(57)【要約】【課題】  基板上に供給された複数の成分を含むインプリント材の組成の変化を低減するインプリント装置を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明のインプリント装置は、パターンが形成された型と基板上に供給された複数の成分からなるインプリント材とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることで、パターンをインプリント材に転写するインプリント装置であって、インプリント材が供給された基板上に、インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給する供給部と、インプリント材に含まれる成分の割合を表すデータを取得する取得部と、を有し、取得された割合を表すデータから、供給部が供給する気体の成分の割合を決定することを特徴とする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成された型と基板上に供給された複数の成分からなるインプリント材とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることで、前記パターンを前記インプリント材に転写するインプリント装置であって、
前記インプリント材が供給された基板上に、前記インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給する供給部と、
前記インプリント材に含まれる成分の割合を表すデータを取得する取得部と、を有し、該取得された割合を表すデータから、前記供給部が供給する気体の成分の割合を決定することを特徴とするインプリント装置。
【請求項２】
前記インプリント材に含まれる成分のうち、前記基板上に供給すべき成分の割合から、前記基板上に供給する気体に含まれる成分の割合を求める制御部を有し、
前記供給部は前記求めた成分の割合から前記複数の成分を含む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】
前記制御部は前記インプリント材に含まれる成分の蒸気圧から、前記基板上に供給する気体に含まれる成分の割合を求め、
前記供給部は前記求めた成分の割合から前記複数の成分を含む気体を供給することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項４】
前記制御部は前記インプリント材に含まれる成分の含有比率及び蒸気圧から、各成分の蒸気量を求め、
前記供給部は前記蒸気量から求まる前記インプリント材に含まれる各成分の蒸気比率が所定の蒸気比率よりも大きい成分を含む気体を供給することを特徴とする請求項２に記載のインプリント装置。
【請求項５】
前記インプリント材が供給された基板、前記型および前記供給部を含み、インプリントが行われるインプリント空間を囲う隔壁を有し、
前記供給部は前記隔壁で囲われた前記インプリント空間を前記インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体で満たすことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項６】
前記インプリント材に含まれる成分を含む気体を発生させる気体発生機構を有し、
該気体発生機構により発生した前記気体を前記供給部により前記基板上に供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項７】
前記気体発生機構から発生した前記インプリント材に含まれる成分を含む気体を、前記インプリント材に含まれる成分の割合を表すデータから、前記供給部が供給する気体を混合するための混合部を有し、
該混合部によって混合された気体を前記供給部により前記基板上に供給することを特徴とする請求項６に記載のインプリント装置。
【請求項８】
前記混合部は、前記インプリント材に含まれる成分を含む気体と、前記インプリント材に含まれない不揮発性の成分の気体とを混合することを特徴とする請求項７に記載のインプリント装置。
【請求項９】
前記供給部から供給される前記気体の蒸気圧は飽和蒸気圧であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項１０】
前記インプリント材を前記基板上に供給する組成物供給機構を有し、前記基板上に前記インプリント材を供給する組成物供給部を有し、
前記供給部は、前記組成物供給部に、前記インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給することを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載のインプリント装置。
【請求項１１】
パターンが形成された型と基板上に供給された複数の成分からなるインプリント材とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることで、前記パターンを前記インプリント材に転写するインプリント方法であって、
前記基板上に前記インプリント材を供給する工程、
前記インプリント材が供給された基板上に、前記インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給する工程、
前記複数の成分を含む気体が前記基板上に供給された状態で、前記型と、前記インプリント材とを接触させ、前記インプリント材を硬化させる工程と
を有し、
