(57)【要約】      （修正有）【課題】型のパターンを構成する凹部へのインプリント材の充填の促進とインプリント対象領域の外側でのインプリント材の硬化阻害とを両立するために有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置１００は、基板１の上のインプリント材ＩＭと型４のパターン領域とを接触させた状態で該インプリント材ＩＭに光を照射することによって該インプリント材ＩＭを硬化させる。インプリント装置は、前記パターン領域の凹部へのインプリント材ＩＭの充填を促進する第１気体を前記基板１と前記型４との間隙に供給する第１供給部９と、インプリント材ＩＭの硬化を阻害する第２気体を前記間隙に供給する第２供給部１０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上のインプリント材と型のパターン領域とを接触させた状態で該インプリント材に光を照射することによって該インプリント材を硬化させるインプリント装置であって、
前記パターン領域の凹部へのインプリント材の充填を促進する第１気体を前記基板と前記型との間隙に供給する第１供給部と、
インプリント材の硬化を阻害する第２気体を前記間隙に供給する第２供給部と、
を備えることを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記第１供給部は、インプリント材と前記型の前記パターン領域とが接触しない状態で前記基板と前記型とが相対移動しているときに前記第１気体を前記間隙に供給し、
前記第２供給部は、インプリント材と前記型の前記パターン領域とが接触した状態で、前記間隙における前記パターン領域の周辺に前記第２気体を供給する、
ことを特徴とする請求項１に記載のインプリント装置。
【請求項３】
前記型は、ベース部と、前記ベース部から突出し直方体形状を有するメサ部とを有し、前記パターン領域が前記メサ部に設けられ、
前記パターン領域は、前記メサ部に設けられ、前記第２供給部は、前記第２気体を噴射するノズルを有し、前記ノズルからの前記第２気体の噴射方向が前記メサ部の角部に向いている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記ノズルから噴射され前記角部に当たった前記第２気体は、前記角部を共有する２側面にそれぞれ沿って流れる、
ことを特徴とする請求項３に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記型の側面に力を加えることによって前記型を変形させる型変形機構を更に備え、前記ノズルは、前記型変形機構に近接して設けられている、
ことを特徴とする請求項３又は４に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記第１供給部は、前記第１気体を噴射するノズルを有し、前記第１供給部の前記ノズルからの前記第１気体の噴射方向が前記メサ部の側面に向いている、
ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記型に力を加えることによって前記型を変形させる型変形機構を更に備え、前記第１供給部は、第１ノズルを有し、前記第２供給部は、第２ノズルを有し、前記第１ノズルおよび前記第２ノズルは、前記型変形機構に設けられている、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記第１供給部は、複数の第１ノズルを有し、前記第２供給部は、複数の第２ノズルを有し、
前記複数の第１ノズルのうち前記第１気体を噴射させるべき第１ノズルおよび前記複数の第２ノズルのうち前記第２気体を噴射させるべき第２ノズルは、前記基板のインプリント対象のショット領域に応じて選択される、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記型は、孔を含み、
前記第１供給部は、前記孔を介して前記第１気体を前記間隙に供給し、前記第２供給部は、前記孔を介して前記第２気体を前記間隙に供給する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記型は、ベース部と、前記ベース部から突出し直方体形状を有するメサ部とを有し、前記パターン領域が前記メサ部に設けられ、前記ベース部には、前記メサ部を取り囲むように配された第１溝と、前記第１溝と前記ベース部の端部とを接続する第２溝とを有し、
前記第２供給部は、前記第２溝を介して前記第１溝に前記第２気体を供給する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
前記型は、ベース部と、前記ベース部から突出し直方体形状を有するメサ部とを有し、前記パターン領域が前記メサ部に設けられ、
前記インプリント装置は、前記ベース部の前記メサ部が設けられた面とは反対側の面に加わる圧力を調整する圧力調整器を更に備え、
