JP2011040736A - インプリントリソグラフィ装置および方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ガスの過剰使用を抑えるインプリントリソグラフィ装置を提供する。
【解決手段】装置は、所定量のインプリント可能媒体２４が供給された基板２２にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板２２を保持するように構成された基板ホルダ２０と、ガスを前記チャンバ４０内に流入させるインレット４２とガスを前記チャンバ４０から外へ流出させるアウトレット４４とを有するチャンバ４０と、を含み、前記チャンバ４０は、使用中、ガス雰囲気を含むように構成される。前記チャンバ４０の前記インレット４２および前記アウトレット４４は、ガス循環システムのさらなる構成要素へと接続され、前記ガス循環システム内にガスを動かすように構成されたガス循環ドライバ４８、および／または、前記ガスが前記ガス循環システム内を循環する際に前記ガスを浄化するように構成されたガス浄化ユニット５０を含む。
【選択図】図３

Description

[0001] 本発明はインプリントリソグラフィ装置および方法に関する。

[0002] リソグラフィでは、所与の基板面積あたりのフィーチャ密度を高めるために、リソグラフィパターンにおけるフィーチャサイズの微細化を図りたいという要望が継続的に存在している。フォトリソグラフィの分野においては、より微細なフィーチャを求める取組みが、液浸リソグラフィおよび極端紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィなどの技術の発達をもたらしたが、これらには、かなり高いコストがかかってしまう。

[0003] 近年注目を集めている潜在的に低コストなフィーチャの微細化手段として、いわゆるインプリントリソグラフィが挙げられるが、これには、一般に、パターンを基板上に転写するための「スタンプ」（インプリントテンプレートと称されることが多い）の使用を伴う。そして、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、例えば放射源の波長または投影システムの開口数等による制限を受けないことである。その代わりに、解像度は、主にインプリントテンプレート上のパターン密度に制限される。

[0004] インプリントリソグラフィには、パターン付けされるべき基板の表面上にインプリント可能媒体のパターン付けをすることが含まれる。このパターン付けは、当該インプリント可能媒体がパターン付けされた表面内の凹部に流れ込み、かつパターン付けされた表面上の凸部からは押し退けられるように、インプリントテンプレートのパターン付けされた表面をインプリント可能媒体の層に接触させることを含み得る。凹部は、インプリントテンプレートのパターン付けされた表面のパターンフィーチャを画定する。一般的に、インプリント可能媒体は、パターン付けされた表面がインプリント可能媒体に接触したときに流動可能なものである。インプリント可能媒体のパターン付けに続いて、インプリント可能媒体は、好適に、流動不能状態または硬化（frozen）状態にされ、インプリントテンプレートのパターン付けされた表面とパターン付けされたインプリント可能媒体とは分離される。基板およびパターン付けされたインプリント可能媒体は、通常、基板にパターン付けまたはさらなるパターン付けをするために、その後さらに処理される。インプリント可能媒体は、通常、パターン付けされるべき基板の表面上のインプリント可能媒体の小滴から形成される。

[0005] インプリントテンプレートのパターン付けされた表面とインプリント可能媒体との間に閉じ込められたガスポケットは、インプリント可能媒体の硬化したパターン内に欠損を形成させることがある。インプリントが行われる雰囲気として、ヘリウムなどの拡散性が高いものを使用することができる。したがって、閉じ込められたあらゆるガスポケットは、インプリント可能媒体、基板、またはインプリントテンプレート内へとより急速に拡散し得る。これにより、パターン付けされたインプリント可能媒体内にガスポケットにより形成される欠損を減少または除去することができる。さらに、これにより、インプリントの際にインプリント可能媒体がインプリントテンプレートのパターンを取り込むのにかかる時間、いわゆるスクイーズ時間（squeeze time）が短くなるため、プロセス全体のスループットの増加につながる。インプリントが行われる雰囲気として拡散性の高いガス雰囲気を提供することが有益である一方、拡散性の高いガス雰囲気を実際に提供することは、ある点においては、不都合なこともある。このようなガス雰囲気を提供する既存の装置および方法は、インプリント可能媒体の蒸発率の増加を引き起し得る。蒸発により、インプリントがより困難になる場合がある。さらに、既存の方法および装置は、効率の悪い様態でガス雰囲気を提供するため、雰囲気を形成するために使用されるガスの過剰使用を引き起すことが多い。このような過剰使用は、ランニングコストの増加につながり得る。

[0006] したがって、例えば、本明細書内またはそれ以外で特定される先行技術における少なくとも１つの問題を回避または軽減する、あるいは既存のインプリントリソグラフィ装置または方法の代替物を提供する、インプリントリソグラフィ装置または方法を提供することが望ましい。

[0007] 一実施形態に従い、所定量のインプリント可能媒体が供給された基板にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、チャンバであって、ガスを前記チャンバ内に流入させるインレットとガスをチャンバから外へ流出させるアウトレットとを有するチャンバと、を含むインプリントリソグラフフィ装置であって、前記インプリントテンプレートアレンジメントおよび前記基板ホルダは、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバは、使用中、ガス雰囲気を含むように構成される、インプリントリソグラフフィ装置が提供される。

[0008] 前記チャンバは、ガス循環システムの一部を形成し得て、前記チャンバの前記インレットおよび前記アウトレットは、前記ガス循環システムのさらなる構成要素へと接続され、前記ガス循環システムのさらなる構成要素は、前記ガス循環システム内にガスを動かすように構成されたガス循環ドライバ、および／または、前記ガスが前記ガス循環システム内を循環する際に前記ガスを浄化するように構成されたガス浄化ユニットを含む。

[0009] 前記チャンバは、上部および底部を有し得て、前記チャンバ内のコンタミは、使用中、前記チャンバの前記底部へ優先的に（preferentially）落下し、前記アウトレットは、前記チャンバの前記底部に接続されるか、または前記チャンバの前記底部の一部を形成する。前記インレットは、前記チャンバの前記上部に接続されるか、または前記チャンバの前記上部の一部を形成する。