前記インプリント材に含まれる成分の割合を表すデータを取得し、該取得された割合を表すデータから、供給する気体の成分の割合を決定することを特徴とするインプリント方法。
【請求項１２】
請求項１〜１０のいずれか一項に記載のインプリント装置を用いてパターンを基板に形成する工程と、
前記工程で前記パターンが形成された基板を加工する工程と、
を含むことを特徴とするデバイス製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にインプリント材を供給して型のパターンを転写するインプリント装置、インプリント方法及びデバイス製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
インプリント技術は、微細パターンが形成された型を原版として、基板上に供給されたインプリント材に微細パターンを形成する技術である。具体的には、シリコンウエハやガラスプレート等の基板上にインプリント材を供給し、そのインプリント材に型のパターンを押し付けた状態でそのインプリント材を硬化させることによって微細パターンを形成する技術である。現在、実用化されているインプリント技術としては、熱サイクル法および光硬化法がある。
【０００３】
従来、インプリント技術によるパターンの形成方法は、ウエハ１の被加工面上の一定領域（ショット領域）にパターン形成材料層として複数の成分からなるインプリント材（硬化性組成物）を供給し、レジスト層を形成する。
【０００４】
次に、微細パターンが形成された型とショット領域に供給された硬化性組成物とを接触させる。そして、型の微細パターンに硬化性組成物が充填された後、型と硬化性組成物とを接触させた状態で光を照射することによって硬化性組成物を硬化させる。最後に、型を硬化性組成物が硬化した樹脂から引き離すことによってパターンの転写が終了する。一連の動作を繰り返し行うことで、基板上の全ショットにパターンを転写することができる。
【０００５】
このように、ショット領域ごとにインプリント材の供給とパターンの転写を繰り返すと、スループットが低下してしまう。そのため、例えば基板上の全面にインプリント材をスピン塗布してその後にパターンの転写を行ったり、予め複数のショット領域にインプリント材を塗布した後にパターンの転写を行ったりすることが考えられている。
【０００６】
しかしながら、基板上の全面にインプリント材をスピン塗布した場合などは、１番目のショットにパターンを転写してから最後のショットまでに時間が経過する。インプリント材には一般に揮発性成分が含まれているため、パターンを転写している間に、後にパターンを転写するショットの領域に供給されたインプリント材が蒸発してしまう。そのため、基板上に供給されたインプリント材の量が設計されたものから減ってしまう。インプリント材の量が減ったままパターンを転写しようとすると、決められたインプリント材の供給量に対して最適化されたプロセスでは、歩留まりが低下する恐れがある。
【０００７】
そこで、特許文献２のように、レジスト成分の揮発を防ぐために、インプリント材に含まれる成分のガスをインプリント装置に供給する手法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００４／００６５２５２号明細書
【特許文献２】特開２００６−３５２１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかし、インプリント材に複数の揮発性成分が含まれている場合、揮発性成分毎に蒸発速度が異なる。特許文献２に記載の発明では、複数の揮発性成分を有するインプリント材の場合、インプリント装置に供給する複数の揮発性成分が決められていない。そのため、基板上にインプリント材を供給してからパターンを形成する間に蒸発速度が速い揮発性成分の割合が減ってしまい、インプリント材の組成が変化する恐れがある。
【００１０】
このようにインプリント材の組成が変化してしまうと、パターンにインプリント材が充填するまでの時間やインプリント材を硬化させるための光の照射時間などが予め求めた値から変化する恐れがある。これにより、設計した通りにパターンを形成できない恐れがあり、歩留まりの低下の原因となりうる。
【００１１】
そこで本発明は、基板上に供給された複数の揮発性成分を含むインプリント材の組成の変化を低減する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】
【００１２】
本発明のインプリント装置は、パターンが形成された型と基板上に供給された複数の成分からなるインプリント材とを接触させ、前記インプリント材を硬化させることで、パターンをインプリント材に転写するインプリント装置であって、インプリント材が供給された基板上に、インプリント材に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給する供給部と、インプリント材に含まれる成分の割合を表すデータを取得する取得部と、を有し、取得された割合を表すデータから、供給部が供給する気体の成分の割合を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明は、基板上に供給したインプリント材の蒸発や組成の変化を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】インプリント方法を模式的に示した図である。
【図２】本発明の実施形態を説明するインプリント装置の概略図である。
【図３】本発明の実施形態を説明するインプリント装置の概略図である。
