JP2012099677A - 基板の表面改質方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板の表面改質装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の表面を改質し、当該基板の表面と結合対象物との密着性を向上させる。
【解決手段】表面改質ユニットにおいて、テンプレートの表面に紫外線を照射し、当該テンプレートの表面を洗浄する（工程Ａ２）。続いて、表面改質ユニットにおいて、テンプレートの表面に紫外線を照射しながら、当該テンプレートの表面に表面改質液を供給して、テンプレートの表面に多量の水酸基を付与する（工程Ａ３）。その後、塗布ユニットにおいて、テンプレートの表面に紫外線を照射しながら、当該テンプレートの表面に離型剤を塗布する（工程Ａ４）。その後、リンスユニットにおいて、離型剤をリンスして、当該離型剤の未反応部を除去する（工程Ａ５）。こうしてテンプレートの表面に離型剤が所定の膜厚で成膜される。
【選択図】図９

Description

本発明は、基板の表面を改質する表面改質方法、プログラム、コンピュータ記憶媒体及び基板の表面改質装置に関する。

例えば半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）にフォトリソグラフィー処理を行い、ウェハ上に所定のレジストパターンを形成することが行われている。

上述したレジストパターンを形成する際には、半導体デバイスのさらなる高集積化を図るため、当該レジストパターンの微細化が求められている。一般にフォトリソグラフィー処理における微細化の限界は、露光処理に用いる光の波長程度である。このため、従来より露光処理の光を短波長化することが進められている。しかしながら、露光光源の短波長化には技術的、コスト的な限界があり、光の短波長化を進める方法のみでは、例えば数ナノメートルオーダーの微細なレジストパターンを形成するのが困難な状況にある。

そこで、近年、ウェハにフォトリソグラフィー処理を行う代わりに、いわゆるインプリントと呼ばれる方法を用いてウェハ上に微細なレジストパターンを形成することが提案されている。この方法は、表面に微細なパターンを有するテンプレート（モールドや型と呼ばれることもある。）をウェハ上に形成したレジスト表面に圧着させ、その後剥離し、当該レジスト表面に直接パターンの転写を行うものである（特許文献１）。

特開２００９−４３９９８号公報

上述のインプリント方法で用いられるテンプレートの表面には、テンプレートをレジストから剥離し易くするため、通常、レジストに対して撥液性を有する離型剤が成膜されている。

テンプレートの表面に離型剤を成膜する際には、先ず、テンプレートの表面を洗浄した後、当該テンプレートの表面に離型剤を塗布する。次に、成膜される離型剤が所定の接触角を有してレジストに対する撥液性機能を発揮できるようにするため、離型剤をテンプレートの表面に密着させる。具体的には、離型剤とテンプレートの表面を化学反応させ、すなわち離型剤分子とテンプレートの表面の水酸基とを脱水縮合により結合させる。そして、離型剤中に含まれる成分のうち、レジストに対して撥液性を有する成分、例えばフッ化物成分をテンプレートの表面に吸着させる。その後、離型剤の未反応部を除去して、テンプレートの表面に所定の膜厚の離型剤が成膜される。なお、離型剤の未反応部とは、離型剤がテンプレートの表面と化学反応して密着する部分以外をいう。

上述のように離型剤を成膜する場合において、離型剤をテンプレートの表面に十分に密着させるためには、テンプレートの表面に多くの水酸基が存在していることが必要となる。しかしながら、例えばテンプレートの表面に十分な前処理が行われていない場合や、例えばテンプレートの表面の材質が水酸基を形成し難い材質である場合には、当該テンプレートの表面に形成される水酸基が少なくなる。かかる場合、離型剤をテンプレートの表面に十分に密着させることができなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、基板の表面を改質し、当該基板の表面と結合対象物との密着性を向上させることを目的とする。

前記の目的を達成するため、本発明は、基板の表面を改質する方法であって、基板の表面に紫外線を照射しながら、基板の表面に表面改質液を供給して、当該基板の表面に水酸基を付与することを特徴としている。

