(57)【要約】      （修正有）【課題】基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供する。【解決手段】インプリント装置により基板上のインプリント材に転写される凹凸パターンを有するモールドＭは、前記凹凸パターンが形成されたパターン部３１ａを有する第１面３１と、前記第１面３１の反対側の第２面３２と、を有し、前記第１面３１における前記パターン部３１ａの周辺には、前記第２面３２に連通していない凹部３１ｂが設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インプリント装置により基板上のインプリント材に転写される凹凸パターンを有するモールドであって、
前記凹凸パターンが形成されたパターン部を有する第１面と、
前記第１面の反対側の第２面と、を有し、
前記第１面における前記パターン部の周辺には、前記第２面に連通していない凹部が設けられている、ことを特徴とするモールド。
【請求項２】
前記凹部の体積は、前記インプリント装置により前記インプリント材に前記凹凸パターンを転写する処理において前記パターン部と前記基板との間に形成される空間の最大体積より大きい、ことを特徴とする請求項１に記載のモールド。
【請求項３】
前記凹部は、前記パターン部と離間するように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のモールド。
【請求項４】
前記第２面には、前記パターン部を含む前記第１面の領域の反対側に第２凹部が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項５】
前記凹部は、前記基板側から見て、前記第２凹部に重ならないように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載のモールド。
【請求項６】
前記凹部は、前記基板側から見て、前記第２凹部に重なり合う部分を含むように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載のモールド。
【請求項７】
前記モールドは、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ側面を有し、
前記第１面には、前記凹部と前記側面とを連通する流路が設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項８】
前記インプリント装置は、前記モールドを保持する保持部と、前記モールドと前記基板との間に向けてガスを噴出する噴出口とを有し、
前記流路は、前記モールドが前記保持部によって保持されたときに、前記噴出口から噴出されたガスが前記流路を介して前記凹部に供給されるように、前記噴出口に対向した位置に設けられている、ことを特徴とする請求項７に記載のモールド。
【請求項９】
前記モールドは、前記第１面と前記第２面とを繋ぐ側面を有し、
前記凹部は、前記側面に連通するように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項１０】
前記凹部は、その深さが前記パターン部から離れるにつれて深くなるように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項１１】
前記凹部は、前記パターン部を取り囲むように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項１２】
前記凹部は、前記パターン部に対して非対称となるように前記第１面に設けられている、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項１３】
前記パターン部は、前記第１面から突出した形状を有する、ことを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のモールド。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のモールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する、ことを特徴とするインプリント装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載のインプリント装置を用いて基板上にパターンを形成する工程と、
パターンが形成された前記基板を加工する工程と、を含み、
加工された前記基板から物品を製造することを特徴とする物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インプリント処理で用いられるモールド、モールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置、および物品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