【図４】本発明の実施形態を説明する混合ガス作製装置の概略図である。
【図５】本発明の実施形態を説明する混合ガス作製装置の概略図である。
【図６】本発明の実施形態を説明する混合ガス作製装置の概略図である。
【図７】インプリントの方法のフローを示す図である。
【図８】混合ガスの成分を調整するためのフローを示す図である。
【図９】硬化性組成物に含まれる複数の成分の蒸気比率表を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態を説明するインプリント装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［第１実施形態］
以下に本発明の好ましい実施形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１６】
図１はインプリント方法について示した図である。
【００１７】
先ず、図１（ａ）に示すように、基板としてのウエハ１の被加工面上にパターン形成材料層として複数の成分からなるインプリント材を供給し、レジスト層を形成する。本実施形態ではインプリント材として光を照射することによって硬化する硬化性組成物２を用いる。硬化性組成物の供給の方法としては、複数の吐出口を設けた塗布機構により硬化性組成物２を液滴として特定のショット領域に滴下する方式がある。ここでは特にディスペンス方式と呼ぶことにする。また、スピンコートによりウエハ１の全面に硬化性組成物２を供給（塗布）しても良い。この基板上に組成物を供給（塗布）する工程を塗布工程と呼ぶことにする。
【００１８】
次に図１（ｂ）に示すように、原版として所望の凹凸のパターンが形成された型４と硬化性組成物２とを接触させる。接触させる際には、原版を基板に対して押し付けてもよいし、基板を原版に対して押し付けてもよい。また、両者を同時に押し付け合うようにしてもよい。このように、型４と硬化性組成物２との少なくとも一方を他方に押し付ける。この工程を押印工程と呼ぶことにする。
【００１９】
そして、型４の所望の凹凸パターン中に複数の成分からなる硬化性組成物２を充填後、図１（ｃ）に示すように型４を硬化性組成物２に接触させた状態で光源３から光の照射を行うことによって硬化性組成物２を硬化させる。照射する光の波長は硬化性組成物２の成分に応じて決定される。この工程を硬化工程または光の照射工程と呼ぶことにする。
【００２０】
その後、型４と硬化性組成物２が硬化した樹脂を引き離すことにより、図１（ｄ）に示すように、ウエハ１上に所望の凹凸パターンが反転した状態で凹凸パターンが転写される。この工程を離型工程と呼ぶことにする。
【００２１】
このように、光を用いてインプリント材を硬化させるインプリント方法を光硬化法と呼ぶ。この光硬化法の場合、型を介して（透過させて）硬化性組成物２に光を照射するため、型４には石英などから作られる透明なテンプレートを使用する必要がある。また、硬化性組成物２には光を照射することによって硬化するアクリル系のモノマーからなる光硬化性組成物を使用する必要がある。
【００２２】
通常、光硬化性組成物は、モノマー、架橋剤、光開始剤などの複数の成分を含んでいる。この複数の成分から成る光硬化性組成物の組成により、重合開始時間、速度、硬化後の体積収縮等を精密に制御している。硬化速度や硬度などの物性・特性に応じて、最適な硬化組成物を適宜選択して基板上に塗布することができる。インプリントに用いられる光硬化性組成物は、アクリレート類、メタアクリレート類、エポキシアクリレート類、ウレタンアクリレート類、オキセタン化合物類などからなる混合物である。主成分としてはアクリレート類で光硬化性組成物の大部分を占める。
【００２３】
また、上記の成分を変えることで、硬化速度、架橋密度、物性（硬い・軟らかい）などの特徴を変えることができる。アクリレート類は揮発しやすいものがあり、揮発しやすいアクリレートを混合すると、材料の揮発により組成が変化してしまう。
【００２４】
硬化する前の硬化性組成物２は比較的粘性が低い液体であるため、たとえばスピンコートによってウエハ１の表面全体にレジスト層を形成することができる。しかし、複数の成分からなる硬化性組成物２の性質が揮発性であるため、パターンを転写するまでに時間がかかると、形成したレジスト層の膜厚が低下してしまう。また、複数の成分からなる硬化性組成物の各構成成分の蒸気圧が異なるために、蒸発のしやすさが異なる。蒸発しやすい成分が蒸発することで硬化性組成物２の組成が変化してしまう。
【００２５】
また、上述した硬化性組成物２を基板上に滴下させるディスペンス方式の場合においても、硬化性組成物２を滴下してから型のパターンを転写するまでに時間がかかると基板上の硬化性組成物が揮発してしまう。このため、複数の成分からなる硬化性組成物２の揮発により、形成したレジスト層の液滴量の低下や各成分の蒸気圧が異なることによる組成の変化が起こる可能性がある。
【００２６】
図２は、インプリント装置６の概略図である。インプリント装置６には型４を保持する上板７およびウエハ１を保持するウエハテーブル５（基板テーブル）を備えている。また、光を照射して硬化性組成物２を硬化させるために光源３を備えている。組成物の塗布は、インプリント装置６に備えられた組成物供給機構（不図示）により基板上に硬化性組成物２の液滴を滴下しても良いし、別の装置により硬化性組成物２をスピンコートしても良い。
【００２７】