前記第２供給部は、前記圧力調整器が前記型の前記ベース部が前記基板に向かって凸形状になるように前記ベース部を変形させ、かつ前記パターン領域がインプリント材に接触している状態で、前記パターン領域の周辺に対する前記第２気体の供給を開始する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のインプリント装置。
【請求項１２】
前記第１気体は、前記インプリント材および前記型の少なくとも一方を透過する透過性、および、インプリント材に前記型が接触することによって受ける圧力によって凝縮する凝縮性の少なくとも一方を有する気体であり、前記第２気体は、酸素を含む気体である、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のインプリント装置。
【請求項１３】
基板の上のインプリント材と型のパターン領域とを接触させた状態で該インプリント材に光を照射することによって該インプリント材を硬化させるインプリント方法であって、
前記パターン領域の凹部へのインプリント材の充填を促進する第１気体を前記基板と前記型との間隙に供給する工程と、
インプリント材の硬化を阻害する第２気体を前記間隙に供給する工程と、
を含むことを特徴とするインプリント方法。
【請求項１４】
前記第１気体を供給する工程では、インプリント材と前記型の前記パターン領域とが接触しない状態で前記基板と前記型とが相対移動しているときに前記第１気体を前記間隙に供給し、
前記第２気体を供給する工程では、インプリント材と前記型の前記パターン領域とが接触した状態で、前記間隙における前記パターン領域の周辺に前記第２気体を供給する、
ことを特徴とする請求項１３に記載のインプリント方法。
【請求項１５】
請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のインプリント装置により基板の上にパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンを形成された前記基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とする物品製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント装置、インプリント方法および物品製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
基板の上のインプリント材と型とを接触させ、該インプリント材に光を照射することによって該インプリント材を硬化させ、これによって型（モールド）のパターンを該インプリント材に転写するインプリント装置が注目されている。インプリント装置では、インプリント材と型とを接触させた状態で、型のパターンを構成する凹部にインプリント材が充填される。しかし、この充填の完了には、比較的長い時間を要する。この充填を促進するためには、インプリント材および／または型を透過する透過性気体、又は、インプリント材と型との接触によって凝縮する凝縮性気体で基板と型との間隙を満たしておくことが好ましい。
【０００３】
特許文献１には、インプリント材にモールドを押し付ける押型工程では、透過性気体および凝縮性気体の少なくとも一方を含む気体を基板と型との間の空間に供給し、押型工程以外の充填工程や硬化工程では、不活性気体を該空間に供給することが記載されている。特許文献１に記載された発明では、このような制御により、透過性気体または凝縮性気体の使用量が削減、即ちコストの削減が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１１１２０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
インプリント装置において、パターン形成対象のショット領域の全域にわたってインプリント材に目標量の光が照射されることを保証しようとすると、該ショット領域の外側のインプリント材にも光が照射されうる。この場合、パターン形成対象のショット領域の外側においてもインプリント材が硬化しうる。空気中でインプリント処理が行われる場合には、パターン形成対象の外側には酸素が存在するので、酸素によってインプリント材の硬化が阻害されうる。しかしながら、基板と型との間隙を透過性気体および／または凝縮性気体で満たした状態でインプリント材を硬化させる場合、ショット領域の外側近傍の領域に酸素が存在しないので、光の照射によってインプリント材が硬化しうる。
【０００６】
本発明は、型のパターンを構成する凹部へのインプリント材の充填の促進とインプリント対象領域の外側でのインプリント材の硬化阻害とを両立するために有利な技術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】
【０００７】
本発明の１つの側面は、基板の上のインプリント材と型のパターン領域とを接触させた状態で該インプリント材に光を照射することによって該インプリント材を硬化させるインプリント装置に係り、前記インプリント装置は、前記パターン領域の凹部へのインプリント材の充填を促進する第１気体を前記基板と前記型との間隙に供給する第１供給部と、インプリント材の硬化を阻害する第２気体を前記間隙に供給する第２供給部とを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、型のパターンを構成する凹部へのインプリント材の充填の促進とインプリント対象領域の外側でのインプリント材の硬化阻害とを両立するために有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。