本発明によれば、基板の表面に紫外線を照射するので、当該基板の表面を活性化できる。そして、基板の表面を活性化しながら、当該基板の表面に表面改質液を供給するので、基板の表面に多量の水酸基を付与することができる。このように基板の表面を十分に改質できるので、その後基板の表面と結合対象物が化学結合する際に、当該基板の表面と結合対象物との密着性を向上させることができる。

前記表面改質液には、基板の表面の材質によって最適な液を選択することができる。前記表面改質液は、第３級アルコールであってもよいし、アルカリ溶液であってもよいし、過酸化水素水であってもよい。発明者らが鋭意検討した結果、特に表面改質液として第３級アルコールやアルカリ溶液を用いた場合、基板の表面の材質を問わず、基板の表面に多量の水酸基を付与できることが分かった。また、表面改質液として過酸化水素水を用いた場合、特に基板の表面の材質がタングステンであれば、当該基板の表面に多量の水酸基を付与できることが分かった。

前記基板の表面に前記紫外線を照射中に、当該基板の表面への前記表面改質液の供給を開始してもよい。

また、前記基板の表面と当該表面と対向して配置された支持板との間に前記表面改質液が供給された状態で、前記基板の表面への前記紫外線の照射を開始してもよい。かかる場合、前記支持板は、前記紫外線を透過させてもよい。

前記基板は、表面に転写パターンが形成され、且つ前記転写パターンを他の基板上のレジスト膜に転写してレジストパターンを形成するためのテンプレートであってもよい。

別な観点による本発明によれば、前記基板の表面改質方法を表面改質装置によって実行させるために、当該表面改質装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラムが提供される。

また別な観点による本発明によれば、前記プログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体が提供される。

さらに別な観点による本発明は、基板の表面を改質する表面改質装置であって、基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射部と、基板の表面に水酸基を付与するための表面改質液を供給する表面改質液供給部と、基板の表面に前記紫外線を照射しながら、基板の表面に前記表面改質液を供給するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御する制御部と、を有することを特徴としている。

前記表面改質液は、第３級アルコールであってもよいし、アルカリ溶液であってもよいし、過酸化水素水であってもよい。

前記制御部は、前記基板の表面に前記紫外線を照射中に当該基板の表面への前記表面改質液の供給を開始するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御してもよい。

前記表面改質装置は、前記基板の表面と対向して配置された支持板を有し、前記制御部は、前記基板の表面と前記支持板との間に前記表面改質液が供給された状態で前記基板の表面への前記紫外線の照射を開始するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御してもよい。かかる場合、前記支持板は、前記紫外線を透過させてもよい。

前記基板は、表面に転写パターンが形成され、且つ前記転写パターンを他の基板上のレジスト膜に転写してレジストパターンを形成するためのテンプレートであってもよい。

本発明によれば、基板の表面を改質し、当該基板の表面と結合対象物との密着性を向上させることができる。

本実施の形態にかかるテンプレート処理装置の構成の概略を示す平面図である。 本実施の形態にかかるテンプレート処理装置の構成の概略を示す側面図である。 本実施の形態にかかるテンプレート処理装置の構成の概略を示す側面図である。 テンプレートの斜視図である。 表面改質ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 保持部材の構成の概略を示す平面図である。 表面改質ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 リンスユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 テンプレート処理の各工程を示したフローチャートである。 テンプレート処理の各工程におけるテンプレートの状態を模式的に示した説明図であり、（ａ）はテンプレートの表面を洗浄する様子を示し、（ｂ）はテンプレートの表面に紫外線を照射しながら、当該テンプレートの表面に表面改質液を供給する様子を示し、（ｃ）はテンプレートの表面に紫外線を照射しながら、当該テンプレートの表面に離型剤を塗布する様子を示し、（ｄ）はテンプレート上に離型剤が成膜された様子を示す。 他の実施の形態にかかる表面改質ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 他の実施の形態にかかるテンプレート処理の各工程におけるテンプレートの状態を模式的に示した説明図であり、（ａ）はテンプレートの表面を洗浄する様子を示し、（ｂ）はテンプレートの表面と支持板との間に表面改質液を供給する様子を示し、（ｃ）はテンプレートの表面に表面改質液が供給された状態で、当該テンプレートの表面に紫外線を照射する様子を示し、（ｄ）はテンプレート上に離型剤が成膜された様子を示す。 テンプレートの裏面側から表面に紫外線を照射する様子を示す説明図である。 洗浄ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 洗浄ユニットの構成の概略を示す横断面図である。 本実施の形態にかかるテンプレート処理装置を備えたインプリントシステムの構成の概略を示す平面図である。 インプリントユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 インプリントユニットの構成の概略を示す横断面図である。 インプリント処理の各工程を示したフローチャートである。 インプリント処理の各工程におけるテンプレートとウェハの状態を模式的に示した説明図であり、（ａ）はウェハ上にレジスト液が塗布された様子を示し、（ｂ）はウェハ上のレジスト膜を光重合させる様子を示し、（ｃ）はウェハ上にレジストパターンが形成された様子を示し、（ｄ）はウェハ上の残存膜が除去された様子を示す。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかるテンプレート処理装置１の構成の概略を示す平面図である。図２及び図３は、テンプレート処理装置１の構成の概略を示す側面図である。