インプリント装置６は隔壁８を有しており、外の空間と遮蔽されたインプリント空間９を作り出している。ウエハ１と型４はインプリント空間９に配置され、このインプリント空間９で図１に示したパターンの転写の動作が行われる。上板７と隔壁８の間は、実質的にガスが通過しない程度のわずかな隙間があいている。このように上板７と隔壁８により、少なくともウエハ１と型４を局所的に外側の空間と遮蔽する空間を作り出している。この遮蔽された空間をここではインプリント空間９と呼ぶことにする。
【００２８】
このインプリント空間に気体を供給するための供給部が上板７に設けられており、インプリント空間に硬化性組成物２に含まれる成分のうち複数の成分を含む気体を供給することができる。具体的に供給部としては上板７の２か所に型４を挟むように供給ノズル１０が設けられている。供給ノズル１０は後述する気体発生装置に接続されている。また、インプリント空間９に気体が導入するよう接続された第一方向の弁を接続してもよい。
【００２９】
インプリント装置６には、インプリント空間の気体を排気するための排気機構が上板７に設けられている。排気機構として具体的には、排気ノズル１１が上板の２か所に型４を挟むように設けられている。排気ノズル１１はインプリント空間の気体を排気するための排気装置に接続されている。インプリント空間９から気体を排気するよう接続された第二方向の弁を接続してもよい。
【００３０】
図１（ｂ）の押印工程時に、インプリント空間９の体積が減少するが、このとき、上板７と隔壁８の隙間からガスが逃げたり、あるいは、排気ノズル１１から積極的にガスを排出したりすることにより、インプリント空間９の圧力を一定に保持する。
【００３１】
また、図１（ｄ）に示したレジスト硬化後、型４を硬化性組成物２が硬化した樹脂から剥離する際に、インプリント空間９の体積は増加するが、このとき、供給ノズル１０から、例えば不活性ガスを導入することにより、圧力を一定に保持する。
【００３２】
インプリント空間９へ供給された気体の充填は、たとえば、インプリント空間９から排気ノズル１１を介して気体をポンプで排気し、供給ノズル１０を介してインプリント空間９に引き込むことにより、実施することができる。供給ノズル１０と排気ノズル１１は上板７に設けられているとしたが、これは隔壁８に設けられていても同様の効果を示す。供給ノズル１０は後述の気体発生装置に接続されている。また、図２のインプリント装置と同様に供給ノズル１０は第一方向の弁を、排気ノズル１１は第二方向の弁を接続してもよい。排気ノズル１１を介してインプリント空間の気体を排気しながら、供給ノズル１０を介して後述する気体を導入する。こうすることでインプリント空間を後述する気体で充填することができる。
【００３３】
供給ノズル１０から導入される気体は複数の成分を含み、この複数の成分には、硬化性組成物２に含まれる成分（特に揮発性の成分）のうちの複数の成分が含まれている。また、このような硬化性組成物２の成分を含む混合気体にヘリウムや窒素などの不活性ガスを混合させてもよい。このように、硬化性組成物２に含まれない不揮発性の成分の気体を混合させることで、ウエハ１に供給された硬化性組成物２の組成の変化を低減することもできる。さらに、型４の凹部に硬化性組成物２が充填するときの温度及び凹部内の圧力で凝縮する気体を混合させてもよい。例えば、特許第３７００００１号公報に記載されているように、ペンタフルオロプロパン（ＰＦＰ）を用いる。このように、硬化性組成物に含まれる成分以外に凝縮性の気体を混合させることで、硬化性組成物とパターンの凹凸部の間に入った気体が押印時に硬化性組成物に凝縮するため、大気中よりも型４に組成物が充填しやすくなる。
【００３４】
図３は図２とは異なるインプリント装置を示した図である。図２のインプリント装置は隔壁８をウエハ１と型４とを局所的に遮蔽する空間として示した。図３に示すインプリント装置６は、駆動部全体を隔壁によって外側空間から遮蔽している。図２と同じ符号のものについては説明を省略する。ウエハをインプリント空間９とその外側とでやり取りするためのウエハ搬送系Ｗを備えている。
【００３５】
インプリント空間９に気体を供給する供給ノズル１０と気体を排気する排気ノズル１１はそれぞれ、隔壁８に１か所ずつ設けられているが、図２のようにそれぞれ２か所ずつ設けていてもよく、その個数と設ける場所は限定されない。例えば、供給ノズル１０と排気ノズル１１とは、型４を保持する上板７に設けられていても良い。
【００３６】
［混合気体の作製方法１］
図４は供給ノズル１０に接続されている気体発生装置１２（気体発生機構）を示した図である。
【００３７】
図４に示した気体発生装置１２は、複数の異なる成分を混合する入力弁１８（混合部）に接続されており、混合するそれぞれの気体の圧力や体積を調節する調節弁１３（調整部）を有する。複数の成分からなる硬化性組成物２に含まれる成分Ａ、成分Ｂと分離して、チャンバーａ、チャンバーｂに導入する。例えば、成分Ａにはアクリレート類、成分Ｂにはメタアクリレート類の成分を用いる。また、入力弁１８に硬化性組成物に含まれない成分の気体を混合する気体の導入管をつなげても良い。また、ここでは２種類の成分について記載したが、それ以上の成分を混合してもよい。
【００３８】
チャンバーａ、チャンバーｂ内の気圧をインプリント空間９の気圧と同程度に調節し、チャンバーａを成分Ａ、チャンバーｂを成分Ｂの飽和蒸気圧とする。インプリント空間９の成分分析にはガスクロマトグラフを用いることができる。ガスクロマトグラフにより含まれている成分を同定することができれば、含まれている成分の検量線を引き、成分の割合を求めることが可能になる。
【００３９】
インプリント材に含まれる揮発性の組成成分の割合を表すデータは、データ取得部（不図示）によって取得される。データ取得部はメモリなどの記憶装置を有し、予め複数種類のインプリント材について、それぞれの組成成分の割合を記憶させておくことができる。