[0010] 前記チャンバは、前記チャンバ内にガスの流れを誘導するように構成されたガイドを含み得る。前記チャンバは、ガスの流れから前記インプリント可能媒体を少なくとも部分的に遮蔽するシールドを含み得る。前記ガイドおよび／または前記シールドは、移動可能であってよい。

[0011] 前記ガス循環システムは、前記ガスが前記ガス浄化ユニットにより浄化される前および／または後に前記ガスの特性を検出するセンサを含み得る、または当該センサと接続され得る。

[0012] 前記装置は、前記チャンバと接続される真空システムをさらに含み得る。

[0013] 前記チャンバ（または副チャンバ）内のガス圧は、過剰圧または負圧になるように構成され得る。これは、前記チャンバ（または副チャンバ）内に過剰圧または負圧を構築するように構成された装置として代替的に説明され得る。

[0014] 前記装置は、前記チャンバと選択的に接続されるように構成された副チャンバをさらに含み得る。

[0015] 前記ガス循環システムまたは前記チャンバは、（例えば、インレットを介して）ガス源をさらに含んでよく、または当該ガス源と接続されてもよい。前記ガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、酸素、水素、または二酸化炭素であってよい。

[0016] 前記アウトレットは、前記チャンバからの（つまり、前記チャンバから外への）ガスの流れを制限するように構成された絞りであってもよく、当該絞りを含んでよく、または当該絞りに接続されてもよい。

[0017] 一態様では、インプリントリソグラフィ装置とともに使用されるインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ装置は、インプリント可能媒体が供給された基板にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、チャンバであって、ガスを前記チャンバ内に流入させるインレットとガスをチャンバから外へ流出させるアウトレットとを有するチャンバと、を含み、前記インプリントテンプレートアレンジメントおよび前記基板ホルダは、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバは、使用中、ガス雰囲気を含むように構成され、前記インプリントリソグラフィ方法は、前記インプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板と、前記インプリント可能媒体とが前記チャンバに含まれる前記ガス雰囲気内に配置されるとき、前記インプリントテンプレートアレンジメントを使用して、パターンを前記インプリント可能媒体にインプリントすること、を含む、方法を提供する。

[0018] 前記チャンバおよび／または前記ガス循環システムで使用されるガスは、高拡散性ガスであってよい。高拡散性ガスとしては、例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、酸素、窒素、または二酸化炭素を使用することができる。ヘリウムは、拡散性が高い一方（例えば、水素の場合のように）反応性は高くないため、特に有益である。

[0019] インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリントテンプレート、（インプリントテンプレートを保持可能な）インプリントテンプレートホルダ、または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であってよい。

[0020] 本発明のいくつかの実施形態を、添付の図を参照して以下に説明する。

[0021] 図１ａは、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の例を概略的に示す。 図１ｂは、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の例を概略的に示す。 [0022] 図２は、インプリントにおいて使用するためのガス雰囲気を提供するための提案された装置および方法を概略的に示す。 [0023] 図３は、本発明の一実施形態に従いインプリントが行われるべきガス雰囲気を提供するインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0024] 図４は、本発明のさらなる実施形態に従いインプリントが行われるべきガス雰囲気を提供するインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0025] 図５は、本発明のさらなる実施形態に従いインプリントが行われるべきガス雰囲気を提供するインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0026] 図６は、本発明のさらなる実施形態に従いインプリントが行われるべきガス雰囲気を提供するインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。 [0027] 図７は、本発明のさらなる実施形態に従いインプリントが行われるべきガス雰囲気を提供するインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。

[0028] インプリントリソグラフィに対する既知の２つのアプローチの例を図１ａ〜図１ｂに概略的に示す。

[0029] 図１ａ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ス）の例を示す。典型的なホットインプリントプロセスにおいて、テンプレート２は、基板６の表面上に流し込まれた熱硬化性または熱可塑性インプリント可能媒体４にインプリントされる。インプリント可能媒体４は、例えば樹脂であり得る。樹脂は、例えば、スピンコートされて基板表面上にベークしてよく、あるいは、図示されている例のように、基板６の平坦化・転写層８上にベークしてもよい。熱硬化性ポリマ樹脂を使用する場合、樹脂は、テンプレートと接触した際に、テンプレート上に画定されたパターンフィーチャ内へと流入するのに十分に流動可能であるような温度まで加熱される。その後、樹脂が固まり、かつ不可逆的に所望のパターンを取り込むべく樹脂を熱硬化（架橋）させるために、樹脂の温度は高められる。次いで、テンプレート２を除去して、パターン付けされた樹脂を冷却してよい。熱可塑性ポリマ樹脂の層を使用するホットインプリントリソグラフィにおいては、テンプレート２を用いるインプリントの直前に熱可塑性樹脂が流動自在な状態となるように、熱可塑性樹脂を加熱する。樹脂のガラス転移温度を大幅に上回る温度まで熱可塑性樹脂を加熱することが必要な場合がある。テンプレートは流動可能な樹脂に接触し、次いで、テンプレート２が適切な位置にある状態で、その樹脂を樹脂のガラス転移温度よりも低温まで冷却し、パターンを硬化させる。その後、テンプレート２は除去される。パターンは、インプリント可能媒体の残留層から浮き彫りになっているフィーチャからなり、その残留層は、その後パターンフィーチャのみを残すように適切なエッチングプロセスによって除去され得る。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）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より詳細な情報については、例えば、米国特許第４,７３１,１５５号および米国特許第５,７７２,９０５号を参照されたい。

