JP5216871B2 - インプリント・リソグラフィにおけるはみ出し低減 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本出願は、２００８年２月８日出願の米国特許仮出願第６１／０２７，１５３号、２００８年９月４日出願の米国特許仮出願第６１／０９４，０９２号、および２００９年２月６日出願の米国特許出願第１２／３６７，０７９号の米国特許法１１９条（ｅ）（１）に基づく利益を主張するものであり、これらのすべてが参照によって本明細書に組み込まれる。

（技術分野）
ナノ製造は、１００ナノメートル台以下の程度のフィーチャを有する非常に小さな構造体の製造を含む。ナノ製造の、かなり大きな影響があった１つの用途は集積回路の加工である。半導体加工産業は、より大きな生産歩留りを求めて努力を続ける一方、基板上に形成される単位面積当たりの回路を増加させるので、ナノ製造はますます重要になる。ナノ製造によって、より優れたプロセス制御がもたらされる一方、形成された構造体の最小フィーチャ寸法の相次ぐ縮小が可能になる。ナノ製造を用いた開発のその他の領域には、バイオテクノロジー、光技術、機械システムなどが含まれる。

今日用いられている例示的ナノ製造技法は、一般にインプリント・リソグラフィと称される。例示的インプリント・リソグラフィ・プロセスは、米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号、米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号、および米国特許第６，９３６，１９４号など多数の公開に詳細に説明されており、これらのすべてが参照によってここで本明細書に組み込まれる。

前述の米国特許出願公開および米国特許の各々で開示されたインプリント・リソグラフィ技法は、形成可能（重合性）層の中にレリーフ・パターンを形成して、レリーフ・パターンに対応するパターンを下にある基板の中へ転写することを含む。所望位置を得てパターニング・プロセスを容易にするために、基板は移動ステージに結合されてよい。パターニング・プロセスは、基板から離隔されたテンプレートを使用し、テンプレートと基板との間に成形可能な液体が与えられる。成形可能な液体を凝固して、成形可能な液体に接するテンプレートの表面形状に適合するパターンを有する剛体層を形成する。凝固の後、テンプレートと基板が離隔されるように、剛体層からテンプレートを分離する。次いで、基板および凝固層をさらに処理して、凝固層中のパターンに対応するレリーフ像を基板中へ転写する。

米国特許出願公開第２００４／００６５９７６号 米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号 米国特許第６，９３６，１９４号

本発明のより詳細な理解は、添付図を参照した、本発明の実施形態の説明から提供されよう。しかし、添付図は本発明の代表的な実施形態だけを示しており、したがって、本発明の範囲を限定するものとみなされるべきでないことに留意されたい。

本発明の一実施形態によるリソグラフィ・システムの簡易側面図である。 図１に示された基板上にパターン層が配置された様子を示す簡易側面図である。 図１に示されたテンプレートおよび基板の簡易側面図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的テンプレートの簡易側面図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的マスキング・システムの簡易側面図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的マスキング・システムの簡易側面図である。 インプリント・リソグラフィの間中、マスキング・システムを使用してはみ出し形成を防止する例示的方法を示すフローチャートである。 リソグラフィ・システムで使用することができる例示的フィルタリング・システムを示す図である。 リソグラフィ・システムで使用することができる例示的フィルタリング・システムを示す図である。 フィルタリング・システムを使用してはみ出し形成を防止する例示的方法を示すフローチャートである。 リソグラフィ・システムで使用する例示的フィルタリング・システムを示す図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的フィルタリング・システムを示す図である。 フィルタリング・システムを使用してはみ出し形成を防止する例示的方法を示すフローチャートである。 基板の１つまたは複数の湾曲領域へのエネルギーを遮断するための例示的フィルタリング・システムを示す図である。 基板の１つまたは複数の湾曲領域へのエネルギーを遮断するための例示的フィルタリング・システムを示す図である。 メサ上の例示的迷路状パターンを示す図である。 メサ上の例示的迷路状パターンを示す図である。 メサ上にモートを形成する例示的迷路状パターンを示す図である。 メサ上にパターニングされた例示的迷路状パターンおよび例示的チャンネルを示す図である。 複数の配列を有する例示的迷路状パターンを示す図である。 複数の配列を有する例示的迷路状パターンを示す図である。 迷路状パターンを用いてはみ出し形成を低減および／または防止する例示的方法を示すフローチャートである。 リソグラフィ・システムで使用する例示的フラクタル構造体を示す図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的フラクタル構造体を示す図である。 リソグラフィ・システムで使用する例示的フラクタル構造体を示す図である。 フラクタル構造体を使用してはみ出し形成を低減および／または防止する例示的方法を示すフローチャートである。

図、特に図１を参照すると、基板１２上にレリーフ・パターンを形成するのに使用されるリソグラフィ・システム１０が示されている。基板１２は、基板チャック１４に結合され得る。図示のように、基板チャック１４は真空チャックである。基板チャック１４は、真空、ピン・タイプ、溝タイプ、静電気、電磁気、および／または同様なものを含むいかなるチャックでもよいが、これらには限定されない。例示的チャックは、米国特許第６，８７３，０８７号に説明されており、これは参照によってここで本明細書に組み込まれる。

