(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上の未硬化のインプリント材と型とを互いに接触させた状態で前記インプリント材を硬化させる装置であって、
前記接触により液化する凝縮性気体を前記インプリント材と前記型との間に供給する供給部と、
前記凝縮性気体を気体状態で前記供給部に移送するための第１配管と、
前記第１配管に接続され、前記凝縮性気体を液体状態で貯蔵する貯蔵部と、
前記凝縮性気体を液体状態で前記貯蔵部に移送するための第２配管と、
を含み、前記供給部は、前記貯蔵部の中で気化し前記第１配管を介して移送された前記凝縮性気体を供給するように設けられ、
前記第２配管には、前記液体状態の凝縮性気体を濾過するフィルタが配置されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記第１配管における前記凝縮性気体の飽和蒸気圧をＰｓ、大気圧をＰ０、前記第１配管の摩擦係数をλ、前記第１配管の内径をＤ、前記第１配管における前記凝縮性気体の密度をγ、前記第１配管における前記凝縮性気体の流速をＶ、前記第１配管の長さをＬとして、
Ｐｓ−Ｐ０≧λ・（Ｌ／Ｄ）・（γＶ2）／２
を満たすことを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記貯蔵部の内部の温度調整を行う温度調整機構を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記貯蔵部は、前記供給部の位置より高い位置に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項５】
前記供給部により前記インプリント材と前記型との間に供給された前記凝縮性気体を回収する回収部と、
前記回収部により回収された前記凝縮性気体を収容する容器と、
を含むことを特徴とする請求項１乃至４のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
前記供給部に移送するための前記第１配管の中で液化した前記凝縮性気体を回収して前記容器に移送する機構を含むことを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記容器に収容された前記凝縮性気体を前記貯蔵部に移送する機構を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の装置。
【請求項８】
前記凝縮性気体の沸点は、−１０乃至２３℃の範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至７のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記凝縮性気体の飽和蒸気圧は、０．１乃至０．４ＭＰａの範囲内にあることを特徴とする請求項１乃至８のうちいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のうちいずれか１項に記載の装置を用いて、基板上に硬化したインプリント材のパターンを形成する工程と、
前記工程で前記パターンが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の製造方法。
【請求項１１】
基板上の未硬化のインプリント材と型との間の空気を凝縮性気体で置換した状態で前記インプリント材と前記型とを互いに接触させ、前記インプリント材を硬化させるインプリント処理部に接続され、前記凝縮性気体を前記インプリント処理部に供給する気体供給経路であって、
前記凝縮性気体を気体状態で前記インプリント処理部に移送するための第１配管と、
前記第１配管に接続され、前記凝縮性気体を液体状態で貯蔵する貯蔵部と、
前記凝縮性気体を液体状態で前記貯蔵部に移送するための第２配管と、
前記第２配管に配置され、前記液体状態の凝縮性気体を濾過するフィルタと、
を有することを特徴とする気体供給経路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板を処理する装置、物品の製造方法、および気体供給経路に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス等の物品を製造するためのリソグラフィ技術の一つとして、インプリント技術が実用化されつつある。
