(57)【要約】【課題】  基板上に高精度にパターンを形成することができるナノインプリント方法及びナノインプリント装置を提供する。【解決手段】  ナノインプリント方法は、硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが形成されたテンプレートを押圧する方法である。そしてナノインプリント方法は、基板の被加工領域毎に設定された計測点のうち予め選択された所定数のサンプル計測点の位置を計測する計測工程と、サンプル計測点の計測位置を演算パラメータとして統計演算を行い被加工領域の変形状態を算出する算出工程と、算出工程が算出した被加工領域の変形状態に基づいてテンプレートを変形する変形工程と、変形されたテンプレートを被加工領域に押圧する押圧工程と、を備える。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが形成されたテンプレートを押圧するナノインプリント方法において、
前記基板の被加工領域毎に設定された計測点のうち、予め選択された所定数のサンプル計測点の位置を計測する計測工程と、
前記サンプル計測点の計測位置を演算パラメータとして統計演算を行い、前記被加工領域の変形状態を算出する算出工程と、
前記算出工程が算出した前記被加工領域の変形状態に基づいて前記テンプレートを変形する変形工程と、
前記変形されたテンプレートを前記被加工領域に押圧する押圧工程と、
を備えることを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項２】
前記算出工程が算出した変形状態は、オフセット、ローテーション及び直交度についての少なくとも一つを含み、その一つに基づいて前記テンプレートと前記基板との位置合わせを行う位置合わせ工程を備えることを特徴とする請求項１に記載のナノインプリント方法。
【請求項３】
前記変形工程は、加熱によって前記テンプレートを変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のナノインプリント方法。
【請求項４】
前記変形工程は、加圧によって前記テンプレートを変形させることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のナノインプリント方法。
【請求項５】
硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが第１面に形成されたテンプレートを押圧するナノインプリント方法において、
前記基板の被加工領域に合うように、前記テンプレートを熱変形する熱変形工程と、
前記熱変形されたテンプレートと前記被加工領域とを互いに押圧する押圧工程と、
を備えることを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項６】
前記熱変形工程は、前記第１面の反対の第２面の所定領域を加熱することを特徴とする請求項５に記載のナノインプリント方法。
【請求項７】
前記熱変形工程は、前記赤外光で前記第２面の所定領域を加熱することを特徴とする請求項６に記載のナノインプリント方法。
【請求項８】
前記基板の被加工領域に設定された計測点を計測する計測工程と、
前記計測点に基づいて前記被加工領域の変形状態を算出する工程と、を備え、
前記テンプレートの熱膨張率に基づいて、前記被加工領域の変形状態に合うように前記熱変形工程は前記テンプレートを加熱することを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のナノインプリント方法。
【請求項９】
前記計測点に基づいて前記テンプレートと前記被加工領域とのオフセット、ローテーション及び直交度を算出する工程と、を備え、
前記テンプレートと前記基板との位置合わせを行う位置合わせ工程と、
を備えることを特徴とする請求項８に記載のナノインプリント方法。
【請求項１０】
前記押圧工程後に、前記硬化性樹脂を硬化させる硬化工程と、
前記硬化工程後に前記テンプレートを前記硬化性樹脂から剥離する剥離工程と、
を備えることを特徴とする請求項５から請求項９のいずれか一項に記載のナノインプリント方法。
【請求項１１】
硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが第１面に形成されたテンプレートを押圧するナノインプリント装置において、
前記第１面とは反対の第２面の所定領域を加熱する加熱手段と、
前記加熱されて熱変形したテンプレートの凹凸形状のパターンと前記基板の被加工領域とを押圧する押圧部と、
を備えることを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項１２】
前記テンプレートの熱膨張率と加熱量との関係を示す関数を記憶する記憶部と、
前記テンプレートに必要な熱変形に必要な熱量を演算する演算部と、を備え、
前記加熱手段は、前記必要な熱量に基づいて加熱することを特徴とする請求項１１に記載のナノインプリント装置。
【請求項１３】
前記加熱手段は、
加熱光を射出する加熱光源と、
前記加熱光源から前記第２面に伸びる複数の光ファイバーと、
前記複数の光ファイバーの途中に配置され、前記光源からの光をＯＮ／ＯＦＦするスイッチと、
を備えることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のナノインプリント装置。
【請求項１４】
前記テンプレートの第２面から紫外光を照射する紫外光照射部を備え、
前記第２面に伸びる複数の光ファイバーが前記テンプレートから退避した後、前記紫外光照射部は前記テンプレートに紫外光を照射することを特徴とする請求項１３に記載のナノインプリント装置。
【請求項１５】
前記加熱手段は、
加熱光を射出する加熱光源と、
マトリクス状に配置された多数の反射素子を有し、前記加熱光源からの光を反射する空間光変調手段と、
を備えることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のナノインプリント装置。
【請求項１６】
前記加熱手段は、
加熱光を射出する加熱光源と、
マトリクス状に配置された多数の透過率可変素子を有し、前記加熱光源からの光を透過する空間光変調手段と、
を備えることを特徴とする請求項１１又は請求項１２に記載のナノインプリント装置。
【請求項１７】
前記テンプレートの第２面から紫外光を照射する紫外光照射部と、
前記紫外光の光路と前記加熱光の光路とを合成する光学素子と、を備えることを特徴とする請求項１５又は１６に記載のナノインプリント装置。
【請求項１８】
前記テンプレートの凹凸形状は、前記被加工領域の設計値よりも縮小して形成されてある特徴とする請求項１１から請求項１７のいずれか一項に記載のナノインプリント装置。
【請求項１９】
凹凸パターンが形成されたテンプレートと、
このテンプレートと対向して配置され、液状の樹脂が塗布された基板を載置する基板載置台と、
前記テンプレートと前記基板とを接触させて、前記凹凸パターンに前記樹脂が型打ちされるように前記テンプレート又は前記基板の少なくとも一方を押圧する押圧部と、
少なくとも前記テンプレートと該テンプレートに対向する基板との間に前記押圧部で前記テンプレートと前記基板とを近接する際に、前記樹脂に溶解しやすいガスを供給するガス供給部と、
を備えることを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項２０】
前記基板載置台と前記テンプレートとは相対的に所定方向に移動し、
前記ガス供給部は、前記所定方向に移動する前方に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のナノインプリント装置。
【請求項２１】
前記液状の樹脂を塗布する樹脂塗布部を備え、
前記ガス供給部は前記テンプレートと前記樹脂塗布部との間に配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のナノインプリント装置。
【請求項２２】