【００４０】
各成分の飽和蒸気圧ガスを調節弁１３により、硬化性組成物２の組成と同程度または硬化性組成物２の組成が変化しないような組成に、硬化性組成物２の各成分の蒸気圧と不活性ガスを混合調節する。例えば、硬化性組成物２の各成分が混合している比率に基づいて供給する気体を混合する割合を決めたり、硬化性組成物２に含まれている成分の飽和蒸気圧に基づいて供給する気体を混合する割合を決めたりする。混合調節された気体は供給ノズル１０に送り、インプリント空間９に導入する。このときの圧力は、インプリント空間９の圧力と同程度とする。また、このときの圧力は大気圧と同程度としてもよい。
【００４１】
上記の混合部により混合する気体の圧力や体積の調整は、不図示の制御部によって制御される。
【００４２】
インプリントに用いる硬化性組成物２に含まれる成分が混合する比率が、予め分かっている場合には、その値をデータ取得部にインプリント材の組成成分の割合を取得させる。この場合、硬化性組成物の成分の測定結果や予め分かっている成分の割合等を入力するための入力部を有していてもよい。硬化性組成物２に含まれる成分が混合する比率が分からない場合には、上述のガスクロマトグラフを用いて測定した硬化性組成物２に含まれる揮発性の成分の測定結果を用いることもできる。測定結果は上記のデータ取得部によって取得される。このデータ取得部は制御部に含まれていてもよい。
【００４３】
例えば、揮発性の成分Ａと成分Ｂがそれぞれ３０％と７０％の割合で硬化性組成物２に含まれている場合、成分Ａの飽和蒸気圧の３０％、成分Ｂの飽和蒸気圧の７０％となるように混合調節してインプリント空間９に導入するのが好ましい。また、揮発性の成分Ａ、成分Ｂと不揮発成分である成分Ｃがそれぞれ５０％、４０％、１０％の割合で硬化性組成物２に含まれている場合、成分Ａの飽和蒸気圧の５０％、成分Ｂの飽和蒸気圧の４０％となるように混合してインプリント空間９に供給する。
【００４４】
ガスの発生に伴い成分Ａ、成分Ｂが減少した場合、チャンバーａ、チャンバーｂ内に減少した量の成分を導入することで、長期間安定的に混合気体を発生させることができる。
【００４５】
このようにして、複数の成分からなる硬化性組成物の飽和蒸気圧の気体を、硬化性組成物の組成成分の割合に基づいて混合する。
【００４６】
［混合気体の作製方法２］
図５は供給ノズル１０に接続されている気体発生装置１４（気体発生機構）を示した図である。
【００４７】
図５に示した気体発生装置１４は、入力弁１８（混合部）に接続されている。複数の成分から成る硬化性組成物２に含まれる成分Ａ、成分Ｂは、不揮発性の液体であるイオン液体の混合溶液として、溶液ａ´、溶液ｂ´を個別にチャンバー１５内の容器に収納している。例えば、成分Ａにはアクリレート類、成分Ｂにはメタアクリレート類の成分を用いる。ここではチャンバー１５内に２種類の成分の溶液を収納した場合について記載したが、２種類以上の成分の溶液を収納してもよい。
【００４８】
溶液ａ´、溶液ｂ´は、それぞれの成分の蒸気圧が、複数の成分からなる硬化性組成物２に含まれる成分Ａ、成分Ｂの蒸気圧と同程度となるように調節する。
【００４９】
例えば、揮発性の成分Ａと成分Ｂがそれぞれ３０％と７０％の割合で硬化性組成物２に含まれている場合、溶液ａ´は成分Ａを３０％含む不揮発性液体との混合溶液とし、溶液ｂ´は成分Ｂを７０％含む不揮発性液体との混合溶液とすることが好ましい。
【００５０】
また、例えば、揮発性の成分Ａ、成分Ｂと不揮発成分である成分Ｃがそれぞれ５０％、４０％、１０％の割合で硬化性組成物２に含まれている場合を考える。溶液ａ´は成分Ａを５０％含む不揮発性液体との混合溶液とし、溶液ｂ´は成分Ｂを４０％含む不揮発性液体との混合溶液とすることが好ましい。成分Ｃを含む混合溶液は用意する必要がない。
【００５１】
チャンバー１５に、硬化性組成物２に含まれる揮発性の成分の割合に応じて混合溶液に含まれる各成分の割合を調節した溶液ａ´、溶液ｂ´を収納している。供給する気体の圧力をインプリント空間９の圧力と同程度となるように、不活性ガスを充填させる。硬化性組成物に含まれる成分の割合を表すデータは取得部に取得されており、取得部に取得された割合を表すデータから供給部に供給する気体の成分の割合を決定する。このときの圧力は大気圧と同程度としてもよい。チャンバー１５に接続した入力弁１８を通して、供給ノズル１０から作製した混合気体をインプリント空間９に供給する。
【００５２】
ガスの発生に伴い溶液ａ´、溶液ｂ´が減少した場合、減少した量の成分Ａ、成分Ｂを導入することで、簡便に混合ガスを作製することができ、長期間安定的に混合気体を発生させることができる。
【００５３】
［混合気体の作製方法３］
図６は供給ノズル１０に接続されている気体発生装置１６（気体発生機構）を示した図である。
【００５４】
図６に示した気体発生装置１６は、入力弁１８（混合部）を有し、複数の成分を含む硬化性組成物２を、たとえば不活性ガスで充填したチャンバー１７に導入する。チャンバー１７の圧力はインプリント空間９と圧力と同程度となるように、不活性ガスで充填させる。このときの圧力は大気圧と同程度としてもよい。
【００５５】
チャンバー１７に接続した入力弁１８を通して、作製した混合気体をインプリント空間９に供給ノズル１０から供給する。
【００５６】
上記の混合気体の作成方法は硬化性組成物２に含まれる成分とその割合を予め調べておくか、成分分析等が必要となる。しかし、この方法によれば混合気体を発生させるために必要な溶液が複数の成分を含む硬化性組成物２そのものであるため、硬化性組成物２の成分分析等が不要となるため、簡便にガスを作製することができる。