【図２】本発明の一実施形態のインプリント装置において使用される型の構成を模式的に示す斜視図。
【図３】第１構成例における第１供給部および第２供給部（ａ）の構成および第２構成例における第１供給部および第２供給部（ｂ）の構成を模式的に示す図。
【図４】第１供給部による第１気体の供給および第２供給部による第２気体の供給を説明する図。
【図５】第１供給部による第１気体の供給および第２供給部による第２気体の供給を説明する図。
【図６】基板の複数のショット領域に対するインプリントシーケンスを示す図。
【図７】インプリント装置の変形例を示す図。
【図８】型チャック、型変形機構、第１供給部、第２供給部および型の位置関係を例示する図。
【図９】本発明の第２実施形態のインプリント装置の構成を模式的に示す図。
【図１０】本発明の第２実施形態のインプリント装置において使用されうる型の構成を模式的に示す図。
【図１１】本発明の第３実施形態のインプリント装置およびそれに使用される型の構成を模式的に示す図。
【図１２】本発明の第３実施形態のインプリント装置およびそれに使用される型の構成を模式的に示す図。
【図１３】物品製造方法を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態のインプリント装置１００の構成を模式的に示している。図２は、インプリント装置１００において使用される型４の構成を模式的に示す斜視図である。型４は、ベース部４１と、ベース部４１から突出し直方体形状を有するメサ部４２とを有し、メサ部４２には、パターン領域４３が設けられている。パターン領域４３には、凸部および凹部で構成されたパターンが形成されている。
【００１２】
インプリント装置１００は、基板１の上のインプリント材ＩＭと型４のパターン領域４３とを接触させた状態でインプリント材ＩＭに光を照射することによってインプリント材ＩＭを硬化させ、インプリント材ＩＭの硬化物を形成する。これによって、基板１の上には、型４のパターン領域４３のパターンが転写された硬化物のパターンが形成される。
【００１３】
インプリント材ＩＭには、光が照射されることによって硬化する硬化性組成物（未硬化状態の樹脂と呼ぶこともある）が用いられる。光は、その波長が１０ｎｍ以上１ｍｍ以下の範囲から選択される、赤外線、可視光線、紫外線などでありうる。
【００１４】
硬化性組成物は、光の照射により、あるいは、加熱により硬化する組成物である。このうち、光により硬化する光硬化性組成物は、重合性化合物と光重合開始剤とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合性化合物または溶剤を含有してもよい。非重合性化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマー成分などの群から選択される少なくとも一種である。
【００１５】
インプリント材ＩＭは、スピンコーターやスリットコーターにより基板上に膜状に付与される。或いは液体噴射ヘッドにより、液滴状、或いは複数の液滴が繋がってできた島状又は膜状となって基板上に付与されてもよい。インプリント材の粘度（２５℃における粘度）は、例えば、１ｍＰａ・ｓ以上１００ｍＰａ・ｓ以下である。
【００１６】
基板は、ガラス、セラミックス、金属、半導体、樹脂等が用いられ、必要に応じて、その表面に基板とは別の材料からなる部材が形成されていてもよい。基板としては、具体的に、シリコンウエハ、化合物半導体ウエハ、石英ガラスなどである。
【００１７】
この例では、インプリント装置１００には、複数のショット領域にインプリント材ＩＭが塗布された基板１が処理対象の基板として供給されうる。しかし、インプリント装置１００は、基板１の上の１又は複数のショット領域にインプリント材ＩＭを配置するインプリント材供給部を備えていてもよい。インプリント装置１００は、基板１のショット領域と型４との間のインプリント材ＩＭに光８ａを照射してインプリント材ＩＭを硬化させる光照射部（硬化部）８を備えている。
【００１８】
インプリント装置１００は、インプリントサイクルを繰り返すことによって基板の複数のショット領域にパターンを形成する。１つのインプリントサイクルは、接触工程、充填工程および硬化工程を含みうる。接触工程では、ショット領域の上のインプリント材ＩＭと型４とを接触させる。充填工程では、型４のパターン領域４３の凹部へインプリント材ＩＭが充填されることを待つ。硬化工程では、ショット領域とパターン領域４３との間のインプリントＩＭを硬化させる。
【００１９】
