にアクチュエータ１９を押し当てると、テンプレートに力が加えられ、これによってインプリントテンプレートがテンプレートの中心に向かって内側に変形する。この変形は、テンプレート１８を圧縮し、それによってインプリントテンプレート上のフィーチャ１８ａを基板２０上のフィーチャ２０ａに位置合わせするのに十分である。位置合わせされると、これでインプリントを実行することができる。
【００２３】
[00031]  例えばテンプレートの熱膨張などの結果であるインプリントテンプレートのサイズの増加に対する反作用に加えて、又はその代わりに、同様の補正技術を使用して、例えば製造中に、又はその後の磨耗の結果として生じるようなテンプレート若しくは基板、又は、テンプレート若しくは基板上のパターンの形状の不規則性を補正することができる。この場合、テンプレート又は基板の形状の不規則性を相殺するために必要な力を計算し、アクチュエータ１９によって適用可能な力をテンプレートに加える。
【００２４】
[00032]  湾曲した可撓性インプリントテンプレートの使用が、既存のインプリントリソグラフィ技術の改良点として示唆されている。インプリントリソグラフィ、特にホットインプリントリソグラフィ及びＵＶインプリントリソグラフィの上述したアプローチでは、インプリント液を基板とテンプレートの間に挟んで、テンプレートの全区域上に薄い連続層を形成する。インプリント液を基板とテンプレートの間に挟むと、液体が外側に追い出され、したがって最終的に液体の薄い連続層を形成する。それと同時に、テンプレートと基板の間に存在する気体（例えば空気）も挟まれる。テンプレートと基板の間の距離が減少するにつれ、インプリント液と気体が外側に、及びテンプレートのフィーチャの周囲に流れることがさらに困難になる。テンプレートが基板に近づくにつれ、インプリント液の流れが遅くなる。したがって、インプリント液がゆっくり流れるので、薄い連続層の形成にかかる時間が長くなる。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気体が追い出されるのに長くかかる。テンプレートと基板の間に挟まれた気体が捕捉され、インプリントパターンに欠陥を導入するような気泡を形成する可能性もある。
【００２５】
[00033]  このような問題（又は１つ又は複数の他の問題）に対応しようと、インプリントテンプレート又はインプリントテンプレートホルダが曲がって、外側に湾曲した表面を形成するように、インプリントテンプレート又はインプリントテンプレートホルダに力を加えるインプリントリソグラフィ装置及び方法の使用が示唆されている。次に、外側に湾曲したこの表面を使用して、基板上のインプリント液にパターンをインプリントする。
【００２６】
[00034]  図３ａは、１つ又は複数のアクチュエータで周縁に力を加えることによって曲げられているインプリントテンプレート２２の使用を示している。テンプレートは、外側に湾曲した表面２２ａが形成されるように曲げられ、この湾曲した表面は、基板２１上に堆積したインプリント液２４にパターンをインプリントするために使用される。図３ｂは、インプリント液２４と接触している曲がりインプリントテンプレート２２を示す。
【００２７】
[00035]  インプリントテンプレート２２の外側に湾曲した表面２２ａは、基板２１上のインプリント液２４にパターンを与えるために使用されるので、インプリントテンプレート２２と基板２１との間のギャップが、インプリントテンプレート２２の中心から縁部へと大きくなる。その結果、インプリント液２４及び気体２６が、インプリントテンプレート２２の中心からさらに容易に流れ出すことができる。インプリント液２４及び気体２６の流れが改良された結果、インプリント液と接触した場合にインプリントテンプレート２２が遭遇する抵抗が減少する。このように抵抗が減少するので、インプリントプロセスをさらに迅速に引き受けることができる。さらに、インプリントパターン中にガスポケットが形成される頻度が低下する。というのは、インプリントテンプレート２２の曲率により、気体２６がインプリントテンプレート２２の中心から押し出されるからである。
【００２８】
[0036]  曲がりインプリントテンプレート２２がインプリント液２４に接触すると、アクチュエータ２３によって加えられた力が減少し、従ってインプリントテンプレート２２がインプリント液２４上で平坦になり、インプリント液２４にパターンをインプリントすることができる。