前記テンプレートの周囲に前記ガス供給部が配置されていることを特徴とする請求項１９に記載のナノインプリント装置。
【請求項２３】
前記ガス供給部は、空気（窒素及び酸素を主成分）よりも分子量の小さいガス又は前記樹脂の有機溶剤の蒸気のいずれかを供給することを特徴とする請求項１０から請求項２２のいずれか一項に記載のナノインプリント装置。
【請求項２４】
前記テンプレートと前記ガス供給部とを収納するとともに、外気より減圧するチャンバーを備えることを特徴とする請求項１９から請求項２３のいずれか一項に記載のナノインプリント装置。
【請求項２５】
凹凸パターンが形成されたテンプレートと、
このテンプレートと対向して配置され、液状の樹脂が塗布された基板を載置する基板載置台と、
前記テンプレートと前記基板とを近接して、前記凹凸パターンに前記樹脂が型打ちされるように前記テンプレート又は前記基板の少なくとも一方を押圧する押圧部と、
前記樹脂に溶解しやすいガスが満たされ、前記テンプレートと前記基板とを収納するチャンバーと、
を備えることを特徴とするナノインプリント装置。
【請求項２６】
前記凹凸パターンに前記樹脂が型打ちされた後、前記樹脂を硬化させる硬化手段を備えることを特徴とする請求項１９から請求項２５のいずれか一項に記載のナノインプリント装置。
【請求項２７】
凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板に転写するナノインプリント方法であって、
前記基板に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、
少なくとも前記テンプレートと対向する前記液状の樹脂との間の空間に前記樹脂に溶解しやすいガスを供給する供給工程と、
前記樹脂を前記凹凸パターンに型打ちするため前記テンプレート又は前記基板の少なくとも一方を押圧する工程と、
を備えたことを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項２８】
前記供給工程は、前記テンプレートと前記基板とが相対的に所定方向に移動する際に、前記ガスを供給することを特徴とする請求項２７に記載のナノインプリント方法。
【請求項２９】
前記供給工程は、前記テンプレート又は前記基板の少なくとも一方を押圧する際に、前記ガスを供給することを特徴とする請求項２７に記載のナノインプリント方法。
【請求項３０】
減圧されたチャンバー内で前記塗布工程は前記基板に樹脂を塗布することを特徴とする請求項２７ら請求項２９のいずれか一項に記載のナノインプリント方法。
【請求項３１】
前記供給工程は、空気（窒素及び酸素を主成分）よりも分子量の小さいガス又は前記樹脂の有機溶剤の蒸気のいずれかを供給することを特徴とする請求項２７から請求項３０のいずれか一項に記載のナノインプリント方法。
【請求項３２】
凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板に転写するナノインプリント方法であって、
前記基板に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、
前記樹脂に溶解しやすいガスをチャンバー内に供給する供給工程と、
前記樹脂を前記凹凸パターンに型打ちするため前記テンプレート又は前記基板の少なくとも一方を押圧する工程と、
を備えることを特徴とするナノインプリント方法。
【請求項３３】
前記凹凸パターンに前記樹脂が型打ちされて前記樹脂に気泡が無くなった後、前記樹脂を硬化させることを特徴とする請求項２７から請求項３２のいずれか一項に記載のナノインプリント方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はナノインプリント技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体集積回路は微細化，集積化が進んでおり、その微細加工を実現するためのパターン転写技術としてフォトリソグラフィ装置の高精度化が進められてきた。さらなる微細化・高精度化を進めるために、フォトリソグラフィ技術に代わる技術が提案されている。例えば特許文献１は、基板上に形成したいパターンに対して反転した凹凸パターンを有するテンプレートを、基板の表面に形成された硬化性樹脂に対して型押しすることで所定のパターンを転写するナノインプリント技術を開示している。【０００３】
ナノインプリント技術を用いて半導体素子等の電子デバイスの製造を行う場合、シリコンウエハ等の基板に予め形成されたパターン領域に対応してテンプレートを型押して、新たなパターンを形成する必要がある。これに関して、特許文献２は、テンプレートと基板との位置合わせに関する技術を開示している。【０００４】
また、テンプレートを基板に対して型押しする際にテンプレートと基板との間に空気等による気泡が残留することで、基板に転写されたパターンに欠陥が生じることがある。これに関して、特許文献３は、テンプレートを基板に型押しする際にテンプレートと基板との間の空間を減圧する技術を開示している。
【特許文献１】米国特許５,７７２,９０５号公報
【特許文献２】特開２００７−２００９５３号公報
【特許文献３】特開２００７−１３４３６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電子デバイスの製造工程では、基板が熱処理されることで、基板に形成されたパターン領域が所定の形状から変形することがある。特許文献２に開示された技術では、変形されたパターン領域に対して正確にインプリントを行うことができないため、基板上に高精度にパターンを形成することができない場合がある。【０００６】
また、特許文献３に開示された技術では、テンプレートを基板に型押しする際にテンプレートと基板との間の残留する気泡を確実に排除できない恐れがある。気泡が排除できない場合には、基板に転写されたパターンに欠陥が生じることで、基板上に高精度にパターンを形成することができない。【０００７】
本発明の態様は、基板上に高精度にパターンを形成することができるナノインプリント方法及びナノインプリント装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の態様に係るナノインプリント方法は、硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが形成されたテンプレートを押圧する方法である。そしてナノインプリント方法は、基板の被加工領域毎に設定された計測点のうち予め選択された所定数のサンプル計測点の位置を計測する計測工程と、サンプル計測点の計測位置を演算パラメータとして統計演算を行い被加工領域の変形状態を算出する算出工程と、算出工程が算出した被加工領域の変形状態に基づいてテンプレートを変形する変形工程と、変形されたテンプレートを被加工領域に押圧する押圧工程と、を備える。【０００９】
本発明の第２の態様に係るナノインプリント方法は、硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが第１面に形成されたテンプレートを押圧する。このナノインプリント方法は基板の被加工領域に合うようにテンプレートを熱変形する熱変形工程と、熱変形されたテンプレートと被加工領域とを互いに押圧する押圧工程と、を備える。【００１０】
本発明の第３の態様に係るナノインプリント装置は、硬化性樹脂が塗布された基板に凹凸形状のパターンが第１面に形成されたテンプレートを押圧する。そのナノインプリント装置は、第１面とは反対の第２面の所定領域を加熱する加熱手段と、加熱されて熱変形したテンプレートの凹凸形状のパターンと基板の被加工領域とを押圧する押圧部と、を備える。【００１１】
本発明の第４の態様に係るナノインプリント装置は、凹凸パターンが形成されたテンプレートと、このテンプレートと対向して配置され、液状の樹脂が塗布された基板を載置する基板載置台と、テンプレートと基板とを近接して、凹凸パターンに樹脂が型打ちされるようにテンプレート又は基板の少なくとも一方を押圧する押圧部と、少なくともテンプレートと該テンプレートに対向する基板との間に押圧部でテンプレートと基板とを近接する際に、樹脂に溶解しやすいガスを供給するガス供給部と、を備える。【００１２】