本実施の形態のテンプレート処理装置１では、図４に示すように直方体形状を有し、表面に所定の転写パターンＣが形成された、基板としてのテンプレートＴが用いられる。以下、転写パターンＣが形成されているテンプレートＴの面を表面Ｔ_１といい、当該表面Ｔ_１と反対側の面を裏面Ｔ_２という。なお、テンプレートＴには、可視光、近紫外光、紫外線などの光を透過可能な透明材料、例えば石英ガラスが用いられる。

テンプレート処理装置１は、図１に示すように複数、例えば５枚のテンプレートＴをカセット単位で外部とテンプレート処理装置１との間で搬入出したり、テンプレートカセットＣ_Ｔに対してテンプレートＴを搬入出したりするテンプレート搬入出ステーション２と、テンプレートＴに所定の処理を施す複数の処理ユニットを備えた処理ステーション３とを一体に接続した構成を有している。

テンプレート搬入出ステーション２には、カセット載置台１０が設けられている。カセット載置台１０は、複数のテンプレートカセットＣ_ＴをＸ方向（図１中の上下方向）に一列に載置自在になっている。すなわち、テンプレート搬入出ステーション２は、複数のテンプレートＴを保有可能に構成されている。

テンプレート搬入出ステーション２には、Ｘ方向に延伸する搬送路１１上を移動可能なテンプレート搬送体１２が設けられている。テンプレート搬送体１２は、鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）にも移動自在であり、テンプレートカセットＣ_Ｔと処理ステーション３との間でテンプレートＴを搬送できる。

処理ステーション３には、その中心部に搬送ユニット２０が設けられている。この搬送ユニット２０の周辺には、各種処理ユニットが多段に配置された、例えば４つの処理ブロックＧ１〜Ｇ４が配置されている。処理ステーション３の正面側（図１のＸ方向負方向側）には、テンプレート搬入出ステーション２側から第１の処理ブロックＧ１、第２の処理ブロックＧ２が順に配置されている。処理ステーション３の背面側（図１のＸ方向正方向側）には、テンプレート搬入出ステーション２側から第３の処理ブロックＧ３、第４の処理ブロックＧ４が順に配置されている。処理ステーション３のテンプレート搬入出ステーション２側には、テンプレートＴの受け渡しを行うためのトランジションユニット２１が配置されている。

搬送ユニット２０は、テンプレートＴを保持して搬送し、且つ水平方向、鉛直方向及び鉛直周りに移動自在な搬送アームを有している。そして、搬送ユニット２０は、処理ブロックＧ１〜Ｇ４内に配置された後述する各種処理ユニット、及びトランジションユニット２１に対してテンプレートＴを搬送できる。

第１の処理ブロックＧ１には、図２に示すように複数の液処理ユニット、例えばテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１に表面改質液を供給する表面改質装置としての表面改質ユニット３０、テンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤を塗布する塗布ユニット３１が下から順に２段に重ねられている。第２の処理ブロックＧ２も同様に、表面改質ユニット３２、塗布ユニット３３が下から順に２段に重ねられている。また、第１の処理ブロックＧ１及び第２の処理ブロックＧ２の最下段には、前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室３４、３５がそれぞれ設けられている。