[0030] 図１ｂは、ＵＶインプリントリソグラフィの例を示し、これは、ＵＶ（紫外線）を透過させる透明または半透明テンプレートおよびインプリント可能媒体としてのＵＶ硬化性液体の使用を伴う（ここで使用される「ＵＶ」という用語は、便宜上のものであり、インプリント可能媒体の硬化に適したあらゆる化学線を含むものとして解釈されるべきである）。ＵＶ硬化性液体は、多くの場合、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および熱可塑性樹脂よりも粘性が低く、従って、より一層速く動いてテンプレートパターンフィーチャを埋めることができる。クォーツテンプレート１０は、図１ａのプロセスと同様の方法でＵＶ硬化性インプリント可能媒体１２に当てられる。しかしながら、ホットプリントのように加熱または温度サイクリングを用いる代わりに、クォーツテンプレートを介してインプリント可能媒体に当てられるＵＶ放射１４を用いてインプリント可能媒体を硬化させることによって、パターンを硬化させる。テンプレートを除去した後、パターンは、インプリント可能媒体の残留層から浮き彫りになっているフィーチャからなり、その残留層は、その後パターンフィーチャのみを残すように適切なエッチングプロセスによって除去され得る。ＵＶインプリントリソグラフィによって基板にパターン付けをする特定の方法は、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）」と呼ばれ、これは、ＩＣ製造において従来使用されている光ステッパと同様の態様で複数の小さなステップで基板のパターン付けを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より詳細な情報については、例えば、米国特許出願公開第２００４−０１２４５６６号、米国特許第６,３３４,９６０号、ＰＣＴ国際公開公報第ＷＯ０２／０６７０５５号、および"Mold-assisted nanolithography: A process for reliable pattern replication"と題した、J. Vac. Sci. Technol. B14(6)、１９９６年１１月／１２月号のJ. Haismaによる論文を参照されたい。

[0031] 上記のインプリント技術を組み合わせることもできる。例えば、インプリント可能媒体の加熱およびＵＶ硬化の組み合わせについて言及する米国特許出願公開第２００５−０２７４６９３号を参照されたい。

[0032] インプリントテンプレートのパターン付き領域は、１つ以上のナノメートル単位の寸法を有する１つ以上のフィーチャ（例えば、パターンフィーチャ、構造、凹部など）を含み得る。パターン付き領域は、１〜１００ｎｍの幅および／または１〜１００ｎｍの深さ（例えば、１０〜１００ｎｍの幅および／または深さ）を有する１つ以上のフィーチャを含み得る。

[0033] 図２は、インプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、基板ホルダ２０を備える。基板ホルダ２０は、基板２２を保持する。基板２２上には、インプリント可能媒体２４の層が設けられる。インプリント可能媒体２４の層は、一続きの性質を持つものとして図示されるが、この代わりに、インプリント可能媒体２４の層は、複数の小滴などを含むことができる。

[0034] インプリントリソグラフィ装置は、さらに、インプリント可能媒体２４中にパターンをインプリントするインプリントテンプレート２６を含む。インプリントテンプレート２６は、インプリントテンプレートホルダ２８に保持される。インプリントテンプレート２６の移動は、インプリントテンプレートホルダ２８の好適な移動により実現され得る。インプリントテンプレートホルダ２８の移動は、インプリントテンプレートホルダ２８と接続された１つ以上のアクチュエータ３０の作動により達成され得る。他の実施形態では、アクチュエータ３０は、インプリントテンプレート２６に接続され、インプリントテンプレートホルダ２８を必要としなくてもよい（または、アクチュエータ３０がインプリントテンプレートホルダとして機能してもよい）。アクチュエータ３０は、あるいは１つ以上のアクチュエータは、インプリントテンプレート２６を保持、位置決め、または変形するために代替的または追加的に使用することができる。

[0035] 一般的に、インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリント可能媒体中にパターンをインプリントするために使用される。インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリントテンプレート、インプリントテンプレートを保持可能なインプリントテンプレートホルダ、または、（例えば、使用中）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であってよい。

[0036] 上述したように、ガス雰囲気中でインプリントテンプレートをインプリント可能媒体中にインプリントすることが望ましいこともある。ガス雰囲気は、ヘリウムのような高拡散性ガスを含み得る。図２は、ヘリウムなどの高拡散性ガス３４をインプリント可能媒体２４とインプリントテンプレート２６との間、および／または、インプリント可能媒体２４とインプリントテンプレート２６の近傍へと誘導するように構成された２つのガスアウトレット３２を概略的に示す。インプリントテンプレート２６がインプリント可能媒体２４中へインプリントされると、インプリントテンプレート２６とインプリント可能媒体２４との間に形成されたあらゆるガスポケットは高拡散性ガスを（少なくとも部分的に）含み得る。ガスポケットは高拡散性ガスを含むため、ガスポケットがより低い拡散性のガスにより形成される場合と比較して、ポケットはより急速に拡散する。ガスポケットがより急速に拡散することで、当該ガスポケットの形成によりインプリント可能媒体に形成されたパターン中へ形成される欠損を減少または除去することができる。また、これにより、インプリント可能媒体の小滴が（使用される場合は）連続した層を形成するのに要する時間も減少することになるため、スループットが向上する。

[0037] 図２に概略的に示す構成は、インプリントが行われ得るガス雰囲気を提供することができるが、図示される装置の動作および原理は１つ以上の関連する問題を有する。問題の１つは、アウトレットが、高拡散性ガスの流れをインプリント可能媒体２４の層の上方に、かつ、この層を横断して誘導するように構成されていることである。このガスの流れは、インプリント可能媒体の蒸発率を増加させる。例えば、インプリント可能媒体２４の層は部分的に完全に蒸発してしまうことがある。例えば、各々の体積が１０ｐｌ未満であるインプリント可能媒体２４の小滴からインプリント可能媒体２４の層が形成される場合、上述したような完全蒸発が起こり得る。例えば、小滴の体積を減少させるほど、蒸発率は高まることを留意されたい。その代わりに、または、それ加えて、インプリント可能媒体の多様な構成要素（例えば、モノマ、架橋剤など）の蒸発圧力が異なるため、蒸発により、インプリント可能媒体２４の層の化学組成が変化してしまうことがある。図２に示す装置の使用に関連する他の問題は、あらゆる周囲のガス（例えば、空気）により高拡散性ガスが混合または希釈されるため、この高拡散性ガスは決して再利用または再生されず、かつ再利用または再生できないことにある。さらに、ヘリウムのような高拡散性ガスは、高価である。インプリントリソグラフィ装置を連続的に使用するには、高拡散性ガスを連続的に供給することが必要となる。高拡散性ガスは再利用または再生できないため、インプリントリソグラフィ装置のランニングコストは高くなり、これは、インプリントリソグラフィ装置によりパターン付けされた各基板のコストの増加につながる。