【０００３】
大気中でインプリントを行う場合、樹脂への押型により、モールドと樹脂との間に気泡が閉じ込められやすい。気泡が残留したまま樹脂を硬化させると、形成されたパターンに未充填欠陥が生じうる。
【０００４】
未充填欠陥を抑制するためには、閉じ込められた大気がショットの外へ拡散するのを待ったり、樹脂中に溶解するのを待ったりして、充填に要する時間を長く設定する必要がある。このように、充填時間が長くなることによる装置スループットの低下は、インプリント技術の大きな課題の一つである。
【０００５】
未充填欠陥の低減や充填時間の短縮を実現するための解決策として、特許文献１では、分子拡散速度の速いヘリウムや樹脂中に溶解しやすい二酸化炭素を導入することが提案されている。しかし、充填時間を短縮し、装置スループットを向上するためには、更なる改善が必要である。
【０００６】
更なる充填時間短縮のため、特許文献２では、基板全体を含む空間やインプリントを施す領域を凝縮性気体（凝縮性ガス）で曝露する構成が提案されている。モールドと樹脂との間に閉じ込められたガスを凝縮させることにより、充填時間を短縮するとともに、未充填欠陥を抑制することが可能である。また、非特許文献１では、凝縮性ガスの一種である１，１，１，３，３−ペンタフルオロプロパン（以下、単に「ペンタフルオロプロパン」という。）を用いることにより、モールドを硬化させた樹脂から引き離す力（以下「離型力」という。）を低くできることが報告されている。離型力を低減することにより、モールドへの樹脂の付着を抑制し、転写欠陥を少なくすることができる。更に、非特許文献２では、ペンタフルオロプロパンによって樹脂の粘性が低下する現象が報告されている。樹脂の粘性が低いほど、樹脂が基板上で広がり易くなるため、充填時間を短縮することが可能である。また、特許文献３には、半導体工場で使用されるＨＦ、ＣｌＦ３、ＢＣｌ３、ＳｉＨ２、Ｃｌ２、ＷＦ６等に代表される低蒸気圧の液化ガスの安定供給装置及び供給方法が開示されている。特許文献３では、低蒸気圧の液化ガスが送気配管内で液化することを防止するために、低蒸気圧の液化ガスが充填されたボンベから気体状の液化ガスを２次貯蔵庫に充填し、２次貯蔵庫内で再液化させた後に気化させてから装置に液化ガスを供給する。配管内は温度制御され、配管内で液化させないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特表２０１１−５１４６５８号公報
【特許文献２】特許第３７００００１号公報
【特許文献３】特開２００９−０５２５９５号公報
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Hiroshima, Journal of Vacuum Science and Technology B 27(6) (2009) 2862-2865
【非特許文献２】Hiroshima, Journal of Photopolymer Science and Technology Volume23, Number 1 (2010) 45-50
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
凝縮性ガスの一種であるペンタフルオロプロパンは、離型力を低減する効果と、樹脂を低粘性化する効果を有し、充填時間の短縮、未充填欠陥、転写欠陥の低減に有効である。蒸気圧の低い凝縮性ガスであるペンタフルオロプロパンは、通常容器に液体状態で充填され、容器内で気化したペンタフルオロプロパンをインプリント装置に搬送させる。容器内で気化した凝縮性ガスをインプリント装置にまで搬送させるためのエネルギーは、ペンタフルオロプロパンの蒸気圧という極めて低い圧力エネルギーのみであり、ポンプ等の外部エネルギーは通常使用されない。更に、半導体製造プロセスで使用されるインプリント装置では、厳密なペンタフルオロプロパンの流量制御のためのマスフローコントローラや、清浄化のためのフィルタ等が配管内に配置されている。