凹凸パターンが形成されたモールド（型）を用いて基板上にインプリント材のパターンを形成するインプリント装置が、半導体デバイスなどの量産用リソグラフィ装置の１つとして注目されている。インプリント装置は、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させた状態で当該インプリント材を硬化させ、硬化したインプリント材からモールドを剥離することにより、基板上にインプリント材のパターンを形成することができる。このようにモールドを用いて基板上にインプリント材のパターンを形成する処理は、一般に、インプリント処理と呼ばれる。
【０００３】
インプリント装置では、基板上のインプリント材とモールドとを互いに接触させる接触工程において、モールドのパターン凹部にインプリント材が充填されずにモールドとインプリント材との間に気泡が残存することがある。この場合、気泡が残存した部分において、基板上へのパターンの転写不良（欠損）が生じうる。そのため、接触工程の際に、モールドと基板との間の空間を、モールドの凹凸パターンへのインプリント材の充填を促進させるためのガス（以下、「充填促進ガス」と呼ぶことがある）で満たしておくことが好ましい。
【０００４】
特許文献１には、インプリント材を基板上に吐出する吐出部の下方からモールドの下方に基板を移動させる際の移動経路に充填促進ガスを供給することが提案されている。これにより、基板の移動とともに充填促進ガスをモールドの下に移動させ、モールドと基板との間の狭い空間に充填促進ガスを効率よく流入させることができる。また、特許文献２には、モールドに貫通孔を形成し、その貫通孔からモールドと基板との間の空間に充填促進ガスを供給することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８２８６２６号公報
【特許文献２】特許第５７４５５３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
インプリント装置では、スループットを向上させるため、基板における複数のショット領域の各々に対してインプリント材を供給した後、インプリント材が供給された当該複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を行う方法がある。このような方法では、特許文献１に記載されたように吐出部の下方からモールドの下方に基板を移動させる際の移動経路に充填促進ガスを供給することができず、モールドと基板との間の空間に充填促進ガスを効率よく供給することが困難となりうる。また、特許文献２に記載されたようにモールドの貫通孔を設ける場合、貫通孔の内部の研磨処理が難しい上に、貫通孔の洗浄が困難であるため、貫通孔から異物（パーティクル）が発生しやすくなりうる。
【０００７】
そこで、本発明は、基板上へのパターンの転写不良の低減の点で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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の一側面としてのモールドは、インプリント装置により基板上のインプリント材に転写される凹凸パターンを有するモールドであって、前記凹凸パターンが形成されたパターン部を有する第１面と、前記第１面の反対側の第２面と、を有し、前記第１面における前記パターン部の周辺には、前記第２面に連通していない凹部が設けられている、ことを特徴とする。
【０００９】
本発明の更なる目的又はその他の側面は、以下、添付図面を参照して説明される好ましい実施形態によって明らかにされるであろう。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、例えば、基板上へのパターンの転写不良の低減の点で有利な技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】インプリント装置の構成を示す概略図である。
【図２】モールドの典型的な構成例を示す図である。
【図３】インプリント装置におけるインプリント処理を示すフローチャートである。
【図４】インプリント処理を説明するための図である。
【図５】第１実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図６】第１実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図７】モールドの具体的な寸法例を示す図である。
【図８】第２実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図９】モールドと基板との位置関係を示す図である。
【図１０】第３実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図１１】第３実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図１２】第３実施形態のモールドの構成例を示す図である。
【図１３】物品の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施の形態について説明する。なお、各図において、同一の部材ないし要素については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。また、以下の説明では、基板の面に平行な面内において互いに異なる（直交する）２つの方向をＸ方向およびＹ方向とし、基板の面に垂直な方向をＸ方向とする。