基板１２および基板チャック１４は、ステージ１６でさらに支持され得る。ステージ１６は、ｘ軸、ｙ軸、およびｚ軸に沿った移動をもたらすことができる。ステージ１６、基板１２、および基板チャック１４は、ベース（図示せず）上に配置することができる。

基板１２から離隔されて、テンプレート１８がある。テンプレート１８は、そこから基板１２の方へ広がるメサ２０を含んでよく、メサ２０上にパターニング面２２がある。さらに、メサ２０はモールド２０と称されることがある。別法として、テンプレート１８は、メサ２０なしで形成することができる。

テンプレート１８および／またはメサ２０は、融解石英、水晶、シリコン、有機ポリマー、シロキサン・ポリマー、ホウ珪酸ガラス、フルオロカーボン・ポリマー、金属、硬化サファイア、および／または同様なものを含むがこれらに限定されない材料から形成され得る。図示のように、パターニング面２２は、複数の離隔された凹部２４および／または突出部２６によって画定されたフィーチャを備えるが、本発明の実施形態はそのような構成に限定されない。パターニング面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任意の元のパターンを画定することができる。

テンプレート１８は、チャック２８に結合され得る。チャック２８は、真空、ピン・タイプ、溝タイプ、静電気、電磁気、および／または他の類似のチャックのタイプとして構成され得るが、これらには限定されない。例示的チャックは、米国特許第６，８７３，０８７号にさらに説明されており、これは参照によってここで本明細書に組み込まれる。さらに、チャック２８および／またはインプリント・ヘッド３０がテンプレート１８の移動を容易にするように構成され得るように、チャック２８をインプリント・ヘッド３０に結合することができる。

システム１０は、流体分配システム３２をさらに備えることができる。流体分配システム３２は、基板１２上に重合性材料３４を堆積するのに使用することができる。重合性材料３４は、滴下分配、スピンコーティング、ディップ・コーティング、化学的気相成長（ＣＶＤ）、物理的気相成長（ＰＶＤ）、薄膜堆積、厚膜堆積、および／または同様なものなどの技法を用いて基板１２上に配置することができる。例えば、重合性材料３４は、米国特許出願公開第２００５／０２７０３１２号および米国特許出願公開第２００５／０１０６３２１号に説明されたものなどの技法を用いて基板１２上に配置することができ、これらの両方が、参照によってここで本明細書に組み込まれる。設計上考慮すべき事項次第で、メサ２０と基板１２との間に所望の容積が画定される前および／または画定された後に、重合性材料３４が基板１２上に配置されてよい。重合性材料３４は米国特許第７，１５７，０３６号および米国特許出願公開第２００５／０１８７３３９号で説明されているようなモノマー混合物を含んでよく、これらの両方が参照によってここで本明細書に組み込まれる。

図１および図２を参照すると、システム１０は、エネルギー４０を経路４２に沿って導くように結合されたエネルギー源３８をさらに備えることができる。インプリント・ヘッド３０およびステージ１６は、テンプレート１８および基板１２を経路４２と重ねて配置するように構成され得る。ステージ１６、インプリント・ヘッド３０、流体分配システム３２、および／またはエネルギー源３８と通信し、メモリ５６に保存されたコンピュータ読取可能プログラムに基づいて動作することができるプロセッサ５４によって、システム１０が調整され得る。

インプリント・ヘッド３０、ステージ１６の一方または両方は、メサ２０と基板１２との間の距離を変化させて、重合性材料３４で充填される所望の容積をそれらの間に画定する。例えば、インプリント・ヘッド３０は、メサ２０が重合性材料３４と接触するようにテンプレート１８に力を加えることができる。所望の容積が重合性材料３４で充填された後、エネルギー源３８は、例えば、重合性材料３４を凝固させかつ／または架橋して基板１２の表面４４の形状に順応させ、かつ表面２２をパターニングし、パターン層４６を基板１２上に画定する紫外線放射であるエネルギー４０を生成する。パターン層４６は、残存層４８ならびに厚さｔ₁を有する突出部５０および厚さｔ₂を有する残存層を伴う突出部５０および凹部５５として示される複数のフィーチャを備えることができる。

前述のシステムおよびプロセスは、すべてがここで参照によって本明細書に組み込まれている米国特許第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号で参照されるインプリント・リソグラフィ・プロセスおよびシステムに、さらに用いることができる。