また、半導体工場では、容器は、クリーンルーム外に配置されるため、配管長が長くなる。そのため、配管内での圧力損失が増大し、ペンタフルオロプロパンが配管内で液化してしまい、インプリント装置に安定供給できないという課題が生じる。なお、特許文献３のように、凝縮性ガスを容器から気体として装置近傍の２次貯蔵庫へ移送し、２次貯蔵庫で再液化した後に、気体として装置へ移送することにより、凝縮性ガスの安定供給を図る方法もある。しかし、清浄化のためのフィルタを配管経路に設けた場合、フィルタの圧力損失が高いため、配管内における凝縮性ガスの液化を避けることは難しく、安定的に凝縮性ガスを供給することが困難であった。
【００１０】
本発明は、例えば、凝縮性気体を気体の状態で供給部に移送するの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】
【００１１】
本発明の一側面によれば、基板上の未硬化のインプリント材と型とを互いに接触させた状態で前記インプリント材を硬化させる装置であって、前記接触により液化する凝縮性気体を前記インプリント材と前記型との間に供給する供給部と、前記凝縮性気体を気体状態で前記供給部に移送するための第１配管と、前記第１配管に接続され、前記凝縮性気体を液体状態で貯蔵する貯蔵部と、前記凝縮性気体を液体状態で前記貯蔵部に移送するための第２配管と、を含み、前記供給部は、前記貯蔵部の中で気化し前記第１配管を介して移送された前記凝縮性気体を供給するように設けられ、前記第２配管には、前記液体状態の凝縮性気体を濾過するフィルタが配置されていることを特徴とする装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、凝縮性気体を気体の状態で供給部に移送するのに有利な技術が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態に係るインプリント処理部の構成を示す図。
【図２】実施形態におけるガス供給回収部を含むインプリント装置の構成を示す図。
【図３】凝縮性ガスを液化させずに移送できる配管長を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではなく、本発明の実施に有利な具体例を示すにすぎない。また、以下の実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の課題解決のために必須のものであるとは限らない。
【００１５】
図１は、本実施形態に係るインプリント処理部１１の構成を示す概略図である。インプリント処理部１１は、半導体デバイス等の物品の製造に使用され、被処理基板であるウエハ２１上（基板上）に塗布された樹脂３１をモールド４１（型）で成形し、ウエハ２１上にインプリント材である樹脂のパターンを形成する装置である。なお、本実施形態では、インプリント処理部１１は、紫外線の照射によってインプリント材を硬化させる光硬化法を採用するが、これに限定されるものではなく、例えば入熱によってインプリント材を硬化させる熱硬化法を採用することもできる。また、以下の図においては、ウエハ２１上の樹脂３１に対して照射される紫外線５３の光軸に平行にＺ軸をとり、Ｚ軸に垂直な平面内に互いに直交するＸ軸およびＹ軸をとっている。インプリント処理部１１は、光照射部５０と、モールド保持機構４０と、ウエハ保持機構２０と、液滴吐出部３３と、制御部１６とを備える。
【００１６】
光照射部５０は、インプリント処理の際、特にウエハ２１上の樹脂３１を硬化させる際に、モールド４１に対して紫外線５３を照射する。この光照射部５０は、樹脂硬化用の紫外線５３を発生する光源５１と、紫外線５３をインプリントに適切な光に調整し、モールド４１に照射する照明光学系５２とを含む。光源５１は、ハロゲンランプなどのランプ類を採用可能であるが、モールド４１を透過し、かつ紫外線５３の照射により樹脂３１が硬化する波長の光を発する光源であれば、特に限定するものではない。照明光学系５２は、不図示であるが、レンズ、ミラー、アパーチャ、または照射と遮光とを切り替えるためのシャッターなどを含み得る。なお、本実施形態では、光硬化法を採用するために光照射部５０を設置しているが、例えば熱硬化法を採用する場合には、この光照射部５０に換えて、熱硬化性樹脂を硬化させるための熱源部を設置することとなる。