本明細書および添付図面では、基板１の表面に平行な方向をＸＹ平面とするＸＹＺ座標系において方向を示す。ＸＹＺ座標系におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸にそれぞれ平行な方向をＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向とし、Ｘ軸周りの回転、Ｙ軸周りの回転、Ｚ軸周りの回転をそれぞれθＸ、θＹ、θＺとする。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な方向、Ｙ軸に平行な方向、Ｚ軸に平行な方向に関する制御または駆動を意味する。また、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸に関する制御または駆動は、それぞれＸ軸に平行な軸の周りの回転、Ｙ軸に平行な軸の周りの回転、Ｚ軸に平行な軸の周りの回転に関する制御または駆動を意味する。また、位置は、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の座標に基づいて特定されうる情報であり、姿勢は、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の値で特定されうる情報である。位置決めは、位置および／または姿勢を制御することを意味する。位置合わせは、基板および型の少なくとも一方の位置および／または姿勢の制御を含みうる。
【００２０】
インプリント装置１００は、基板１を保持し駆動する基板駆動機構ＳＤＲＶ、基板駆動機構ＳＤＲＶを支持するベースフレーム３、型４を保持し型４を駆動する型駆動機構ＭＤＲＶ、型駆動機構ＭＤＲＶを支持する構造体７を備えうる。基板駆動機構ＳＤＲＶおよび型駆動機構ＭＤＲＶは、基板１と型４との相対位置が調整されるように基板１および型４の少なくとも一方を駆動する駆動機構を構成する。該駆動機構による相対位置の調整は、基板１の上のインプリント材ＩＭに対する型４の接触、および、硬化したインプリント材ＩＭ（硬化物のパターン）からの型４の分離のための駆動を含む。
【００２１】
基板駆動機構ＳＤＲＶは、基板１を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、θＺ軸の３軸）について駆動するように構成されうる。基板駆動機構ＳＤＲＶは、例えば、基板１を保持する基板チャック（基板ステージ）２と、基板チャック２を駆動するアクチュエータ１９とを含みうる。型駆動機構ＭＤＲＶは、型４を複数の軸（例えば、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸、θＸ軸、θＹ軸、θＺ軸の６軸）について駆動するように構成されうる。
【００２２】
型駆動機構ＭＤＲＶは、例えば、型４を保持する型チャック５と、型チャック５を駆動するアクチュエータ６とを含みうる。型チャック５は、ベース部４１の裏面側の面（メサ部４２が設けられた面とは反対側の面）に圧力調整空間５３を形成するための仕切り部材５１を有しうる。仕切り部材５１は、光８ａを透過する光透過部材で構成されうる。型４の裏面側の圧力調整空間の圧力は、圧力調整器５２によって調整することによって、型４のベース部４１（ベース部４１の上面）が基板１に向かって凸形状になるようにベース部４１を変形させたり、その変形を戻したりすることができる。通常は、基板１の上のインプリント材ＩＭに型４を接触させる際には、ベース部４１が下に凸形状になるように型４が変形されうる。
【００２３】
インプリント装置１００は、型４（パターン領域４３）の側面に力を加えることよって型４を変形させる型変形機構２１を備えうる。型変形機構２１は、例えば、型４のベース部４１の側面に力を加えることによって型４を変形させるように構成されうる。ベース部４１の側面に力を加えることによってベース部４１が変形し、これに応じてパターン領域４３も変形する。
【００２４】
インプリント装置１００は、型４のパターン領域４３の凹部へのインプリント材ＩＭの充填を促進する第１気体を基板１と型４との間隙に供給する第１供給部９と、インプリント材ＩＭの硬化を阻害する第２気体を該間隙に供給する第２供給部１０とを備えている。インプリント装置１００は、第１供給部９による第１気体の供給および第２供給部１０による第２気体の供給を制御する制御部２３を備えうる。制御部２３は、この他、基板駆動機構ＳＤＲＶ、型駆動機構ＭＤＲＶ、光照射部８等を制御するように構成されうる。制御部２３は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｌｏｇｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅの略。）、又は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、又は、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、又は、これらの全部または一部の組み合わせによって構成されうる。
【００２５】