図２および図３を参照すると、パターン層４６の形成の間、重合性材料３４が、テンプレート１８のフィーチャ２４と２６との間の容積、および基板１２上の所望のインプリント領域Ａ₁内のメサ２０の縁端部を充填する。例えば、所望のインプリント領域Ａ₁は、メサ２０の境界間にあってよい。特定の環境では、重合性材料３４が領域Ａ₁から流出し、結果としてはみ出しが形成されることがある。例えば、基板１２上の滴下パターンがテンプレート１８の中央に置かれない場合、メサ２０の境界の縁端部にはみ出しが生成されることがある。はみ出しが形成されると、テンプレート１８とパターン層４６との分離の間中、微粒子噴霧をもたらす恐れがある。さらに、はみ出しによって、パターン層４６のサイズが制限され、欠陥がもたらされ、テンプレート１８の保存寿命が低下し、かつ／または後続の平坦化の結果で不均一なパターン層４６がもたらされることがある。以下のシステムおよび方法は、はみ出しの低減および／または防止のために、単独で、または組み合わせて用いることができる。

寸法の変化
メサ２０および／または所望のインプリント領域Ａ₁の寸法を変化させることにより、はみ出しを低減および／または防止することができる。

一実施例では、メサ２０と残りのテンプレート１８（例えばテンプレート１８の本体）との間の高さ比を変化させることができる。重合性材料３４がテンプレート１８のフィーチャ２４および２６とメサ２０の縁端部との間の容積を充填するとき、重合性材料３４が、基板１２の所望のインプリント領域Ａ₁の外部へ蓄積してはみ出しを形成する恐れがある。例えば、重合性材料３４の蓄積により、重合性材料３４がメサ２０と実質的に同じ高さｈ₁まで上昇してはみ出しを形成することがある。メサ２０の高さｈ₁を増加させることにより、基板１２の所望のインプリント領域Ａ₁の外部で、重合性材料３４の蓄積の影響を緩和することができる。例えば、メサ２０の高さｈ₁を、（例えば約１５μｍから約１３５μｍへと）１０倍増加させてよい。高さｈ₁が増加すると、基板１２の所望のインプリント領域の外側での重合性材料３４の蓄積を遅らせることができる。そのような遅延により、テンプレート１８の除去および／または洗浄が必要になる前の、連続したインプリントの可能な数をさらに増加させることができる。

別の実施例では、基板１２の所望のインプリント領域Ａ₁の少なくとも１つの寸法と、１つまたは複数のはみ出しゾーン６０を形成するメサ２０の少なくとも１つの寸法との比を変化させることにより、はみ出しを低減および／または防止することができる。例えば、図４に示されるように、基板１２の所望のインプリント領域Ａ₁の長さＬ₁は、はみ出しゾーン６０が形成され得るように、メサ２０の長さＬ₂未満でよい。はみ出しゾーン６０は、約５０μｍから３００μｍまでの距離ｄ₁を有してよい。例えば、はみ出しゾーン６０の距離ｄ₁は約３００μｍでよい。メサ２０および／または所望のインプリント領域Ａ₁の寸法を変化させることにより、類似の距離および／または異なる距離ｄ₁を有する複数のはみ出しゾーン６０を形成することができることに留意されたい。

マスキング
図１、図５Ａおよび図５Ｂを参照すると、マスキング・システム１００は、システム１０で使用することができる。マスキング・システム１００は、はみ出し形成を低減および／または防止することができる。マスキング・システム１００は、マスク１０２およびエネルギー源３８ａを含む。エネルギー源３８ａは、経路４２ａにおいてエネルギー４０ａ（例えば紫外線放射）を供給する。テンプレート１８および基板１２は、経路４２ａと重ねることができる。エネルギー源３８ａは、図１に示されたエネルギー源３８に類似のものでよいことに留意されたい。あるいは、エネルギー源３８ａの代わりに、またはエネルギー源３８ａに加えて、図１に示されたエネルギー源３８が、経路４２ａに沿ってエネルギー４０ａを供給してよい。

マスク１０２は、経路４２ａにおけるエネルギー４０ａの一部分を遮断することができる。例えば、マスク１０２は、マスク１０２の長さＬ₁がメサ２０の長さＬ₂未満になって帯１０４ａ内の重合性材料３４の露光をもたらすように製作することができる。帯１０４ａは、メサ２０の少なくとも１つの縁端部に起因するものであり得て、実質的にマスク１０２によって遮断されないままとなる。帯１０４ａは、約２〜１０μｍの間の最小幅ｗ₁を有することがある。例えば、帯１０４ａは、約３μｍの幅ｗ₁を有することがある。幅ｗ₁は、用途および設計上考慮すべき事項次第で、より大きくなり得ることに留意されたい。

マスク１０２は、帯１０４ａ内の重合性材料３４を除いたメサ２０と基板１２との間の重合性材料３４の露光を遮断する。そのため、帯１０４ａ内の重合性材料３４は硬化および／または凝固され得て、その一方でメサ２０と基板１２との間の残りの重合性材料３４は流体形式で残され得る。したがって、帯１０４ａ内の凝固した重合性材料３４が、流体の重合性材料３４を所望のインプリント領域Ａ₁（例えばメサ２０の境界）内に閉じ込めることができる。次いで、マスク１０２が除去され得て、メサ２０の境界内の重合性材料３４は、図５Ｂに示されるように硬化および／または凝固され得る。