【００１７】
モールド４１は、外周形状が多角形（好適には、矩形または正方形）であり、ウエハ２１に対する面には、例えば回路パターンなどの転写すべき凹凸パターンが３次元状に形成されたパターン部４１ａを含む。また、モールド４１の材質は、紫外線５３を透過させることが可能な材質であり、本実施形態では一例として石英とする。さらに、モールド４１は、紫外線５３が照射される面に、平面形状が円形で、かつ、ある程度の深さのキャビティ４４（凹部）を有する場合もある。
【００１８】
モールド保持機構４０は、モールド４１を保持するモールドチャック４２と、このモールドチャック４２を移動自在に保持するモールド駆動機構４３と、モールド４１（パターン部４１ａ）の形状を補正する倍率補正機構４６とを含む。モールドチャック４２は、モールド４１における紫外線５３の照射面の外周領域を真空吸着力や静電力により引き付けることでモールド４１を保持し得る。例えば、モールドチャック４２は、真空吸着力によりモールド４１を保持する場合、外部に設置された不図示の真空ポンプに接続され、この真空ポンプの排気による吸着圧を適宜調整することで、モールド４１に対する吸着力（保持力）を調整し得る。モールド駆動機構４３は、モールド４１とウエハ２１上の樹脂３１への押し付け（押型）、または硬化した樹脂からのモールドの引き離し（離型）を選択的に行うように、モールド４１を各軸方向に移動させる。このモールド駆動機構４３に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターやエアシリンダーがある。また、モールド駆動機構４３は、モールド４１の高精度な位置決めに対応するために、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成されていてもよい。さらに、モールド駆動機構４３は、Ｚ軸方向だけでなく、Ｘ軸方向やＹ軸方向、またはθ（Ｚ軸周りの回転）方向の位置調整機能や、モールド４１の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。なお、インプリント処理部１１における押し付けおよび引き離しの各動作は、モールド４１をＺ軸方向に移動させることで実現してもよいが、ウエハ保持機構２０をＺ軸方向に移動させることで実現してもよく、または、その双方を相対的に移動させてもよい。倍率補正機構４６は、モールドチャック４２におけるモールド４１の保持側に設置され、モールド４１の側面に対して外力または変位を機械的に与えることによりモールド４１（パターン部４１ａ）の形状を補正する。
【００１９】
さらに、モールドチャック４２およびモールド駆動機構４３は、平面方向の中心部（内側）に、光照射部５０から照射された紫外線５３がウエハ２１に向かって通過可能とする開口領域４７を有する。ここで、モールドチャック４２（またはモールド駆動機構４３）は、開口領域４７の一部とモールド４１とで囲まれるキャビティ４４を密閉空間とする光透過部材（例えばガラス板）４５を備える場合もある。この場合、キャビティ４４内の圧力は、真空ポンプなどを含む不図示の圧力調整装置により調整される。この圧力調整装置は例えば、モールド４１とウエハ２１上の樹脂３１との押し付けの際、キャビティ４４内の圧力をその外部よりも高く設定する。そうすると、パターン部４１ａがウエハ２１に向かって凸形に撓み、樹脂３１に対してパターン部４１ａの中心部から接触させることができる。これにより、パターン部４１ａと樹脂３１との間に気体（空気）が残留することを抑え、パターン部４１ａの凹凸パターンに樹脂３１を隅々まで充填させることができる。
【００２０】
モールド保持機構４０又はその近傍には、ガス供給部６３及びガス回収部６４（供給・回収ヘッドまたは単にヘッド）が設けられている。後述するガス供給回収機構によって、ガス供給部６３を介してパターン部４１ａとウエハ２１との間にガスが供給され、ガス回収部６４を介して、供給されたガスが回収される。ここで、ガスは、押型により生じる圧力上昇により液化する凝縮性のあるガスであり、例えば、ペンタフルオロプロパンを使用する。ペンタフルオロプロパンの沸点は概ね−１０乃至２３℃の範囲内にあり、飽和蒸気圧は０．１乃至０．４ＭＰａの範囲内にある。パターン部４１ａとウエハ２１との間の空気を凝縮性気体（凝縮性ガス）で置換することにより、空気が残留することにより生じる未充填欠陥を防止することができる。