【００１３】
＜第１実施形態＞
本発明に係る第１実施形態のインプリント装置１００について説明する。インプリント装置は、基板上に供給されたインプリント材と型とを接触させ、インプリント材に硬化用のエネルギを与えることにより、型の凹凸パターンが転写された硬化物のパターンを形成する装置である。インプリント装置１００は、半導体デバイスなどの製造に使用され、凹凸パターンが形成されたモールドＭを用いて、基板Ｗのショット領域上に供給されたインプリント材Ｒに当該パターンを転写するインプリント処理を行う。例えば、インプリント装置１００は、パターンが形成されたモールドＭを基板上のインプリント材Ｒに接触させた状態で当該インプリント材Ｒを硬化する。そして、インプリント装置１００は、モールドＭと基板Ｗとの間隔を広げ、硬化したインプリント材ＲからモールドＭを剥離（離型）することによって、インプリント材Ｒにパターンを形成することができる。
【００１４】
インプリント材を硬化する方法には、熱を用いる熱サイクル法と光を用いる光硬化法とがあり、本実施形態では、光硬化法を採用した例について説明する。光硬化法とは、インプリント材として未硬化の紫外線硬化樹脂を基板上に供給し、モールド１とインプリント材とを接触させた状態でインプリント材に光（紫外線）を照射することにより当該インプリント材を硬化させる方法である。
【００１５】
インプリント材には、硬化用のエネルギが与えられることにより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。硬化用のエネルギとしては、電磁波、熱等が用いられる。電磁波としては、例えば、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、紫外線などの光である。
【００１６】
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、重合成化合物と光重合開始材とを少なくとも含有し、必要に応じて非重合成化合物または溶剤を含有してもよい。非重合成化合物は、増感剤、水素供与体、内添型離型剤、界面活性剤、酸化防止剤、ポリマ成分などの群から選択される少なくとも一種である。
【００１７】
インプリント材は、スピンコータやスリットコータにより基板上に膜状に付与される。あるいは、液体噴射ヘッドにより、液滴状、あるいは複数の液滴が繋がってできた島状また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。
【００１８】
［装置構成］
次に、第１実施形態のインプリント装置１００の構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態のインプリント装置１００の構成を示す概略図である。インプリント装置１００は、基板ステージ１１と、インプリントヘッド１２と、変形部１３と、硬化部１４と、吐出部１５（ディスペンサ）と、撮像部１６と、供給部１７と、制御部１８とを含みうる。制御部１８は、例えばＣＰＵやメモリなどを有するコンピュータによって構成され、インプリント処理を制御する（インプリント装置１００の各部を制御する）。
【００１９】
基板ステージ１１は、例えば基板保持部１１ａと基板駆動部１１ｂとを含み、基板Ｗを保持して移動可能に構成される。基板保持部１１ａは、例えば真空吸着力や静電力などにより基板Ｗを保持する。基板駆動部１１ｂは、基板保持部１１ａを機械的に保持するとともに、基板保持部１１ａ（基板Ｗ）をＸＹ方向に駆動する。また、基板駆動部１１ｂは、基板ＷのＺ方向の位置や、基板ＷのＸＹ面に対する傾き、ＸＹ面の回転を変更することができるように構成されてもよい。
【００２０】
ここで、基板Ｗとしては、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Ｗとしては、具体的に、シリコンウェハ、化合物半導体ウェハ、石英ガラスなどである。また、インプリント材の付与前に、必要に応じて、インプリント材と基板との密着性を向上させるための密着層を設けてもよい。
【００２１】
インプリントヘッド１２は、例えば真空吸着力や静電力などによりモールドＭを保持するモールド保持部１２ａと、モールド保持部１２ａ（モールド１）のＺ方向の位置や傾きを変更可能に構成されたモールド駆動部１２ｂとを含みうる。また、モールド駆動部１２ｂは、モールドＭのＸＹ方向の位置を調整することができるように構成されてもよい。
【００２２】
ここで、インプリントヘッド１２により保持されるモールドＭの構成について説明する。図２は、モールドＭの典型的な構成例を示す概略図である。モールドＭは、通常、石英など紫外線を透過可能な材料で作製されており、基板側の面である第１面３１と、該第１面３１の反対側の第２面３２とを有する。
【００２３】
第１面３１には、デバイスパターンとして基板上のインプリント材に転写すべき凹凸パターンを有するパターン部３１ａが設けられる。パターン部３１ａは、例えば、第１面３１から基板側に突起した数十μｍ程度の段差で構成され（即ち、メサ形状）、パターン部３１ａのサイズは、基板上に転写すべきデバイスパターンに応じて異なるが、３３ｍｍ×２６ｍｍが一般的である。
【００２４】