第３の処理ブロックＧ３には、図３に示すように複数の液処理ユニット、例えばテンプレートＴ上の離型剤をリンスするリンスユニット４０、４１が下から順に２段に重ねられている。第４の処理ブロックＧ４も同様に、リンスユニット４２、４３が下から順に２段に重ねられている。また、第３の処理ブロックＧ３及び第４の処理ブロックＧ４の最下段には、前記液処理ユニットに各種処理液を供給するためのケミカル室４４、４５がそれぞれ設けられている。

次に、上述した表面改質ユニット３０、３２の構成について説明する。表面改質ユニット３０は、図５に示すように側面にテンプレートＴの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器１００を有している。

処理容器１００の天井面には、処理容器１００の内部に向けて不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するためのガス供給口１０１が形成されている。ガス供給口１０１には、ガス供給管１０２を介して窒素ガスを供給するガス供給源１０３が接続されている。

処理容器１００の底面には、処理容器１００の内部の雰囲気を排気するための排気口１０４が形成されている。排気口１０４には、排気管１０５を介して処理容器１００の内部の雰囲気を真空引きする排気ポンプ１０６が接続されている。

処理容器１００内の中央部には、テンプレートＴを保持して回転させる保持部材１１０が設けられている。保持部材１１０の中央部分は下方に窪み、テンプレートＴを収容する収容部１１１が形成されている。収容部１１１の下部には、テンプレートＴの外形より小さい溝部１１１ａが形成されている。したがって、収容部１１１内では、溝部１１１ａによってテンプレートＴの下面内周部は保持部材１１０と接しておらず、テンプレートＴの下面外周部のみが保持部材１１０に支持されている。収容部１１１は、図６に示すようにテンプレートＴの外形に適合した略四角形の平面形状を有している。収容部１１１には、側面から内側に突出した突出部１１２が複数形成され、この突出部１１２により、収容部１１１に収容されるテンプレートＴの位置決めがされる。また、搬送ユニット２０の搬送アームから収容部１１１にテンプレートＴを受け渡す際に、当該搬送アームが収容部１１１と干渉するのを避けるため、収容部１１１の外周には、切欠き部１１３が４箇所に形成されている。

保持部材１１０は、図５に示すようにカバー体１１４に取り付けられ、保持部材１１０の下方には、シャフト１１５を介して回転駆動部１１６が設けられている。この回転駆動部１１６により、保持部材１１０は鉛直周りに所定の速度で回転でき、且つ昇降できる。

保持部材１１０の周囲には、テンプレートＴから飛散又は落下する表面改質液を受け止め、回収するカップ１２０が設けられている。カップ１２０の下面には、回収した表面改質液を排出する排出管１２１と、カップ１２０内の雰囲気を排気する排気管１２２が接続されている。

図７に示すようにカップ１２０のＸ方向負方向（図７の下方向）側には、Ｙ方向（図７の左右方向）に沿って延伸するレール１３０が形成されている。レール１３０は、例えばカップ１２０のＹ方向負方向（図７の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図７の右方向）側の外方まで形成されている。レール１３０には、アーム１３１が取り付けられている。

アーム１３１には、テンプレートＴの表面Ｔ_１に表面改質液を供給する表面改質液供給部としての表面改質液ノズル１３２が支持されている。アーム１３１は、ノズル駆動部１３３により、レール１３０上を移動自在である。これにより、表面改質液ノズル１３２は、カップ１２０のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部１３４からカップ１２０内のテンプレートＴの中心部上方まで移動できる。また、アーム１３１は、ノズル駆動部１３３によって昇降自在であり、表面改質液ノズル１３２の高さを調整できる。なお、表面改質液には、後述するようにテンプレートＴの表面Ｔ_１に水酸基を付与することができる材料が用いられる。本実施の形態においては、かかる表面改質液の材料として、例えば第３級アルコールであるｔ−ペンチルアルコールが用いられる。