【００２１】
ウエハ２１は、例えば、単結晶シリコン基板やＳＯＩ（Ｓｉｌｉｃｏｎ  ｏｎ  Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ）基板である。このウエハ２１上の複数のショット（パターン形成領域）には、パターン部４１ａにより樹脂３１のパターン（パターンを含む層）が成形される。なお、一般的には、ウエハ２１がインプリント処理部１１に搬入される前に、予め複数のショット上には前工程にてパターン（以下「基板側パターン」という）が形成されている。
【００２２】
ウエハ保持機構２０は、ウエハ２１を移動可能に保持し、例えば、モールド４１とウエハ２１上の樹脂３１との押し付けに際し、パターン部４１ａとショット（基板側パターン）との位置合わせなどを実施する。ウエハ保持機構２０は、ウエハ２１を吸着力により保持するウエハチャック２２と、ウエハチャック２２を機械的に保持して各軸方向に移動可能とするウエハステージ２３とを含む。ウエハステージ２３に採用可能な動力源としては、例えばリニアモーターや平面モータなどがある。ウエハステージ２３も、Ｘ軸およびＹ軸の各方向に対して、粗動駆動系や微動駆動系などの複数の駆動系から構成し得る。さらに、Ｚ軸方向の位置調整のための駆動系や、ウエハ２１のθ方向の位置調整機能、またはウエハ２１の傾きを補正するためのチルト機能などを有する構成もあり得る。ウエハ保持機構２０は、さらにその側面に、Ｘ、Ｙ、Ｚ、ωｘ、ωｙ、ωｚの各方向に対応した複数の参照ミラー７１（反射部）を備える。これに対して、インプリント処理部１１は、複数の参照ミラー７１にそれぞれビーム７２を照射することで、ウエハステージ２３の位置を測定する複数のレーザー干渉計７３を備える。なお、図１では、一組の参照ミラー７１とレーザー干渉計７３のみが示されている。レーザー干渉計７３は、ウエハ２１の位置を実時間で計測し、制御部１６は、このときの計測値に基づいてウエハ２１（ウエハステージ２３）の位置決め制御を実行する。なお、このような位置計測機構としては、上記のレーザー干渉計７３の他にも半導体レーザーを用いたエンコーダなどを採用可能である。
【００２３】
液滴吐出部３３は、モールド保持機構４０の近傍に設置され、ウエハ２１上に存在するショット（基板側パターン）上に、樹脂３１を塗布する。ここで、この樹脂３１は、紫外線５３を受光することにより硬化する性質を有する紫外線硬化樹脂（光硬化性樹脂）であり、半導体デバイス製造工程などの各種条件により適宜選択される。この液滴吐出部３３は、塗布方式としてインクジェット方式を採用し、未硬化状態の樹脂３１を収容する容器３２とを含む。液滴吐出部３３は、例えばピエゾタイプの吐出機構（インクジェットヘッド）を有する。樹脂３１の塗布量（吐出量）は、例えば０．１〜１０ｐＬ／滴の範囲で調整可能であり、通常、約２ｐＬ／滴で使用する場合が多い。なお、樹脂３１の全塗布量は、パターン部４１ａの密度、および所望の残膜厚により決定される。液滴吐出部３３は、制御部１６からの動作指令に基づいて、塗布位置や塗布量などを制御する。
【００２４】
制御部１６は、インプリント処理部１１の各構成要素の動作および調整などを制御し得る。制御部１６は、例えばコンピュータなどで構成され、インプリント処理部１１の各構成要素に回線を介して接続され、プログラムに従って各構成要素の制御を実行し得る。なお、制御部１６は、インプリント処理部１１の他の部分と一体で（共通の筐体内に）構成してもよいし、インプリント処理部１１の他の部分とは別体で（別の筐体内に）構成してもよい。
【００２５】
その他の機構は、定盤１２、除振器１３、フレーム１４、アライメントスコープ１５を含む。定盤１２は、インプリント処理部１１全体を支えると共にウエハステージ２３の移動の基準平面を形成する。除振器１３は、床からの振動を除去する機能を有し、フレーム１４を支える。フレーム１４は、ウエハ２１より上方に位置する構成部分の光源５１からモールド４１までを支える。アライメントスコープ１５は、ウエハ２１上のアライメントマーク位置を計測し、その結果に基づいてウエハステージ２３の位置決めを行う。