【００５７】
本作製方法では、硬化性組成物２を構成している各成分でなく、硬化性組成物２の溶液から蒸気を作製している。硬化性組成物２は複数の成分からなっているので、複数の成分の混合気体の蒸気となる。但し、揮発の割合は各成分で違うため、硬化性組成物２の組成比は変化してしまう。
【００５８】
そこで、例えば次のようにインプリント空間の環境を求めながら新しい硬化性組成物２を交換する。
【００５９】
初期重量Ａの硬化性組成物２から混合気体を作製し、インプリント空間に供給する。この混合気体を用いた時のインプリント空間を環境Ｂとする。環境Ｂの混合気体を排気し、容器に残存した重量Ａ１（揮発により減少した質量）の硬化性組成物２から再びインプリント空間に混合気体を供給する。この時のインプリント空間を環境Ｂ１とする。
【００６０】
同様に、環境Ｂｎの混合気体を排気し、容器に残存した重量Ａｎ＋１の硬化性組成物２を用いてインプリント空間に混合気体を供給する。この時のインプリント空間を環境Ｂｎ＋１とする。
【００６１】
これを繰り返して、硬化性組成物２の性能を維持できるインプリント空間の環境Ｂｎ＋１を求めて、この時の硬化性組成物２の重量Ａｎ＋１を決定する。インプリント空間における、硬化性組成物２の性能を維持できる最大の「ｎ」以降は、インプリント空間の環境を維持することができない。そのため、気体発生装置１６のチャンバー１７内の硬化性組成物２は、重量がＡｎ＋１になった時点で、廃棄され、新しい硬化性組成物２と交換される。
【００６２】
気体発生装置１６には、チャンバー１７内の硬化性組成物２の重量を測定する重量計（不図示）を備えている。重量計を用いて測定する硬化性組成物２が所定の重量になったら新しい硬化性組成物と交換することで、インプリント空間の環境を維持することができる。
【００６３】
何れの混合気体の作製方法も、一般に、硬化性組成物２に含まれる成分の割合を厳密に知ることは困難である。そのため、インプリント空間９に供給する気体に含まれる成分の混合割合は、厳密に上述のような割合になっている必要はない。主成分に対して、８割程度の一致であれば、混合ガスを導入しない場合に比較して、硬化性組成物の組成比の変化が１／５と大きく低減させることができる。
【００６４】
図７に示したフローチャートを用いて、インプリント空間９への気体供給手順について説明する。
【００６５】
ステップＳ１で基板としてのウエハ１に硬化性組成物２（インプリント材）を供給（塗布）する塗布工程が行われる。塗布方法としては上述の図１（ａ）で説明したようにディスペンス方式でもスピンコートによる方法でもよい。組成物の塗布がインプリント装置６以外の装置で行われた場合には、硬化性組成物２が塗布されたウエハ１をインプリント装置６内に搬入し、ウエハテーブル５により保持する。
【００６６】
ステップＳ２でインプリント装置６のインプリント空間９に供給ノズル１０から上述の方法により作製された混合気体を供給する。これにより、ウエハ１に塗布された硬化性組成物２に含まれる成分の揮発を低減することができる。なお、ステップＳ２の混合気体供給は、ステップＳ１による塗布工程の前に行ってもよい。特に、硬化性組成物２を供給する組成物供給機構がインプリント空間９の内部にある場合は、ウエハ１上に硬化性組成物２を塗布した瞬間から揮発の恐れがある。そのため、混合気体を供給した状態で塗布工程を行うことは有効である。
【００６７】
ステップＳ３で所望の凹凸パターンを有する型４を硬化性組成物２に接触させる。具体的には上記図１（ｂ）で説明した押印工程が行われる。この工程の際に、ステップＳ４で不活性ガスをインプリント空間９に供給する。不活性ガスを混合させることにより型４への硬化性組成物２の充填が起こりやすくなる。ただし、ステップＳ４は必要なければ行わなくてもよい。また、このステップＳ４はＳ２で混合気体を供給する際に同時に行ってもよい。
【００６８】
ステップＳ５で型４を硬化性組成物２に接触させた状態で光源３から光の照射を行うことによって硬化性組成物２を硬化させる。具体的には上記図１（ｃ）で説明した硬化工程が行われる。
【００６９】
ステップＳ６でインプリント空間９の気体を排気する。このＳ６は次の押印工程時に硬化性組成物２に含まれる成分の割合が変わらなければ、気体を排気せずにそのままにしてもよい。
【００７０】
ステップＳ７で型４と硬化性組成物２が硬化した樹脂とを引き離す。具体的には上記図１（ｄ）で説明した離型工程が行われる。こうして図１（ｄ）に示すように、ウエハ１上に所望の凹凸パターンが反転した状態で凹凸パターンが転写される。
【００７１】
［混合気体の調整方法］
図８と図９とを用いて、混合気体の調整方法を具体的に説明する。図８は混合気体の成分を調整するためのフローを示している。図９は硬化性組成物２に含まれる成分のうち複数の成分の蒸気比率表を示している。
【００７２】
上述した混合気体の作製方法のように、硬化性組成物２に含まれる成分Ａや成分Ｂを揮発させてチャンバー内をそれぞれの成分の飽和蒸気圧にした。このとき、蒸気の作製速度を上げるため、硬化性組成物２に含まれる成分を加熱することもある。加熱時の温度は、各成分の沸点や必要とする蒸気の量に基づいて制御してもよい。
【００７３】
図８には、硬化性組成物２の組成比が変化しないよう調整する揮発成分とその調整量を決定するフローを示す。
【００７４】