[0038] 上述した１つ以上の問題、または本明細書では特定されない１つ以上の問題が克服されることが望ましい。

[0039] 本発明の一実施形態では、新規のインプリントリソグラフィ装置が提供される。インプリントリソグラフィ装置は、所定量のインプリント可能媒体が設けられた基板上にパターンをインプリントするのに使用するためのインプリントテンプレートアレンジメントを含む。インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリントテンプレート、インプリントテンプレートを設けたインプリントテンプレートホルダ、または、インプリントテンプレートを保持可能な（かつ、使用中インプリントテンプレートを保持する）インプリントテンプレートホルダであってよい。インプリントテンプレートの移動、保持、または変形は、直接的に、あるいは、インプリントテンプレートホルダを好適に保持、移動、または変形することにより、実現することができる。インプリント可能媒体の量は、例えば、（例えばスピンコーティングなどにより）連続的な様態で、または、望ましくは（例えばインクジェット堆積などにより）インプリント可能媒体の１つ以上の小滴を使用することにより、提供されるインプリント可能媒体の層であってよい。インプリントリソグラフィ装置は、基板を保持する基板ホルダをさらに備える。チャンバもまた設けられる。インプリントテンプレートアレンジメントおよび基板ホルダは、チャンバ内に配置される。チャンバは、使用中、（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、酸素、水素または二酸化炭素のような高拡散性ガスであり得る単一のガスのみを含む）ガス雰囲気を含むように構成される。チャンバは、ガスをチャンバ内へと流入させるインレットと、ガスをチャンバから外へと流出させるアウトレットと、を備える。チャンバは、ガス循環システムの一部を形成する。チャンバのインレットおよびアウトレットは、ガス循環システムのさらなる要素に接続される。ガス循環システムのさらなる要素は、ガス循環システム内にガスを動かすように構成されたガス循環ドライバを含む。例えば、ガス循環ドライバは、ポンプなどを含んでよく、またはポンプなどであってもよい。ガス循環システムは、ガスがガス循環システム内を動かされる際に当該ガスを浄化するように構成されるガス浄化ユニットも含む。ガスを浄化するために、ガスはガス浄化ユニットを通過してもよく、あるいはガス浄化ユニットの一部がガスと接触してもよい。

[0040] 本発明の一実施形態に係るインプリントリソグラフィ装置の利点は、ガスを再循および浄化することにより、インプリントリソグラフィ装置の長時間稼働中に必要となり得るガスの量が減少することである。さらに、チャンバはガス雰囲気を含んでいるため、インプリントが行われる直前にガスの流れを提供する必要が無い。これにより、インプリント可能媒体を横断するガスの流速を低下させ得ること、かつ、ガスの流れにより引き起こされるインプリント可能媒体の蒸発に関連した問題が無視し得る程度になるか、除去されるか、または軽減されることを意味する。

[0041]本発明の特定の実施形態を、単なる例として、図３〜７を参照して以下に説明する。

[0042] 図３は、インプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。この装置は、基板ホルダ２０を含む。基板ホルダ２０は、基板２２を適切な位置に保持する。基板２２上には、インプリント可能場体２４の層が提供される。インプリント可能媒体２４の層は、一続きの性質を持つものとして図示されるが、その代わりに、インプリント可能媒体２４の層は、複数の小滴などを含んでもよい。

[0043] インプリントリソグラフィ装置は、インプリント可能媒体２４中にパターンをインプリントするように構成されたインプリントテンプレート２６をさらに含む。インプリントテンプレート２６は、インプリントテンプレートホルダ２８に保持される。インプリントテンプレート２６の移動は、インプリントテンプレートホルダ２８の好適な移動により実現され得る。インプリントテンプレートホルダ２８の移動は、このインプリントテンプレートホルダと接続された１つ以上のアクチュエータ３０の作動により達成することができる。他の実施形態では、アクチュエータ３０は、インプリントテンプレート２６に接続され、別体のインプリントテンプレートホルダ２８を設ける必要がなくてもよい。アクチュエータ３０は、インプリントテンプレートホルダを形成し得る。

[0044] 一般的に、インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリント可能媒体中にパターンをインプリントするために使用される。インプリントテンプレートアレンジメントは、インプリントテンプレート、インプリントテンプレートを保持可能な（かつ、使用中インプリントテンプレートを保持する）インプリントテンプレートホルダ、または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とすることができる。

[0045] インプリントリソフラフィ装置は、チャンバ４０も含む。チャンバ４０内には、基板ホルダ２０、基板２２、インプリント可能媒体２４の層、インプリントテンプレート２６、インプリントテンプレートホルダ２８、およびアクチュエータ３０が配置される。以下により詳細に説明するように、チャンバは、使用中、ガス雰囲気（例えば、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、酸素、水素、または二酸化炭素ガス雰囲気）を含むように構成される。

[0046] チャンバ４０は、チャンバ４０内にガスを流入させるインレット４２を有する。チャンバ４０は、チャンバ４０の外へとガスを流出させるアウトレット４４も有する。ガス流は、図中、矢印により概略的に示されている。