【００２９】
[00037]  図４は、拡大補正技術にあり得る失敗を示す。図４では、インプリントテンプレート４１の熱膨張が生じており、上述したようにこの膨張を相殺する力が計算されている。しかし、この場合は、ギャップ４２（本図の目的のために誇張して図示されている）がアクチュエータ４３とテンプレート４１の周縁との間に位置する。その結果、アクチュエータ４３の膨張で生じた力の全部が、インプリントテンプレート４１に加えられるわけではなく、アクチュエータの膨張の一部は、テンプレートの周縁と接触する前に、ギャップ４２を通した膨張に失われる。したがって、テンプレート４１に加えられる力が減少して、テンプレートの変形の程度が減少し、したがってテンプレート上のフィーチャ４１ａが基板４４上のフィーチャ４４ａと位置合わせされない。この場合、テンプレートに加えられる力の調整が不適切であることが分かる。
【００３０】
[00038]  テンプレート及びアクチュエータを支持する支持構造体がアクチュエータの圧迫で変形すると、テンプレートに加えられた力の調整に同様の困難が生じ得ることが認識される。その場合も、又は代替的に、アクチュエータによってインプリントテンプレートに加えられるような力の一部が失われ、インプリントテンプレートの変形が予想より小さくなる。その結果、インプリントテンプレートの所望の変形が達成されず、適切な拡大補正が行われないことがある。
【００３１】
[00039]  図５ａ及び図５ｂは、本発明の実施形態によるインプリント装置を示す。図５ａは装置の下面図を示し、図５ｂは、線Ｉ−Ｉに沿って切り取った図５ａの装置の部分断面図を示す。
【００３２】
[00040]  装置は、実質的に平面の形状であるインプリントテンプレート５０を含むものとして図示されている。インプリントテンプレート５０は２つの実質的に正方形の表面を有し、その一方にはパターン付き領域５０ａが設けられている。インプリントテンプレート５０は、インプリントテンプレート５０の周囲に延在する４つの周縁を有する。インプリントテンプレート５０の周囲には支持構造体５１が延在している。支持構造体５１は、圧電アクチュエータ５２及び圧電力センサ５３を通してインプリントテンプレート５０に接続される。圧電アクチュエータ５２及び圧電力センサ５３は直列に接続され、したがって圧電アクチュエータ５２はインプリントテンプレート５０及び圧電力センサ５３の周面に突き当たり、圧電力センサ５３は圧電アクチュエータ５２及び支持構造体５１の内面に突き当たる。図示の実施形態では、圧電アクチュエータ５２及び圧電力センサ５３が支持構造体５１から突出しているが、一実施形態では、アクチュエータ５２及びセンサ５３をインプリントテンプレート５０又は支持構造体５１の窪みに収容してもよい。純粋曲げの状態で装填された場合、インプリントテンプレート５０の中立面ＮＰは、圧縮及び引っ張り応力がゼロである面である。中立面ＮＰは、インプリントテンプレートを通って、それ全体に延在し、インプリントテンプレート５０の各周面を実質的に二分する。図５ｂに見られるように、圧電アクチュエータ５２は、実質的にテンプレートの中立面ＮＰ上の位置でインプリントテンプレート５０に遭遇し、それによって実質的に中立面上で、したがって中立面の周囲に実質的に均等に、テンプレートに力を加えることができる。複数のアクチュエータと力センサが図示されているが、１つのアクチュエータと力センサ、１つのアクチュエータと複数の力センサ、又は複数のアクチュエータと１つの力センサを設けてもよい。
【００３３】
[00041]  図６は、本発明の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置で可能な動作モードを概略的な形態で示す。図６ａでは、インプリント前に圧電アクチュエータ６２に電圧を確立し、アクチュエータを拡張させる。このように、圧電アクチュエータ６２がインプリントテンプレート６０の周縁に、及び圧電力センサ６３に押しつけられ、テンプレート６０とセンサ６３の両方を圧縮する。圧電力センサ６３がこのように圧縮すると、電気信号が発生し、この信号はセンサ６３に加えられる力の大きさを表す。次に、適切な拡大補正を提供するために、必要に応じてインプリントテンプレート６０に加えられた力を、計算されている力の量と比較する。加えられた力が必要な補正を提供するのに十分である場合は、対応する電圧をインプリントに使用する。
【００３４】