ステップＳ１１で硬化性組成物２に含まれる各成分の含有比率と各成分の飽和蒸気圧とから蒸気比率を求める。図９に示すように、硬化性組成物２に含まれる各成分（成分Ａ〜Ｅ）の含有比率（含有比率ｍａ〜ｍｅ）と飽和蒸気圧（飽和蒸気圧Ｐａ〜Ｐｅ）とから蒸気量（蒸気量Ａ’〜Ｅ’）を求める。求めた蒸気量の合計（Σ＝Ａ’＋Ｂ’＋Ｃ’＋Ｄ’＋Ｅ’）に対する各成分の蒸気量を蒸気比率として求める。
【００７５】
ステップＳ１２ではステップＳ１１で求めた各成分の蒸気比率を所定の蒸気比率ｘと比較し、蒸気比率ｘ以上となる成分を選択する。ここで所定の蒸気比率ｘは、硬化性組成物２の性能が維持できる範囲で任意に設定される。検討の結果では所定の蒸気比率ｘは、０．０５〜０．２が好ましいことが分かった。
【００７６】
ステップＳ１３では、ステップＳ１２で求めた蒸気比率が所定の蒸気比率ｘより大きい硬化性組成物２の成分の蒸気が、蒸気比率に従って存在する状態を環境２０とする。
【００７７】
ステップＳ１４では、環境２０に対し、最長放置時間後も硬化性組成物２の性能を維持できる蒸気比率の許容値を求め、環境２１を定義する。
【００７８】
具体的には、環境２０に対して硬化性組成物２に含まれる成分のうち、主たる揮発成分の蒸気比率を意図的に変化させた環境を作成し、硬化性組成物２を最長放置時間放置する。ここで、最長放置時間とは、硬化性組成物２がウエハ１に供給されてから、インプリントされるまでの最も長い時間を示す。硬化性組成物２を最長放置時間放置した後に、硬化性組成物２の感度、分解能、エッチング耐性など硬化性組成物２に要求される性能を検査する。
【００７９】
この検査により、硬化性組成物２の性能が維持される揮発成分の含有比率の範囲（蒸気比率の許容量）を求め、この時の蒸気比率の状態を環境２１とする。ここでは、同時に硬化性組成物２に含まれない不活性ガスや他のガスを混合できる範囲も検討される。他のガスとは、例えば、凝縮性ガスのペンタフルオロプロパンなどである。
【００８０】
ステップＳ１４で求めた環境２１の含有比率の範囲を不図示の制御部に入力し、隔壁８内のインプリント空間９が環境２１となるように供給される混合気体の組成比や量の調整制御行う。
【００８１】
硬化性組成物２に含まれる成分からなり、インプリント空間を環境２１にする混合気体で組成物の供給からインプリントまでを管理する。こうすることで、揮発性を有する硬化性組成物２の膜厚変化、体積変化、及び硬化性組成物２に含まれる各成分の蒸気圧の違いによる硬化性組成物２の組成変化を防ぎ、一定の組成に維持することができる。
【００８２】
このように、硬化性組成物２に含まれる成分のうち複数の成分を含む混合気体でインプリント空間９を満たした状態で、硬化性組成物２に型４に形成されたパターンを形成する一連の動作を行う。インプリント空間９に硬化性組成物２に含まれる成分を含む気体を供給することで、揮発性を有する硬化性組成物２の膜厚変化、体積変化、及び各々の蒸気圧の違いによる硬化性組成物２の組成変化を低減することができる。これにより、硬化性組成物２を一定の組成に維持することができる。
【００８３】
本発明の利点は、複数の成分から成る硬化性組成物２の成分を含む混合気体がインプリント空間９に存在することによって、複数の成分から成る硬化性組成物２の各成分の蒸発を低減させることができる。つまり、硬化性組成物２の体積変化の減少や、組成変化を低減できる。
【００８４】
硬化性組成物２の変化を低減することにより、ウエハ１の凹凸パターン形状のショット間差、ショット内差を低減することができ、より高精度に基板上に型４に有する凹凸パターンをウエハ１上に作製することができる。
【００８５】
インプリント装置６に使用される硬化性組成物２の成分を含む混合気体は、硬化性組成物２の膜厚の低下や組成変化を低減するために必要な硬化性組成物２を含む混合気体であるが、使用する混合気体の発生に必要な硬化性組成物２の各成分は少量である。
【００８６】
なお、基板上に供給する混合気体に含まれる成分は、硬化性組成物２に含まれるすべての成分とその混合する割合も一致させることにより効果的に揮発を低減することができる。しかし、すべての成分とその割合を一致させる必要はない。混合気体としては、硬化性組成物２に含まれる成分の割合（含有比）から、割合が大きい成分を選択して混合する。さらに、硬化性組成物２に含まれる成分のうち揮発性の高い成分を選択して混合気体とすることもできる。この時は、硬化性組成物２に含まれる各成分の飽和蒸気圧に基づいて混合する気体の割合（蒸気量の割合）を求める。
【００８７】
少量の硬化性組成物２の各成分から大量の混合気体を作製することができるため、複数のインプリント装置６からなるクラスター化に対して、１つの気体供給装置を備えることで、各インプリント装置に気体を供給することが可能となる。
【００８８】
また、従来のインプリント装置ではインプリント空間を、Ｈｅ雰囲気、ＰＦＰ雰囲気、Ｎ２雰囲気として、パターンを形成することがある。このような場合にも、硬化性組成物の蒸発が生じ、硬化性組成物の組成が変化する可能性がある。そのため、本願発明のインプリント装置を用いることによって、硬化性組成物の組成変化を低減することができる。
【００８９】
［第２実施形態］
上記の実施形態では、複数の成分を含む気体を隔壁で外の空間と遮蔽されたインプリント空間に供給する場合について説明したが、基板上に複数の成分を含む気体を基板上に供給する供給部をインプリント装置に有していても良い。こうすることで、基板上に供給されたインプリント材が揮発することを低減することができる。
【００９０】
このようなインプリント装置について図１０を用いて説明する。図１０は、第２実施形態のインプリント装置の概略図である。
【００９１】