処理容器１００内の天井面であって、保持部材１１０の上方には、テンプレートＴの表面Ｔ_１に例えば１７２ｎｍの波長の紫外線（キセノンエキシマＵＶ）を照射する紫外線照射部１４０が設けられている。紫外線照射部１４０は、例えば保持部材１１０に保持されたテンプレートＴの表面Ｔ_１に対向し、当該表面Ｔ_１全面を覆うように配置されている。

なお、例えば保持部材１１０の溝部１１１ａ内に、洗浄液、例えば有機溶剤を噴射する洗浄液ノズルを設けてもよい。この洗浄液ノズルからテンプレートＴの裏面Ｔ_２に洗浄液を噴射することによって、当該裏面Ｔ_２を洗浄することができる。

なお、表面改質ユニット３２の構成は、上述した表面改質ユニット３０の構成と同様であるので説明を省略する。

また、塗布ユニット３１、３３の構成は、上述した表面改質ユニット３０において、表面改質液ノズル１３２を離型剤ノズルに置換した構成を有している。離型剤ノズルは、テンプレートＴ上に離型剤を供給できる。なお、塗布ユニット３１、３３のその他の構成は、表面改質ユニット３０の構成と同様であるので説明を省略する。また、離型剤の材料には、後述するウェハ上のレジスト膜に対して撥液性を有する材料、例えばフッ素炭素系化合物等が用いられる。

次に、上述したリンスユニット４０〜４３の構成について説明する。リンスユニット４０は、図８に示すように側面にテンプレートＴの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器１５０を有している。

処理容器１５０内の底面には、テンプレートＴを浸漬させる浸漬槽１５１が設けられている。浸漬槽１５１内には、テンプレートＴ上の離型剤をリンスするためのリンス液、例えば有機溶剤が貯留されている。

処理容器１５０内の天井面であって、浸漬槽１５１の上方には、テンプレートＴを保持する保持部１５２が設けられている。保持部１５２は、テンプレートＴの裏面Ｔ_２の外周部を吸着保持するチャック１５３を有している。テンプレートＴは、その表面Ｔ_１が上方を向くようにチャック１５３に保持される。チャック１５３は、昇降機構１５４により昇降できる。そして、テンプレートＴは、保持部１５２に保持された状態で浸漬槽１５１に貯留された有機溶剤に浸漬され、当該テンプレートＴ上の離型剤がリンスされる。

保持部１５２は、チャック１５３に保持されたテンプレートＴの上方に設けられた気体供給部１５５を有している。気体供給部１５５は、例えば窒素等の不活性ガスや乾燥空気などの気体ガスを下方、すなわちチャック１５３に保持されたテンプレートＴの表面Ｔ_１に吹き付けることができる。これにより、浸漬槽１５１でリンスされたテンプレートＴの表面Ｔ_１を乾燥させることができる。なお、リンスユニット４０には、内部の雰囲気を排気する排気管（図示せず）が接続されている。

なお、リンスユニット４１〜４３の構成は、上述したリンスユニット４０の構成と同様であるので説明を省略する。

以上のテンプレート処理装置１には、図１に示すように制御部１６０が設けられている。制御部１６０は、例えばコンピュータであり、プログラム格納部（図示せず）を有している。プログラム格納部には、テンプレート搬入出ステーション２と処理ステーション３との間のテンプレートＴの搬送や、処理ステーション３における駆動系の動作などを制御して、テンプレート処理装置１における後述するテンプレート処理を実行するプログラムが格納されている。なお、このプログラムは、例えばコンピュータ読み取り可能なハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリーカードなどのコンピュータに読み取り可能な記憶媒体に記録されていたものであって、その記憶媒体から制御部１６０にインストールされたものであってもよい。

本実施の形態にかかるテンプレート処理装置１は以上のように構成されている。次に、そのテンプレート処理装置１で行われるテンプレート処理について説明する。図９は、このテンプレート処理の主な処理フローを示し、図１０は、各工程におけるテンプレートＴの状態を示している。