[00042]  図６ｂ及び図６ｃは、１つ又は複数のアクチュエータ６２とインプリントテンプレート６０の間にギャップ６４が生じた場合の、本発明の実施形態のインプリントリソグラフィ装置の動作を示す。圧電アクチュエータ６２がインプリントテンプレート６０の周縁に力を加えることができる経路のいずれかにギャップ（例えば図６ｂに示すように圧電アクチュエータ６２と周縁の間のギャップ）が存在すると、圧電アクチュエータ６２の拡張時に圧電力センサ６３に加えられる力の量が減少し、したがってセンサ６３によって発生する信号が減少する。圧電力センサに加えられる力の減少を示すこの信号を、計算されている力の量と比較して、拡大補正を提供する。圧電力センサ６３の検出した力が不十分である場合、インプリントは実行されない。
【００３５】
[00043]  図６ｃに示すように、これで、ギャップ６４の存在を補償するために圧電アクチュエータ６２に加える電圧を増加させ、したがって拡張を増加させることにより、この力の減少の適切な補正を達成することができる。次に、圧電アクチュエータ６２のこのような拡張の増加に応答して圧電力センサ６３が発生した信号を、再び評価することができる。圧電力センサ６３に加えられる力が依然として小さすぎ、したがってインプリントテンプレート６０に加えられる力が、拡大補正を提供するのにはまだ小さすぎる場合は、圧電アクチュエータ６２にさらに大きい電圧を加え、発生した力を再び評価することができる。次に、圧電力センサ６３に、したがってインプリントテンプレート６０に加えられる力を表す信号が、この力は有効な拡大補正を提供するのに十分であることを示すまで、圧電アクチュエータ６２に加える圧力を増加させ、圧電力センサ６３が発生した信号を評価するプロセスを、必要な回数だけ繰り返すことができる。このように必要な力を引き出す電圧が確立されたら、この電圧を圧電アクチュエータ６２に加え、拡大を補正するのに十分なだけインプリントテンプレート６０を変形し、インプリントを実行することができる。
【００３６】
[00044]  本発明の実施形態のインプリントリソグラフィ装置を拡大補正又は形状補正に使用する場合、インプリントテンプレートに加える力は、実質的にテンプレートの中立面に加えなければならない。これは、図５ｂに示すように実質的に中立面でインプリントテンプレート５０に合うアクチュエータ５２を設けることによって達成することができる。代替的又は追加的に、実質的に中立面に力を与えることは、中立面の両側でインプリントテンプレートに合う１つ又は複数のアクチュエータを設けることによって達成することができる。本発明のこの実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の構成が、図７ａに図示されている。図７ａでは、インプリントテンプレート７０を支持構造体７１に取り付ける２層の圧電アクチュエータ７２及び力センサ７３があることが分かる。第一層の圧電アクチュエータ７２ａ及び圧電センサ７３ａは、インプリントテンプレート７０の中立面ＮＰの上に位置する。第二層の圧電アクチュエータ７２ｂ及び圧電力センサ７３ｂは、インプリントテンプレート７０の中立面ＮＰの下に位置する。第一及び第二層の圧電アクチュエータ７２及び力センサ７３は、相互に実質的に平行に、及び支持構造体７１の個々の側部に沿って延在する。図７ｂには、テンプレートの中立面ＮＰの両側で実質的に等しい力をインプリントテンプレート７０に提供する圧電アクチュエータ７２ａ及び７２ｂが図示されている。圧電力センサ７３ａ及び７３ｂが、圧電アクチュエータ７２ａ及び７２ｂによってインプリントテンプレート７０に加えられる力は拡大補正を引き起こすのに十分であると判断すると、インプリントを実行することができる。複数のアクチュエータと力センサが図示されているが、１つのアクチュエータと力センサ、１つのアクチュエータと複数の力センサ、又は複数のアクチュエータと１つの力センサを設けることができる。
【００３７】
[00045]  中立面から変位した位置でインプリントテンプレートに合うアクチュエータを使用することにより、図３に関して上述したように曲がりテンプレートを使用するインプリントリソグラフィに、本発明の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置を使用することができる。このような構成が図７ｃに図示されている。インプリントテンプレート７０の中心に向かって誘導される力が、中立面の上又は下で不均一にインプリントテンプレート７０の周面に加えられると、大きい方の力が中立面ＮＰの上に加えられるか、下に加えられるかに応じて、インプリントテンプレート７０を（図７ｃに示すインプリントテンプレート３０の方向に対して）上又は下に曲げることができる。この効果は、中立面ＮＰの一方側（つまり上側又は下側）にのみ力を加えることによって達成できることが認識される。あるいは、中立面の一方側に、他方側より相対的に大きい力が提供される限り、中立面ＮＰの両側に力を加えることにより、これを達成してもよい。