先ず、図１０に示したインプリント装置は、組成物供給部２２、基板搬送部２３、インプリント部２４からなる。第２実施形態のインプリント装置には、少なくともウエハ１を含む空間と外側の空間を遮蔽する隔壁８、２５、２６が設けられている。組成物供給部２２は、ウエハ１を回転して硬化性組成物２を塗布するスピンナー２７、組成物供給機構２８、隔壁２５からなる。
【００９２】
組成物供給部２２は、供給ノズル１０と排気ノズル１１を通して混合気体を供給、排気することにより、硬化性組成物２を塗布した周辺及び、隔壁２５内は混合気体の雰囲気（環境２１）となっている。この環境下において、ウエハ１の被加工面上に複数の成分を含む硬化性組成物２を組成物供給機構２８からウエハ上に供給する。ウエハ１をスピンナー２７にて回転させることで、硬化性組成物の層を形成する。
【００９３】
連続してウエハ１上に硬化性組成物２を塗布する場合は、回転塗布時に発生する硬化性組成物２の蒸気により隔壁２５内の環境が維持されるので、供給ノズル１０から混合気体を供給しなくても構わない。
【００９４】
次にウエハ１は、隔壁２６で囲まれた空間（カセット）におさめられ、基板搬送部２３を通り、インプリント部２４まで搬送される。第２実施形態では硬化性組成物２の組成比を維持するために混合気体を供給回収することにより、隔壁２６内は混合気体の雰囲気（環境２１）に維持することができる。隔壁２６内に連続的に混合気体が供給される必要はなく、隔壁２６内に混合気体を供給するための供給弁２９と、隔壁２６内の気体を回収するための回収弁３０を持っていればよい。
【００９５】
インプリント部２４は、ウエハ１を保持するウエハテーブル５とウエハを移動させるステージ３１、所望のパターンが形成された型４、型４を保持する上板７、組成物を硬化させる光を照射する光源３からなる。必要に応じて、アライメント機構なども搭載される。インプリント部２４においてウエハ１は、隔壁８内におかれ、供給ノズル１０と排気ノズル１１を通して、混合気体が供給回収され、隔壁８内は混合気体の雰囲気（環境３８）に維持することができる。混合気体の雰囲気でインプリントを行うことができる。
【００９６】
従来、回転塗布（スピンナー）による組成物の塗布工程では、ウエハ一枚（数十ショット分）の組成物の塗布を一度に行う。そのため、１ショットごとに組成物を塗布する場合に比べ、組成物の塗布からインプリントまでの時間がほとんどのショットで長くなる。組成物の膜厚の低下や、複数の成分を含む硬化性組成物２の各成分の蒸気圧が異なることにより組成が変化していた。
【００９７】
これに対し、第２実施形態のインプリント装置は、組成物供給部２２、基板搬送部２３、インプリント部２４のすべてを混合気体の雰囲気にすることができるため、組成物の膜厚の低下や、組成物の組成の変化を低減することができる。
【００９８】
また、基板搬送部２３には、冷却装置を設けても良い。基板搬送部の温度を下げることで、ウエハ１上に供給された硬化性組成物２の揮発を抑制することができる。さらに、基板搬送部２３内は、ＨｅやＮ２などを導入して不活性ガス環境とすることが好ましい。
【００９９】
また、図１０のインプリント装置には、基板搬送部２３からインプリント部２４へウエハ１が搬送される間に、インプリント部２４と同じ温度に戻す場所（不図示）が別途設けられていても良い。基板搬送部２３で組成物の揮発を抑制することができれば、ウエハ１を隔壁２６で囲まれた空間（カセット）は必ずしも必要ではない。一方で、隔壁２６はウエハ１上にパーティクルの付着を抑制する目的で用いられる場合もある。
【０１００】
上記の実施形態では光を照射することによって硬化性組成物２を硬化させる光硬化法によるインプリントについて説明したが、本発明はこれに限られない。光硬化法以外にはインプリント材として熱硬化性重合体組成物を用い、加熱することによってインプリント材を硬化させる方法がある。この熱を用いることによるインプリント装置においても本願発明を適用することができる。
【０１０１】
［デバイス製造方法］
デバイス（半導体集積回路素子、液晶表示素子等）製造方法は、上述したインプリント装置を用いて基板（ウエハ、ガラスプレート、フィルム状基板）にパターンを形成する工程を含む。さらに、該デバイス製造方法は、パターンを形成された基板をエッチングする工程を含みうる。なお、パターンドメディア（記録媒体）や光学素子などの他の物品を製造する場合には、該製造方法は、エッチングの代わりに、パターンを形成された基板を加工する他の処理を含みうる。本実施形態の物品製造方法は、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一つにおいて有利である。
【０１０２】
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ず、その要旨の範囲内で種々の組み合わせ、変形および変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０３】
１  ウエハ（基板）
２  硬化性組成物（インプリント材）
４  型
６  インプリント装置
１０  供給ノズル
１２  気体発生装置（気体発生機構）
【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】
2013145879.tif 000009
【図８】
2013145879.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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