先ず、テンプレート搬送体１２によって、カセット載置台１０上のテンプレートカセットＣ_ＴからテンプレートＴが取り出され、処理ステーション３のトランジションユニット２１に搬送される（図９の工程Ａ１）。このとき、テンプレートカセットＣ_Ｔ内には、テンプレートＴは、転写パターンＣが形成された表面Ｔ_１が上方を向くように収容されており、この状態でテンプレートＴはトランジションユニット２１に搬送される。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴは、表面改質ユニット３０に搬送され、保持部材１１０に受け渡される。続いて、ガス供給口１０１から窒素ガスが処理容器１００内に供給される。このとき、排気口１０４から処理容器１００の内部の雰囲気が排気されて、処理容器１００の内部は窒素ガス雰囲気に置換される。その後、図１０（ａ）に示すように紫外線照射部１４０からテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に紫外線が照射される。そして、テンプレートＴの表面Ｔ_１の有機物が除去され、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１が洗浄される（図９の工程Ａ２）。

その後、表面改質液ノズル１３２をテンプレートＴの中心部上方まで移動させると共に、テンプレートＴを回転させる。そして、図１０（ｂ）に示すように引き続き紫外線照射部１４０からテンプレートＴの表面Ｔ_１にエネルギーの高い紫外線を照射しながら、表面改質液ノズル１３２から回転中のテンプレートＴ上に表面改質液Ｍを供給する。すなわち、紫外線の照射中に、テンプレートＴの表面Ｔ_１への表面改質液Ｍの供給を開始する。供給された表面改質液Ｍは遠心力によりテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に拡散する。

ここで、発明者らが鋭意検討したところ、このようにテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射すると、当該表面Ｔ_１が活性化することが分かった。そして、石英ガラスからなるテンプレートＴの活性化した表面Ｔ_１に対して、ｔ−ペンチルアルコールである表面改質液Ｍを供給すると、表面Ｔ_１に多量の水酸基（ＯＨ基）が付与されることが分かった。こうして、テンプレートＴの表面Ｔ_１が改質される（図９の工程Ａ３）。なお、この工程Ａ３において、処理容器１００の内部は窒素ガス雰囲気に維持されている。また、表面Ｔ_１の改質後、紫外線照射部１４０からの紫外線の照射と表面改質液ノズル１３２からの表面改質液Ｍの供給を停止した後、引き続きテンプレートＴを回転させて、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１を振り切り乾燥させる。

なお、表面改質液Ｍには、テンプレートＴの表面Ｔ_１の材質によって最適な液を選択できる。本実施の形態においては、石英ガラスであるテンプレートＴに対して表面改質液Ｍとして第３級アルコール（ｔ−ペンチルアルコール）を用いたが、その他の組み合わせについては後述する。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴは、塗布ユニット３１に搬送され、保持部材１１０に受け渡される。続いて、ガス供給口１０１から窒素ガスが処理容器１００内に供給される。このとき、排気口１０４から処理容器１００の内部の雰囲気が排気されて、処理容器１００の内部は窒素ガス雰囲気に置換される。

その後、離型剤ノズルをテンプレートＴの中心部上方まで移動させると共に、テンプレートＴを回転させる。そして、図１０（ｃ）に示すように紫外線照射部１４０からテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、離型剤ノズルから回転中のテンプレートＴ上に離型剤Ｓを供給する。すなわち、紫外線の照射中に、テンプレートＴの表面Ｔ_１への離型剤Ｓの供給を開始する。供給された離型剤Ｓは遠心力によりテンプレートＴ上で拡散し、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１全面に塗布される（図９の工程Ａ４）。その塗布後、紫外線照射部１４０からの紫外線の照射と離型剤ノズルからの離型剤Ｓの供給を停止した後、引き続きテンプレートＴを回転させて、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１を振り切り乾燥させる。

