JP5774598B2 - アライメント及びインプリントリソグラフィ - Google Patents

Description

[0001] 本発明は、アライメント装置及び方法並びにインプリントリソグラフィに関する。

[0002] リソグラフィ分野では、所与の基板区域上のフィーチャの密度を増大するために、リソグラフィパターン内のフィーチャのサイズを低減するという従来からの要望がある。フォトリソグラフィ分野では、小さいフィーチャへの努力によってコスト高ではあるが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きた。

[0003] ますます関心が寄せられている潜在的にコスト高でない小さいフィーチャ（例えば、ナノメートルサイズのフィーチャ又はサブミクロンサイズのフィーチャ）を得る方法が、一般に「スタンプ」（多くの場合、インプリントテンプレート又はインプリントリソグラフィテンプレートと呼ばれる）を用いて基板上にパターンを転写するいわゆるインプリントリソグラフィである。インプリントリソグラフィの利点は、フィーチャの解像度が、例えば、放射源の放射波長又は投影システムの開口数によって制限されないということである。逆に、解像度は、主としてインプリントテンプレート上のパターンの密度によって制限される。

[0004] インプリントリソグラフィは、パターン形成する基板の表面上のインプリント可能な媒体のパターン形成を含む。パターン形成は、インプリント可能な媒体がパターン形成された表面の凹部に流入し、パターン形成された表面上の突起によって脇に押しのけられるように、インプリントテンプレートのパターン形成された表面とインプリント可能な液体媒体の層とを貼り合わせる（例えば、インプリントテンプレートをインプリント可能な媒体に近づけるか、又はインプリント可能な媒体をインプリントテンプレートに近づけるか、あるいはその両方を互いに近づけることで）ステップを含んでいてもよい。凹部は、インプリントテンプレートのパターン形成された表面のパターンフィーチャを画定する。通常、パターン形成された表面とインプリント可能な媒体とが貼り合わされた時にインプリント可能な媒体は流動可能である。インプリント可能な媒体のパターニングに続けて、例えば、インプリント可能な媒体を化学線に当てることで、インプリント可能な媒体は、好適には非流動又は凍結状態（すなわち、固定状態）にされる。次に、インプリントテンプレートのパターン形成された表面とパターン形成されたインプリント可能な媒体は分離される。次に、通常、基板とパターン形成されたインプリント可能な媒体は、さらに処理されて基板のパターン形成又は別のパターン形成が実行される。インプリント可能な媒体は、パターン形成する基板の表面上に液滴の形態で提供され得るが、代わりに、スピンコーティングなどを用いて提供してもよい。

[0005] インプリントテンプレートがパターンを基板の所望の場所でインプリントするように、インプリントテンプレートと基板とを整列させることが望ましい。例えば、基板上にすでに提供されたパターンにインプリントテンプレートを整列させることが望ましい。インプリントテンプレート上に提供されたアライメントマーク及び基板にアライメント放射を誘導するアライメント装置を用いてインプリントテンプレートと基板とを整列させることができる。

[0006] 例えば、様々な位置にアライメントマークを有するインプリントテンプレートに合わせてアライメントを達成するアライメント装置を提供することが望ましい。

[0007] 一態様によれば、インプリントテンプレートアライメントマークを検出するように構成された少なくとも２つの検出器と、場所の調整を提供するように構成されたアライメント放射調整光学系と、を備え、少なくとも２つのアライメント検出器が前記場所からアライメント放射を受光する、インプリントリソグラフィアライメント装置が提供される。

[0008] 一態様によれば、基板に対するインプリントテンプレートのアライメントを測定する方法であって、インプリントテンプレート上のアライメントマークからのアライメント放射ビームが受光されるように、検出器がインプリントテンプレートからのアライメント放射を受光する場所を調整するステップと、インプリントテンプレート上のアライメントマーク及び基板上のアライメントマークからのアライメント放射を検出するステップと、検出されたアライメント放射を用いてインプリントテンプレートと基板との間のミスアライメントを決定するステップと、を含む方法が提供される。

[0009] 以下、添付の図面を参照しながら、本発明の特定の実施形態について説明する。
[0010]図１ａ及び図１ｂは、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例の概略図である。 [0011]図２ａ及び図２ｂは、本発明のある実施形態に関連して使用可能なインプリントテンプレートの概略図である。 [0012]図３ａ及び図３ｂは、本発明のある実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の概略図である。 [0013]図４ａ及び図４ｂは、追加の調整機構を有する図３のインプリントリソグラフィ装置の概略図である。 [0014]図５は、本発明の別の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の概略図である。 [0015]図６ａ及び図６ｂは、本発明の別の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の概略図である。 [0016]図７ａ及び図７ｂは、本発明の別の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置の概略図である。

[0017] インプリントリソグラフィの２つの方法の例を図１ａ〜図１ｂに概略的に示す。

[0018] 図１ａ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）の一例を示す。典型的なホットインプリント工程では、テンプレート２が、基板６の表面に提供された熱硬化性又は熱可塑性のインプリント可能な媒体４内にインプリントされる。インプリント可能な媒体４は、例えば樹脂であってもよい。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、基板６の平坦化及び転写層８に焼成してもよい。熱硬化性ポリマー樹脂を使用する場合、樹脂はテンプレートに接触すると、テンプレート上に形成されたパターンフィーチャ内に流入する程度に十分に流動可能な状態になるような温度に加熱される。次に、樹脂の温度は、上昇して樹脂を熱硬化（架橋結合）させ、樹脂は固体化し所望のパターンを不可逆的に採用する。次に、テンプレート２を除去してパターン形成された樹脂を冷却することができる。熱可塑性ポリマー樹脂の層を使用するホットインプリントリソグラフィでは、熱可塑性樹脂が加熱されてテンプレート２によるインプリントの直前に自由に流動可能な状態になる。場合によって、熱可塑性樹脂を樹脂のガラス転移温度より大幅に高い温度まで上昇させる必要がある。テンプレートは流動性樹脂に接触し、次に流動性樹脂はガラス転移温度より下の温度まで冷却され、その間、テンプレート２が所定位置で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、樹脂の残りの層から浮き彫りになったフィーチャからなり、次に、残りの層は、適切なエッチング工程によって除去され、パターンフィーチャだけが後に残される。ホットインプリントリソグラフィ工程で使用される熱可塑性ポリマー樹脂の例は、ポリ（メチルメタクリレート）、ポリスチレン、ポリ（ベンジルメタクリレート）、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の詳細情報については、例えば、米国特許第４，７３１，２５５号及び米国特許第５，７７２，９０５号を参照されたい。