[0047] 本実施形態では、チャンバは上部および底部を有する。例えば、チャンバ４０の底部は、使用中、リソグラフィ装置が配置される床の近い方に配置され得る。チャンバ４０内のコンタミは、使用中、重力の影響によりチャンバの底部へと優先的に落下することになる。本実施形態では、チャンバ４０のアウトレット４４は、チャンバ４０の底部の一部を形成する（または、チャンバ４０の底部に接続されてもよい）。これは、チャンバ４０の底部へと落下するコンタミが、アウトレット４４を介したチャンバ４０内のおよびチャンバ４０から外へのガス流によりアウトレット４４を介してチャンバから優先的に除去されることを意味する。インレット４２は、チャンバ４０の上部の一部を形成する（または、チャンバ４０の上部に接続されてもよい）ため、チャンバ４０の上部からチャンバ４０の底部へ、さらにアウトレット４４へと向かうガスの流れを促進し、チャンバ４０の上部から底部までのコンタミを除去する。

[0048] チャンバ４０は、ガス循環システムの一部を形成する。チャンバ４０のインレット４２およびアウトレット４４は、導管４６などによりガス循環システムのさらなる構成要素に接続される。導管４６は、チャンバ４０の周りにガスを動かし、ひいてはチャンバ４０にガスを通過させるために使用されるガス循環ドライバ４８に接続される。ガス循環ドライバ４８は、ガス循環システムの内にガスを動かすのに適したあらゆる装置であってよく、例えば、ポンプなどであってもよいし、ポンプなどを含んでもよい。

[0049] ガス浄化ユニット５０は、ガスがガス循環システム内を動かされる際に、このガスを浄化するために提供される。浄化は、デブリの除去、（例えば、インプリント可能媒体２４の層から発生する）１つ以上の有機蒸気または有機溶剤、水、および／または、任意の数の他のガス（例えば、ガス雰囲気を形成するのにヘリウムが使用される場合は、Ｎ_２、Ｏ_２、ＣＯ_２）の除去を伴う。この浄化は、１つ以上の専用のフィルタ（例えば、活性炭）、または、（例えば、分子ふるいを使用した）物理吸着、（例えば、銅、ニッケル、ジルコニウム、バナジウムなどの加熱した金属表面を使用した）化学吸着、触媒酸化法、または液化法などの１つ以上の浄化技術を使用することにより達成され得る。これらの条件の１つ以上を満たす浄化ユニットが知られている。例えば、Rainer Lammertz社（ドイツ）により提供される「Mega Torr PS5希ガス浄化器」と呼ばれる浄化ユニットが好適である。

[0050] 使用中、ガス雰囲気がチャンバ４０内に提供され、ガスチャンバ４０に含まれる。チャンバ４０およびガス循環システムは、インプリントリソグラフィ装置が配置される環境からのガス（例えば、空気）の侵入を防ぐために封止されている。このような封止は、インプリントリソグラフィプロセスで使用される高拡散性ガスの純度の維持を助ける。

[0051] チャンバ４０内に高拡散性ガスを供給する前、後、または最中に、インプリントテンプレート２６およびインプリント可能媒体２４の層が設けられた基板２２は、チャンバ４０内部に配置され得る。ガス循環ドライバ４８は、導管４６を使用して、ガス浄化ユニット５０を通してまたはガス浄化ユニット５０を介して、チャンバ４０内へとガス動かすように、またはチャンバ４０を通過させるようにガスを動かすために、連続的に動作し得る。チャンバ４０内のガスは、したがって、絶えず再循環および浄化されている。絶え間ないガスの再循環および浄化により、図２で提案されたインプリントリソグラフィ装置において連続的に新しいガスが供給される場合と比較して、全体的なガスの使用量が少なくなる。さらに、チャンバ４０はガス雰囲気を含むため、図２で提案されたインプリントリソグラフィ装置の場合のように、インプリントが行われる前にインプリント可能媒体２４およびインプリントテンプレート２６の近傍に短期的なガス雰囲気を急速かつ突然に供給する必要がなくなる。このように、チャンバ４０がガス雰囲気を含むため、高流速のガスを供給する必要がなく、よってインプリント可能媒体２４の蒸発を減少させるために流速を低下または最小化することができる。例えば、チャンバを通るヘリウムガスの流速は、０〜５００ｍ^３／ｈｒであってよい。

[0052] コンタミがチャンバ４０に侵入するのを望ましくは確実に防止することを助けるために、チャンバ４０内のガス圧は過剰圧力（つまり、大気圧よりも高い圧力）であってよい。典型的な圧力は、１〜１．５ｂａｒの範囲とすることができる。あるいは、チャンバ４０内のガス圧は、負圧（つまり、大気圧よりも低い圧力）であってもよく、これはガスポケット内のガス量を減少させ拡散率を増加させ得るため、有益な場合もある。典型的な負圧は、１ｍｂａｒ〜１ｂａｒの範囲とすることができる。チャンバ４０内の圧力は、（例えば、ガスドライブアレンジメントを使用して）制御可能であり、選択的に過剰圧または負圧といった所定の圧力にすることができる。圧力は、チャンバにガスが充填または補充されている時は、過剰圧とし、インプリントが行われている時は負圧とすることができる。ガス循環ドライバ４８（または、ポンプもしくは真空システムなどの他の構成）を、過剰圧または負圧を形成するために使用することができる。

[0053] 図３に示す装置を使用し、インプリントプロセスは、上述した１つ以上の問題を回避する有益な様態で行われ得る。

[0054] 本発明の追加的な実施形態を単なる例として、図４〜７を参照して以下に説明する。この追加的な実施形態は、図３に示し、かつ図３を参照して説明した実施形態に対する改良および／または変形を含む。従って、図３および後述する図に示される特徴には同一の参照符号が付与され、新しい特徴には適宜新しい参照符号が付与される。