また、第２面３２は、モールド保持部１２ａの保持面に接触して該モールド保持部１２ａによって保持される被保持部３２ａと、第１面３１のパターン部３１ａおよびその周辺の反対側に設けられたキャビティ３２ｂ（第２凹部）とを含みうる。このキャビティ３２ｂは、例えば、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとを接触させる場合などにおいて、第１面３１を、パターン部３１ａの中央部が基板Ｗに向かって突出した凸形状に変形しやすくするために設けられている。キャビティ３２ｂは、モールド保持部１２ａによって保持されたときに略密封された空間となり、後述する変形部１３と配管１３ａを介して連通されている。
【００２５】
変形部１３は、インプリントヘッド１２によって保持されたモールドＭのキャビティ３２ｂの内部へ圧縮空気の供給を制御することによりキャビティ３２ｂの内部圧力を調整し、モールドＭの第１面３１を凸形状に変形する。この変形部１３により、例えば、モールドＭと基板上のインプリント材Ｒとを接触させる処理において、それらの接触面積が徐々に拡がるように第１面３１の変形を制御し、モールドＭとインプリント材Ｒとの間に残存する気泡を低減することができる。
【００２６】
硬化部１４は、基板上のインプリント材Ｒを硬化させる処理において、インプリント材Ｒを硬化させるための光（例えば紫外線）をモールドＭを介して基板Ｗに照射する。本実施形態では、硬化部１４から射出された光が、ビームスプリッタ１９（例えばダイクロイックミラー）で反射され、リレー光学系２０およびモールドＭを介して基板Ｗに照射される。また、吐出部１５は、基板上にインプリント材Ｒを吐出（塗布）する。上述したように、本実施形態のインプリント装置１００では、紫外線の照射によって硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂がインプリント材Ｒとして吐出部１５から基板上に吐出されうる。
【００２７】
撮像部１６は、ビームスプリッタ１９およびリレー光学系２０を介してモールドＭのパターン部３１ａを撮像する。例えば、撮像部１６は、モールドＭとインプリント材Ｒとの接触領域を拡げている間の複数のタイミングの各々でパターン部３１ａを撮像する。このように撮像部１６により得られた各画像には、モールドＭと基板Ｗとの接触によって生じる干渉縞が形成されるため、各画像に基づいて、パターン部３１ａとインプリント材Ｒとの接触領域の拡がり方を観察することができる。また、インプリント装置１００には、例えば、モールドＭと基板Ｗとのアライメントを行うため、モールドＭおよび基板Ｗのアライメントマークを検出する検出部（アライメントスコープ）が設けられてもよい。
【００２８】
供給部１７は、モールドＭの凹凸パターンへのインプリント材Ｒの充填を促進させるためのガス（充填促進ガス）を、モールドＭと基板Ｗとの間に供給する。供給部１７は、モールドＭの側方からモールドＭと基板Ｗとの間に向けて充填促進ガスを噴出する噴出口１７ａ（供給口、ノズル）を有し、当該噴出口１７ａを介して充填促進ガスを供給する。噴出口１７ａは、例えばインプリントヘッド１２により保持されたモールドＭの周辺に配置されうる。図１に示す例では、Ｘ方向におけるモールドＭの側方に２個の噴出口１７ａが設けられた構成であるが、それに限られるものではない。例えば、Ｙ方向におけるモールドＭの側方に２個の噴出口１７ａが更に設けられた構成であってもよいし、１個の噴出口１７ａのみが設けられた構成であってもよい。また、噴出口１７ａは、モールドＭと基板Ｗとの間に向けて充填促進ガスを噴出する構成に限られるものではなく、例えば、モールドＭの側面に向けて充填促進ガスを噴出するように構成されてもよい。
【００２９】
ここで、充填促進ガスとしては、ヘリウムガスなど分子量が小さくモールドＭに対して高い透過性を有するガスや、ＰＦＰ（ペンタフルオロプロパン）ガスなどモールドＭと基板上のインプリント材Ｒとを接触させた際に液化する凝縮性ガス等が用いられうる。また、インプリント装置１００では、例えば、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの周縁部に配置されたショット領域に対してインプリント処理を行う場合、モールドＭのパターン部３１ａと基板Ｗとの間の空間Ｓから充填促進ガスが流出しうる。そのため、本実施形態のインプリント装置１００では、基板ステージ１１に同面板２１が設けられている。同面板２１は、その上面が基板Ｗの上面と略同じ高さ位置になるように、基板Ｗの周囲に配置される。好ましくは、同面板２１は、その上面が基板Ｗの上面より低く且つ基板ステージ１１の基板保持面より高い位置になるように、基板Ｗの周囲に配置されうる。
【００３０】
［インプリント処理］
次に、本実施形態のインプリント装置１００で行われるインプリント処理について説明する。本実施形態のインプリント装置１００は、基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に対して吐出部１５によりインプリント材Ｒを順次吐出した後、当該複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を順次行うように構成されうる。図３は、本実施形態のインプリント装置１００におけるインプリント処理を示すフローチャートである。図３に示すフローチャートの各工程は、制御部１８によって制御されうる。また、図４は、インプリント処理を説明するための図である。図４では、図を分かりやすくするため、モールドＭ、基板Ｗ、基板ステージ１１、同面板２１、吐出部１５、供給部１７（噴出口１７ａ）のみを図示しており、それ以外の構成要素については図示を省略している。