[0019] 図１ｂは、紫外線（ＵＶ）放射を透過する透明な又は半透明のテンプレートとインプリント可能な媒体としてのＵＶ硬化性液体（本明細書では「ＵＶ」という用語が便宜上使用されているが、インプリント可能な媒体を硬化させる任意の適切な化学線放射を含むものと解釈すべきである）の使用を含むＵＶインプリントリソグラフィの一例を示す。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及び熱可塑性樹脂よりも粘性が低く、したがって、はるかに速く移動してテンプレートのパターンフィーチャを充填することができる。図１ａの工程と同様の方法で石英テンプレート１０が、ＵＶ硬化性樹脂１２に当てられる。しかし、ホットインプリントの場合のような熱又は温度サイクリングを用いるのではなく、石英テンプレート１０を通してインプリント可能な媒体１２上に印加されるＵＶ放射１４でインプリント可能な媒体１２を硬化させることでパターンは固化する。テンプレート１０を除去した後で、インプリント可能な媒体１２はエッチングされる。ＵＶインプリントリソグラフィによって基板をパターン形成する特定の方法は、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）である。ステップアンドフラッシュインプリントリソグラフィは、従来、ＩＣ製造で使用されている光ステッパと類似の方法で基板を細かいステップでパターン形成するために使用することができる。ＵＶインプリントの詳細情報については、例えば、米国特許出願公開第２００４−０１３４５６６号、米国特許第６，３３４，９６０号、ＰＣＴ特許出願公開ＷＯ０２／０６７０５５号、及び「Mold-assisted nanolithography: A process for reliable pattern replication」、J.Vac.Sci.Technol.B24(6)、Nov/Dec 1996と題されたJ.Haismaの論文を参照されたい。

[0020] また、上記インプリント技術の組合せも可能である。例えば、インプリント可能な媒体の加熱及びＵＶ硬化の組合せを記述する米国特許出願公開第２００５−０２７４６９３号を参照されたい。

[0021] 異なる基板上に異なるサイズのパターンを形成することが望ましい。例えば、パターンが光学リソグラフィ装置によって投影されたパターンにオーバレイできるような寸法のパターンを基板上に形成することが望ましい。従来の光学リソグラフィ装置によって投影可能な光学フィールドの最大サイズは、３３ｍｍ×２６ｍｍである。したがって、３３ｍｍ×２６ｍｍの寸法のパターン付き領域を有するインプリントテンプレートを使用することが望ましい。しかし、多くの場合、より小さいパターン付き領域（例えば、より小さい集積回路の層を形成する）を有するインプリントテンプレートを使用することが望ましい。所与のインプリントリソグラフィ工程のためのインプリントテンプレートのパターン付き領域のサイズは、リソグラフィ工程によって形成される集積回路（又はその他の製品）のサイズに基づいて選択できる。５ｍｍ×３ｍｍの寸法の集積回路を例にとると、インプリントテンプレートは集積回路の層を形成する（したがって、２５ｍｍ×３３ｍｍの寸法のパターン付き領域を有する）５行１１列のパターンを含んでもよい。代替例では、集積回路は９ｍｍ×１５ｍｍの寸法であってもよく、インプリントテンプレートは集積回路の層を形成する（したがって、１８ｍｍ×３０ｍｍの寸法のパターン付き領域を有する）２行２列のパターンを含んでもよい。

[0022] 通常、インプリントテンプレートの隅にアライメントマークが提供される（しかし、その他の場所に提供されてもよい）。下側から見た２つのインプリントテンプレートの例を図２に示す。図２ａに示すインプリントテンプレート２０は、パターン付き領域２１と、パターン付き領域２１を取り囲むパターン無し領域２２とを含む。パターン付き領域２１は、パターン無し領域２２から突き出し、メサと呼ばれることもある。パターン付き領域２１は、デバイスパターン２３と、アライメントマーク２４とを含む。アライメントマーク２４は、パターン付き領域２１の各々の隅に提供されている。以下、図２ａのインプリントテンプレート２０を大きいインプリントテンプレート２０と呼ぶ。

[0023] インプリントテンプレート２５を図２ｂに示す。図２ｂのインプリントテンプレート２５は、図２ａのインプリントテンプレート２０と同じ全体構成を有し、パターン付き領域２６と、パターン無し領域２７とを含む。パターン付き領域２６は、デバイスパターン２８と、アライメントマーク２９とを含む。パターン付き領域２６は、大きいインプリントテンプレート２０のパターン付き領域２１よりも大幅に小さい。以下、図２ｂのインプリントテンプレートを小さいインプリントテンプレート２５と呼ぶ。

[0024] 小さいインプリントテンプレート２５と大きいインプリントテンプレート２０の外周は同じであってもよい。そのため、小さいインプリントテンプレート２５と大きいインプリントテンプレート２０は、インプリントリソグラフィ装置内の同じインプリントテンプレートホルダによって保持できる。

[0025] 小さいインプリントテンプレート２５のアライメントマーク２９間の距離は、大きいインプリントテンプレート２０のアライメントマーク２４間の距離よりも大幅に小さい。インプリントリソグラフィ装置の動作中、大きいインプリントテンプレート２０のアライメントマーク２４に入射するようにアライメント放射ビームを配向することができる。しかし、大きいインプリントテンプレート２０を小さいインプリントテンプレート２５と交換した場合、アライメントマーク放射ビームは、小さいインプリントテンプレート２５のアライメントマーク２９に入射しない（小さいインプリントテンプレートのアライメントマークはインプリントリソグラフィ装置内の異なる位置を有する）。