マスク１０２を通過するエネルギー４０ａは、伝搬するときに反射および／または回折し得ることに留意されたい。例えば、マスク１０２を通過するエネルギー４０ａは、マスク１０２とテンプレート１８との間の分離距離を伝搬するとき回折することがある。そのような反射および／または回折が、ぼけをもたらすことがある。そのため、ぼけを低減または除去するためにリソグラフィ用の投影光学系を用いることができる。例えば、０．５μｍのリソグラフィ用の投影オプションを用いることができる。あるいは、ぼけを低減および／または除去するために、テンプレート１８に近接してマスク１０２を配置することができる。

図６は、インプリント・リソグラフィの間中、マスキング・システム１００を使用してはみ出し形成を防止する例示的方法１１０を示すフローチャートである。ステップ１１２で、メサ２０を、基板１２と重ねて経路４２に沿って配置してよい。ステップ１１４で、マスキング・システム１００のマスク１０２を、エネルギー源３８ａとメサ２０との間に配置してよい。マスク１０２を配置することにより、エネルギー源３８ａがアクティブ状態にあるときエネルギー４０ａに露光される帯１０４ａが、メサ２０と基板１２との間に設けられ得る。帯１０４ａは、エネルギー４０ａに実質的に露光され遮断されない。ステップ１１６で、重合性材料３４が基板１２上に分配され得る。ステップ１１８で、メサ２０が重合性材料３４と接触するように、テンプレート１８と基板１２との間の距離を縮小してよい。ステップ１２０で、エネルギー源３８ａが経路４２ａにエネルギー４０ａを供給して、帯１０４ａ内の重合性材料３４を硬化および／または凝固させる。遮断されていない帯１０４の外側の、メサ２０と基板１２との間の重合性材料３４は、流体形式のままであり得る。ステップ１２２で、マスク１０２を除去してよい。ステップ１２４で、メサ２０と基板１２との間の重合性材料３４が、硬化および／または凝固される。

フィルタリング
図７Ａおよび図７Ｂは、システム１０で使用することができる例示的フィルタリング・システム１３０を示す。フィルタリング・システム１３０は、はみ出し形成を低減および／または防止することができる。フィルタリング・システム１３０は、第１のフィルタ１３２、第２のフィルタ１３４、およびエネルギー源３８ｂを含んでよい。エネルギー源３８ｂは、経路４２ｂに沿ってエネルギー４０ｂを供給することができる。

エネルギー４０ｂは、１つまたは複数の波長λを有することができる。本明細書で説明されるように、波長λは単一波長または波長の領域であり得る。メサ２０および基板１２は、経路４２ｂと重ねることができる。エネルギー源３８ｂは、図２および図５Ａに示されたエネルギー源３８および／または３８ａに類似のものでよいことに留意されたい。

フィルタ１３２および１３４は、任意の適切なフィルタ（例えば光フィルタ）でよい。例えば、第１のフィルタ１３２および／または第２のフィルタ１３４は、薄膜干渉フィルタでよい。第１のフィルタ１３２は、波長λ₁を有するエネルギー４０ｂを透過する一方で波長λ₂を有するエネルギー４０ｂを遮断することが可能であり得る。第２のフィルタ１３４は、波長λ₁を有するエネルギー４０ｂを遮断することが可能であり得る。いくつかの実施形態では、波長λ₁および／または波長λ₂は、約１８０ｎｍから約４３０ｎｍまでの波長領域にあってよい。例えば、一実施例では、波長λ₁は約３１０ｎｍから約３６０ｎｍまでの範囲を有してよく、波長λ₂は高々約２００ｎｍでよい。２つのフィルタ１３２および１３４だけが説明されているが、説明されたフィルタリング・システム１３０に従って追加のフィルタが使用され得ることを理解されたい。

テンプレート１８に、第２のフィルタ１３４が含まれることがある。例えば、テンプレート１８が中空で、第２のフィルタ１３４がメサ２０に隣接して配置されてよい。あるいは、第２のフィルタ１３４がテンプレート１８に隣接して配置されてよい。

第１のフィルタ１３２は、第１のフィルタ１３２の長さＬ₃が第２のフィルタ１３４の長さＬ₄より大きくなるように製作することができる。例えば、第２のフィルタ１３４の長さＬ₄は第１のフィルタ１３２の長さＬ₃未満でよく、帯１０４ｂを生成する。帯域１０４ｂは幅ｗ₂を有することができる。例えば、帯１０４ｂの最小限の幅ｗ₂は、約２〜１０μｍの間にあってよい。幅ｗ₂は、用途および設計上考慮すべき事項次第で、より大きくなり得ることに留意されたい。

第２のフィルタ１３４に対する第１のフィルタ１３２の配置が、帯１０４ｂを生成することができる。例えば、波長λ₂を有するエネルギー４０ｂが第１のフィルタ１３２によって遮断され得て、波長λ₁を有するエネルギー４０ｂが第２のフィルタ１３４によってフィルタリングされ、メサ２０と基板１２との間の領域を遮断して帯１０４ｂを生成することができるように、第１のフィルタ１３２を第２のフィルタ１３４と重ねて経路４２ｂに沿って配置してよい。したがって、インプリントの間に、帯１０４ｂの中に広がることができる重合性材料３４は、波長λ₁を有するエネルギー４０ｂによって硬化および／または凝固され得る。次いで、第１のフィルタ１３２が除去されてよく、残りの重合性材料３４をすべて、波長λ₂を有するエネルギー４０ｂに露光する。第２のフィルタ１３４は、波長λ₂を有するエネルギー４０ｂを透過することができ、メサ２０と基板１２との間の重合性材料３４を硬化および／または凝固させることができる。