【００３１】
Ｓ１１では、制御部１８は、図４（ａ）に示すように、基板Ｗが吐出部１５の下方に配置されるように基板ステージ１１を制御する。Ｓ１２では、制御部１８は、モールドＭと基板Ｗとの間に充填促進ガスを供給するように供給部１７を制御する。このＳ１２の工程は、Ｓ１１と同時に行われてもよいし、Ｓ１１の前に行われてもよい。Ｓ１３では、制御部１８は、図４（ｂ）に示すように、基板ステージ１１を制御して基板Ｗと吐出部１５とをＸＹ方向に相対移動させながら、基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に対してインプリント材Ｒを吐出するように吐出部１５を制御する。Ｓ１４では、制御部１８は、基板Ｗにおける複数のショット領域の全てに対してインプリント材Ｒを吐出したか否かを判定する。インプリント材Ｒを吐出していないショット領域がある場合にはＳ１３に戻り、当該ショット領域に対してインプリント材Ｒを吐出する。一方、インプリント材Ｒを吐出していないショット領域がない場合（全ショット領域に対してインプリント材Ｒを吐出した場合）にはＳ１５に進む。
【００３２】
Ｓ１５では、制御部１８は、基板Ｗにおける複数のショット領域のうち、インプリント処理を行う対象のショット領域（以下、対象ショット領域）がモールドＭのパターン部３１ａの下方に配置されるように基板ステージ１１を駆動する。Ｓ１６では、制御部１８は、モールドＭ（第１面３１、パターン部３１ａ）が凸形状に変形するように変形部１３を制御する。Ｓ１７では、制御部１８は、図４（ｃ）に示すように、モールドＭと基板Ｗとの間隔が狭まるようにインプリントヘッド１２を制御し、モールドＭと対象ショット領域上のインプリント材Ｒとを接触させる（接触工程）。このとき、制御部１８は、モールドＭとインプリント材Ｒとの接触領域に応じてモールドＭの変形を制御するとよい。例えば、制御部１８は、モールドＭ（例えばパターン部３１ａの中央部）とインプリント材Ｒとの接触が開始した後、モールドＭとインプリント材Ｒとの接触領域が拡がるにつれてキャビティ３２ｂの内部圧力が徐々に小さくなるように変形部１３を制御する。これにより、パターン部３１ａの全体がインプリント材Ｒに接触したときにパターン部３１ａを平面形状にすることができる。
【００３３】
Ｓ１８では、制御部１８は、充電促進ガスの供給を停止するように供給部１７を制御し、モールドＭとインプリント材Ｒとが接触している状態で所定時間だけ経過させる。所定時間とは、パターン部３１ａの凹凸パターン（凹部）にインプリント材Ｒを充填させるための時間（充填時間）であり、事前に設定されうる。Ｓ１９では、制御部１８は、モールドＭとインプリント材Ｒとが接触している状態で、当該インプリント材Ｒに光を照射するように硬化部１４を制御し、当該インプリント材Ｒを硬化させる（硬化工程）。Ｓ２０では、制御部１８は、図４（ｄ）に示すように、モールドＭと基板Ｗとの間隔が広がるようにインプリントヘッド１２を制御し、硬化したインプリント材ＲからモールドＭを剥離する（離型工程）。これにより、対象ショット領域上のインプリント材ＲにモールドＭのパターンに倣った三次元形状のパターンを形成することができる。
【００３４】
Ｓ２１では、制御部１８は、基板Ｗにおける複数のショット領域の全てに対してインプリント処理を行ったか否かを判定する。インプリント処理が未だ行われていないショット領域（未処理のショット領域）がない場合には終了する。一方、未処理のショット領域がある場合にはＳ２２に進む。制御部１８は、Ｓ２２においてモールドＭと基板Ｗとの間に充填促進ガスを供給するように供給部１７を制御した後、Ｓ１５に戻り、図４（ｅ）に示すように、未処理のショット領域を対象ショット領域に設定してインプリント処理を行う。
【００３５】
ここで、図３に示すフローチャートでは、Ｓ１７の接触工程の後に充填促進ガスの供給を停止し、Ｓ２０の離型工程の後に充填促進ガスの供給を再開したが、それに限られるものではない。例えば、Ｓ１７の接触工程の前に充填促進ガスの供給を停止し、Ｓ１９の硬化工程の前または硬化工程中に充填促進ガスの供給を再開してもよい。また、充填促進ガスの供給を停止せずに常時行ってもよい。
【００３６】
［モールドの構成］
本実施形態のインプリント装置１００は、上述したように、基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に対してインプリント材Ｒの吐出を連続して行った後に、当該複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を連続して行うように構成される。このような方法では、スループット向上には有利であるが、モールドＭの下方に基板Ｗが配置されている状態で充填促進ガスを供給するため、モールドＭのパターン部３１ａと基板Ｗとの間の狭い空間Ｓに充填促進ガスを効率よく流入させることが困難になりうる。また、モールドＭとインプリント材Ｒとを接触させると、モールドＭと基板Ｗとの間隔が狭まり、モールドＭと基板Ｗとの間から充填促進ガスが抜けてしまう。そのため、インプリント処理を繰り返すにつれて、インプリント処理時における空間Ｓの充填促進ガスの濃度が低下しうる。