[0026] 図２ａ及び図２ｂから、インプリントテンプレートアライメントマーク２４、２９の位置が大幅に変動する可能性があることが分かる。対応する変動は、関連付けられた基板アライメントマークの位置についても観察される。

[0027] 本発明の実施形態は、複数のアライメントマークの位置を同時に測定するように構成されたアライメント装置であって、アライメント放射ビームを異なる位置のインプリントテンプレートアライメントマークに誘導できる調整機構を含むアライメント装置を提供する。

[0028] 図３ａ及び図３ｂは、本発明の本発明のある実施形態によるインプリントリソグラフィ装置を片側から見て概略的に示す。インプリントリソグラフィ装置は、第１のアライメントモジュール４１ａと、第２のアライメントモジュール４１ｂと、を備えるアライメント装置４０を備える。各アライメントモジュール４１ａ、ｂは、アライメント放射源４２ａ、ｂと、ビームスプリッタ４３ａ、ｂと、検出器４４ａ、ｂとを備える。各アライメントモジュール４１ａ、ｂは、それぞれのアライメントモジュールを移動させるために使用できるアクチュエータ４５ａ、ｂに接続されている。アクチュエータ４５ａ、ｂは、リソグラフィ装置の一部を形成する構造物４６に接続されている。構造物４６は、例えば、リソグラフィ装置のメトロロジーフレーム（例えば、振動から実質的に隔離されたフレーム）であってもよいフレームの一部を形成してもよい。インプリントリソグラフィ装置は、基板４８を支持するように構成された基板テーブル４７と、インプリントテンプレート２０を保持するように構成されたインプリントテンプレートホルダ４９とをさらに備える。

[0029] 使用時に、アクチュエータ４５ａ、ｂは、ビームスプリッタ４３ａ、ｂがインプリントテンプレート２０上に提供されたアライメントマーク２４の上部に位置するまでアライメントモジュール４１ａ、ｂを移動させるために使用される。基板テーブル４７を用いて基板４８がインプリントテンプレート２０と大まかに整列するように基板４８が位置決めされる。次に、アライメント放射源４２ａ、ｂはアライメント放射ビームを生成し、ビームはビームスプリッタ４３ａ、ｂによってインプリントテンプレートアライメントマーク２４及び基板アライメントマーク５０上に誘導される。アライメント放射は、インプリントテンプレートアライメントマーク２４及び基板アライメントマーク５０によって回折し、ビームスプリッタ４３ａ、ｂを通して検出器４４ａ、ｂへ戻される。検出器４４ａ、ｂによって検出されるアライメント放射の特性を用いて、インプリントテンプレート２０と基板４８との間のミスアライメントが決定される。

[0030] 基板テーブル４７は、移動してミスアライメントを解消又は低減し、それによりインプリントテンプレート２０を基板４８に整列させる。代替的に又は追加的に、インプリントテンプレートホルダ４９を移動させることができる。幾つかの例では、インプリントテンプレート２０の形状をインプリントテンプレートホルダ４９によって調整してインプリントテンプレートの形状を基板４８上にすでにあるパターンの形状に一致させることができる。次に、アクチュエータ（図示せず）を用いて基板４８上に提供されたインプリント可能媒体（図示せず）にインプリントテンプレート２０を押し付ける。アライメント装置４０は、インプリントテンプレートが基板上に提供されたインプリント可能媒体に接触している（例えば、基板に押し付けられている）間、インプリントテンプレート２０と基板４８との間のアライメントをモニタし続けることができる。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付き領域の凹部に流入するためにある期間が経過してもよい。その後、化学線源（図示せず）によって生成される化学線でインプリント可能媒体を照明し、インプリント可能媒体を硬化させ固化させることができる。次に、インプリントテンプレート２０を基板４８から引き離すことができる。

[0031] 上記のアライメント及びインプリント方法を下記の本発明のその他の実施形態に関連して使用することもできる。

[0032] 図３ａに示すインプリントテンプレートは、図２ａに関して上述した大きいインプリントテンプレート２０に対応する。このインプリントテンプレートは、比較的大きいパターン付き領域２１と、かなりの距離だけ離間したアライメントマーク２４と、を有する。上記のように、アクチュエータ４５ａ、ｂを用いてビームスプリッタ４３ａ、ｂがインプリントテンプレートアライメントマーク２４の上部に来るようにアライメントモジュール４１ａ、ｂが位置決めされ、それ故、アライメント放射ビームがインプリントテンプレートアライメントマークに入射する。

[0033] 同じアライメント装置４０を図３ｂに示す。しかし、この例では、リソグラフィ装置内には小さいインプリントテンプレート２５が存在する。小さいインプリントテンプレート２５のアライメントマーク２９は、大きいインプリントテンプレート２０のアライメントマーク２４よりも大幅に小さい距離だけ離間している。アクチュエータ４５ａ、ｂを用いてアライメントモジュール４１ａ、ｂを近づけて、ビームスプリッタ４３ａ、ｂをインプリントテンプレート２５のアライメントマーク２９の上部に位置させる。このようにしてアライメント放射ビームがインプリントテンプレートアライメントマーク２９に入射する。基板４８とインプリントテンプレート２５とのアライメントはこのように達成される。

[0034] アクチュエータ４５ａ、ｂを用いてアライメントモジュール４１ａ、ｂを移動させて、インプリントテンプレートアライメントマークの位置にかかわらず、アライメント放射ビームをインプリントアライメントマーク上に誘導することができる。図３にはアライメントモジュール４１ａ、ｂのｘ方向の移動しか示していないが、アライメントモジュールは、ｙ方向にも移動させることができる。アクチュエータ４５ａ、ｂを用いてアライメント放射ビームの横方向の変位を達成できる。「横方向の変位」という用語は、放射ビームの伝播方向（例えば、インプリントテンプレート２４に入射する時の放射ビームの伝播方向）を実質的に横断する方向の放射ビームの移動を意味すると解釈してもよい。