【００３８】
[00046]  圧電アクチュエータ及び圧電力センサの層を組み込んだ本発明の実施形態のインプリントリソグラフィ装置を使用して、インプリントテンプレートに加えられる力を調整し、したがって達成される曲率の程度を制御できることが認識される。
【００３９】
[00047]  図７ａに示すように、圧電アクチュエータ７２ａ、７２ｂに圧力を加えない場合、これは拡張せず、したがってインプリントテンプレート７０に、又はアクチュエータと支持構造体７１の間に配置された圧電力センサ７３ａ、７３ｂに力を加えない。
【００４０】
[00048]  圧電アクチュエータ７２ａの第一層に電圧を加えると、これらのアクチュエータが逆圧電効果を経験し、テンプレート７０の中心に向かって、及び圧電センサ７３ａを通って支持構造体７１に向かって力を加えるように変形する。テンプレート７０に加えられる力は中立面ＮＰの上に加えられるので、インプリントテンプレート７０を下方向に曲げる。圧電アクチュエータ７２ａによって圧電力センサ７３ａを通して加えられる力は、これらのセンサに直接的な圧電効果を経験させ、センサ７３ａに加えられる力は、電位を発生させる。この電位の大きさは、圧電力センサ７３ａに加えられた力を表し、したがって圧電アクチュエータ７２ａによってテンプレート７０に加えられる有効力の評価に使用することができる。次に、この力を、インプリントテンプレート７０に所望のレベルの曲率を与えるために必要であると知られている力と比較することができる。インプリントテンプレート７０に加えられる力が必要な力より小さい場合は、力を加える圧電アクチュエータ７２に加えられる圧力を増加させることができる。インプリントテンプレート７０に加えられる力が、所望の曲率を与えるために必要な力より大きい場合、圧電アクチュエータ７２に加えられる電圧を減少させることができる。
【００４１】
[00049]  インプリントテンプレート７０及びパターン付き領域７０ａが下方向に曲がるように作成されている場合、インプリントテンプレート７０は、図２ａ及び図２ｂの曲がりテンプレート２２に関して説明したのと同じ方法で使用することができる。曲がりインプリントテンプレート７０が、基板上に堆積したインプリント液と接触すると、中立面の上と下に加えられた力の差が減少し、インプリントテンプレート７０が平坦になる。２つの力の差は、（以前に小さい方だった力にさらに近づくように）以前に大きい方だった力を減少させる、及び／又は（以前に大きい方だった力にさらに近づくように）以前に小さい方だった力を増加させることにより、このように減少させることができる。例示により、以前に大きい方だった力を減少させたい場合は、圧電アクチュエータ７２ａの上部層に加える電圧を減少させることができる。以前に小さい方だった力を増加させたい場合は、圧電アクチュエータ７２ｂの下部層に加える電圧を増加させることができる。インプリントに関連する拡大又は形状補正を実行したい場合、圧電アクチュエータ７２ａ及び７２ｂの両方の層に適切な圧力を実質的に等しく加えることができ、その結果、補正を実行するのに適切なインプリントテンプレートの平坦化とその変形との両方が得られる。
【００４２】
[00050]  図８は、本発明の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の詳細を示す。インプリントテンプレート８０が、圧電アクチュエータ８２及び圧電力センサ８３によって支持構造体８１に接続されている。圧電アクチュエータ８２及び圧電力センサ８３は直列に構成され、対になったアクチュエータと力センサの各側に弾性ヒンジ８４が設けられる。これらの弾性ヒンジ８４は、圧電要素を損傷するような曲げモーメントに対して圧電アクチュエータ８２及び圧電力センサ８３を保護するのに役立つ。
【００４３】