【００２６】
次に、本実施形態に係る凝縮性ガスの供給および回収について説明する。図２は、インプリント処理部１１とインプリント処理部１１に対して凝縮性ガスの供給および回収を行うガス供給回収機構とを含むインプリント装置１０の構成を示す図である。ガス容器６１は、凝縮性ガスを液体状態で貯蔵する。ガス容器６１は、例えば、インプリント処理部１１が設置されるクリーンルームフロア８１とは別のガス容器保管フロア８２（例えば、屋外や地下など）に設置される。インプリント処理部１１の近傍又は内部には、ガス容器６１から凝縮性ガスを液体状態で受け取り貯蔵する貯蔵部であるバッファタンク６５が配置される。バッファタンク６５は、例えば、後述する気体供給配管６７内で凝縮性ガスが液化するのを防止するために、ガス供給部６３の位置よりも高い位置に配置される。ガス容器６１の液相領域６１ａとバッファタンク６５とは、液体供給配管６６によって接続され、ガス容器６１の中の凝縮性ガスを液体状態で移送することができる。
【００２７】
液体供給配管６６の経路途中には、液体状態の凝縮性ガスを濾過するためのフィルタ６８が配置されうる。これにより、バッファタンク６５には清浄な液体状態の凝縮性ガスが貯蔵される。フィルタ６８は、パーティクルや金属を除去するためのフィルタを複数含んでもよい。これにより凝縮性ガスは清浄な状態が保たれる。
【００２８】
バッファタンク６５の気相領域６５ｃとインプリント処理部１１のガス供給部６３とは気体供給配管６７によって接続されている。気体供給配管６７は、バッファタンク６５の中で気化した凝縮性ガスを気体状態でインプリント処理部１１のガス供給部６３に導入する。インプリント処理部１１では、上述したとおり、ガス供給部６３を介してパターン部４１ａとウエハ２１との間にガスが供給される。バッファタンク６５内で凝縮性ガスを気化させる時に、気化熱によってバッファタンク６５が冷え、十分に凝縮性ガスを気体として取り出せなくなることがある。そこで、バッファタンク６５内の凝縮性ガスの気化が安定的に行われるよう、バッファタンク６５の内部の温度調整を行う温度調整機構６５ａがバッファタンク６５に設けられる。温度調整機構６５ａは、バッファタンク６５の温度を計測しながらヒーターで加熱する機構や、液体を流して温度調整する機構でありうる。また、バッファタンク６５内には、液体状態の凝縮性ガスの液面を計測する液面センサ６５ｂが設けられる。液面レベルが設定レベルを下回った時は、ガス容器６１から液体供給配管６６を介して液体状態の凝縮性ガスがバッファタンク６５に供給される。こうして、バッファタンク６５内には一定量の液体状態の凝縮性ガスが貯蔵される。
【００２９】
気体供給配管６７の経路途中には、流量制御機構６９が配置される。実施形態において、流量制御機構６９からガス供給部６３までの間にはフィルタやバルブ等は配置されない。経路途中で凝縮性ガスが液化するのを防止するためである。ただし、事故等により気体供給配管６７内で凝縮性ガスが気体状態から再液化し残留した場合、その液体状態の凝縮性ガスを取り除く必要がある。そのために、気体供給配管６７をＴ字継手等で分岐し、液体状態の凝縮性ガスを回収する機構を設けてもよい。回収された液体状態の凝縮性ガスは、回収容器６２に回収される。
【００３０】
インプリント処理部１１に供給された凝縮性ガスは、ガス回収部６４を介してインプリント処理部１１の外へと排気され、回収容器６２に回収される。回収容器６２に収容された凝縮性ガスは、ガス容器６１又はバッファタンク６５に移送し、再利用してもよい。
【００３１】
上記構成によれば、凝縮性ガスは、ガス容器６１からバッファタンク６５までの間は、液体供給配管６６を介して液体状態で移送され、バッファタンク６５からインプリント処理部１１までの間は、気体供給配管６７を介して気体状態で移送される。ここで、凝縮性ガスを気体状態で移送する気体供給配管６７の長さを極力短くすることで凝縮性ガスの液化を防止することにより、安定した流量で凝縮性ガスを供給することができる。また、圧力損失の高いフィルタ等は可能な限り液体供給配管６６側に設け、気体供給配管６７には圧力損失の高い部品を設けないことにより、気体供給配管６７の圧力損失を下げ、凝縮性ガスを安定的に供給することができる。