[0035] アライメントモジュール４１ａ、ｂの移動方向は、アライメント放射ビームの伝播方向を実質的に横断する方向であってもよく、それによって、アライメント放射ビームの横方向の変位が提供される。代替的に又は追加的に、アライメントモジュール４１ａ、ｂの移動方向は、アライメントビームの伝播方向を実質的に横断する以外の方向の成分を含んでもよい（それでもアライメント放射ビームの横方向の変位は提供される）。

[0036] 例えば、アクチュエータ４５ａ、ｂは、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空圧アクチュエータ、又は電磁アクチュエータ（例えば、音響スピーカ内部に用いるタイプのコイル）などを備えてもよい。

[0037] 図４ａ及び図４ｂは、図３に示すインプリントリソグラフィ装置に対応する、しかし追加の調整機構を含むインプリントリソグラフィ装置を片側から見て概略的に示す。インプリントリソグラフィ装置は、第１のアライメントモジュール１４１ａと、第２のアライメントモジュール１４１ｂとを備えるアライメント装置１４０を備える。各アライメントモジュール１４１ａ、ｂは、アライメント放射源１４２ａ、ｂと、ビームスプリッタ１４３ａ、ｂと、検出器１４４ａ、ｂとを備える。各アライメントモジュール１４１ａ、ｂは、アライメントモジュールを移動するために使用できるアクチュエータ１４５ａ、ｂに接続されている。アクチュエータ１４５ａ、ｂは、リソグラフィ装置の一部を形成する構造物１４６に接続されている。インプリントリソグラフィ装置は、基板４８を支持するように構成された基板テーブル１４７と、インプリントテンプレート２０、２５を保持するように構成されたインプリントテンプレートホルダ１４９とをさらに備える。

[0038] 各アライメントモジュール１４１ａ、ｂは、凸レンズ１５０ａ、ｂと、凹レンズ１５１ａ、ｂとを備える。各凸レンズ１５０ａ、ｂは、ビームスプリッタ１４３ａ、ｂの下方に位置する。各凹レンズ１５１ａ、ｂは、アクチュエータ１５２ａ、ｂに接続され、凸レンズ１５０ａ、ｂの下方に位置する。各凹レンズ１５１ａ、ｂは、アクチュエータ１５２ａ、ｂを用いてｚ方向（図４に両方向矢印で示す）に移動できる。追加的に又は代替的に、各凸レンズ１５０ａ、ｂはアクチュエータ（図示せず）に接続され、そのレンズのアクチュエータを用いてｚ方向に移動できる。

[0039] レンズ１５０ａ、ｂ、１５１ａ、ｂを用いてアライメント放射ビームの追加の横方向の変位を提供できる。レンズ１５０ａ、ｂ、１５１ａ、ｂによって提供される横方向の変位は、レンズ間の離間距離によって変化する。図４ａを参照すると、凹レンズ１５１ａ、ｂが凸レンズ１５０ａ、ｂに近い時には、レンズによって提供されるアライメント放射ビームの横方向の変位は小さい。

[0040] アライメント放射ビームを基板２０の上のアライメントマーク２４上に誘導するため、凹レンズ１５１ａ，ｂ（及び／又は凸レンズ１５０ａ、ｂ）の位置は、アライメントモジュールアクチュエータ１４５ａ、ｂの位置と組み合わせて選択される。

[0041] 図４ｂでは、凹レンズ１５１ａ，ｂは凸レンズ１５０ａ、ｂからかなりの距離があり、したがって、レンズはアライメント放射ビームの大幅な横方向の変位を提供する。図４ｂから、アライメントモジュール１４１ａ、ｂをより近づける（図４ａと比較して）ためにアクチュエータ１４５ａ、ｂが使用されていることが分かる。凹レンズ１５０ａ，ｂからの凸レンズ１５１ａ、ｂの離間と共にアライメントモジュール１４１ａ、ｂの移動を用いることで、アライメント放射ビームは、確実にリソグラフィ装置内に存在するインプリントテンプレート２５のアライメントマーク２９に入射する。

[0042] レンズ１５０ａ、ｂ、１５１ａ、ｂによって、アライメント放射ビームは、アライメント放射ビームで到達不可能であろうインプリントテンプレートアライメントマークに入射することが可能になる。例えば、アライメントモジュール１４１ａ、ｂの移動範囲は、アライメントモジュールが占有する空間によって制限される。レンズ１５０ａ、ｂ、１５１ａ、ｂによって、アライメント放射ビームをレンズがない場合と比較してより近づけることが可能になる。

[0043] レンズ１５０ａ、ｂ、１５１ａ、ｂを用いて、アライメント放射ビームがインプリントテンプレートのアライメントマークに入射する位置の微調整が提供される。これと組み合わせて、アライメントモジュール１４１ａ、ｂの移動を用いて、アライメント放射ビームがインプリントテンプレートのアライメントマークに入射する位置の粗調整が提供される。

[0044] 凸レンズ１５０ａ、ｂ、凹レンズ１５１ａ、ｂ及びアクチュエータ１５２ａ、ｂは、まとめてアライメント放射ビーム調整光学系を備えると考えられ得る。アライメント放射ビーム調整光学系は、レンズ、ミラー、プリズム、ビームスプリッタ、ダイクロイックミラー、ピンホール、格子、偏光子、又は４分の１波長板のうち１つ以上の任意の好適な組合せを含んでもよい。

[0045] アライメント放射ビーム調整光学系は、その他の調整機構を備えてもよい。

[0046] ある実施形態では、アライメント放射ビームの横方向の変位がアライメント放射ビーム調整光学系のみによって提供されるように、アクチュエータ１４５ａ、ｂなしに（例えば、アライメントモジュール１４１ａ、ｂの移動なしに）アライメント放射ビーム調整光学系を提供することができる。