本発明の第５の態様に係るナノインプリント方法は、凹凸パターンが形成されたテンプレートと、このテンプレートと対向して配置され、液状の樹脂が塗布された基板を載置する基板載置台と、テンプレートと基板とを近接して、凹凸パターンに樹脂が型打ちされるようにテンプレート又は基板の少なくとも一方を押圧する押圧部と、樹脂に溶解しやすいガスが満たされ、テンプレートと基板とを収納するチャンバーと、を備える。【００１３】
本発明の第６の態様に係るナノインプリント方法は、凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板に転写するナノインプリント方法であって、基板に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、液状の樹脂の周囲に樹脂に溶解しやすいガスを供給する供給工程と、樹脂を凹凸パターンに型打ちするためテンプレート又は基板の少なくとも一方を押圧する工程と、を備えた。【００１４】
本発明の第７の態様に係るナノインプリント方法は、凹凸パターンが形成されたテンプレートを基板に転写するナノインプリント方法であって、基板に液状の樹脂を塗布する塗布工程と、樹脂に溶解しやすいガスをチャンバー内に供給する供給工程と、樹脂を凹凸パターンに型打ちするためテンプレート又は基板の少なくとも一方を押圧する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の態様によれば、基板上に高精度にパターンを形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１ナノインプリント装置１００を示した概念図である。
【図２】第１実施形態のアライメントカメラＣＡの詳細を示した概念図である。
【図３】（ａ）は、ウエハＳＷに複数形成されるアライメントマークＡＭの一例を説明するための図である。  （ｂ）は、アライメントマークＡＭの像が指標板６６上に結像した状態の図である。
【図４】第１実施形態のナノインプリント方法について説明した図である。
【図５】第１実施形態のナノインプリント方法について説明した図である。
【図６】テンプレートＴＰを保持する保持部５０に内蔵される光ファイバー束３０及びテンプレートＴＰを描いた図である。
【図７】光ファイバー３１のスイッチ３３を示した図である。
【図８】光ファイバー束３０がテンプレートＴＰを熱変形させる手順を示した概念図である。
【図９】テンプレートＴＰを保持する保持部５０に内蔵される空間光変調部ＳＬＭ及びテンプレートＴＰを描いた側面概念図である。
【図１０】ウエハＳＷのアライメントマークＡＭのＥＧＡ計測から樹脂２１の硬化までのフローチャートである。
【図１１】第２及び第３実施形態のナノインプリント方法について説明した図である。
【図１２】第２及び第３実施形態のナノインプリント方法について説明した図である。
【図１３】第２ナノインプリント装置２００を示した概念図である。
【図１４】第２ナノインプリント装置２００の動作順序のフローチャートである。
【図１５】ガス供給部４１、ディスペンサー５７及びテンプレートＴＰ周辺の拡大概念図であり、変形例３を示した図である。
【図１６】ガス供給部４１、ディスペンサー５７及びテンプレートＴＰ周辺の拡大概念図であり、変形例４を示した図である。
【図１７】第３ナノインプリント装置２５０を示した概念図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
＜＜第１実施形態＞＞
＜第１ナノインプリント装置１００＞
図１は、第１ナノインプリント装置１００を示した概念図である。第１ナノインプリント装置１００は、テンプレートＴＰの凸凹パターンを基板としてのウエハＳＷに転写することができ、図１に示すようにチャンバー７１内で転写が行われる。なお、ウエハＳＷは、例えばシリコンウエハが用いられるが、これに限定されず、ガラス基板、セラミックス基板等にすることもできる。【００１８】
第１ナノインプリント装置１００はテンプレートＴＰを保持する保持部５０を有している。テンプレートＴＰは押圧エレベータＥＶで支えられている。この押圧エレベータＥＶは第１ナノインプリント装置１００のチャンバー７１の天井に備え付けられている。押圧エレベータＥＶは、Ｚ方向（上下方向）にテンプレートＴＰを移動させることができる。押圧エレベータＥＶは、テンプレートＴＰとウエハＳＷとを近接させ、ウエハＳＷに形成された硬化性樹脂に凹凸パターンを転写することができる。【００１９】
一方、ウエハＳＷは吸着テーブル１６で真空吸着又は静電吸着されて固定されている。この吸着テーブル１６は、ステージ１４に支えられている。ステージ１４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動することができ、またＺ軸を中心とした回転することもできる。ステージ１４は、Ｘ軸及びＹ軸方向に例えば最大ストロークは２００ｍｍ程度で移動可能である。ステージ１４は、その一部にＸ軸方向及びＹ軸方向に伸びる参照ミラーＲＭが固定されている。ステージ１４にはリニアモータ１８が設けられており、リニアモータ１８はステージ１４をＸ軸及びＹ軸方向に駆動する。ステージ１４は、外部の振動の影響を受けないように、防振台１２の上に載置されている。【００２０】
なお、図１では、テンプレートＴＰが押圧エレベータＥＶで上下し、ウエハＳＷがステージ１４に載置されてＸ軸及びＹ軸方向に移動する構成であるが、テンプレートＴＰがＸ軸及びＹ軸方向に移動し、ウエハＳＷが押圧エレベータで上下するような構成でもよい。【００２１】
第１ナノインプリント装置１００のチャンバー７１は、その一部に排気配管７４を有しており、その排気配管７４には減圧ポンプ７３が接続される。チャンバー７１内は大気圧より減圧された状態である。また、チャンバー７１はロードロックゲート７９を有しており、ウエハＳＷを第１ナノインプリント装置１００内へ搬入したり、第１ナノインプリント装置１００外へ搬出したりすることができる。なお、チャンバー７１内が大気圧と同じ気圧であってもよい。【００２２】
ウエハＳＷは、第１ナノインプリント装置１００に設けられたアライメントカメラＣＡによってアライメント（位置決め）される。【００２３】
＜アライメントカメラＣＡによるＥＧＡ（Enhanced Global Allignment）＞
図２は第１実施形態のアライメントカメラＣＡの詳細を示した概念図である。ウエハＳＷは二次元的に位置決めするＸＹステージ１４上に載置されている。ステージ１４上面の端部には参照ミラーＲＭが固定されており、参照ミラーＲＭに対向するようにレーザー干渉計ＩＦが配置されている。尚、図２では図示を簡略化しているが、参照ミラーＲＭはＸ軸に垂直な反射面を有する平面鏡及びＹ軸に垂直な反射面を有する平面鏡より構成されている。また、レーザー干渉計ＩＦは、Ｘ軸に沿って参照ミラーＲＭにレーザービームを照射する２個のＸ軸用のレーザー干渉計及びＹ軸に沿って参照ミラーＲＭにレーザービームを照射するＹ軸用のレーザー干渉計より構成されており、Ｘ軸用の１個のレーザー干渉計ＩＦ及びＹ軸用の１個のレーザー干渉計ＩＦにより、ステージ１４のＸ座標及びＹ座標が計測される。レーザー干渉計ＩＦで計測されるＸ座標及びＹ座標よりなる座標系（Ｘ，Ｙ）を、以下ではステージ座標系と呼ぶことにする。【００２４】
また、Ｘ軸用の２個のレーザー干渉計ＩＦの計測値の差によりステージ１４のＺ軸まわりの回転角θが計測される。レーザー干渉計ＩＦにより計測されたＸ座標、Ｙ座標、及び回転角θの情報が座標計測回路６０及び主制御部９０に供給され、主制御部９０は、供給された座標をモニターしつつリニアモータ１８を介して、ステージ１４の位置決め動作を制御する。【００２５】
アライメントカメラＣＡは、例えばハロゲンランプ等の広帯域波長の光を射出する光源６２を備えており、光源６２から射出された照明光がコリメータレンズ６３、ビームスプリッター６４及び対物レンズ６１を介してウエハＳＷ上に形成された計測点としてのアライメントマークＡＭに照射される。アライメントマークＡＭからの反射光は、対物レンズ６１、ビームスプリッター６４及び集光レンズ６５を介して指標板６６上に導かれ、指標板６６上にアライメントマークＡＭの像が結像される。【００２６】