[00051]  本発明の実施形態によるリソグラフィ装置には、複数のアクチュエータ及び／又は複数の力センサを設けることができる。アクチュエータ及び／又は力センサの最も適切な数は、インプリントテンプレートのサイズに関して、及び達成される効果（例えば拡大補正及び／又は形状補正及び／又は湾曲したテンプレートとしてのインプリントテンプレートの使用）に関して割り出すことができる。アクチュエータ及び／又はセンサの数、タイプ及び構成は、インプリントテンプレート自体の構造に応じて変化してよい。例えば、２５ｍｍ2のパターン付き領域がある３０ｍｍ2の区域を有するインプリントテンプレートでは、アクチュエータと力センサを直列に対にすると、特に適切な構成は、インプリントテンプレートの側部毎にこのような対を７つ提供することになる。しかし、任意の適切な数のアクチュエータ及び／又は力センサを使用することができる。
【００４４】
[00052]  本開示では、インプリントテンプレートは、パターンを基板に転写するために使用され、例えば拡大補正又はサイズ補正技術を実行できるように、アクチュエータの圧力で変形することができる任意の構造を備えると見なされたい。テンプレートは、この基板に接触するこのようなフィーチャ、及びこのようなフィーチャが担持される任意の構造（全体としてこれらのフィーチャと一緒に、又は例えば別個のホルダとして製造することができる）の両方を備えると認識される。適切な変形は、直接フィーチャに力を加えるか、又はこれらのフィーチャが担持される任意の構造に力を加えることによって達成することができる。
【００４５】
[00053]  本発明の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置を、圧電アクチュエータ及び圧電力センサの使用に関して説明してきた。本開示では、圧電力センサに言及した場合、それは圧電抵抗式力センサ（圧力を加えると力センサの材料の電気抵抗に変化を引き起こす）を含むものと見なされたい。実際、圧電抵抗式力センサは、本発明の実施形態の装置又は方法に使用するのに望ましい力センサを表す。
【００４６】
[00054]  アクチュエータ又は力センサの一方又は両方を、油圧小型ピストン、又はコンパクトなリニアモータ及びレバー（レバーはインプリントテンプレートを変形するのに十分な大きさの力を発生するために、リニアモータが発生した力を拡大するために使用される）など、代替アクチュエータ及び／又は力センサと交換できることが認識される。テンプレートに加えられた力を感知するように構成された任意の適切な力センサと同様、インプリントテンプレートに力を与えるように構成された任意の適切なアクチュエータを使用することができる。
【００４７】
[00055]  特定の状況（例えば温度低下によりインプリントテンプレートが収縮する、又は特定の形状補正用途）では、テンプレートに張力を加える（つまりテンプレートを引っ張る）ことによってテンプレートに拡張を誘発するように構成されたアクチュエータを使用することが、望ましいことがある。このような場合、適切な力センサは、このような拡張を引き起こす際に加えられる力を感知するように構成された力センサである。
【００４８】
[00056]  以上の実施形態は、直列に構成されたアクチュエータ及び力センサに関して示してきたが、実施形態は代替的又は追加的に、並列に構成されたアクチュエータ及び力センサを使用することができる。
【００４９】
[00057]  アクチュエータ及び力センサを直列に構成する装置では、本明細書で述べた利点の１つ又は複数を損ねずに、これらの構成要素の順番を取り替えることができる。実施形態を、アクチュエータがインプリントテンプレートと突き当たり、力センサが支持構造体と突き当たる装置に関して説明してきた。実施形態では、アクチュエータと力センサのこの順番を逆にしてよい。実際、本明細書で説明するどの実施形態でも、アクチュエータがインプリントテンプレートに力を加えることができ、力センサがテンプレートに加えられた力を感知して、この力を評価可能にするように構成されている限り、アクチュエータと力センサはいずれもインプリントテンプレートに直接突き当たる必要がない。以上を鑑みて、適切な力センサは、テンプレートに加えられた力の表示を提供可能な任意のセンサでよいことが認識される。
【００５０】