[0047] ある実施形態では、アライメントモジュール１４１ａ、ｂは、その双方に共通の光学系を備えてもよい。例えば、両方共アライメント放射ビームを受光できる十分な大きさがある１枚の凸レンズと１枚の凹レンズとを提供してもよい。

[0048] 図５は、別の実施形態によるインプリントリソグラフィ装置を片側から見て概略的に示す。図５を参照すると、アライメント装置２４０は、第１のアライメントモジュール２４１ａと、第２のアライメントモジュール２４１ｂとを備える。各々のアライメントモジュールは、アライメント放射源２４２ａ、ｂと、ビームスプリッタ２４３ａ、ｂと、検出器２４４ａ、ｂとを備える。アライメントモジュール２４１ａ、ｂは、アクチュエータを介してリソグラフィ装置の構造物２４６に接続されていない。アライメントモジュール２４１ａ、ｂは、（例えば、インプリントテンプレート２０のパターン面に垂直の回転軸によって）構造物２４６に回転可能に取り付けられている。ミラー２５５ａ、ｂは、アクチュエータ２５６ａ、ｂ（以下、「ミラーアクチュエータ」と呼ぶ）を介して構造物２４６に接続されている。この例では、ミラー２５５ａ、ｂは、リソグラフィ装置のインプリントテンプレートホルダ２４９によって保持されたインプリントテンプレート２０のパターン面に対して４５度の方向を向いている。ミラーアクチュエータ２５６ａ、ｂを用いて、アライメントモジュール２４１ａ、ｂに対して近づきまた遠ざかるように、ミラー２５５ａ、ｂを移動させることができる。したがって、ミラー２５５ａ、ｂ及びミラーアクチュエータ２５６ａ、ｂは、アライメント放射ビームの横方向の変位を提供する。このようにして、ミラー２５５ａ、ｂ及びミラーアクチュエータ２５６ａ、ｂを用いて、アライメント放射ビームがインプリントテンプレートアライメントマーク２４に常に入射するようにアライメント装置２４０を調整することができる。

[0049] アライメントモジュール２４１ａ、ｂに対して近づきまた遠ざかるように移動させる（図５のｘ方向）手順に加え、又は代替的に、ミラーアクチュエータ２５６ａ、ｂは、ミラー２５５ａ、ｂを横断方向に（図５のｙ方向に）移動させるように構成することができる。ミラー２５５ａ、ｂは、ｚ軸に並行及び／又は垂直の軸を中心に回転可能であってもよい。アライメントモジュール２４１ａ、ｂは、構造物２４６上に回転可能に装着され、軸Ａを中心に回転できる。軸Ａを中心とするアライメントモジュール２４１ａ、ｂの回転によって、アライメント放射ビームはミラー２５５ａ、ｂの横断方向の移動を追跡できる。それ故、インプリントテンプレートアライメントマーク２４のｘ及びｙ方向の位置を考慮するために、アライメント放射ビームを横方向に変位させることができる。

[0050] 軸Ａを中心とするアライメントモジュール２４１ａ、ｂの回転によって、アライメント放射が検出器２４４ａ、ｂの検出面に対して実質的に垂直の入射角を確実に有することができる。アライメントモジュール２４１ａ、ｂの回転によって、アライメント放射がインプリントテンプレートアライメントマーク２４に対して実質的に垂直の入射角を確実に有することができる。

[0051] 可動ミラーの第２の集合を用いてアライメント放射を検出器２４４ａ、ｂへ向けることができる。

[0052] ミラーアクチュエータ２５６ａ、ｂは、例えば、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空圧アクチュエータ、又は電磁アクチュエータ（例えば、音響スピーカ内部に用いるタイプのコイル）などを備えてもよい。

[0053] ミラー２５５ａ、ｂはインプリントテンプレート２０のパターン面に対して４５度の方向を向いているが、ミラーは他の角度を向いていてもよい。

[0054] 図６ａ及び図６ｂは、本発明の別の実施形態を概略的に示す。インプリントリソグラフィ装置のアライメント装置３４０は、第１のアライメントモジュール３４１ａと、第２のアライメントモジュール３４１ｂと、を備える。各アライメントモジュールは、アライメント放射源３４２ａ、ｂと、ビームスプリッタ３４３ａ、ｂと、検出器３４４ａ、ｂと、を備える。アライメントモジュール３４１ａ、ｂは、インプリントリソグラフィ装置の構造物の一部を形成する壁面３４６ａ、ｂ（又は何らかのその他の支持体）に固定されている。１対のミラー３６０ａ、ｂがアクチュエータ３６１に接続され、この１対のミラーは第１及び第２のアライメントモジュール３４１ａ、ｂ間に位置する。１対のミラー３６０ａ、ｂは、リソグラフィ装置のインプリントテンプレートホルダ３４９によって保持されたインプリントテンプレート２０、２５のパターン面に対して４５度の方向を向いている。

[0055] 使用時に、アクチュエータ３６１を用いてミラー３６０ａ、ｂがｚ方向に移動され、それにより、アライメント放射ビームの横方向の変位が提供される。アライメント放射ビームがインプリントテンプレート２０上に提供されたアライメントマーク２４に入射するまで、１対のミラー３６０ａ、ｂが移動する。図６ｂは、距離が近いアライメントマーク２９を有するインプリントテンプレート２５のために使用される構成のアライメント装置３４を示す。アクチュエータ３６１は、１対のミラー３６１ａ、ｂをインプリントテンプレート２５から遠ざけた（図６のｚ方向）ため、アライメント放射ビームは、１対のミラーが合わさる頂点付近に入射する。それ故、アライメント放射ビームは、インプリントテンプレート２５への入射時にその間隔が短くなる。アライメント放射ビームは、インプリントテンプレートアライメントマーク２９に入射する。