第１供給部９は、第１気体を収容する第１供給源９１、第１気体を噴射する第１ノズル９３、第１供給源９１と第１ノズル９３とを接続する流路に設けられた第１制御器９２とを含む。第１供給源９１は、インプリント装置１００の外部に設けられてもよい。第１制御器９２は、例えば、開閉弁または流量制御弁を含みうる。第１気体は、インプリント材ＩＭおよび／または型４を透過する透過性気体、および、インプリント材ＩＭに型４が接触することによって受ける圧力によって凝縮する凝縮性の少なくとも一方の性質を備える気体でありうる。第１気体は、例えば、ヘリウムおよびＰＦＰ（ペンタフロロプロパンン）の少なくとも１つを含みうる。
【００２６】
第２供給部１０は、第２気体を収容する第２供給源１０１、第２気体を噴射する第２ノズル１０３、第２供給源１０１と第２ノズル１０３とを接続する流路に設けられた第２制御器１０２とを含む。第２供給源１０１は、インプリント装置１００の外部に設けられてもよい。第２制御器１０２は、例えば、開閉弁または流量制御弁を含みうる。第２気体は、光の照射によるインプリント材ＩＭの硬化を阻害する気体であり、例えば、酸素を含む気体である。
【００２７】
インプリント材ＩＭは、前述のように、少なくとも、重合性化合物および光重合開始剤を含む。インプリント材ＩＭの硬化は、光が照射された光重合開始剤が発生するラジカルによって重合性化合物が重合反応を起こすことによって引き起こされる。酸素は、光の照射によって光重合開始剤が発生したラジカルと反応してラジカルを消失させる。これによって、重合性化合物の重合反応が阻害される。これは、インプリント材ＩＭの硬化が阻害されることを意味する。よって、基板１の上のインプリント材ＩＭに型４のパターン領域４３が接触した状態で、基板１と型４（ベース部４１）との間隙に第２気体として酸素を含む気体が供給されることによって、パターン領域４３の外側のインプリント材ＩＭの硬化が阻害（抑制）される。
【００２８】
第１供給部９は、インプリント材ＩＭと型４のパターン領域４３とが接触しない状態で基板１と型４とが相対移動しているときに、第１気体を基板１と型４との間隙に供給しうる。第２供給部１０は、インプリント材ＩＭと型４のパターン領域４３とが接触した状態で、第２気体を基板１と型４との間隙における型４のパターン領域４３の周辺に供給しうる。第２供給部１０は、圧力調整器５２が型４のベース部４１が基板１に向かって凸形状になるようにベース部４１を変形させ、かつパターン領域４３がインプリント材ＩＭに接触している状態で、パターン領域４３の周辺に対する第２気体の供給を開始しうる。型４のベース部４１が基板１に向かって凸形状になるようにベース部４１が変形している状態では、パターン領域４３の周囲において、基板４（インプリント材ＩＭ）とベース部４１との間に広い間隔が形成されている。よって、このような動作は、パターン領域４３の周辺に対して第２気体を効率的に供給するために有利である。以上のような第１供給部９および第２供給部１０の動作は、制御部２３が第１制御器９２および第２制御器１０２を制御ことによってなさうる。あるいは、以上のような動作は、第１制御器９２および第２制御器１０２がインプリント装置１００の状態に基づいて動作することによってなされてもよい。
【００２９】
図３（ａ）には、第１構成例における第１供給部９および第２供給部１０の構成が模式的に示されている。図３（ｂ）には、第２構成例における第１供給部９および第２供給部１０の構成が模式的に示されている。第１構成例と第２構成例とは、第２供給部１０の第２ノズル１０３の個数が異なる。第１供給部９は、第１気体を噴射する１又は複数の第１ノズル９３を有し、１又は複数の第１ノズル９３からの第１気体の噴射方向がメサ部４２の側面に向いている。図３（ａ）、（ｂ）に示された例では、第１供給部９は、メサ部４２の各側面に対して複数の第１ノズル９３を有するが、メサ部４２の各側面に対して単一の第１ノズル９３のみを有してもよいし。また、第１供給部９は、メサ部４２に対して単一の第１ノズル９３のみを有してもよい。
【００３０】
第２供給部１０は、第２気体を噴射する１又は複数の第２ノズル１０３を有し、１又は複数の第２ノズル１０３からの第２気体の噴射方向がメサ部４２の角部４４に向いている。第２ノズル１０３は、第２ノズル１０３から噴射され角部４４に当たった第２気体が、角部４４を共有する２側面４７、４８にそれぞれ沿って流れるように構成されうる。これによって、メサ部４２の側面の周辺の第１気体等の気体が効率的に第２気体によって置換されうる。
【００３１】
第２供給部１０は、２組の第２ノズル１０３を有し、該２組の第２ノズル１０３は、メサ部４２の４つの角部うち対角に位置する２つの角部４４に向けて第２気体を噴射するように配置されうる。換言すると、第１組の第２ノズル１０３は、対角に位置する１つの角部４４に向けて第２気体を噴射するように構成され、第２組の第２ノズル１０３は、対角に位置する他の角部４４に向けて第２気体を噴射するように構成されうる。
【００３２】