[00058]  以上の説明は、インプリントテンプレートに加えられた力を、このような力を加えることによって圧縮するセンサによって評価する実施形態に関するものであった。しかし、インプリントテンプレートに加えられる力は、支持構造体とインプリントテンプレートの間に配置された力センサの拡張によって評価することができる。この構成は、力アクチュエータとセンサが並列に構成された装置で使用することができる。この場合、アクチュエータによってインプリントテンプレートを圧縮する結果、アクチュエータと並列に配置された力センサが拡張し、この拡張を使用して、アクチュエータの作用を通して生じた圧縮の量を割り出すことができる。この場合、力センサはインプリントテンプレートに加えられた力の量に関する報告に使用できる伸張センサを備えることができる。これは例えば、基準値を使用することによって達成することができ、ここでセンサの所与の拡張は、インプリントテンプレートに加えられる所与の量の力と相関することが知られている。力アクチュエータと力センサを並列に構成する場合は、力センサに隣接するアクチュエータによってインプリントテンプレートに加えられた力を感知するために、力センサを使用することが望ましい。
【００５１】
[00059]  以上で説明した本発明の実施形態には、インプリントテンプレートの全側にアクチュエータと力センサの両方が設けられている。実施形態は、４辺インプリントテンプレートの３辺に、インプリントテンプレートの２辺（例えば対向しない辺）に、又はインプリントテンプレートの１辺にさえアクチュエータ及び／又は力センサを設けることができる。アクチュエータと力センサが直列に構成された装置では、力センサがインプリントテンプレートに加えられた力を評価できるように構成されている限り、インプリントテンプレートの様々な側にこれらの構成要素を設けることができる（例えばインプリントテンプレートの１辺にのみアクチュエータがある構成、及びインプリントテンプレートの対向する側にのみ力センサがある構成）。
【００５２】
[00060]  圧電アクチュエータに電圧を加える場合、力センサに、したがってテンプレートに与えられる力を、（例えば拡大又は形状補正のために、又はテンプレートを湾曲させるために）望ましいとされた計算値と比較し、必要な力を生成する電圧が確立されたら、インプリントが実行される。力が小さすぎる場合は、圧電アクチュエータに加えられる圧力を増加させ、加えた力を再び評価して、比較する。力が大きすぎる場合は、圧電アクチュエータに加えられる圧力を減少させ、加えた力を再び評価して、比較する。電圧の増減は、「段階」状に実行する（つまり圧電アクチュエータに実質的に電圧を加えない期間によって分離された一連の不連続な増加又は減少を通し、その度にその後に力を評価する）、又は「傾斜」状に実行することができ、ここでは必要な力が達成されるまで、（力の評価を連続的に、又は適切な間隔で実行する状態で）電圧を比較的一定に変化させることが認識される。電圧の結果として与えられた力を評価するのと同時に、アクチュエータでの電圧を維持することが望ましい。
【００５３】
[00061]  適切な拡大又は形状補正を引き起こす、又は所望の程度の曲率を与えるためにインプリントテンプレートに加えることができる力は、当業者によって容易に割り出すことができる。例示により、このように割り出す適切な方法は、線形弾性モデルを使用することを含む。拡大補正の場合は、所望の力を分析的に計算することが望ましい。テンプレートが複雑な形状補正を必要とする場合は、有限要素法又は有限体積法を使用することが望ましい。適切な方法は、幾つかの望ましい値を計算値に補間する単純化されたモデルを使用することができる。
【００５４】
[00062]  電力又は信号を使用するアクチュエータ及び力センサの場合は、装置の一部として適切な電気接続部を設けるべきであることが認識される。適切な接続部は遮蔽接続部でよい。
【００５５】
[00063]  以上の説明は、実質的に正方形の形状のインプリントテンプレート及び基板を考えている。本発明の実施形態の装置及び方法は、代替的又は追加的に、異なる形状を有する基板及び／又はテンプレートとともに使用することができる。単に例示により、これは長方形のテンプレート又は基板、又は台形の基板又はテンプレートを含んでよい。本発明の実施形態の装置又は方法を使用して実践できる現場での形状又は拡大補正技術は、一方向の伸張及びピンクッション効果に反作用することもできる。
【００５６】