指標板６６を透過した光は、第１リレーレンズ６７を経てビームスプリッター６８に向かい、ビームスプリッター６８を透過した光が、Ｘ軸用リレーレンズ６９Ｘにより、例えば二次元ＣＣＤを用いたＸ軸用撮像装置ＣＡＸの撮像面上に集束される。また、ビームスプリッター６８で反射された光が、Ｙ軸用リレーレンズ６９Ｙにより、例えば二次元ＣＣＤを用いたＹ軸用撮像装置ＣＡＹの撮像面上に集束される。Ｘ軸用撮像装置ＣＡＸ，Ｙ軸用撮像装置ＣＡＹの撮像面上にはそれぞれアライメントマークＡＭの像及び指標板６６上の指標マークの像が重ねて結像される。撮像装置ＣＡＸ，ＣＡＹの撮像信号は共に座標計測回路６０に供給される。【００２７】
図３（ａ）は、ウエハＳＷに複数形成されるアライメントマークＡＭの一例を説明するための図である。また、図３（ｂ）においては、アライメントマークＡＭの像が指標板６６上に結像した状態を図示している。【００２８】
図３（ａ）に示されるように、ウエハＳＷ上にはチップ領域ＥＳ１，ＥＳ２，…，ＥＳｍ（ｍは３以上の整数）が形成されている。また、各チップ領域ＥＳｉはＸ方向及びＹ方向に伸びる所定幅のスクライブラインで区切られており、各チップ領域ＥＳｉに接するＸ方向に伸びたスクライブラインの中央部にＸ軸、Ｙ軸の二次元方向計測用のアライメントマークＡＭｉが形成されている。なお、図３（ａ）に示されるチップ領域（ｉ＝１〜ｍ）は正方形で規則的に整列しているが、実際にはチップ領域ＥＳｉ（ｉ＝１〜ｍ）は、拡大したりウエハＳＷの熱処理工程などでひし形又は台形状に変形したり、また、他の装置の座標系とのずれで、全体のチップ領域ＥＳｉ（ｉ＝１〜ｍ）が回転していたりずれていたりする。【００２９】
ウエハＳＷ上のアライメントマークＡＭｉのＸ座標（設計上の座標値）Ｄｘｉ、及びＹ座標（設計上の座標値）Ｄｙｉは既知であり、図２の主制御部９０内の記憶部９２に記憶されている。この場合、アライメントマークＡＭｉのＸ座標及びＹ座標を、それぞれチップ領域ＥＳｉのＸ座標及びＹ座標とみなす。【００３０】
ウエハＳＷ上に設定された複数のチップ領域ＥＳ１〜ＥＳｍの内、予め所定数のチップ領域がサンプルチップ（サンプル測定点）として選択されている。図３（ａ）に示される例では、斜線を付した９個のチップ領域がサンプルチップＳＡ１〜ＳＡ９として選択されている。【００３１】
第１実施形態で用いられるアライメントマークＡＭは、Ｘ方向に伸びた直線パターンと、これに直交するＹ方向に伸びた直線パターンとからなる十字形状である。このアライメントマークＡＭの像が指標板６６上に結像すると図３（ｂ）に示す像が得られる。アライメントマークＡＭの像は、Ｘ方向に伸びる像ＡＭｘとＹ方向に伸びる像ＡＭｙとからなり、Ｘ軸用撮像装置ＣＡＸが像ＡＭｙを検出し、Ｙ軸用撮像装置ＣＡＹが像ＡＭｘを検出する。【００３２】
Ｘ軸用撮像装置ＣＡＸ及びＹ軸用撮像装置ＣＡＹの各画素から光電変換信号を読み取る際の走査方向はそれぞれＸ方向及びＹ方向にそれぞれ設定されており、Ｘ軸用撮像装置ＣＡＸ及びＹ軸用撮像装置ＣＡＹの撮像信号を処理することにより、Ｘ軸用のアライメントマーク像ＡＭｙと指標マーク６６ａとのＸ方向の位置ずれ量、及びＹ軸用のアライメントマークＡＭｘの像と指標マーク６６ｂとのＹ方向の位置ずれ量を求めることができる。このアライメントマークＡＭを用いることで、一度の計測でＸ方向の位置情報及びＹ方向の位置情報を得ることができる。【００３３】
再び図２に戻り、座標計測回路６０は、アライメントマークＡＭの像ＡＭｙと指標マーク６６ａとの位置関係及びそのときのレーザー干渉計ＩＦの計測結果より、そのアライメントマークＡＭのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＸ座標を求め、このように計測されたＸ座標を主制御部９０に供給する。同様にして、Ｙ軸用のアライメントマークのステージ座標系（Ｘ，Ｙ）上でのＹ座標も計測されて、主制御部９０に供給される。【００３４】
主制御部９０は、アライメントカメラＣＡによるサンプルチップの計測結果に基づいてＥＧＡ演算を行い、ウエハＳＷ上におけるチップ領域ＥＳｉ（ｉ＝１〜ｍ）の配列を算出する。ここで、主制御部９０で行われるＥＧＡ演算を概説すると以下の通りである。【００３５】
主制御部９０は計測値の各々とサンプルチップＳＡ１〜ＳＡ９の各々の設計値とに基づいてＥＧＡ演算を行う。ここで行われるＥＧＡ演算は、位置合わせ誤差を生じさせる要因である、ウエハＳＷの残存回転誤差Θ、ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）の直交度誤差Ω、ウエハＳＷの線形伸縮（スケーリング）Γｘ，Γｙ、及びウエハＳＷのオフセットＯｘ，Ｏｙからなる６つの演算パラメータを考慮したものであり、これらを用いると以下の（１）式で表される。また、ウエハＳＷ上のアライメントマークＡＭｎの設計上のＸ座標及びＹ座標をそれぞれＤｘｎ及びＤｙｎとする。【００３６】
【数１】
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上記（１）式から実際に位置合わせすべき位置の計算上の配列座標値（Ｆｘｎ，Ｆｙｎ）を算出し、ステージ座標系（Ｘ，Ｙ）において、その算出された座標値をもとにウエハＳＷ上の各チップ領域ＥＳｉの位置及び各チップ領域ＥＳｉの伸縮を決定する。【００３７】
尚、第１実施形態においては、ウエハＳＷに９個のサンプルチップＳＡ１〜ＳＡ９が設定される場合について説明した。しかしながらサンプルチップの数は任意でよい。【００３８】
＜第１実施形態のナノインプリント方法＞
図４及び図５に基づき第１実施形態のナノインプリント方法について説明する。
まず、図４（Ａ）に示されるように、剥離層ＥＬを備えたテンプレートＴＰ、ハードマスク層ＨＭを備えたウエハＳＷが準備される。テンプレートＴＰは紫外光を透過させる石英ガラスなどからなり、剥離層ＥＬは後述する紫外光にて硬化した樹脂とテンプレートＴＰとの剥離を容易とするために設けられる。また、ハードマスク層ＨＭはウエハＳＷをエッチングする際にエッチング薬品の耐食性を向上するために設けられている。【００３９】
次ぎに、図４（Ｂ）に示されるように、ウエハＳＷ上にパターニング用の紫外線硬化性の液状の樹脂２１をディスペンサー２３で塗布する。紫外線硬化性の樹脂２１としては、例えば、アクリル系の紫外線硬化性樹脂が挙げられる。【００４０】
次ぎに、図４（Ｃ）に示されるように、テンプレートＴＰ及びウエハＳＷの少なくともいずれか一方を他方に対し、ＵＶ硬化性の液状樹脂２１を加圧するように圧力をかける。すると、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの間隙におけるＵＶ硬化性の液状の樹脂２１がテンプレートＴＰの凸凹パターンに倣う。なお、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの位置合わせ（アライメント）は、上述したアライメントカメラによるＥＧＡ演算により行われる。
この状態で、図４（Ｄ）に示されるように、紫外光ＵＶを樹脂２１に照射させて、ＵＶ硬化性の樹脂２１をＵＶ硬化させる。これによりウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に薄い樹脂２１が形成される。【００４１】
次ぎに、図４（Ｃ）に示されるように、テンプレートＴＰ及びウエハＳＷの少なくともいずれか一方を他方に対し、樹脂２１を加圧するように圧力をかける。すると、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの間隙における樹脂２１がテンプレートＴＰの凸凹パターンに倣う。なお、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの位置合わせ（アライメント）は、上述したアライメントカメラＣＡを用いたＥＧＡ演算結果に基づいて行われる。