[0055] 図４は、本発明のさらなる実施形態に係るインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。図示されるインプリントリソグラフィ装置は、図３に示し、かつ図３を参照して説明した装置と実質的に同一である。図３に示す装置に加えて、図４に示す装置は、例えばヘリウムガスなどのガス源５２を含む。ガス循環システムは、ガス源５２を含んでもよく、またはガス源５２と接続されてもよい。ガス源５２は、インプリントリソグラフィ装置の外に配置された例えばタンクなどの外部ガス源５４から供給または補給を受け得る。ガス源５２は、ガス循環システム内を循環するガスのあらゆる損失を埋めるために使用することができる。例えば、そのような損失としては、ガス循環システム内の１つ以上の漏れに起因する損失、またはガス浄化ユニット５０内のガス浄化中に被る損失などを挙げることができる。

[0056] ガス源５２は、ガス循環システムの一部を形成する１つ以上の導管４６に直接接続され得る。他の実施形態では、ガス源５２は、例えば、ガス浄化ユニット５０と接続されてもよく、またはチャンバ４０内に配置されてもよい。ガス源５２は、ガス循環システム内のガスの所定圧力または所定流速を維持するために、通常、チャンバ４０内またはガス循環システム内に所望量のガスを供給するために選択的に作動させ得る。

[0057] 図５は、本発明のさらなる実施形態に係るインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。このインプリントリソグラフィ装置は、図４に示し、かつ図４を参照して説明した装置と類似している。図４に示す装置に加えて、図５に示す装置には、さらに、副チャンバ５６が設けられている。副チャンバ５６は、チャンバ４０と選択的に接続されるように構成される。この接続は、副チャンバ５６からチャンバ４０へと、またチャンバ４０から副チャンバ５６へと、１つ以上の物体が通過し得るかまたは通過させられ得るような接続である。選択的な接続は、チャンバ４０内の環境と副チャンバ５６内の環境とを離隔する選択的に作動可能なドア５８により達成され得る。副チャンバ５６は、さらなる選択的に作動可能なドア６０を備えてもよい。さらなるドア６０は、インプリントリソグラフィ装置の外から副チャンバ５６内へと物体を通過させるように選択的に作動可能である。このような物体は、例えば、インプリントテンプレートまたは基板などであり得る。

[0058] 副チャンバ５６は、ガスインレット６２およびガスアウトレット６４をさらに備える。例えばヘリウムガスなどのガスは、インレット６２を通り、副チャンバ５６内へと通過させられ得る。副チャンバ５６内のガス雰囲気を維持するため、かつ、例えば副チャンバ５６内の特定のガス流速または特定のガス圧を維持するために、ガスはアウトレット６４から除去され得る。副チャンバ５６内へと通過させられるガスは、チャンバ４０が一部を形成するガス循環システム内で使用されるガスと同一であるのが望ましい。これにより、チャンバ４０で使用されるガスと副チャンバ５６で使用されるガスとの間で整合性（compatibility）が図られ、副チャンバ５６内へ、続いてチャンバ４０内への任意の物体の移送が容易になる。

[0059] 図６は、本発明のさらなる実施形態を概略的に示す。図６に示す実施形態は、図５に示す実施形態と類似している。しかし、図５に示す実施形態に加えて、図６に示す実施形態は、ガスがガス循環システム内を循環する際にこのガスの特性を検出するための１つ以上のセンサ６６を含む。ガス循環システムは、センサ６６を含んでもよく、またはセンサ６６と接続されてもよい。

[0060] 一実施形態では、図示されるように、センサ６６は、ガス浄化ユニット５０により浄化される前および後のガスの特性を検出するために設けられ得る。センサ６６は、ガス浄化ユニット５０および／またはガス源５２と接続６８（例えば、電気接続）を形成し得る。検出されたガス特性の性質に応じて、ガス浄化ユニット５０またはガス源５２のうち１つまたは両方により所定の動作が行われ得る。例えば、より多くのガスがガス源５２によりガス循環システムへ追加され得る。その代わりに、または、それに加えて、より高レベルまたはより低レベルのガス浄化がガス浄化ユニット５０により実施され得る。

[0061] センサ６６を使用することで、ガス循環システムは、より効率的に、その代わりに、または、それに加えて、より効果的に、所望の流速または圧力でチャンバ４０内にガス雰囲気を提供することが可能となる。センサ６６は、代替的にまたは追加的にガス循環ドライバ４８に接続され、ガス循環システム内にガスを動かす速度を変更し得る。

[0062] さらなる実施形態（図示なし）では、１つ以上のセンサは、弁や移動可能なアクチュエータなどのガス再誘導アレンジメントに接続されてもよい。例えば、ガス浄化ユニットを通過したガスが十分に浄化されていないことをセンサが検出した場合、ガス再誘導アレンジメントは作動され得る。ガス再誘導アレンジメントは、例えば、ガスを、導管に沿ってガス浄化ユニット戻すように再誘導し得る。これは、アクチュエータの移動、または弁の開閉により実現することができ、これによりガスが導管に沿って浄化ユニットを通るように戻される。

[0063] 図７は、本発明のさらなる実施形態に係るインプリントリソグラフィ装置を概略的に示す。図７に示すリソグラフィ装置は、図６に示し、かつ図６を参照して説明した装置と類似している。ただし、図６に示す装置に加えて、図７に示すリソグラフィ装置は、チャンバ４０内に配置された１つ以上のガイド７０を備える。

[0064] ガイド７０は、チャンバ４０内のガスの流れを誘導するために使用される。例えば、１つ以上のガイド７０を使用し、チャンバ４０のアウトレット４４から外へとコンタミを移動させるために、コンタミの付着が認識される位置へとガスの流れを誘導することができる。さらなる例では、１つ以上のガイド７０は、チャンバ４０内のガスが、例えばチャンバ４０の上部からチャンバ４０の底部へ向かう流れ方向など所定の形状を確実に有するよう補助することができる。その代わりに、または、それに加えて、１つ以上のガイド７０は、インプリント可能媒体２４とインプリントテンプレート２６とに向けて、またはこれらの間に、ガスが確実に均一に誘導されるよう補助してもよい。一般的に、ガイド７０は、チャンバ４０内のガス流を操作するための多数の方法のうち任意の１つ以上の方法において使用され得る。柔軟性を高める目的で、１つ以上のガイド７０は、チャンバ４０内のガスの流れ、またはガスの流れの方向がより柔軟に制御できるように移動可能であってもよい。