図７Ｃは、インプリント・リソグラフィの間中、フィルタリング・システム１３０を使用してはみ出し形成を防止する例示的方法１５０を示すフローチャートである。ステップ１５２で、メサ２０を基板１２と重ねて経路４２ｂに沿って配置してよい。ステップ１５４で、フィルタ１３２および１３４を、エネルギー源３８ｂとメサ２０との間に配置してよい。フィルタ１３２および１３４を配置することにより、エネルギー源３８ｂがアクティブ状態にあるときエネルギー４０ｂに露光され得る帯１０４ｂを、メサ２０と基板１２との間に設けることができる。例えば、帯１０４ｂは、エネルギー４０ｂに実質的に露光され遮断されない。ステップ１５６で、重合性材料３４が基板１２上に分配され得る。ステップ１５８で、メサ２０が重合性材料３４と接触するように、テンプレート１８と基板１２との間の距離を縮小してよい。ステップ１６０で、フィルタ１３２および１３４を活性化してよい。ステップ１６２で、エネルギー源３８ｂが経路４２ｂにエネルギー４０ｂを供給して、帯１０４ｂ内の重合性材料３４を硬化および／または凝固させる。遮断されていない帯１０４ｂの外側の、メサ２０と基板１２との間の重合性材料３４は、流体形式のままであり得る。ステップ１６４で、フィルタ１３２および／またはフィルタ１３４のうち少なくとも１つを非活性化してよい。ステップ１６６で、メサ２０と基板１２との間の重合性材料３４が、硬化および／または凝固される。

図８Ａおよび図８Ｂは、システム１０で使用することができる例示的フィルタリング・システム２００を示す。フィルタリング・システム２００は、はみ出し形成を低減および／または防止することができる。フィルタリング・システム２００は、少なくとも１つのエレクトロクロミック・ウィンドウ２０２、電圧源２０４、およびエネルギー源３８ｄを含む。一般に、エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２は、電圧源２０４から電圧Ｖを印加されると不透明になることができる。エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２は、一旦不透明になると、エネルギー４０ｄに対してテンプレート１８および／または基板１２の少なくとも一部分の露光を遮断する。

エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２は、電圧に応答して、有色の半透明状態と透明状態との間で不透明度を変更することができる。この特性は、エネルギー４０ｄに対して、インプリント領域の１つの領域を遮断する一方で別の領域を露光するのに用いることができる。

エネルギー源３８ｄは、経路４２ｄに沿って、テンプレート１８および／または基板１２にエネルギー４０ｄを供給する。一般に、テンプレート１８は、基板１２と重ねて配置することができ、エネルギー４０ｄが経路４２ｄに供給される。エネルギー源３８ｄは、エネルギー源３８ａ、３８ｂ、および／または３８ｃに類似のものでよい。あるいは、エネルギー源３８ａ、３８ｂ、および／または３８ｃは、システム２００で使用することができる。

エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２の少なくとも１つの領域２０６を、基板１２および／またはテンプレート１８と重ねることができる。電気化学的ウィンドウ２０２の領域２０６は、基板１２上にインプリントする所望の領域の長さＬ₆未満の長さＬ₅を有してよい。エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２の領域２０６の長さＬ₅と基板１２上の所望の領域の長さＬ₆との間の差が、帯１０４ｄを形成することができる。例えば、この差が、メサ２０の周囲のまわりに帯１０４ｄをもたらすことができる。帯域１０４ｄは幅ｗ₃を有することができる。例えば、帯１０４ｄは、２〜１０μｍの間の幅ｗ₃を有することができる。幅ｗ₃は、用途および／または設計上考慮すべき事項次第で、より大きくなり得ることに留意されたい。

インプリントの間に、重合性材料３４が基板１２の両端に広がるとき、エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２に電圧Ｖを印加してよい。エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２の領域２０６は、不透明になることができる。領域２０６が不透明であると、帯１０４ｄはエネルギー４０ｄに露光され得て、テンプレート１８と基板１２との間の残りの領域は、領域２０６によってエネルギー４０ｄから遮断される。したがって、帯１０４ｄ内に広がる重合性材料３４は硬化および／または凝固され得て、その一方でテンプレート１８と基板１２との間の残りの重合性材料３４は流体形式で残され得る。流体のままの重合性材料３４は、帯１０４ｄ内の凝固した重合性材料３４によってメサ２０の境界内に閉じ込められ得る。これは、流体形式の重合性材料３４がメサ２０の境界から流出してインプリント・リソグラフィの間にはみ出しを形成するのを防止することができる。図８Ｂに示されるように、残りの重合性材料３４をすべてエネルギー４０ｄに露光するために、エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２の電源をオフにしてテンプレート１８と基板１２との間の残りの領域を露光することができる。