【００３７】
そこで、本実施形態のモールドＭは、第１面３１におけるパターン部３１ａの周辺（周囲）に、第２面３２に連通していない凹部３１ｂが設けられている。このように第１面３１に凹部３１ｂを設けることにより、モールドＭとインプリント材Ｒとを接触させたときに、パターン部３１ａと基板Ｗとの間の空間Ｓに存在していた充填促進ガスを凹部３１ｂに流入させて一時的に貯めておくことができる。また、硬化したインプリント材ＲからモールドＭを剥離するためにモールドＭと基板Ｗとの間隔を広げたときに、凹部３１ｂの充填促進ガスを当該空間Ｓに流入させることができる。このように第１面３１に凹部３１ｂが設けられたモールドＭを用いることにより、インプリント処理時における空間Ｓ内の充填促進ガスの濃度低下を低減することができる。
【００３８】
ここで、モールドＭの第１面３１に設けられる凹部３１ｂの体積は、インプリント処理においてパターン部３１ａと基板Ｗとの間に形成される空間Ｓの最大体積より大きいことが好ましい。このようにモールドＭを構成することにより、空間Ｓ内の充填促進ガスの全てを凹部３１ｂに流入させることができるため、充填促進ガスの濃度低下を更に効率よく低減することができる。
【００３９】
以下に、第１面３１に凹部３１ｂが設けられたモールドＭの構成例について、図５〜図６を参照しながら説明する。図５〜図６は、本実施形態のモールドＭの構成例を示す図である。各図において、（ａ）はモールドＭを基板側から見た図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。また、（ｃ）、（ｄ）は、モールドＭの変形例である。ここで、以下では、「基板側から見て」との用語を用いるが、これは、「モールドＭの第２面３２（被保持部３２ａ）に対する平面視において」、または「モールドＭの第２面３２（被保持部３２ａ）と平行な方向（ＸＹ方向）において」と同様の意味である。また、モールドＭの側面３３とは、モールドＭの第１面３１と第２面３２とを繋ぐ面として規定されうる。
【００４０】
図５は、パターン部３１aを取り囲むように第１面３１に凹部３１ｂが設けられたモールドＭを示している。
図５（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。即ち、図５（ａ）および（ｂ）に示す例では、第２面３２の被保持部３２ａの反対側の第１面３１の部分（基板側から見て被保持部３２ｂと重なり合う第１面３１の部分）に凹部３１ｂが設けられている。
【００４１】
図５（ｃ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。図５（ｃ）に示す例では、第１面３１に設けられた凹部３１ｂの全てが、基板側から見てキャビティ３２ｂに重なり合うように構成されている。また、凹部３１ｂは、パターン部３１ａに接することなく、即ち、パターン部３１ａに対して離間するように第１面３１に設けられることが、モールドＭ（パターン部３１ａ）の強度の点で好ましい。
【００４２】
図５（ｄ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように、即ち、凹部３１ｂの底面が傾斜するように構成されている。このように構成されたモールドＭでは、空間Ｓから凹部３１ｂへの充填促進ガスの流入、および、凹部３１ｂから空間Ｓへの充填促進ガスの流入を更に効率よく行うことができる。
【００４３】
図７は、図５（ａ）および（ｄ）に示すモールドＭの具体的な寸法例を示す図であり、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向の縮尺度を同じにしている。モールドＭの全体の寸法はａ＝１５０ｍｍ、ｂ＝１５０ｍｍ、モールドＭの厚さｈは６．３５ｍｍであり、パターン部３１ａの寸法はｃ＝２６ｍｍ、ｄ＝３３ｍｍである。キャビティ３２ｂは円形形状をしており、その半径ｅは３２ｍｍである。この場合において、パターン部３１ａと基板Ｗとの間に形成されうる最大の隙間ｆを０．５ｍｍと仮定すると、それらの間の空間Ｓの最大体積より大きい体積を有するドーナツ形状の凹部３１ｂの内径Ｐｉｎ、外形Ｐｏｕｔ、深さＤを求めることができる。例えば、内径Ｐｉｎ＝３５ｍｍ、外形Ｐｏｕｔ＝７０に設定した場合、深さＤを０．１７ｍｍより大きくすれば、凹部３１ｂの体積を空間Ｓの最大体積より大きくすることができる。また、内径Ｐｉｎ＝３５ｍｍ、外形Ｐｏｕｔ＝４５ｍｍに設定した場合、深さＤを０．７７より大きくすれば、凹部３１ｂの体積を空間Ｓの最大体積より大きくすることができる。ここで、凹部３１ｂの深さＤは、キャビティ３２ｂが設けられている部分の厚さより小さいことが、モールドＭの強度の点で好ましい。
【００４４】