１つの構成例において、第１供給部９は、１又は複数の第１ノズル９３を有、第２供給部１０は、１又は複数の第２ノズル１０３を有し、１又は複数の第１ノズル９３および１又は複数の第２ノズル１０３は、型４を取り囲むように配置されうる。好ましくは、１又は複数の第１ノズル９３および１又は複数の第２ノズル１０３は、型４を取り囲むように、型４に近接して配置されうる。１又は複数の第１ノズル９３および１又は複数の第２ノズル１０３は、例えば、型変形機構２１に近接して設けられうる。他の例において、第１ノズル９３の吐出口は、例えば、パターン領域４３の幅と同等の幅を有する細長い形状、又は、型４を取り囲むような環状形状を有していてもよい。また、第２ノズル１０３は、細長い形状を有していてもよい。
【００３３】
パターン領域４３に光８ａを均一に照射するために、光８ａは、パターン領域４３よりも広い範囲に照射されうる。換言すると、光８ａが照射される範囲にパターン領域４３が収まる。パターン領域４３よりも広い領域に光８ａが照射される構成では、仮に第２気体によってインプリント材ＩＭの硬化が阻害されなければ、パターン領域４３の外側においてもインプリント材ＩＭが硬化しうる。そこで、本実施形態では、例えば、インプリント材ＩＭに型４が接触した後、光８ａがインプリント材ＩＭに照射される前に、基板１と型４との間隙、より詳しくは、該間隙におけるパターン領域４３の外側に第２供給部１０によって第２気体が供給される。ここで、パターン領域４３におけるインプリント材ＩＭの硬化を阻害しないために、第２供給部１０による第２気体の供給は、インプリント材ＩＭに型４が接触した後に開始されることが好ましい。
【００３４】
第１供給部９および第２供給部は、第１気体を噴射するノズルおよび第２気体を噴射するノズルを共有してもよい。
【００３５】
次に、図４、図５を参照しながら第１供給部９による第１気体の供給および第２供給部１０による第２気体の供給について説明する。第１供給部９および第２供給部１０の動作は、制御部２３が第１制御器９２および第２制御器１０２を制御ことによってなされてもよいし、第１制御器９２および第２制御器１０２がインプリント装置１００の状態に基づいて動作することによってなされてもよい。
【００３６】
図４、図５において、基板１上の番号が付された矩形はショット領域を示し、ショット領域のうち既にインプリントによってパターンが形成されたショット領域（インプリント材ＩＭが硬化された硬化されたショット領域）には網掛けが付されている。矩形中の数字は、インプリント（硬化）がなされる順番を示している。例えば、”１”が付されたショット領域は、１番目にインプリントがなされる第１ショット領域を示す。
【００３７】
図４（ａ）は、第１ショット領域に対するインプリントが終了し、基板１（基板チャック２）が−Ｘ方向に移動している状態を示している。基板１（基板チャック２）が−Ｘ方向に移動することを利用して、複数の第１ノズル９３のうち型４の中心から見て＋Ｘ方向の第１ノズル９３−１から−Ｘ方向に第１気体が噴射され、第１気体が型４のパターン領域４３の下に送り込まれる。
【００３８】
図４（ｂ）は、第２ショット領域の上のインプリント材ＩＭに型４のパターン領域４３が接触した状態を示している。この状態でなされる第２ショット領域の上のインプリント材ＩＭへの光の照射では、未だインプリントがなされていない第３、第１０〜第１２ショット領域の上のインプリント材ＩＭの硬化を阻害する必要がある。そこで、第３、第１０〜第１２ショット領域の上に第２気体が供給されるように、複数の第２ノズル１０３のうち第３、第１０〜第１２ショット領域への第２気体の供給が容易な第２ノズル１０３−１から第２気体が噴射される。その後、第２ショット領域の上のインプリント材ＩＭへ光が照射され、該インプリント材が硬化される。
【００３９】
図５（ａ）は、第６ショット領域に対するインプリントが終了し、基板１（基板チャック２）が＋Ｙ方向に移動している状態を示している。基板１（基板チャック２）が＋Ｙ方向に移動することを利用して、複数の第１ノズル９３のうち型４の中心から見て−Ｙ方向の第１ノズル９３−２から＋Ｙ方向に第１気体が噴射され、第１気体が型４のパターン領域４３の下に送り込まれる。
【００４０】
図５（ｂ）は、第７ショット領域の上のインプリント材ＩＭに型４のパターン領域４３が接触した状態を示している。この状態でなされる第７ショット領域の上のインプリント材ＩＭへの光の照射では、未だインプリントがなされていない第８、第１７、第１８ショット領域の上のインプリント材ＩＭの硬化を阻害する必要がある。そこで、８、第１７、第１８ショット領域の上に第２気体が供給されるように、複数の第２ノズル１０３のうち８、第１７、第１８ショット領域への第２気体の供給が容易な第２ノズル１０３−２から第２気体が噴射される。その後、第７ショット領域の上のインプリント材ＩＭへ光が照射され、該インプリント材が硬化される。
【００４１】
以上のように、複数の第１ノズル９３のうち第１気体を噴射させるべき第１ノズルおよび複数の第２ノズル１０３のうち第２気体を噴射させるべき第２ノズルは、基板１のインプリント対象のショット領域の変更に応じて選択されうる。
【００４２】
図６は、基板１の複数のショット領域に対するインプリントシーケンスを示している。このインプリントシーケンスは、制御部２３によって制御されうる。工程Ｓ６０１では、制御部２３は、インプリント対象のショット領域に応じて、第１供給部９の複数の第１ノズル９３のうち第１気体を噴射させるべき第１ノズルおよび第２供給部１０の複数の第２ノズル１０３のうち第２気体を噴射させるべき第２ノズルを選択する。