図９は、システム２００を使用してはみ出し形成を防止する例示的方法２２０を示すフローチャートである。ステップ２２２で、テンプレート１８および基板１２を、経路４２ｄまたはエネルギー源３８ｄと重ねて配置してよい。ステップ２２４で、帯１０４ｄを形成するように、エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２を、基板１２と重ねて配置してよい。ステップ２２６で、重合性材料３４が基板１２上に分配され得る。ステップ２２８で、エレクトロクロミック・ウィンドウ２０２に電圧が印加され得て、不透明領域２０６をもたらす。ステップ２３０で、帯１０４ｄ内の重合性材料３４を硬化させるために、経路４２ｄに沿ってエネルギー４０ｄが与えられてよい。ステップ２３２で、残りの重合性材料３４を硬化および／または凝固させるために、電圧Ｖを除去してよい。

図１０Ａおよび図１０Ｂは、縁端部領域のインプリントの間中、縁端部に片寄った露光制御をもたらすために基板１２の１つまたは複数の湾曲領域２５２を遮断する例示的システム２５０を示す。一般に、システム２５０はエレクトロクロミック膜２５４を含む。エレクトロクロミック膜２５４の少なくとも１つの領域２５６は、電圧に応答してエネルギー４０に対して不透明になることができる。例えば、エレクトロクロミック膜２５４の領域２５６は、電圧に応答して不透明になり、エネルギー源３８ｅからのエネルギー４０ｅへの露光から基板１２（例えば円形のウェーハ）の縁端部を遮断する。さらに、システム２５０は、レンズ２５８の使用を含むことができる。レンズ２５８は、電気化学的膜２５４とテンプレート１８との間に挿入することができる。例えば、影の縁端部を鮮明にするために、電気化学的膜２５４とテンプレート１８との間にレンズ２５８を挿入することができる。

迷路状パターン
図１、図２および図１１Ａ〜図１１Ｂを参照すると、迷路状パターン３００を形成することにより、重合性材料３４がメサ２０の境界から漏れるのをインプリントの間中防止することができる。図１１は、メサ２０上にパターニングされた例示的迷路状パターン３００を示す。一般に、迷路状パターン３００は、フィーチャ３０４の配列３０２を含む。重合性材料３４が迷路状パターン３００内のフィーチャ３０４に到達したとき、フィーチャ３０４によって重合性材料３４の伝搬が遅くなる、または停止するように、メサ２０の境界上に迷路状パターン３００を与えることができる。例えば、大きな毛細管力と比較して比較的小さな毛細管力により、基板１２上の重合性材料３４の伝搬の間中、重合性材料の伝搬を遅くすることができる。さらに、気体の拡散速度に基づいてフィーチャ３０４に閉じ込められた気体（例えばＨｅ）の大きなポケットによって伝搬が遅くなり得る。

フィーチャ３０４は、いかなる幾何学的形状および／または奇想を凝らした形状でもよい。例えば、図１１は、正方形フィーチャ３０４を有する迷路状パターン３００を示す。正方形フィーチャ３０４は、長さＬ₇（例えば２μｍ）、幅ｗ₇（例えば２μｍ）、および高さｈ₇（例えば１００ｎｍ）を有する。フィーチャ３０４は、距離ｄ₇（例えば０．８μｍ）だけ他のフィーチャから距離を置かれる。フィーチャ３０４は、図１１Ａに示されるように整列され、または図１１Ｂに示されるように交互に配置されてよい。フィーチャは、インプリント・リソグラフィを含むがそれには限定されない技法を用いて基板１２上にパターニングすることができる。

一般に、迷路状パターン３００は充填比ｆ（例えば５０％）を有することができる。一般に、充填比ｆは、迷路状パターン３００の一部分内のフィーチャ３０４の合計面積と迷路状パターン３００のその一部分の全体領域との間の比である。迷路状パターン３００は、フィーチャ３０４次第で正または負のトーンを有することができる。例えば、フィーチャ３０４が窪んでいる場合、迷路状パターンは正でよい。フィーチャ３０４がメサ２０上に立っている場合、迷路状パターン３００は負でよい。充填比ｆおよび高さｈ₇で正のトーンを有する迷路状パターン３００は、重合性材料３４が閾値体積Ｖ_O以下の体積Ｖを有す場合、最小限の、または０に近い残存層４８の厚さｔ₂を形成することができ、閾値体積Ｖ_Oは、
Ｖ_O＝ｈ×ｆ×Ｓ （式１）
で表わされ、Ｓはテンプレート１８の面積である。