この工程Ａ４では、紫外線が照射されることによって、テンプレートＴの表面Ｔ_１上の水酸基の酸素と水素の結合が切断される。そして、このように水酸基の結合が切断された直後に、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤分子が脱水縮合により結合される。さらに、テンプレートＴの表面Ｔ_１に照射された紫外線によって、隣接する離型剤分子同士が脱水縮合により結合する。こうして、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの化学反応が促進され、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの密着性が向上する。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴはリンスユニット４０に搬送され、保持部１５２に保持される。続いて、保持部１５２を下降させ、テンプレートＴを浸漬槽１５１に貯留された有機溶剤に浸漬させる。所定時間経過すると、離型剤Ｓの未反応部のみ、すなわち離型剤ＳがテンプレートＴの表面Ｔ_１と化学反応して当該表面Ｔ_１と密着する部分以外のみが剥離する。このとき、上述の工程Ａ４においてテンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤Ｓが密着しているので、テンプレートＴの表面Ｔ_１から所定の距離の離型剤Ｓが剥離することはない。また、テンプレートＴ上の離型剤Ｓの接触角は所定の角度、例えば１１０度以上になっており、離型剤Ｓは後述するレジスト膜に対して十分な撥液性を有し、その離型機能を発揮することができる。こうして、図１０（ｄ）に示すようにテンプレートＴ上に転写パターンＣに沿った離型剤Ｓが所定の膜厚で成膜される（図９の工程Ａ５）。その後、保持部１５２を上昇させ、気体供給部１５５から気体ガスをテンプレートＴに吹き付け、その表面Ｔ_１を乾燥させる。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴはトランジションユニット２１に搬送され、テンプレート搬送体１２によってテンプレートカセットＣ_Ｔに戻される（図９の工程Ａ６）。こうしてテンプレート処理装置１における一連のテンプレート処理が終了し、テンプレートＴの表面Ｔ_１に、転写パターンＣの形状に沿った離型剤Ｓが所定の膜厚で成膜される。

以上の実施の形態によれば、工程Ａ３において、テンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射するので、当該表面Ｔ_１を活性化できる。そして、テンプレートＴの表面Ｔ_１を活性化しながら、当該表面Ｔ_１に表面改質液Ｍを供給するので、テンプレートＴの表面Ｔ_１に多量の水酸基を付与することができる。このようにテンプレートＴの表面Ｔ_１を十分に改質できるので、その後テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓが化学結合する際に、当該表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの密着性を向上させることができる。

以上の実施の形態では、石英ガラスのテンプレートＴに対して第３級アルコールの表面改質液Ｍを用いたが、表面改質液Ｍには基板の表面の材質によって最適な液を選択することができる。なお、基板の表面の材質とは、基板自体が表面に露出している場合には当該基板自体の材質を指し、基板の表面に膜が形成されている場合には当該基板の表面の膜の材質を指す。

発明者らが鋭意検討したところ、例えば上述した第３級アルコールは、石英ガラスに限らず、種々の材質の基板の表面に多量の水酸基を付与できることが分かった。例えば基板の表面がチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、アルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）の場合にも、基板の表面に多量の水酸基を付与できることが分かった。かかる場合、基板の表面を十分に改質できるので、基板の表面と結合対象物との密着性を向上させることができる。例えば上記実施の形態のように基板がテンプレートＴであって、結合対象物が離型剤Ｓの場合、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの密着性を向上させることができ、離型剤Ｓの接触角を例えば１１０度以上にまで向上させることができる。

同様に、表面改質液Ｍとしてアルカリ溶液、例えばアンモニアを用いた場合も、基板の表面の材質を問わず、基板の表面に多量の水酸基を付与できることが分かった。かかる場合、基板の表面にアルカリ溶液を供給することで、当該基板の表面がエッチングされる。そして、エッチングされた基板の表面に紫外線を照射しながら、さらにアルカリ溶液が供給されることで、当該基板の表面に多量の水酸基が付与される。そして、例えば上記実施の形態のように基板がテンプレートＴであって、結合対象物が離型剤Ｓの場合、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの密着性を向上させることができ、離型剤Ｓの接触角を例えば１１０度以上にまで向上させることができる。