【００４３】
工程Ｓ６０２では、制御部２３は、工程Ｓ６０１で選択した第１ノズル９３から第１気体を噴射するように第１供給部９の第２制御器９２を制御する。工程Ｓ６０３では、制御部２３は、インプリント対象のショット領域が型４のパターン領域４３の下に移動するようの基板駆動機構ＳＤＲＶを制御する。工程Ｓ６０４では、制御部２３は、インプリント材ＩＭと型４のパターン領域４３とが接触するように型駆動機構ＭＤＲＶを制御する。この際に、制御部２３は、圧力調整器５２によって、型４のベース部４１が下に凸形状になるように型４を変形させうる。
【００４４】
工程Ｓ６０５では、制御部２３は、工程Ｓ６０１で選択した第２ノズル１０３から第２気体を噴射するように第２供給部１０の第２制御器１０２を制御する。ここで、第２供給部１０からの第２気体の供給は、圧力調整器５２によって、型４のベース部４１が下に凸形状になるように型４が変形しているもののインプリント材ＩＭに型４が接触している状態で、開始されることが好ましい。この状態では、ベース部４１と基板１（インプリント材ＩＭ）との間隙が大きいので、パターン領域４３の周囲の第１気体を第２気体で置換しやすい。なお、図示されていないが、制御部２３は、典型的には、第２ノズル１０３からの第２気体の噴射の開始前に第１ノズル９３からの第１気体の噴射を終了させる。
【００４５】
工程Ｓ６０６では、制御部２３は、パターン領域４３の凹部にインプリント材ＩＭが充填されるのを待ちつつ、インプリント対象のショット領域と型４との位置合わせを制御する。位置合わせは、不図示のアライメントスコープによってインプリント対象のショット領域のマークと型４のマークとの相対位置を検出しながら、該相対位置が目標相対位置に一致するように基板１と型４との相対位置を調整することによってなされうる。相対位置の調整は、基板駆動機構ＳＤＲＶおよび型駆動機構ＭＤＲＶによって制御することによってなされうる。
【００４６】
工程Ｓ６０７では、制御部２３は、インプリント対象のショット領域の上のインプリント材ＩＭに光８ａが照射されるように光照射部８を制御する。光照射部８は、光源と、シャッタとを含み、シャッタによってインプリント材ＩＭへの光８ａの照射を制御する構成を有してもよいし、制御部２３からの指令に応じて発光する光源を有してもよい。インプリント対象のショット領域の上のインプリント材ＩＭへの光８ａの照射によって、該ショット領域の上のインプリント材ＩＭが硬化する。ここで、第２気体がパターン領域４３の周囲（硬化せるべきではない領域）に存在することによって、パターン領域４３の周囲のインプリント材ＩＭが硬化することが阻害される。
【００４７】
工程Ｓ６０８では、制御部２３は、硬化したインプリント材ＩＭ（硬化物）から型４が分離されるように型駆動機構ＭＤＲＶを制御する。工程Ｓ６０９では、制御部２３は、未処理のショット領域が存在するかどうかを判断し、当該ショット領域が存在する場合には、当該ショット領域をインプリント対象のショット領域として工程Ｓ６０１に戻る。一方、未処理のショット領域が存在しない場合には、制御部２３は、図６に示されたインプリントシーケンスを終了する。
【００４８】
インプリント装置１００は、図７に例示されるように、第１気体および第２気体等の気体を吸引する吸引ノズル１１を更に備えていてもよい。吸引ノズル１１は、型４の周囲に、型４に近接して配置されうる。吸引ノズル１１は、例えば、第２供給部１０の第２ノズル１０３が向いた角部４４の隣の角部の対角線上に配置されうる。吸引ノズル１１を設けることによって、パターン領域４３の周囲に存在する第１気体を速やかに除去し、該周囲に第２気体を供給することができる。
【００４９】
図８は、型チャック５、型変形機構２１、第１供給部９、第２供給部１０および型４の位置関係を例示している。図８（ｂ）は、型チャック５、型変形機構２１、第１供給部９、第２供給部１０および型４を下方から見た図であり、図８（ａ）は、図８（ｂ）をＡ−Ａ’線で切断した断面図である。型変形機構２１は、複数のアクチュエータ２１１を含み、複数のアクチュエータ２１１は、型４のベース部４１の側面を取り囲むように配置されうる。第１供給部９は、複数の第１ノズル９３を有し、第２供給部１０は、複数の第２ノズル１０３を有し、複数の第１ノズル９３および複数の第２ノズル１０３は、型４のベース部４１の側面を取り囲むように配置されうる。各第１ノズル９３は、２つのアクチュエータ２１１の間に配置されうる。
【００５０】
図９は、本発明の第２実施形態のインプリント装置１００の構成を模式的に示している。図１０は、第２実施形態のインプリント装置１００において使用されうる型４の構成を示している。第２実施形態では、型４に孔４９が設けられていて、孔４９を通して、基板１と型４との間隙に第１気体および第２気体が供給される。孔４９には、第１気体および第２気体の一方が選択的に供給されうる。具体的には、第１供給部９から供給される第１気体および第２供給部１０から供給される第２気体の一方が選択器１２によって選択されて接続流路９５を通して型４の孔４９に供給され、更に、基板１と型４との間隙に供給されうる。