残存層４８（図２に示されている）の最小限の、または０に近い厚さｔ₂は、特定の環境で、迷路状パターン３００を含むメサ３０の境界には必要でないことがある。例えば、最小限の厚さｔ₂は、わずかな量のフィーチャ２４および／または２６しか有しないテンプレート１８には必要でないことがある。これらの環境では、テンプレート１８は、より速く充填される低密度のフィーチャ２４および／または２６あるいは小さなフィーチャ２４および／または２６を有することができる。低密度のフィーチャ２４および／または２６を有するテンプレート１８に必要とされる重合性材料３４は、より少量であり得る。メサ２０の境界外部の重合性材料の広がりを低減または停止するために、タイミング技法を用いることができる。例えば、テンプレート１８は、７秒の速さで充填することができる。この期間内では、迷路状パターン３００が重合性材料３４で一杯になるまで、迷路状パターン３００のフィーチャ３０４は、重合性材料のゆっくりした伝搬を示し得る。そのため、インプリント・プロセスの初期段階には、迷路状パターン３００によって重合性材料３４の伝搬が妨げられることがある。

例えば、重合性材料３４は、からのテンプレート１８に対して均一に分配され、５０ｎｍ未満の厚さｔ₂を有する残存層を形成する全体積を有することができる。

迷路状パターン３００は、モートを形成する、または１つまたは複数の分離溝（例えばチャンネル）でモートを保護するのに用いることができる。図１２は、モート３１０を形成する例示的迷路状パターン３００ａを示す。迷路状パターン３００ａは、配列３０２ａまたはフィーチャ３０４ａ（例えば正方形）を含む。モート３１０は、メサ２０の境界外部の重合性材料３４の広がりを、さらに低減または防止することができる。

モート３１０の汚染を低減または防止するために、迷路状パターン３００に加えて追加のフィーチャを設けることができる。例えば、図１３は、モート３１０ｂの周囲上の溝３１２の使用を示す。溝３１２は、米国特許第７，３０９，２２５号に説明されている技法を用いて形成することができ、この特許は、参照によってここで本明細書に組み込まれる。

特定の環境では、溝３１２は汚染されることがあり、モート３１０ｂの中に重合性材料３４を漏らすことがある。図１４は、それぞれフィーチャ３０４ｃおよび３０４ｄを有する複数の配列３０２ｃおよび３０２ｄを有する例示的迷路状パターンを３００ｃ示す。配列３０２ｃおよび／または３０２ｄは、モート３１０ｃ内および／または１つまたは複数の臨界フィーチャ３１４（例えば位置合わせマーク）のまわりに配置することができる。フィーチャ３０４ｃおよび／または３０４ｄは、いかなる幾何学的形状および／または奇想を凝らした形状でもよい。

メサ２０は、その上にパターンニングされた複数の配列３０２を有することができる。例えば、図１５は、その上にパターンニングされた配列３０２ｅ〜３０２ｈを有するメサ２０を示す。複数の配列３０２は、重合性材料３４がメサ２０の一部分をフィリングするのを低減および／または防止することができる。

図１６は、１つまたは複数の迷路状パターン３００を用いてはみ出し形成を低減および／または防止する例示的方法４００を示すフローチャートである。ステップ３０２で、メサ２０の領域に迷路状パターンが与えられてよい。ステップ４０４で、基板１２上に重合性材料が分配されてよい。ステップ４０６で、テンプレート１８が重合性材料３４に接触して配置されてよい。迷路状パターン３００は、重合性材料３４の伝搬を低減および／または防止することができ、そのため、重合性材料３４がメサ２０の境界から漏れ出るのを低減および／または防止することができる。

フラクタル構造体
図１７Ａおよび図１７Ｂを参照すると、フラクタル構造体５００は、システム１０で使用することができる。例えば、インプリントの間中、重合性材料３４の伝搬を低減および／または防止するために、フラクタル構造体５００をテンプレートのメサ２０上にパターンニングすることができる。一般に、フラクタル構造体５００は、重合性材料３４に関して検討中の領域内のすべてのフィーチャ５０２の周辺の合計長さを縮小または増加させ、毛細管経路の増加／減少によって重合性材料３４の表面エネルギーを増加させ、かつ／または、重合性材料３４の超過体積Ｖを吸収して重合性材料３４の伝搬の低減をもたらすことができる。例えば、重合性材料３４は、フラクタル構造体５００に接触するとき高い表面エネルギーを有することができる。表面エネルギーが高いと、重合性材料３４の伝搬を低減する斥力効果がもたらされ得る。

図１７Ａは、例示的フラクタル構造体５００ａおよび５００ｂを示す。フラクタル構造体５００ａおよび５００ｂは、フィーチャ５０２を含む。フィーチャ５０２は、いかなる幾何学的形状および／または奇想を凝らした形状でもよい。例えば、図１７Ａのフィーチャ５０２ａ〜５０２ｃは長方形であり、図１７Ｂのフィーチャ５０２ｄは正方形である。