この状態で、保持部５０内に設けられた図示しない紫外光源が発する紫外光ＵＶを図４（Ｄ）に示されるように樹脂２１に照射させて、紫外線硬化性の樹脂２１を硬化させる。これによりウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に硬化した薄い樹脂層が形成される。【００４２】
次ぎに、図５（Ａ）に示されるように、硬化した樹脂２１からテンプレートＴＰが剥がされる。剥離層ＥＬが樹脂２１との剥離を容易している。ウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に硬化した樹脂２１からなる凹凸パターンが形成される。【００４３】
次ぎに、図５（Ｂ）に示されるように、硬化した樹脂２１及びハードマスク層ＨＭがエッチングされ、ウエハＳＷの表面が現れる。その後、ウエハＳＷをエッチングすることで、テンプレートＴＰの凸凹パターンが反転したパターンがウエハＳＷに形成される。【００４４】
＜＜テンプレートＴＰの変形例＞＞
＜変形例１：光ファイバー束によるテンプレートＴＰの変形例＞
図６は、テンプレートＴＰを保持する保持部５０に内蔵される光ファイバー束３０及びテンプレートＴＰを描いた図であり、図６（Ａ）は側面概念図であり、（Ｂ）は上面の透視概念図である。【００４５】
光ファイバー束３０は保持部５０内で移動可能に配置されており、図６（Ａ）及び（Ｂ）で示されるようにテンプレートＴＰ上に光ファイバー束３０が配置されている。光ファイバー束３０は例えば１０×１０の合計１００本の光ファイバー３１で構成されており、それら光ファイバー３１の一端３１ａはテンプレートＴＰの凸凹パターンとは反対面に配置され、他端は不図示の加熱光源に配置されている。加熱光源は例えば赤外光を多く射出するランプなどである。この加熱光源と光ファイバー３１の一端３１ａとの間には加熱光源からの光をＯＮ／ＯＦＦするスイッチ３３が配置されている。光ファイバー３１は赤外光の透過率が高い酸化ゲルマニウムを含む材料で構成されていることが好ましい。【００４６】
図７は光ファイバー３１のスイッチ３３を示す。図７（Ａ）は非接続（ＯＦＦ状態）のスイッチ３３であり、（Ｂ）は接続中（ＯＮ状態）のスイッチ３３である。
変形例１のスイッチ３３は、雄スイッチ３３Ａと雌スイッチ３３Ｂとにより構成される。雄スイッチ３３Ａは円筒中空形の部材である。光ファイバー３１は、一体的に形成された磁石３３４及びフェルール３３１の中心に埋め込まれており、その端面はフェルール３３１先端の端面と同一平面をなしている。そして、一体的に形成された磁石３３４及びフェルール３３１は、雄スイッチ３３Ａ内に同軸に配置されている。電磁石３３６は雄スイッチ３３Ａに固定される。スプリング３３７は、電磁石３３６と磁石３３４との間に装着され、フェルール３３１を先端方向に付勢している。【００４７】
電磁石３３６は、配線を介して図８に示されるスイッチ制御部９６に接続されている。図７（Ａ）に示したＯＦＦ状態は、スイッチ制御部９６より電磁石３３６中に電流を供給し磁界を発生させている状態を示し、磁石３３４は引力によりスプリング３３７の反発力にうち勝って引きつけられており、このときフェルール３３１は雄スイッチ３３Ａ内に引っ込んでいる。【００４８】
雌スイッチ３３Ｂは弾性変形が可能な材料により形成された、先端部に嵌合用の孔部が形成された円柱状部材である。光ファイバー３１は、雌スイッチ３３Ｂの中心に埋め込まれている。雌スイッチ３３Ｂの先端部に形成された嵌合用の孔部が形成されたは、光ファイバー３１を中心とした接合部３３２を有する。また、光ファイバー３１の端面は嵌合用の孔部の底面と同一平面をなしている。【００４９】
雄スイッチ３３Ａと雌スイッチ３３Ｂとを嵌合状態にする場合には、電磁石３３６への電流を遮断するか、又は電磁石３３６と磁石３３４との間に反発力を発生させる方向の電流を電磁石３３６に供給する。これにより、スプリング３３７の反発力によって、又は電磁石３３６と磁石３３４との間の斥力とスプリング３３７の反発力との和によって、フェルール３３１が雄スイッチ３３Ａから飛び出して雌スイッチ３３Ｂに形成された嵌合用の孔部内に突入し、フェルール３３１の先端部が雌スイッチ３３Ｂの嵌合用の孔部に嵌合する。このようにして光ファイバー３１間の接続が完了する。【００５０】
この状態から、嵌合状態を解除するには、図８に示されるスイッチ制御部９６により電磁石３３６中に電磁石３３６と磁石３３４との間に引力が生じる方向に電流を流す。これにより、スプリング３３７の反発力にうち勝って電磁石３３６に磁石３３４が引きつけられることにより、係合が解除される。これにより、フェルール３３１は雄スイッチ３３Ａに戻り、接合状態が解除される。【００５１】
図８は光ファイバー束３０がテンプレートＴＰを熱変形させる手順を示した概念図である。図８（Ａ）はテンプレートＴＰ及びスイッチ３３の制御を示した上面図を示す。図８（Ｂ）の上段はテンプレートＴＰと光ファイバー３１の一端３１ａとを示した上面図であって、光ファイバー３１による加熱前の状態を示しており、下段が加熱後の状態を示している。図８において点線で示されるチップ領域ＥＳｉは、変形したチップ領域を示している。【００５２】
図８（Ａ）において、各スイッチ３３にはスイッチ制御部９６が接続されている。スイッチ制御部９６はスイッチ３３をＯＮ／ＯＦＦを切り替える制御を行う。スイッチ制御部９６には主制御部９０が接続されている。【００５３】
主制御部９０には、光ファイバー３１による加熱量とテンプレートＴＰの変形量との関係に関する情報（以下、熱変形情報と呼ぶ。）を記憶する記憶部９２が設けられている。熱変形情報には、例えばテンプレートＴＰの熱膨張率、光ファイバー３１による加熱量に対応するテンプレートＴＰの熱上昇率等が含まれる。また主制御部９０には、テンプレートＴＰの寸法変形に必要な熱量を演算する演算部９４が設けられている。【００５４】
主制御部９０は、アライメントカメラＣＡを用いたＥＧＡ演算の結果に基づいて、チップ領域ＥＳｉがどのように変形しているかを把握しており、このチップ領域ＥＳｉの変形状態に対応してテンプレートＴＰを変形させてから、テンプレートＴＰの凹凸パターンをウエハＳＷに転写する制御を行う。【００５５】
テンプレートＴＰは石英ガラスなどで構成されるため、例えば熱膨張率が５ｐｐｍ／Ｋ（ケルビン）である。テンプレートＴＰが加熱されてチップ領域ＥＳｉの形状に合わされるため、予めテンプレートＴＰの凹凸パターンは５ｐｐｍから４０ｐｐｍ程度小さく製造されていることが好ましい。【００５６】
図８（Ａ）において、チップ領域ＥＳｉは右側の上下角部がテンプレートＴＰよりも伸びている。このため、演算部９４はどの光ファイバー３１のスイッチ３３をＯＮ状態にするか、また何秒間スイッチをＯＮ状態にするかなどを演算する。この演算結果がスイッチ制御部９６に送られて、スイッチ３３をＯＮする箇所及び時間が制御される。【００５７】
図８（Ｂ）に示されるように、例えば、１０×１０の合計１００本の光ファイバー３１の一端３１ａのうち、右上の３×３の合計９本の光ファイバー３１の一端３１ａ（網目で示されている）と右下の３×３の合計９本の光ファイバー３１の一端３１ａ（網目で示されている）とを一定時間加熱光源からの光が到達するようにする。一定時間だけ光ファイバー３１の一端３１ａから光が照射されてテンプレートＴＰに熱が加えられると、テンプレートＴＰの一部が熱膨張する。そして、図８（Ｂ）の下段に示されるようにチップ領域ＥＳｉと同等なテンプレートＴＰに変形する。その後、テンプレートＴＰが半導体ウエハに押圧されれば、すでに形成されたチップ領域ＥＳｉに重ねてパターンを形成することができる。【００５８】
＜変形例２：空間光変調部によるテンプレートＴＰの変形例＞
図９は、テンプレートＴＰを保持する保持部５０に内蔵される空間光変調部ＳＬＭ及びテンプレートＴＰを描いた側面概念図である。【００５９】
空間光変調部ＳＬＭは保持部５０内に配置されている。空間光変調部ＳＬＭの光反射面は、たとえば１２８×１２８のマトリクス状に配列された１６３８４個のマイクロミラーから構成される。それぞれのマイクロミラーは、駆動制御部９８からの電圧により対角線を中心に回転傾斜することができる。加熱光源である赤外光ランプＩｒＳは光学レンズＬＺを介して空間光変調部ＳＬＭに赤外光を照射する。空間光変調部ＳＬＭで反射された赤外光はダイクロイックプリズムＣＭへ導かれる。【００６０】