[0056] アライメント放射ビームの横断方向の変位は、軸Ａを中心にアライメントモジュール３４１ａ、ｂを回転させることで提供できる。

[0057] アライメントモジュール３４１ａ、ｂは、構造物３４６ａ、ｂ上に回転可能に装着され、軸Ａを中心として回転できる。軸Ａを中心とするアライメントモジュール３４１ａ、ｂの回転によって、１対のミラー３６０ａ、ｂによって提供される横方向の変位を横断する方向にアライメント放射ビームを横向きに変位させることができる。それ故、インプリントテンプレートアライメントマーク２４のｘ及びｙ方向の位置を考慮するために、アライメント放射ビームを横方向に変位させることができる。ミラー３６０ａ、ｂは、ｚ方向に平行で、及び／又はｚ方向に垂直な軸を中心に回転可能であってもよい。

[0058] アクチュエータ３６１は、例えば、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空圧アクチュエータ、又は電磁アクチュエータ（例えば、音響スピーカ内部に用いるタイプのコイル）などを備えてもよい。

[0059] 別の実施形態では、１対のミラー３６０ａ、ｂがｚ方向に移動可能であることの代わりに、又はそれに加えて、アライメントモジュール３４１ａ、ｂがｚ方向に移動可能であってもよい。アライメントモジュール３４１ａ、ｂのこの移動は、アライメント放射ビームの横方向の変位を提供できる。

[0060] 図７ａ及び図７ｂは、本発明の別の実施形態を概略的に示す。インプリントリソグラフィ装置のアライメント装置４４０は、第１のアライメントモジュール４４１ａと、第２のアライメントモジュール４４１ｂとを備える。図７には、インプリントテンプレート２０も示されている。図７ａは、上から見たアライメント装置４４０とインプリントテンプレート２０を概略的に示す。図７ｂは、片側から見たアライメント装置とインプリントテンプレートを概略的に示す。各アライメントモジュールは、検出器４４４ａ、ｂと、第１の可動ミラー４７０ａ、ｂと、第２の可動ミラー４７１ａ、ｂとを備える。実線の両方向矢印で示すように、第１の可動ミラーはｙ方向に移動可能である。点線を有する両方向矢印で示すように、第２の可動ミラー４７１ａ、ｂは、ｘ方向及びｙ方向に移動可能である。検出器４４４ａ、４４４ｂは、図７ｂの第１の可動ミラー４７０ａ、ｂによってマスキングされ、破線で示されている。

[0061] アライメントモジュール４４１ａ、４４１ｂは、アライメント放射源（図示せず）と、アライメント放射ビームを図７に示すビーム経路に結合するのに使用できるビームスプリッタ（図示せず）と、をさらに備えてもよい。アクチュエータ（図示せず）を用いて可動ミラー４７０ａ、ｂ、４７１ａ、ｂを移動することができる。

[0062] 使用時に、第２の可動ミラー４７１ａ、ｂは、インプリントテンプレートアライメントマーク２４の上方に位置するまでｘ及びｙ方向に移動できる。第１の可動ミラー４７０ａ、ｂは、第２の可動ミラー４７１ａ、ｂと検出器４４４ａ、ｂとの間のビーム経路を維持するようにｙ方向に移動する。したがって、可動ミラー４７０ａ、ｂ、４７１ａ、ｂによって、インプリントテンプレートアライメントマーク２４の位置にかかわらず、インプリントテンプレートのアライメントが可能である。

[0063] 図７の実施形態の別の構成で、第１の可動ミラー４７０ａ、ｂはｙ方向に移動しないが、その代わりにｚ方向に延在する軸を中心に回転可能である。第１の可動ミラー４７０ａ、ｂの回転を用いてアライメント放射ビームを検出器４４４ａ、ｂへ誘導することができる。

[0064] 図７の実施形態の別の構成で、第１の可動ミラー４７０ａ、ｂは、移動可能又は回転可能である代わりに固定されていてもよく、第２の可動ミラー４７１ａ、ｂは、移動可能であることに加えて回転可能であってもよい。第２の可動ミラー４７１ａ、ｂの回転を用いてアライメント放射ビームを検出器４４４ａ、ｂへ誘導することができる。必要であれば、アライメント放射ビームが検出器に対して実質的に垂直の入射角を確実に有するように、検出器４４４ａ、ｂは回転可能であってもよい。

[0065] ミラー４７０ａ、ｂ、４７１ａ、ｂは、アライメント放射ビームをインプリントテンプレートアライメントマーク２４へ誘導するのに使用できる光学コンポーネントの例である。ミラーの代わりに、又はミラーに加えて、別の光学コンポーネントを使用してもよい。これらは、例えば、プリズム、ビームスプリッタ及び／又はレンズを含んでもよい。

[0066] 図に示すアライメント装置４０、１４０、２４０、３４０は、２つのアライメントモジュール４１ａ、ｂ、１４１ａ、ｂ、２４１ａ、ｂ、３４１ａ、ｂを備えるが、任意の好適な数のアライメントモジュールを使用することができる。例えば、図２を参照すると、一般に、ｙ方向のアライメントを提供するように構成された４つのインプリントテンプレートアライメントマーク２４、２９と、ｘ方向のアライメントを提供するように構成された４つのインプリントテンプレートアライメントマーク（図示せず）と、を有するインプリントテンプレート２０、２５を提供する。８つのアライメントモジュールを備えるアライメント装置を備えたインプリントリソグラフィ装置を提供できるので、各アライメントモジュールを用いて同時に（他のアライメントモジュールと）インプリントテンプレートアライメントマークのアライメントを測定することができる。アライメントマークの各々のアライメントの測定は、インプリントテンプレートと基板上に提供されたインプリント可能媒体との接触の間、継続することができる。このことは、インプリントテンプレートとインプリント可能媒体との接触中に発生する可能性があるインプリントテンプレートの位置のずれを最小限にする助けになるため、有利である。例えば、インプリントテンプレートは照明時に基板よりも膨張することがあり、そのため、インプリントテンプレートの膨張補正が必要である。必要な膨張補正の量は、アライメントマーク測定値を用いて決定できる。