図６は、パターン部３１ａを取り囲み且つモールドＭの側面３３に連通するように第１面３１に凹部３１ｂが設けられたモールドＭを示している。図６（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。図６（ｃ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。また、図６（ｄ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように構成されている。
【００４５】
上述したように、本実施形態のモールドＭは、第１面３１におけるパターン部３１ａの周辺に凹部３１ｂが設けられている。このように第１面３１に凹部３１ｂを設けたモールドＭを用いてインプリント処理を行うことにより、モールドＭのパターン部３１ａと基板Ｗとの間の空間Ｓにおける充填促進ガスを、接触工程のときに一時的に凹部３１ｂに溜めておくことができる。したがって、基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に対してインプリント処理を連続して行う場合であっても、空間Ｓ内の充填促進ガスの濃度低下を低減することができる。
【００４６】
＜第２実施形態＞
本発明に係る第２実施形態について説明する。基板Ｗにおける複数のショット領域の各々に対してインプリント材Ｒを連続して吐出する方法では、噴出口１７ａから充填促進ガスを噴出させた場合、その影響によって他のショット領域上のインプリント材Ｒに揮発や形状変化、位置ずれ等が生じうる。そのため、噴出口１７ａから噴出された充填促進ガスがモールドＭと基板Ｗとの間に効率よく流入するようにモールドＭが構成されていることが好ましい。第２実施形態のモールドＭは、第１面３１の凹部３１ｂとモールドＭの側面３３とを連通する流路３１ｃが第１面３１に設けられている。
【００４７】
図８は、第１面３１の凹部３１ｂとモールドＭの側面３３とを連通する流路３１ｃが第１面３１に設けられたモールドＭを示している。図８において、（ａ）はモールドＭを基板側から見た図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。また、（ｃ）、（ｄ）は、モールドＭの変形例である。図８（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。図８（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。また、図７（ｃ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように構成されている。
【００４８】
流路３１ｃは、例えば、第１面３１の凹部３１ｂとモールドＭの側面３３とを繋ぐように第１面３１に設けられた溝である。そして、モールド保持部１２ａによってモールドＭが保持されたときに、噴出口１７ａから噴出されたガスが当該流路３１ｃを介して凹部３１ｂに供給され易くするために第１面３１に設けられる。即ち、流路３１ｃは、モールドＭの側面３３のうち、噴出口１７ａに対向する位置に設けられうる。このように構成されたモールドＭを用いる場合、モールドＭと基板Ｗとの間に向けて充填促進ガスを噴出するように噴出口１７ａを構成するのではなく、例えば、モールドＭの側面３３に向けて充填促進ガスを噴出するように噴出口１７ａを構成するとよい。ここで、流路３１ｃは、１つに限られず、モールドＭの２つ以上の側面３３に対して設けられてもよい。
【００４９】
このように、本実施形態のモールドＭは、第１面３１の凹部３１ｂとモールドＭの側面３３とを連通する流路３１ｃが設けられる。これにより、第１実施形態と同様に、インプリント処理時における充填促進ガスの濃度低下を低減することができるとともに、第１面３１の凹部３１ｂに充填促進ガスを効率よく供給することができる。また、複数の噴出口１７ａが設けられている場合、それらのうち、流路３１ｃに対向する噴出口１７ａのみから充填促進ガスを噴出することで、他のショット領域上のインプリント材Ｒへの影響を低減することができる。
【００５０】
＜第３実施形態＞
本発明に係る第３実施形態について説明する。インプリント処理を行う対象ショット領域が基板Ｗの周縁部にある場合では、ＸＹ方向において、モールドＭの一部が基板Ｗからはみ出してしまうことがある。図９は、ＸＹ方向におけるモールドＭと基板Ｗとの位置関係を示す図である。図９には、モールドＭの４つの側面３３に対してそれぞれ設けられた４つの噴出口１７ａも図示されている。図９（ａ）は、基板Ｗの中央部に対象ショット領域がある場合におけるモールドＭと基板Ｗとの位置関係を示しており、図９（ｂ）は、基板Ｗの周縁部に対象ショット領域がある場合におけるモールドＭと基板Ｗとの位置関係を示している。図１１において、例えば、基板Ｗの径は３００ｍｍであり、モールドＭの１辺の長さは１５０ｍｍであり、噴出口１７ａはモールドＭから８０ｍｍだけ離間して配置されている。
【００５１】
図９（ａ）に示すように、基板Ｗの中央部に対象ショット領域がある場合、モールドＭは、ＸＹ方向において、その全体が基板Ｗに重なるように配置される。そのため、図５および図６に示すように、パターン部３１ａを取り囲むように凹部３１ｂが第１面に設けられたモールドを用いることができる。一方、図９（ｂ）に示すように、基板Ｗの周縁部に対象ショット領域がある場合、モールドＭの一部が、ＸＹ方向において基板Ｗからはみ出すこととなる。基板Ｗの周辺には同面板２１が設けられているが、組立時の公差などにより、同面板２１の上面は、基板Ｗの上面に対して０．１ｍｍ程度低く調整され、基板Ｗと同面板２１との間に０．１ｍｍ程度の隙間が形成されうる。そのため、図５および図６に示すモールドＭを用いてしまうと、基板Ｗに重なっていないモールドＭの部分から充填促進ガスが流出してしまう。そこで、本実施形態のモールドＭでは、凹部３１ｂが、パターン部３１ａに対して非対称となるように第１面３１に設けられている。