[00064]  例示のために、以上のパラグラフで述べた（及び添付図面で図示した）ギャップは、材料が存在しない空隙として示されている。しかし、ギャップは接着剤などの比較的軟質の材料で充填してよいことが認識される。実際、本開示ではギャップは、材料に作用するアクチュエータの圧力をインプリントテンプレートに伝達できるほど十分な剛性を有する材料が存在しない領域を備えるものと見なされたい。したがって、ギャップは空隙を備えるか、比較的軟質の材料の区域を備えることができる（事実上、本件の目的に合ったギャップ）。
【００５７】
[00065]  以上の説明は例示的であり、制限的ではないものとする。したがって、請求の範囲から逸脱することなく、説明の通りの本発明を変更できることが当業者には明白である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１ａ】[00018]  マイクロコンタクトプリントの例を概略的に示した図である。
【図１ｂ】[00018]  ホットインプリントの例を概略的に示した図である。
【図１ｃ】[00018]  ＵＶインプリントの例を概略的に示した図である。
【図２ａ】[00019]  図２ａは、拡大補正技術を使用するインプリントリソグラフィプロセスを概略的に示した図である。
【図２ｂ】[00019]  図２ｂは、拡大補正技術を使用するインプリントリソグラフィプロセスを概略的に示した図である。
【図３ａ】[00020]  図３ａは、曲がりインプリントテンプレートを使用するインプリントプロセス中の液体及び気体の流れを概略的に示した図である。
【図３ｂ】[00020]  図３ｂは、曲がりインプリントテンプレートを使用するインプリントプロセス中の液体及び気体の流れを概略的に示した図である。
【図４ａ】[00021]  図４ａは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図４ｂ】[00021]  図４ｂは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図５ａ】[00022]  図５ａは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図５ｂ】[00022]  図５ｂは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図６ａ】[00023]  図６ａは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図６ｂ】[00023]  図６ｂは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図６ｃ】[00023]  図６ｃは、本発明の実施形態によるインプリント装置を概略的に示した図である。
【図７ａ】[00024]  図７ａは、湾曲したインプリントテンプレートを使用するインプリントリソグラフィプロセスで図６ａ〜図６ｃの装置の使用を概略的に示した図である。
【図７ｂ】[00024]  図７ｂは、湾曲したインプリントテンプレートを使用するインプリントリソグラフィプロセスで図６ａ〜図６ｃの装置の使用を概略的に示した図である。
【図７ｃ】[00024]  図７ｃは、湾曲したインプリントテンプレートを使用するインプリントリソグラフィプロセスで図６ａ〜図６ｃの装置の使用を概略的に示した図である。
【図８】[00025]  本発明の実施形態によるインプリント装置の詳細を示した図である。
【図１ａ】
0005097673.tif 000002
【図１ｂ】
0005097673.tif 000003
【図１ｃ】
0005097673.tif 000004
【図２ａ】
0005097673.tif 000005
【図２ｂ】
0005097673.tif 000006
【図３ａ】
0005097673.tif 000007
【図３ｂ】
0005097673.tif 000008
【図４ａ】
0005097673.tif 000009
【図４ｂ】
0005097673.tif 000010
【図５ａ】
0005097673.tif 000011
【図５ｂ】
0005097673.tif 000012
【図６ａ】
0005097673.tif 000013
【図６ｂ】
0005097673.tif 000014
【図６ｃ】
0005097673.tif 000015
【図７ａ】
0005097673.tif 000016
【図７ｂ】
0005097673.tif 000017
【図７ｃ】
0005097673.tif 000018
【図８】
0005097673.tif 000019