[0065] ガイド７０に加えて、チャンバ４０は、１つ以上のシールド７２も備える。シールド７２は、チャンバ４０内でガスの流れからインプリント可能媒体２４を遮蔽するために使用される。ガスの流れからインプリント可能媒体２４を遮蔽することにより、インプリント可能媒体の蒸発を減少させることができ、これにより蒸発に関連する問題が回避または軽減される。

[0066] １つ以上のシールド７２は、チャンバ４０に対して適切な位置に永久的に固定され得る。その代わりに、または、それに加えて、１つ以上のシールド７２は、インプリントテンプレート２６またはインプリントテンプレートホルダ２８に取り付けられてもよい。１つ以上のシールド７２は、インプリント可能媒体２４またはインプリント可能媒体が付着すべき基板２２上の位置がチャンバ４０内でガスの流れから選択的に遮蔽されるように、移動可能であってもよい。そのような選択的な遮蔽は有益であろう。例えば、インプリント可能媒体２４を基板２２上に付着させる直前にインプリントテンプレート２６と基板２２との間に確実にガスの流れが存在するように補助することが望ましい。インプリント可能媒体が基板２２上に付着されると、シールド７２は、インプリント可能媒体２４をガスの流れから遮蔽するために移動させることができる。このアプローチは、インプリントテンプレート２６とインプリント可能媒体２４との間にガスが確実に配置されることを助け、これにより、インプリント中にインプリントテンプレート２６とインプリント可能媒体２４との間に形成されるガスポケットの拡散を向上させると同時に、ガスの流速、ひいてはインプリント可能媒体の蒸発を減少させる。

[0067] 上記実施形態のうち任意の１つ以上の実施形態では、複数のチャンバが設けられ得る。ガス循環システムは、複数のチャンバにおける異なるチャンバ間、例えばガスを必要とするいずれのチャンバ内に、ガスを循環させるように構成され得る。これは、いずれか１つの所与のチャンバ内のガスの循環に加えて行われ得る。

[0068] 上記実施形態では、単一のチャンバ内に単一のインプリントテンプレート、単一のインプリントテンプレートホルダ、単一の基板ホルダ、および単一の基板が設けられている。他の実施形態では、インプリントがより効率的かつ迅速に（例えば、並行的に）行われるように、１つ以上のチャンバ内に、複数のインプリントテンプレート、複数のインプリントテンプレートホルダ、複数の基板ホルダ、および／または、複数の基板を設けてもよい。例えば、一実施形態では、複数（例えば、２、３、または４つ）の基板ホルダを含む装置が提供される。一実施形態では、複数（例えば、２、３、または４つ）のインプリントテンプレートアレンジメントを含む装置が提供される。一実施形態では、１つの基板ホルダにつき１つのテンプレートホルダアレンジメントを使用するように構成された装置が提供される。一実施形態では、１つの基板ホルダにつき複数のテンプレートホルダアレンジメントを使用するように構成された装置が提供される。一実施形態では、複数（例えば、２、３または４つ）のインプリント可能媒体ディスペンサを含む装置が提供される。一実施形態では、１つの基板ホルダにつき１つインプリント可能媒体ディスペンサを使用するように構成される装置が提供される。一実施形態では、１つのインプリントテンプレートアレンジメントにつき１つのディスペンサを使用するように構成される装置が提供される。複数の基板ホルダを含む装置が提供される一実施形態では、基板ホルダは装置内の機能を共有してもよい。例えば、基板ホルダは、基板ハンドラ、基板カセット、（例えば、インプリント中にヘリウム環境を生成するための）ガス供給システム、インプリント可能媒体ディスペンサ、および／または、（インプリント可能媒体を硬化させるための）放射源を共有し得る。一実施形態では、２つ以上（例えば、３または４つ）の基板ホルダは、装置の１つ以上の機能（例えば、１、２、３、４または５つの機能）を共有する。一実施形態では、装置の１つ以上の機能（例えば、１、２、３、４または５つの機能）は、全ての基板ホルダの間で共有される。

[0069] 上記実施形態のうち任意の１つ以上の実施形態では、追加的に真空システムを設けてもよい。真空システムは、例えば１ｍｂａｒ未満といった所望の真空レベルまでチャンバを選択的に真空排気させ得るように構成される。このような真空排気は、チャンバの排気（flushing）が必要な場合に、望ましいであろう。例えば、メンテナンス等のためにチャンバを開く必要がある場合、チャンバは、使用中の高拡散性ガス（例えば、ヘリウム）を排気することが必要になる場合がある。チャンバが他のガスを含まない（または、実質的に含まない）ことを確認する方法の１つとして、一度以上チャンバの排気を行うこと挙げられる。チャンバと接続された真空システムは、上述したような排気を行うために使用され得る。

[0070] 上述した実施形態のうち任意の１つ以上の実施形態では、チャンバのインレットおよびアウトレットは閉鎖可能である。インレットおよびアウトレットを閉鎖することは、例えば、チャンバが真空排気される場合またはチャンバが開けられる場合に、他のガスが導管内またはガス循環システムの他の構成要素内（例えば、ガス浄化ユニット内、ポンプ内など）に流入できなくなるため、望ましいであろう。

[0071] 上述した実施形態では、使用されるガスは高拡散性ガスとして説明した。高拡散性ガスは、例えば、ヘリウムであってよい。ヘリウムは、拡散性が高い一方（例えば、水素の場合のように）反応性は高くないため、特に有益である。