一方、保持部５０内には紫外光を発する紫外光源ＵＶＳが配置されている。紫外光源ＵＶＳから発する紫外光は光学レンズＬＺを介してダイクロイックプリズムＣＭへ導かれる。ダイクロイックプリズムＣＭは赤外光をテンプレートＴＰ側に透過させるとともに、紫外光をテンプレートＴＰ側に反射する。【００６１】
図９に示される空間光変調部ＳＬＭの任意のマイクロミラーを所定角度だけ傾斜させると、そこに入射した赤外光はダイクロイックプリズムＣＭに向かって反射される。マイクロミラーの姿勢がその所定角度と異なる角度に設定されると、赤外光は光吸収板ＡＢに向かって反射される。【００６２】
主制御部９０には、上述のように熱変形情報を記憶する記憶部９２が設けられている。また主制御部９０には、テンプレートＴＰの寸法変形に必要な熱量を演算する演算部９４が設けられている。【００６３】
チップ領域ＥＳｉの変形状態に合わせて、演算部９４はどのマイクロミラーを所定角度だけ傾斜させるか、また何秒間マイクロミラーを所定角度だけ傾斜させるかなどを演算する。この演算結果は駆動制御部９８に送られて、駆動制御部９８はその演算結果に基づいて各マイクロミラーの姿勢を制御する。テンプレートＴＰがチップ領域ＥＳｉの形状に対応して変形された後、テンプレートＴＰがウエハＳＷに押圧されれば、すでに形成されたチップ領域ＥＳｉに重ねてパターンを形成することができる。その状態のまま、紫外光が紫外光源ＵＶＳから照射されれば、樹脂２１を硬化することができる。【００６４】
＜ウエハＳＷのＥＧＡ計測からＵＶ硬化性樹脂の硬化までの動作＞
図１０は、ウエハＳＷのアライメントマークＡＭのＥＧＡ計測からＵＶ硬化性の樹脂２１の硬化までの手順を示すフローチャートである。なお、以下に説明するステップでは全体の構成は図１で説明したとおりであり、ＥＧＡ演算は図２及び図３で説明したとおりの方法を使用する。またテンプレートＴＰの変形は変形例２で説明した空間光変調部ＳＬＭを使用する。【００６５】
ステップＰ１１では、アライメントカメラＣＡは、ウエハＳＷのサンプルチップＳＡ１〜ＳＡ９を計測し、上述したＥＧＡ演算に基づいてチップ領域ＥＳ１〜ＥＳｍの全体の配列を計算する。
ステップＰ１２では、主制御部９０は、ウエハＳＷの各チップ領域ＥＳｉの配列ごとにステージ１４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させ、またステージ１４をＺ軸回りに回転させる。これにより、テンプレートＴＰとチップ領域ＥＳｉとの位置合わせができる。但し、このステップでは、テンプレートＴＰとチップ領域ＥＳｉとの大きさの違いまでは重ね合わせができていない。【００６６】
ステップＰ１３において、演算部９４がチッブ領域ＥＳｉの変形に合わせてテンプレートＴＰをどれだけ変形させる必要があるかを演算する。
ステップＰ１４において、駆動制御部９８は、演算部９４の演算結果に基づいて空間光変調部ＳＬＭの適切なマイクロミラーに電圧を与え、赤外光をテンプレートＴＰの所定の箇所に照射する。
なお、反射素子である空間光変調部ＳＬＭの代わりに、液晶を用いて透過率を変化させる透過型の空間変調素子を用いても良い。【００６７】
ステップＰ１５では、テンプレートＴＰが赤外線の照射量に応じて熱膨張により変形する。そして駆動制御部９８は赤外光の照射を止める。その後主制御部９０は、押圧エレベータＥＶによりテンプレートＴＰをウエハＳＷ上の樹脂２１に押圧する。【００６８】
ステップＰ１６では、紫外光源ＵＶＳが点灯し、テンプレートＴＰの上側から紫外光を樹脂２１に照射する。なお、図９で示されたようにダイクロイックプリズムＣＭが赤外光の光束と紫外光の光束とを合成することができるので、赤外光を照射することと紫外光を照射することとを切り替える際にでも、一方の光源などを移動する必要がない。【００６９】
ステップＰ１７において、主制御部９０は押圧エレベータＥＶを上昇させ、テンプレートＴＰを硬化された樹脂２１から剥離する。【００７０】
ステップＰ１８において、主制御部９０は、すべてのチップ領域ＥＳｉにテンプレートＴＰを押圧できたかを判断する。まだすべてのチップ領域ＥＳｉ上の樹脂２１に対してテンプレートＴＰを押圧していなければステップＰ１２に進む。すべてのチップ領域ＥＳｉ上の樹脂２１に対してテンプレートＴＰを押圧していればステップＰ１９に進む。テンプレートＴＰは赤外光が照射されていなければ周囲の空気によって自然冷却させられて、元の大きさに戻る。スループットを上げるために自然冷却の代わりにノズルなどで圧縮空気をテンプレートＴＰに噴出してもよい。【００７１】
ステップＰ１９において、硬化された樹脂２１及びウエハＳＷのエッチングが行われる。【００７２】
なお、第１実施形態では赤外光の熱を使ってテンプレートＴＰを変形させたが、微細なノズルを二次元に配列して温度の高い空気を吹きかけるようにしてもよい。また、テンプレートＴＰの変形は熱だけでなく、テンプレートＴＰの側面から加圧して変形させるようにしてもよい。【００７３】
また、第１実施形態では硬化性樹脂として紫外線硬化性の樹脂を使って説明したが、熱硬化性樹脂を使用しても良い。この熱硬化性樹脂を使用すれば、テンプレートＴＰをウエハＳＷ上の樹脂２１に押圧した状態で、光ファイバー束３０から赤外光を照射したり、空間光変調部ＳＬＭのすべてのマイクロミラーで赤外光を照射したりする。【００７４】
＜第２及び第３実施形態のナノインプリント方法＞
図１１及び図１２に基づき第２実施形態及び第３実施形態のナノインプリント方法の概念について説明する。
まず、図１１（Ａ）に示されるように、剥離層ＥＬを備えたテンプレートＴＰ、ハードマスク層ＨＭを備えたウエハＳＷが準備される。テンプレートＴＰは紫外光を透過させる石英ガラスなどからなり、剥離層ＥＬは後述する紫外光にて硬化した樹脂とテンプレートＴＰとの剥離を容易とするために設けられる。また、ハードマスク層ＨＭはウエハＳＷをエッチングする際にエッチング薬品の耐食性を向上するために設けられている。テンプレートＴＰの下面には、ナノオーダの凹凸パターンが形成されている。【００７５】
次ぎに、図１１（Ｂ）に示されるように、ウエハＳＷ上にパターニング用の紫外線硬化性の液状の樹脂２１をディスペンサー５７で塗布する。紫外線硬化性の樹脂２１としては、例えば、脂肪族アリルウレタン、不揮発性材料、芳香族酸メタクリレート、芳香族アクリル酸エステル、アクリル化ポリエステルオリゴマー、アクリレートモノマー、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ラウリルメタクリレート、脂肪族ジアクリレート、三官能性酸エステル、又はエポキシ樹脂が挙げられる。またこれらの分子量は、重量平均分子量１００〜１０，０００の範囲内である。【００７６】
ウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に塗布された樹脂２１に対して、ガス供給部４１がガス４３を供給される。このガス４３は樹脂に溶解しやすいガスである。樹脂２１の周囲の雰囲気はガス４３に置き換えられている。【００７７】
次ぎに、図１１（Ｃ）に示されるように、テンプレートＴＰ及びウエハＳＷの少なくともいずれか一方を他方に対し、樹脂２１を加圧するように圧力をかける。すると、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの間隙における樹脂２１がテンプレートＴＰのナノオーダの凹凸パターンに入り込む。最初は、ナノオーダの凹凸パターンにはガス４３が存在するために、テンプレートＴＰとウエハＳＷとの間、すなわち液状の樹脂２１には気泡２２が存在する。【００７８】
しかしながら徐々に気泡２２が樹脂２１に溶けていき、小さな気泡２２であれば数秒内に樹脂２１に溶解される。すべての気泡２２が無くなった状態が、図１１（Ｄ）に示される状態である。この気泡２２の主成分は、大気である空気（酸素及び窒素）ではなく樹脂２１に溶けやすいガス４３が主成分である。【００７９】