フィーチャ５０２は、それぞれが縮小されたサイズを有する繰返しで形成され得る。例えば、フラクタル構造体５００ａの第１の繰返しはフィーチャ５０２ａを含み、フラクタル構造体５００ａの第２の繰返しはフィーチャ５０２ｂを含み、また、フラクタル構造体５００ａの第３の繰返しはフィーチャ５０２ｃを含む。フィーチャ５０２のサイズが縮小されるとき、複数の繰返しによってフィーチャ５０２の周長の合計が増加する（例えばフラクタル幾何学の固有の特性である）。より小さな間隔でより大きな周辺を有するパターンと、より大きな間隔でより小さな周辺を有するパターンとの間の差が、流体伝搬の、異なった毛細管力および動特性をもたらすことになる。そのため、流体伝搬の速度における変化を、流体流れおよび／またははみ出し形成を制御するのに用いることができる。

フラクタル構造体５００は、重合性材料３４の伝搬を低減および／または防止するために、気体と組み合わせて用いることができる。例えば、フラクタル構造体の境界は、１つまたは複数のチャンネルを形成することができる。これらのチャンネルはガス・ポケットを捕えることができる。例えば、図１７Ａおよび図１７Ｃに示されるように、フラクタル・パターン５００のフィーチャ５０２間のブリッジ５０４は気体障壁として作用することができる。結果として、重合性材料３４の伝搬が低減され得る。さらに、フィーチャ５０２のサイズが縮小すると、ガス・トラッピングが改善され得る。例えば、図１７Ａのフラクタル・パターン５００ｂは、中心へ向かって縮小する線形のサイズを有するフィーチャ５０２の繰返しをもたらす。重合性材料３４は、より小さい面積ならば、より強い毛細管力によってより速く充填することができる（例えば中央領域では材料がより速く充填される）。これは、重合性材料３４がまだ流れている可能性がある大きな領域において気体の捕捉を引き起こすことがある。

図１８は、フラクタル構造体５００を使用してはみ出し形成を低減および／または防止する例示的方法５５０を示すフローチャートである。ステップ５５２で、フラクタル構造体５００をメサ２０上に設けてよい。ステップ５５４で、重合性材料３４が基板１２上に分配され得る。メサ２０上のフラクタル構造体５００は、重合性材料３４の伝搬を低減および／または防止することができ、また、重合性材料３４がメサ２０の境界を越えて広がるのを低減および／または防止することができる。

１２ 基板； １８ テンプレート； ２０ メサ； ３４ 重合性材料；
３８ａ エネルギー源； ４０ａ エネルギー； ４２ａ 経路；
１００ マスキング・システム； １０２ マスク１０２； １０４ａ 帯。

Claims (18)

1. インプリント・リソグラフィ・テンプレートのメサをパターニングして、前記テンプレートの所望のインプリント領域内のパターン化されたフィーチャと、前記メサの境界の前記パターン化されたフィーチャを囲む第１の迷路状パターンまたはフラクタル・パターンを含む周長のフィーチャを提供するステップと、
   基板上に重合性材料を分配するステップと、
   前記インプリント・リソグラフィ・テンプレートの前記メサを、前記基板上の重合性材料と接触させるステップと、
   から構成され、
   前記第１の迷路状パターンまたはフラクタル・パターンは、前記メサの境界を越えて前記重合性材料が伝搬されることを低減することを特徴とする方法。
2. 前記周長のフィーチャは第１の迷路状パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記迷路状パターンはフィーチャの配列を含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
4. 前記フィーチャは、幾何学的形状、奇想を凝らした形状、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
5. 前記迷路状パターンは、幅約２マイクロメートル、長さ約２マイクロメートル、および高さ約８０〜１２０ｎｍを有する正方形の周期的配列を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
6. 前記迷路状パターンは、ある距離だけ離隔されたフィーチャの周期的配列を含むことを特徴とする請求項３に記載の方法。
7. 前記距離は、約０．６〜０．８マイクロメートルの間にあることを特徴とする請求項６に記載の方法。
8. 前記迷路状パターンはモートを形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
9. 前記メサ上に、前記モート内に配置される第２の迷路状パターンをパターニングするステップをさらに含むことを特徴とする請求項８に記載の方法。
10. 前記迷路状パターンは、前記基板上に分配された重合性材料の伝搬を遅くするように設計された領域を形成することを特徴とする請求項２に記載の方法。
11. 前記領域はダイを備えることを特徴とする請求項１０に記載の方法。
12. 前記周長のフィーチャは、少なくとも１つのフラクタル・パターンを含むことを特徴とする請求項１に記載の方法
13. 前記フラクタル・パターンは、少なくとも１つの第１のフィーチャの第１の繰返しおよび第２のフィーチャの第２の繰返しを含むことを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記第１の繰返しと前記第２の繰返しとの間の前記重合性材料の流れが低減されるように、前記第１のフィーチャのフィーチャ・サイズは前記第２のフィーチャのフィーチャ・サイズより大きいことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
15. 前記第１の繰返しの前記フィーチャおよび前記第２の繰返しの前記フィーチャは、幾何学的形状、奇想を凝らした形状、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
16. 前記重合性材料の前記流れは、毛細管力によって低減されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
17. 前記重合性材料が分配されるとき、前記基板に気体を供給するステップをさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
18. 前記重合性材料の前記流れは、気体によって低減されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。

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