【００５１】
選択器１２は、インプリント材ＩＭと型４とが接触しない状態で基板１と型４とが相対移動しているときは、第１気体および第２気体のうち第１気体を選択して基板１と型４との間隙に供給する。また、選択器１２は、インプリント材ＩＭと型４とが接触した後は、第１気体および第２気体のうち第２気体を選択して基板１と型４との間隙における型４のパターン領域４３の周辺に供給する。
【００５２】
上記の構成に代えて、第１気体を供給するための孔および第２気体を供給する孔を型４に設け、第１気体の供給経路と第２気体の経路とは別個に設けてもよい。第２実施形態として言及しなかった事項については、第１実施形態に従いうる。
【００５３】
図１１、図１２は、本発明の第３実施形態のインプリント装置１００およびそれに使用される型４の構成を模式的に示している。第４実施形態では、型４のメサ部４２の周辺に溝Ｔが設けられている。溝Ｔは、第２気体を流通させる流路として機能しうる。また、型４は、溝Ｔとベース部４１の端部とを接続する溝Ｔ２を有しうる。第２供給部１０の第２ノズル１０３は、溝Ｔ２を通して溝Ｔに第２気体を供給するように構成されうる。第３実施形態のインプリント装置１００は、吸引ノズル１１を備えてもよく、吸引ノズル１１によって、溝Ｔ内の第１気体等の気体を吸引することができる。これにより、基板１の上のインプリント材ＩＭに型４のパターン領域４３が接触した後に、パターン領域４３の周囲の第１気体を第２気体によって速やかに置換することができる。
【００５４】
更に、第１気体として、空気や酸素より軽い気体（例えば、ヘリウム）が使用される場合、第１気体は溝Ｔの上方に移動しやすいので、インプリント材ＩＭから第１気体を遠ざけやすい。第３実施形態として言及しなかった事項については、第１実施形態に従いうる。
【００５５】
インプリント装置を用いて形成した硬化物のパターンは、各種物品の少なくとも一部に恒久的に、或いは各種物品を製造する際に一時的に、用いられる。物品とは、電気回路素子、光学素子、ＭＥＭＳ、記録素子、センサ、或いは、型等である。電気回路素子としては、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＭＲＡＭのような、揮発性或いは不揮発性の半導体メモリや、ＬＳＩ、ＣＣＤ、イメージセンサ、ＦＰＧＡのような半導体素子等が挙げられる。型としては、インプリント用のモールド等が挙げられる。
【００５６】
硬化物のパターンは、上記物品の少なくとも一部の構成部材として、そのまま用いられるか、或いは、レジストマスクとして一時的に用いられる。基板の加工工程においてエッチング又はイオン注入等が行われた後、レジストマスクは除去される。
【００５７】
次に、上記のようなインプリント装置を利用して物品を製造する物品製造方法について説明する。図１３（ａ）に示すように、絶縁体等の被加工材２ｚが表面に形成されたシリコンウエハ等の基板１ｚを用意し、続いて、インクジェット法等により、被加工材２ｚの表面にインプリント材３ｚを付与する。ここでは、複数の液滴状になったインプリント材３ｚが基板上に付与された様子を示している。
【００５８】
図１３（ｂ）に示すように、インプリント用の型４ｚを、その凹凸パターンが形成された側を基板上のインプリント材３ｚに向け、対向させる。図１３（ｃ）に示すように、インプリント材３ｚが付与された基板１と型４ｚとを接触させ、圧力を加える。インプリント材３ｚは型４ｚと被加工材２ｚとの隙間に充填される。この状態で硬化用のエネルギーとして光を型４ｚを透して照射すると、インプリント材３ｚは硬化する。
【００５９】
図１３（ｄ）に示すように、インプリント材３ｚを硬化させた後、型４ｚと基板１ｚを引き離すと、基板１ｚ上にインプリント材３ｚの硬化物のパターンが形成される。この硬化物のパターンは、型の凹部が硬化物の凸部に、型の凹部が硬化物の凸部に対応した形状になっており、即ち、インプリント材３ｚに型４ｚの凹凸パターンが転写されたことになる。
【００６０】
図１３（ｅ）に示すように、硬化物のパターンを耐エッチングマスクとしてエッチングを行うと、被加工材２ｚの表面のうち、硬化物が無いか或いは薄く残存した部分が除去され、溝５ｚとなる。図１３（ｆ）に示すように、硬化物のパターンを除去すると、被加工材２ｚの表面に溝５ｚが形成された物品を得ることができる。ここでは硬化物のパターンを除去したが、加工後も除去せずに、例えば、半導体素子等に含まれる層間絶縁用の膜、つまり、物品の構成部材として利用してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１００：インプリント装置、１：基板、４：型、８：光照射部、９：第１供給部、１０：第２供給部、２３：制御部、４１：ベース部、４２：メサ部、４３：パターン領域、４４：角部
【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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