[0067] 幾つかの例では、インプリントテンプレート上に９つ以上のアライメントマークを提供できる。例えば、アライメントマークをインプリントテンプレートのパターン付き領域の各縁部の途中に提供して、８つのアライメントマークではなく１６個のアライメントマークを提供してもよい。１６個のアライメントモジュールを備えたインプリントリソグラフィ装置を提供し、それによって、対応する基板アライメントマークに対する各インプリントテンプレートアライメントマークのアライメントを同時に測定できる。一般に、任意の好適な数の複数のインプリントテンプレートアライメントモジュールを提供できる。インプリントテンプレートアライメントモジュールの数は、インプリントテンプレート上に提供されたアライメントマークの数に対応してもよい。ある実施形態では、アライメントモジュールは、複数のアライメントマークからの放射を検出可能であってもよい。例えば、各アライメントモジュールが２つのアライメントマークを扱う４つのアライメントモジュールを提供してもよい。

[0068] 幾つかの例では、アライメントモジュールの１つが固定されてもよい（すなわち、調整機構を含んでいなくてもよい）。例えば、３つが調整機構を含む４つのアライメントモジュールがあってもよい。インプリントテンプレートアライメントマークと基板アライメントマークが固定されたアライメントモジュールからのアライメント放射ビームを受光するまで、インプリントテンプレートと基板とを移動させてもよい。次に、各アライメントモジュールが異なるインプリントテンプレートアライメントマークと基板アライメントマークにアライメント放射ビームを誘導するまで調整式インプリントテンプレートモジュールを調整することができる。

[0069] 簡略のために、基板上に提供されたインプリント可能媒体を硬化させる化学線の使用については上記の各図に関連して説明していない。しかし、それでも、上記の各実施形態に関連して化学線を使用できることが理解されよう。さらに、インプリント可能媒体を硬化させ又はその他の方法で固化させるために別の機構を用いてもよい。

[0070] 本発明の幾つかの実施形態の説明を分かりやすくするために、デカルト座標を使用している。デカルト座標は、インプリントリソグラフィ装置が特定の配向を有していなければならないということを意味することを意図するものではない。

[0071] 上記のアライメントモジュールは、アライメント放射源４２ａ、ｂ、１４２ａ、ｂ、２４２ａ、ｂ、３４２ａ、ｂを含む。アライメント放射源は、例えばレーザ又はＬＥＤであってもよい。各アライメントモジュールが専用のアライメント放射源を有するか、又はいずれのアライメント放射源も有する必要はない。例えば、単一のアライメント放射源を用いて、例えば、光ファイバによって、複数のアライメントモジュールにアライメント放射を提供することができる。検出器につながる光路に対応しない光路に沿ったインプリントテンプレートアライメントマークへアライメント放射を誘導してもよい。１つのアライメント放射源を用いて複数のアライメントマークを含むインプリントテンプレートの一部を照明することができる。１つのアライメント放射源を用いてすべてのインプリントテンプレートアライメントマークを照明することもできる。アライメント中の硬化を回避するため、アライメント放射は化学線ではない。

[0072] 上記アライメントモジュールは、ビームスプリッタ４３ａ、ｂ、１４３ａ、ｂ、２４３ａ、ｂ、３４３ａ、ｂを含む。アライメントモジュールは、ビームスプリッタを有さなくてもよい。任意の好適な光学系を用いてアライメント放射ビームをインプリントテンプレート及び／又は検出器に誘導することができる。

[0073] 上記アライメントモジュールは、検出器４４ａ、ｂ、１４４ａ、ｂ、２４４ａ、ｂ、３４４ａ、ｂを含む。検出器は、１つのフォトダイオード、複数のフォトダイオード（例えば、アレイ状に配列された）、ＣＣＤカメラなどであってもよく、又は時間の関数としての入射アライメント放射の強度を検出するように構成された何らかのその他のセンサ（例えば、温度センサ）であってもよい。

[0074] アライメント放射ビームの位置の調整は自動化できる。例えば、コントローラ（図示せず）は、インプリントテンプレートアライメントマークの位置に関する情報を受け取り、それに従ってアライメント放射ビームの位置を調整するように構成されてもよい。情報は、例えば、手作業で入力してもよく、データソースから入力してもよく、又はインプリントテンプレートアライメントマークの場所を検出する検出器を用いて決定してもよい。

[0075] アライメントマークは回折格子として概略的に示しているが、アライメント装置は任意の好適な形態のアライメントマークを検出するように構成してもよい。幾つかのアライメントマークは、同時にｘ及びｙ方向のアライメント情報を提供することができる。

[0076] 図示の実施形態はすべて、アライメントモジュールから提供されたアライメント放射ビームがインプリントテンプレート上に入射する場所の調整が可能であるように構成された調整機構を備えるアライメント装置の例を含むと考えられ得る。実施形態に示した以外の調整機構を使用してもよい。

[0077] 本発明は、インプリントリソグラフィ装置及び方法に関する。この装置及び／又は方法は、電子デバイス及び集積回路などのデバイスの製造、又は集積光学システム、磁気ドメインメモリ用誘導及び検出パターン、フラットパネルディスプレイ、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、薄膜磁気ヘッド、有機発光ダイオードの製造などのその他の用途に使用することができる。

[0078] 本明細書においては、「基板」という用語は、基板の一部を形成するか、又は平坦化層又は反射防止コーティング層のような他の基板上に提供される任意の表面層を含むことを意味する。