気泡２２がすべてなくなった状態で、図１２（Ａ）に示されるように、紫外光ＵＶを樹脂２１に照射させて、紫外線硬化性の樹脂２１を硬化させる。これによりウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に硬化した薄い樹脂層が形成される。例えば、１０〜１００００ｍＪ／ｃｍ２のパワーを供給する広域スペクトルの紫外光を約１０〜２０秒間にわたり与えることで液状の樹脂２１は硬化する。【００８０】
図１２（Ｂ）に示されるように、硬化した樹脂２１からテンプレートＴＰが剥がされる。剥離層ＥＬが樹脂２１との剥離を容易している。ウエハＳＷのハードマスク層ＨＭ上に硬化した樹脂２１からなる凹凸パターンが形成される。この樹脂２１に形成された凹凸パターンは、テンプレートＴＰの凹凸パターンに対して凹凸状態が反転している。【００８１】
次ぎに、図１２（Ｃ）に示されるように、硬化した樹脂２１及びハードマスク層ＨＭがエッチングされ、ウエハＳＷの表面が現れる。その後、ウエハＳＷをエッチングすることで、反転した凹凸パターンがウエハＳＷに形成される。【００８２】
＜＜第２実施形態＞＞
＜第２ナノインプリント装置２００＞
図１３は、第２ナノインプリント装置２００を示した概念図である。第２ナノインプリント装置２００は、テンプレートＴＰの凸凹パターンをウエハＳＷに転写する。図１３に示されるようにテンプレートＴＰ及びウエハＳＷはチャンバー７１内に収納される。【００８３】
第２ナノインプリント装置２００はテンプレートＴＰを保持する保持部５０を有している。保持部５０には、樹脂２１を硬化させるための紫外光源ＵＶＳが設けられている。保持部５０とテンプレートＴＰとが接する箇所には紫外光源ＵＶＳからの紫外光が照射されるように透過部材又は開口が設けられている。【００８４】
保持部５０は押圧エレベータＥＶで支えられており、この押圧エレベータＥＶは第２ナノインプリント装置２００のチャンバー７１の天井に備え付けられている。押圧エレベータＥＶは、Ｚ軸方向（上下方向）にテンプレートＴＰを移動させることができる。押圧エレベータＥＶは、テンプレートＴＰとウエハＳＷとを近接させ、ウエハＳＷに形成された樹脂２１に凹凸パターンを転写することができる。【００８５】
保持部５０と押圧エレベータＥＶとの間には回転アーム５５が配置されている。回転アーム５５はモータなどによりＺ軸を中心として３６０度回転することができるとともに、押圧エレベータＥＶによりＺ軸方向（上下方向）に移動することができる。回転アームの先端には樹脂２１を塗布するディスペンサー５７が配置されている。また回転アームの先端には塗布された樹脂２１の周りをガス４３で覆うようにガス４３を供給するガス供給部４１が配置されている。このガス供給部４１はＸＹ平面に沿ってディスペンサー５７とテンプレートＴＰとの間に配置されており、ディスペンサー５７、ガス供給部４１及びテンプレートＴＰはＸＹ平面に沿って一定の間隔に配置されている。また、回転アーム５５は押圧エレベータＥＶによりＺ軸方向に移動するので、ディスペンサー５７及びガス供給部４１のＺ軸方向の高さとテンプレートＴＰの高さとは一定の距離に保たれる。なお、ディスペンサー５７に樹脂２１を供給する配管、ガス供給部４１にガス４３を供給する配管は図示されていない。【００８６】
一方、ウエハＳＷは吸着テーブル１６で真空吸着又は静電吸着されて固定されている。この吸着テーブル１６は、ステージ１４に支えられている。ステージ１４は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に移動することができ、またＺ軸を中心として回転することもできる。ステージ１４は、Ｘ軸及びＹ軸方向に例えば最大ストロークは２００ｍｍ程度で移動可能である。ステージ１４の端部には、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に伸びる参照ミラーＲＭが固定されている。【００８７】
レーザー干渉計（不図示）は、Ｘ軸に沿って参照ミラーＲＭにレーザービームを照射する２個のＸ軸用のレーザー干渉計及びＹ軸に沿って参照ミラーＲＭにレーザービームを照射するＹ軸用のレーザー干渉計より構成されており、ステージ１４のＸ座標及びＹ座標が計測される。Ｘ軸用の２個のレーザー干渉計の計測値の差によりステージ１４の回転角θが計測される。レーザー干渉計により計測されたＸ座標、Ｙ座標、及び回転角θの情報が主制御部９０に供給され、主制御部９０は、供給された座標をモニターしつつリニアモータ１８を介して、ステージ１４の位置決め動作を制御する。【００８８】
ステージ１４にはリニアモータ１８が設けられており、リニアモータ１８はステージ１４をＸ軸方向、Ｙ軸方向及びＺ軸を中心としたθ方向に駆動する。また、ステージ１４は、外部の振動の影響を受けないように、防振台１２の上に載置されている。【００８９】
なお、図１３では、テンプレートＴＰが押圧エレベータＥＶで上下し、ウエハＳＷがステージ１４に載置されてＸ軸及びＹ軸方向に移動する構成であるが、テンプレートＴＰがＸ軸及びＹ軸方向に移動し、ウエハＳＷが押圧エレベータで上下するような構成でもよい。【００９０】
第２ナノインプリント装置２００のチャンバー７１は、その一部に排気配管７４を有しており、その排気配管７４には減圧ポンプ７３が接続される。チャンバー７１内は大気圧より減圧された状態である。また、チャンバー７１はロードロックゲート７９を有しており、ウエハＳＷを第２ナノインプリント装置２００内へ搬入したり、第２ナノインプリント装置２００の外へ搬出したりすることができる。なお、チャンバー７１内は高真空にする必要はない。【００９１】
主制御部９０は、第２ナノインプリント装置２００の各部の駆動を制御する。具体的には、主制御部９０は、押圧エレベータＥＶ、回転アーム５５及びリニアモータ１８などに接続されており、それらの駆動を制御する。また、主制御部９０はガス供給部４１及びディスペンサー５７を駆動させたり、紫外光源ＵＶＳを点灯させたりする。【００９２】
＜第２ナノインプリント装置２００の動作＞
図１４は、図１３に示された第２ナノインプリント装置２００によりテンプレートＴＰの凹凸パターンの反転パターンをウエハＳＷに形成する手順を示すフローチャートである。なお、以下に説明するステップでは全体の構成は図１３で説明したとおりであり、樹脂２１の状態は図１１及び図１２で説明したとおりである。【００９３】
ステップＰ３１では、主制御部９０はテンプレートＴＰを押圧する順番に合わせて、つまりステージ１４の進行方向に合わせて回転アーム５５を回転させる。
ステップＰ３２では、主制御部９０は、テンプレートＴＰを押圧する順番に合わせて、ステージ１４をＸ軸方向及びＹ軸方向に移動させる。【００９４】
ステップＰ３３において、主制御部９０はディスペンサー５７にウエハＳＷに樹脂２１を塗布させる。樹脂２１は空気（酸素及び窒素）と触れないタンク内から直接供給される。
ステップＰ３４において、主制御部９０はガス供給部４１に塗布された樹脂２１に溶け易いガス４３を供給させる。ウエハＳＷに樹脂２１が塗布されてからできるだけ早く樹脂２１の周囲がガス４３で覆われるようにする。【００９５】
ステップＰ３５では、主制御部９０は押圧エレベータＥＶにテンプレートＴＰをウエハＳＷ上の樹脂２１に型押しさせる。【００９６】
ステップＰ３６では、主制御部９０はテンプレートＴＰの凹凸パターンに残る気泡２２が樹脂２１に溶けるまで所定時間待機したあと紫外光源ＵＶＳを点灯させる。樹脂２１の周囲がガス４３で覆われるため、凹凸パターンに残る気泡２２は、空気による気泡に比べて素早く樹脂２１内に溶ける。【００９７】
ステップＰ３７において、樹脂２１が硬化した後、主制御部９０は押圧エレベータＥＶを上昇させ、テンプレートＴＰを硬化された樹脂２１から剥離する。
ステップＰ３８において、硬化された樹脂２１及びウエハＳＷのエッチングが行われる。【００９８】
＜変形例３：ガス供給部４１、ディスペンサー５７の配置＞
図１５は、ガス供給部４１、ディスペンサー５７及びテンプレートＴＰ周辺の拡大概念図である。また図１５は吸着テーブル１６が矢印ＡＲで示されるＸ軸方向に移動している状態を示している。吸着テーブル１６がＸ軸方向に移動しているため、図１３に示された回転アーム５５が進行方向であるＸ軸方向に回転し、ディスペンサー５７及びガス供給部４１が、テンプレートＴＰの進行方向に配置されている。【００９９】