【００３２】
気体供給配管６７が長い場合は、気体供給配管６７内の圧力損失が増大し、気体供給配管６７で凝縮性ガスが再液化する可能性が高まる。再液化を防止するためには、気体供給配管６７の長さＬは、次式を満たす必要がある。
Ｐｓ−Ｐ０≧λ・（Ｌ／Ｄ）・（γＶ2）／２      式（１）
ただし、
Ｐｓは気体供給配管６７内の凝縮性ガスの飽和蒸気圧、
Ｐ０は大気圧、
λは気体供給配管６７の摩擦係数、
Ｄは気体供給配管６７の内径、
γは気体供給配管６７内のガス密度、
Ｖは気体供給配管６７における凝縮性ガスの流速
を表す。
【００３３】
例えば、凝縮性ガスとしてペンタフルオロプロパンを使用する場合、２３℃における蒸気圧から大気圧を引いた圧力（Ｐｓ−Ｐ０）は４０ｋＰａとなる。これは、４０ｋＰａの加圧によって、ペンタフルオロプロパンが液化することを表している。一方、式（１）の右辺はファニングの式であり、水平配管の圧力損失を示す。ガス流量を１０、２０、３０リットル／分とし、式（１）の右辺が４０ｋＰａになる配管長Ｌを計算した結果を図３に示す。例えば、気体供給配管６７の内径が０．００６ｍでインプリント処理部１１に３０Ｌ／ｍｉｎのペンタフルオロプロパンを供給する場合を考える。この場合、図３より、気体供給配管６７の配管長を約１５ｍ以下にしなければ、気体供給配管６７内で液化してしまい、安定供給できないことになる。同様に、気体供給配管６７の内径を０．００４ｍ、０．００５ｍとした場合には、気体供給配管６７の長さを、それぞれ約２ｍ、約６ｍ以下にしなければならない。気体供給配管６７の配管内径を大きくすれば、気体供給配管６７の長さを長くでき、ペンタフルオロプロパンの供給量を多くすることができる。しかし、実装上、気体供給配管６７の配管内径は０．００６ｍ以下のものが一般的であり、気体供給配管６７の長さは１５ｍ以下とされる。また、ペンタフルオロプロパンの供給量を少なくすれば、気体供給配管６７を長くすることができるが、パターン部４１ａとウエハ２１との間の空気を十分に置換することができなくなる。
【００３４】
以上は、気体供給配管６７が水平配管のみであると仮定した場合の圧力損失を計算した結果である。実際の気体供給配管６７には、流量制御機構６９や継手、ガス供給部６３等が接続され、圧力損失は高くなる可能性がある。また、気体供給配管６７を、実装のために曲げることによっても、圧力損失が高くなる可能性がある。凝縮性ガスの液化しない気体供給配管６７の配管長は、これらの圧力損失を加味して計算される。凝縮性ガスとしてペンタフルオロプロパンを用いた場合には、上記圧力損失を考慮した気体供給配管６７の配管長は１０ｍ以下となる。気体供給配管６７の実際の引きまわしを考慮すると、インプリント処理部１１とバッファタンク６５の直線距離は例えば５ｍ以下とされる。
【００３５】
以上の実施形態によれば、低蒸気圧の凝縮性ガスをインプリント処理部１１まで安定的に供給することができ、凝縮性ガス雰囲気下でインプリントできるインプリント装置が提供される。
【００３６】
＜物品の製造方法の実施形態＞
本発明の実施形態に係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、基板上のインプリント材に上記インプリント装置を用いてパターン形成を行う工程（インプリント処理を基板に行う工程）と、かかる工程でパターンを形成された基板（インプリント処理を行われた基板）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。
【符号の説明】
【００３７】
１０：インプリント装置、１１：インプリント処理部、６１：ガス容器、６２：回収容器、６５：バッファタンク、６６：液体供給配管、６７：気体供給配管、６８：フィルタ、６９：流量制御機構
【図１】
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【図２】
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【図３】
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