[0079] 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、単一の基板ホルダ及び単一の基板が提供される。別の実施形態では、インプリントをより効率的又は迅速に（例えば、並列に）実行するために１つ又は複数のチャンバ内に２つ以上のインプリントテンプレート、２つ以上のインプリントテンプレートホルダ、２つ以上の基板ホルダ及び／又は２つ以上の基板を提供してもよい。例えば、ある実施形態では、複数の（例えば、２つ、３つ、又は４つの）基板ホルダを含む装置が提供される。ある実施形態では、複数の（例えば、２つ、３つ、又は４つの）インプリントテンプレート構成を含む装置が提供される。ある実施形態では、基板ホルダ当たり１つのテンプレートホルダ構成を使用するように構成された装置が提供される。ある実施形態では、基板ホルダ当たり２つ以上のテンプレートホルダ構成を使用するように構成された装置が提供される。この場合、インプリントテンプレートホルダごとにアライメント装置を提供してもよい。ある実施形態では、複数の（例えば、２つ、３つ、又は４つの）インプリント可能な媒体のディスペンサを含む装置が提供される。ある実施形態では、基板ホルダ当たり１つのインプリント可能な媒体のディスペンサを使用するように構成された装置が提供される。ある実施形態では、インプリントテンプレート構成当たり１つのインプリント可能な媒体のディスペンサを使用するように構成された装置が提供される。ある実施形態では、複数の基板ホルダを含む装置が提供された場合、基板ホルダは装置内の機能を共用できる。例えば、基板ホルダは、基板ハンドラ、基板カセット、ガス供給システム（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）、インプリント可能な媒体のディスペンサ、及び／又は放射源（インプリント可能な媒体を硬化させるため）を共用することができる。ある実施形態では、２つ以上の基板ホルダ（例えば、３つ又は４つの）が装置の１つ又は複数の機能（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、又は５つの機能）を共用する。ある実施形態では、装置の１つ又は複数の（例えば、１つ、２つ、３つ、４つ、又は５つの）機能がすべての基板ホルダ間で共用される。

[0080] 上述し図示した実施形態は、その性質が例示的なものであって制限するものではない。好ましい実施形態だけが図示され説明されており、特許請求の範囲に記載する本発明の範囲を逸脱することなく、すべての変更及び修正が望ましくは保護されることを理解されたい。説明内の「好適な」、「好適には」、「好ましい」又は「より好ましい」などの用語の使用は、そのように記載された特徴が望ましいことを示すが、必ずしも必要ではなく、そのような特徴を有さない実施形態も添付の特許請求の範囲に定義する本発明の範囲内に含まれることを理解されたい。特許請求の範囲に関して、「ある」、「少なくとも１つの」、又は「少なくとも一部」などの用語は、添付の特許請求の範囲で、特に断りのない限り、特許請求の範囲をそのような特徴に限定する意図がない特徴に先行するものである。「少なくとも一部」及び／又は「一部」といった言語が使用される場合には、その要素は、特に断りのない限り、一部及び／又は要素全体を含むことができる。本明細書に記載するある実施形態のある特徴を、適宜、本明細書に記載する他の実施形態の特徴に組み込むか又はこれと組み合わせてもよい。

Claims (15)

1. アライメント放射源から提供されたアライメント放射がインプリントテンプレート上に入射する位置を調整する調整機構と、前記インプリントテンプレート上のアライメントマークからのアライメント放射を検出する少なくとも２つの検出器と、を備え、前記検出器によって検出されたアライメント放射を用いてミスアライメントを決定するように構成された、インプリントリソグラフィアライメント装置であって、
   前記調整機構は、前記アライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置の粗調整を提供するとともに、前記アライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置の微調整を提供するように構成される、アライメント装置。
2. 前記調整機構は、少なくとも２つのレンズを備え、少なくともその一方は、前記レンズを移動させるアクチュエータに接続される、請求項１に記載のアライメント装置。
3. 前記調整機構は、前記検出器の方に前記アライメント放射を誘導するミラーと、前記ミラーを移動させるミラーアクチュエータと、を有する、請求項１に記載のアライメント装置。
4. 前記ミラーアクチュエータは、前記インプリントテンプレートのパターン面に実質的に平行な方向に前記ミラーを移動させる、請求項３に記載のアライメント装置。
5. 前記ミラーアクチュエータは、２つの垂直方向に前記ミラーを移動させる、請求項３又は４に記載のアライメント装置。
6. 前記ミラーアクチュエータは、前記インプリントテンプレートのパターン面に実質的に垂直な方向に前記ミラーを移動させる、請求項３から５のいずれか一項に記載のアライメント装置。
7. 前記ミラーの少なくとも１つは、前記インプリントテンプレートのパターン面に実質的に垂直な軸を中心に回転する、請求項３から６のいずれか一項に記載のアライメント装置。
8. 各検出器は、前記インプリントテンプレートのパターン面に実質的に垂直な軸を中心に回転する、請求項３から７のいずれか一項に記載のアライメント装置。
9. 前記調整機構は、追加のミラーと、ミラーアクチュエータと、をさらに有し、検出器ごとに２つ以上のミラーとミラーアクチュエータが提供される、請求項３から６のいずれか一項に記載のアライメント装置。
10. 前記アクチュエータは、リニアアクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気機械アクチュエータ、空圧アクチュエータ、又は電磁アクチュエータを有する、請求項２から９のいずれか一項に記載のアライメント装置。
11. 各検出器には、アライメント放射源が関連付けられる、請求項１から１０のいずれか一項に記載のアライメント装置。
12. 各検出器は、アライメントモジュール内に提供され、各アライメントモジュールが、アライメントモジュールを移動させるアライメントモジュールアクチュエータをさらに備える、請求項１から１１のいずれか一項に記載のアライメント装置。
13. 請求項１から１２のいずれか一項に記載のアライメント装置を備える、インプリントリソグラフィ装置。
14. 基板に対するインプリントテンプレートのアライメントを測定する方法であって、
    アライメント放射源から提供されたアライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置を調整するステップと、
    前記インプリントテンプレート上のアライメントマーク及び前記基板上のアライメントマークからのアライメント放射を検出するステップと、
    前記検出されたアライメント放射を用いて前記インプリントテンプレートと前記基板との間のミスアライメントを決定するステップと、を含み、
    前記調整するステップでは、前記アライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置の粗調整を提供するとともに、前記アライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置の微調整を提供する、方法。
15. コントローラが受信する前記インプリントテンプレートアライメントマークの場所に関する情報に基づいて、前記アライメント放射源から提供されたアライメント放射が前記インプリントテンプレート上に入射する位置の調整が、前記コントローラによって制御される、請求項１４に記載の方法。

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