【００５２】
図１０〜１２は、本実施形態のモールドＭの構成例を示す図である。各図において、（ａ）はモールドＭを基板側から見た図であり、（ｂ）はＡ−Ａ断面図である。また、（ｃ）、（ｄ）は、モールドＭの変形例である。モールドＭの凹部３１ｂは、モールドＭの第１面３１のうち、ＸＹ方向において基板Ｗに重なる部分に設けられうる。このようなモールドＭは、基板上における対象ショット領域の位置に対応するように、モールド上における凹部３１ａの位置や範囲を変更して複数作製され、基板上における対象ショット領域の位置に応じて使い分けられうる。
【００５３】
図１０は、パターン部３１ａに対して非対称の凹部３１ｂが第１面３１に設けられたモールドＭを示している。図１０（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。図１０（ｃ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。また、図１０（ｄ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように構成されている。
【００５４】
図１１は、パターン部３１ａに対して非対称の凹部３１ｂが、モールドＭの側面３３に連通するように第１面３１に設けられたモールドＭを示している。図１１（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。図１１（ｃ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。また、図１１（ｄ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように構成されている。
【００５５】
図１２は、第１面３１の凹部３１ｂとモールドＭの側面３３とを連通する流路３１ｃが第１面３１に更に設けられたモールドＭを示している。図１２（ａ）および（ｂ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重ならないように構成されている。図１２（ｃ）に示すモールドＭは、第１面３１に設けられた凹部３１ｂが、基板側から見て、第２面３２に設けられたキャビティ３２ｂに重なる部分を含むように構成されている。また、図１２（ｄ）に示すモールドＭは、凹部３１ｂの深さがパターン部３１ａから離れるにつれて深くなるように構成されている。
【００５６】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態にかかる物品の製造方法は、例えば、半導体デバイス等のマイクロデバイスや微細構造を有する素子等の物品を製造するのに好適である。本実施形態の物品の製造方法は、基板に供給（塗布）されたインプリント材に上記のインプリント装置（インプリント方法）を用いてパターンを形成する工程と、かかる工程でパターンを形成された基板を加工する工程とを含む。更に、かかる製造方法は、他の周知の工程（酸化、成膜、蒸着、ドーピング、平坦化、エッチング、レジスト剥離、ダイシング、ボンディング、パッケージング等）を含む。本実施形態の物品の製造方法は、従来の方法に比べて、物品の性能・品質・生産性・生産コストの少なくとも１つにおいて有利である。
【００５７】
インプリント装置を用いて成形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。
【００５８】
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。
【００５９】
次に、物品の具体的な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ェハ等の基板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。
【００６０】
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１ｚ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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことはいうまでもなく、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１１：基板ステージ、１２：インプリントヘッド、１３：変形部、１４：硬化部、１５：吐出部、１６：撮像部、１７：供給部、１８：制御部、１００：インプリント装置、Ｗ：基板、Ｍ：モールド、
【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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