図１５の右側で示されるように、テンプレートＴＰで樹脂２１を押圧する直前に、ディスペンサー５７は樹脂２１をウエハＳＷのハードマスク層ＨＭに塗布する。樹脂２１がチャンバー７１内の空気（酸素及び窒素）に触れる時間を短くするためである。また、樹脂２１は減圧された状態でタンク内に保管され、樹脂２１が溶解している気体をできるだけ少なくすることが好ましい。【０１００】
ディスペンサー５７で塗布された樹脂２１は、その周囲がガス供給部４１から供給されたガス４３で覆われる。つまり塗布された樹脂２１の周囲は空気（酸素及び窒素）からガス４３に置き換えられる。ガス４３は、例えば分子量が小さければ、樹脂２１への溶解速度が向上するため、例えばヘリウム（Ｈｅ），水素（Ｈ２）などの、空気（酸素及び窒素）より分子量が小さい気体が好ましい。樹脂２１としてアクリル系の樹脂を用いる場合には、二酸化炭素（ＣＯ２）又はアンモニアガス（ＮＨ３）などが溶け易いので、ガス４３として二酸化炭素（ＣＯ２）又はアンモニアガス（ＮＨ３）が好ましい。【０１０１】
また、供給するガス４３は、樹脂２１の溶媒の蒸気などであってもよい。使用しうる典型的な溶媒としては、トルエン、ジメチルホルムアミド、クロロベンゼン、キシレン、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、メチレンクロリド、エチレンクロリド、四塩化炭素、クロロホルム、低級アルキルエーテル、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、アセトン、エチルアセテートなどが挙げられる。【０１０２】
樹脂２１が塗布され、その周りにガス４３が供給された領域に、吸着テーブル１６が移動してくる。図１５に示されるディスペンサー５７とガス供給部４１との距離Ｄ１、及びガス供給部４１とテンプレートＴＰとの距離Ｄ２はできるだけ短くする方が、樹脂２１の周囲の空気（酸素及び窒素）がガス４３に置換され易い。テンプレートＴＰは、樹脂２１の周囲の空気がガス４３に置換された後、樹脂２１に対して型押しされる。テンプレートＴＰの凹凸パターンに樹脂２１が入り込んだ際に気泡２２ができるが、この気泡２２は、樹脂２１に溶解しやすいガス４３で形成されている。したがって、ある直径の空気（酸素及び窒素）の気泡が樹脂２１に溶ける時間が例えば約１０秒とすると、同じ直径のガス４３からなる気泡２２は数秒以内で樹脂２１に溶ける。このため、テンプレートＴＰの凹凸パターン内に形成された気泡の溶解に要する時間が短縮化されるとともに、ウエハＳＷ上に樹脂２１による凹凸パターンを形成するのに必要な時間の短縮化が実現される。【０１０３】
＜変形例４：ガス供給部４１、ディスペンサー５７の配置＞
図１６は、図１５とは別の実施例であり、ガス供給部４１、ディスペンサー５７及びテンプレートＴＰ周辺の拡大概念図である。図１６においても吸着テーブル１６が矢印ＡＲで示されるＸ軸方向に移動している。図１６においては、ガス供給部４１及びディスペンサー５７が保持部５０に配置されている。ガス供給部４１及びディスペンサー５７は、テンプレートＴＰの周囲で且つ保持部５０の４辺に沿って配置されている。図１６においては、Ｘ軸方向の２辺に配置されたガス供給部４１及びディスペンサー５７のみが描かれている。【０１０４】
テンプレートＴＰで樹脂２１を押圧する直前に、ディスペンサー５７は樹脂２１をウエハＳＷのハードマスク層ＨＭに塗布する。吸着テーブル１６が矢印ＡＲで示されるＸ軸方向に移動しているので、進行方向のディスペンサー５７のみが樹脂２１をウエハＳＷのハードマスク層ＨＭに塗布する。一方４辺に配置されたガス供給部４１は、４方向から樹脂２１に向けてガスを供給する。これによりテンプレートＴＰの周辺の雰囲気は空気（酸素及び窒素）から樹脂に溶解しやすいガス４３に置換される。【０１０５】
図１６に示されるディスペンサー５７及びガス供給部４１は、テンプレートＴＰに近接して配置することができる。このため、樹脂２１がチャンバー７１内の空気（酸素及び窒素）に触れる時間を短くすることができ、また、テンプレートＴＰの周辺を樹脂に溶解しやすいガス４３に容易に置換することができる。【０１０６】
＜＜第３実施形態＞＞
＜第３ナノインプリント装置２５０＞
図１７は、第３ナノインプリント装置２５０を示した概念図である。第３ナノインプリント装置２５０は、テンプレートＴＰの凸凹パターンをウエハＳＷに転写する。第１実施形態の第２ナノインプリント装置２００はガス供給部４１を備え、そのガス供給部４１はテンプレートＴＰの周囲の雰囲気を空気（酸素及び窒素）から樹脂２１に溶け易いガスに置き換えていた。第３ナノインプリント装置２５０は、チャンバー７１内の全体を樹脂２１に溶け易いガスで満たすようにしている。以下、第３ナノインプリント装置２５０が図１３で説明した第２ナノインプリント装置２００と異なる箇所を重点的に説明する。なお、同じ機能部品には同じ符号を付している。【０１０７】
保持部５０と押圧エレベータＥＶとの間には回転アーム５５が配置されている。この回転アーム５５の先端には樹脂２１を塗布するディスペンサー５７が配置されている。【０１０８】
第３ナノインプリント装置２５０のチャンバー７１は、その一部に排気配管７４を有しており、その排気配管７４には循環ポンプ７６が接続される。また、チャンバー７１には樹脂２１に溶解しやすいガス４３を蓄えたガスタンク７７が接続されている。ガスタンク７７にはガス流量を調整するバルブ７８が接続されている。また、チャンバー７１はロードロックゲート７９を有しており、ウエハＳＷを第３ナノインプリント装置２５０内へ搬入したり、第３ナノインプリント装置２５０の外へ搬出したりすることができる。さらに保持部５０にガス濃度を検出するセンサＳＥが配置されている。【０１０９】
チャンバー７１内はガス４３で満たされている。循環ポンプ７６がチャンバー７１のガス密度が均一するように排気配管７４を使ってガス４３を循環させる。センサＳＥがテンプレートＴＰの周囲の雰囲気のガス４３の濃度を測定し、その結果が主制御部９０に送られるため、主制御部９０はガス４３の濃度が所定濃度より低くなったらバルブ７８を開閉させる。するとバルブ７８が開きガスタンク７７から樹脂に溶解しやすいガスが放出される。【０１１０】
また、第２実施形態及び第３実施形態では、硬化性樹脂として紫外線硬化性の樹脂を使って説明したが、紫外線硬化性樹脂に代えて熱硬化性樹脂を使用することも可能である。熱硬化性樹脂を使用する場合には、熱硬化性樹脂に溶け易いガスをガス４３の代わりに供給することが好ましい。
【符号の説明】
【０１１１】
２１  …  樹脂
２２  …  気泡
３０  …  光ファイバー束（３１  …  光ファイバー）
３３  …  スイッチ（３３Ａ  …  雄スイッチ、３３Ｂ  …  雌スイッチ）
３３１  …  フェルール
３３４  …  磁石
３３６  …  電磁石
４１  …  ガス供給部、４３  …  ガス
５０  …  保持部、５５  …  回転アーム
７１  …  チャンバー、７３  …  減圧ポンプ
７４  …  排気配管、７６  …  循環ポンプ
７７  …  ガスタンク、７８  …  バルブ、７９  …  ロードロックゲート
９０  …  主制御部
９２  …  記憶部
９４  …  演算部
９６  …  スイッチ制御部
９８  …  駆動制御部
１００、２００、２５０  …  ナノインプリント装置
ＡＭ  …  アライメントマーク
ＣＡ  …  アライメントカメラ
ＣＭ  …  ダイクロイックプリズム
ＥＶ  …  押圧エレベータ
ＩｒＳ  …  赤外光ランプ
ＬＺ  …  光学レンズ
ＳＷ  …  ウエハ
ＴＰ  …  テンプレート
ＵＶＳ  …  紫外光源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【国際調査報告】
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