[0072] 上記実施形態では、ガス循環システムを説明した。ガス循環システムは、ガスを再循環するために使用され、一度以上のインプリント中に使用されるガスの量を減少させ得る。いくつかの実施形態では、ガス循環システムが必要でない場合や、または、少なくともガス循環システムに対する要望が無い場合もある。例えば、本発明の一実施形態では、所定量のインプリント可能媒体が供給された基板中にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、チャンバとを含むインプリントリソグラフィ装置であって、前記インプリントテンプレートアレンジメントおよび前記基板ホルダは、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバは、使用中ガス雰囲気を含むように構成され、前記チャンバは、ガスを前記チャンバ内に流入させるインレットとガスをチャンバから外へ流出させるアウトレットとを有する、インプリントリソグラフフィ装置が提供され得る。アウトレットは、例えば、チャンバを通るガスの流速を制限するために、あるいはその代わりに、または、それに加えて、チャンバ内の過剰圧を維持するために、チャンバから外へのガスの流れを制限し得る。例えばアウトレットは、（２つのプレートなどの）２つの物体間ギャップ、またはホースなどの絞りを含んでもよく、またはこの絞りに接続されてもよい。実施形態は、インレットと接続されたガス源を含み得る。インレットおよびアウトレットは、選択的に開閉され得る。本実施形態は、前述した実施形態の任意の１つ以上の特徴を含み得る。

[0073] 循環システムが無い場合でも、本実施形態は有益であろう。例えば、インプリント可能媒体上に急かつ高速なガス流を送る必要なく、インプリントガス雰囲気中でインプリントを行うことができるため、蒸発に伴う問題が低減する。チャンバからコンタミを除去するために流速は維持され得る。

[0074] 説明および図示した実施形態は、例示的なものであり、制限的な性質のものではないとみなされるべきであって、単に好ましい実施形態が図示および説明されたものであること、および請求の範囲に定義された本発明の範囲に入る全ての変更および変形は保護されることが望まれることを理解されたい。本明細書で「好ましい（preferable）」、「好ましくは（preferably）」、「好ましい（preferred）」「より好ましい（more preferred）」などの語を使用することは、そのように記述されたある特徴が望ましいことがあることを示唆するとはいえ、その特徴が必要ではないこともあり、このような特徴を欠いている実施形態が、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲内にあるとして企図されうることを理解されたい。特許請求の範囲に関連して、「１つの（a, an）」、「少なくとも１つの（at least one）」、または「少なくとも１つの部分（at least one portion）」などの語が、ある特徴の前置きに使用された場合、このような１つの特徴だけに特許請求の範囲を限定する意図は、特許請求の範囲に逆のことが特に提示されない限り、ないものとする。「少なくとも一部分（at least a portion）」および／または「一部分（a portion）」という言葉が使用された場合、その項目は、逆のことが特に提示されない限り、一部分および／または項目全体を含み得る。

Claims (14)

1. 所定量のインプリント可能媒体が供給された基板にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、
   前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、
   チャンバであって、ガスを前記チャンバ内に流入させるインレットとガスをチャンバから外へ流出させるアウトレットとを有するチャンバと、を含み、
   前記インプリントテンプレートアレンジメントおよび前記基板ホルダは、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバは、使用中、ガス雰囲気を含むように構成される、
   インプリントリソグラフフィ装置
2. 前記チャンバは、ガス循環システムの一部を形成し、
   前記チャンバの前記インレットおよび前記アウトレットは、前記ガス循環システムのさらなる構成要素へと接続され、
   前記ガス循環システムの前記さらなる構成要素は、前記ガス循環システム内のガスを動かすガス循環ドライバ、および／または、前記ガスが前記ガス循環システム内を循環する際に前記ガスを浄化するガス浄化ユニットを含む、
   請求項１に記載の装置。
3. 前記チャンバは、上部および底部を有し、前記チャンバ内のコンタミは、使用中、前記チャンバの前記底部へと優先的に落下し、
   前記アウトレットは、前記チャンバの前記底部に接続されるか、または前記チャンバの前記底部の一部を形成する、
   請求項１または２に記載の装置。
4. 前記チャンバは、前記チャンバ内にガスの流れを誘導するガイドを含む、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
5. 前記チャンバは、ガスの流れから前記インプリント可能媒体を少なくとも部分的に遮蔽するシールドを含む、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
6. 前記ガイドおよび／または前記シールドは、移動可能である、請求項４または５に記載の装置。
7. 前記ガス循環システムは、前記ガスが前記ガス循環システム内を循環する際に、前記ガスを浄化するように構成されたガス浄化ユニットを含み、かつ、前記ガスが前記ガス浄化ユニットにより浄化される前および／または後に前記ガスの特性を検出するセンサを含むか、または当該センサと接続される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
8. 前記チャンバと選択的に接続される副チャンバをさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
9. 前記チャンバと接続される真空システムをさらに含む、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
10. 前記チャンバ内のガス圧は、過剰圧または負圧になる、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
11. 前記チャンバまたは前記ガス循環システムは、ガス源をさらに含むか、または当該ガス源と接続される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
12. 前記アウトレットは、前記チャンバからのガスの流れを制限する絞りであるか、当該絞りを含むか、または当該絞りに接続される、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
13. 前記ガスは、ヘリウム、窒素、ネオン、アルゴン、酸素、水素、または二酸化炭素である、先行する請求項のいずれかに記載の装置。
14. インプリントリソグラフィ装置とともに使用されるインプリントリソグラフィ方法であって、前記インプリントリソグラフィ装置は、インプリント可能媒体が供給された基板にパターンをインプリントするのに使用されるインプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、チャンバであって、ガスを前記チャンバ内に流入させるインレットとガスをチャンバから外へ流出させるアウトレットとを有するチャンバと、を含み、前記インプリントテンプレートアレンジメントおよび前記基板ホルダは、前記チャンバ内に配置され、前記チャンバは、使用中、ガス雰囲気を含むように構成され、前記インプリントリソグラフィ方法は、
    前記インプリントテンプレートアレンジメントと、前記基板と、前記インプリント可能媒体とが前記チャンバに含まれる前記ガス雰囲気内に配置されるとき、前記インプリントテンプレートアレンジメントを使用して、パターンを前記インプリント可能媒体にインプリントすること、を含む、
    方法。

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