また、表面改質液Ｍとして過酸化水素水を用いた場合、特に基板の表面の材質がタングステンの場合、当該基板の表面を十分に改質できることが分かった。かかる場合、基板の表面に過酸化水素水を供給することで、当該基板の表面がエッチングされる。そして、エッチングされた基板の表面に紫外線を照射しながら、さらに過酸化水素水が供給されることで、当該基板の表面に多量の水酸基が付与される。そして、例えば上記実施の形態のように基板がテンプレートＴであって、結合対象物が離型剤Ｓの場合、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとの密着性を向上させることができ、離型剤Ｓの接触角を例えば１１８度という高い接触角まで向上させることができた。

以上の実施の形態では、表面改質液ＭによるテンプレートＴの表面Ｔ_１の改質と当該表面Ｔ_１への離型剤Ｓの塗布とは、それぞれ表面改質ユニット３０、３２と塗布ユニット３１、３３の別のユニットで行われていたが、一のユニットで行ってもよい。かかる場合、例えば表面改質ユニット３０内に、表面改質液ノズル１３２と離型剤ノズルが共に設けられる。そして、一のユニット内でテンプレートＴを移動させることなく、表面改質液ＭによるテンプレートＴの表面Ｔ_１の改質と当該表面Ｔ_１への離型剤Ｓの塗布とを行うことができる。したがって、テンプレート処理のスループットを向上させることができる。また、テンプレート処理装置１の構成を簡略化することもできる。

以上の実施の形態では、工程Ａ３において紫外線を照射中にテンプレートＴの表面Ｔ_１への表面改質液Ｍの供給を開始していたが、テンプレートＴの表面Ｔ_１に表面改質液Ｍが供給された状態で、テンプレートＴの表面Ｔ_１への紫外線の照射を開始してもよい。

かかる場合、工程Ａ３を行うため、例えば図１１に示す表面改質ユニット３０が用いられる。表面改質ユニット３０は、側面にテンプレートＴの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器２００を有している。

処理容器２００の天井面には、処理容器２００の内部に向けて不活性ガス、例えば窒素ガスを供給するためのガス供給口２０１が形成されている。ガス供給口２０１には、ガス供給管２０２を介して窒素ガスを供給するガス供給源２０３が接続されている。なお、処理容器２００の内部は、窒素ガスと水蒸気の混合ガスを供給してもよい。

処理容器２００の底面には、処理容器２００の内部の雰囲気を排気するための排気口２０４が形成されている。排気口２０４には、排気管２０５を介して処理容器２００の内部の雰囲気を真空引きする排気ポンプ２０６が接続されている。

処理容器２００内の底面には、テンプレートＴが載置される載置台２１０が設けられている。テンプレートＴは、その表面Ｔ_１が上方を向くように載置台２１０の上面に載置される。載置台２１０内には、テンプレートＴを下方から支持し昇降させるための昇降ピン２１１が設けられている。昇降ピン２１１は、昇降駆動部２１２により上下動できる。載置台２１０の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔２１３が形成されおり、昇降ピン２１１は、貫通孔２１３を挿通するようになっている。

処理容器２００内の天井面であって、載置台２１０の上方には、テンプレートＴの表面Ｔ_１に例えば１７２ｎｍの波長の紫外線を照射する紫外線照射部２２０が設けられている。紫外線照射部２２０は、例えば載置台２１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ_１に対向し、当該表面Ｔ_１全面を覆うように配置されている。

載置台２１０と紫外線照射部２２０との間には、支持板２２１が配置されている。支持板２２１は、例えば所定の隙間を介して載置台２１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ_１と対向し、当該表面Ｔ_１全面を覆うように配置されている。なお、支持板２２１は移動機構（図示せず）によって処理容器２００内を移動可能になっている。また、支持板２２１は、紫外線を透過可能な透明材料が用いられ、本実施の形態においてはテンプレートＴと同じ材料の石英ガラスが用いられる。

処理容器２００の内部には、載置台２１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間に表面改質液Ｍを供給する、表面改質液供給部としての表面改質液ノズル２３０が配置されている。表面改質液ノズル２３０は、例えばその下端部の供給口２３０ａが斜め下方に向くように配置されている。表面改質液ノズル２３０は、アーム２３１に支持されている。アーム２３１には移動機構（図示せず）が取り付けられ、表面改質液ノズル２３０は、処理容器２００内を可能になっている。

なお、表面改質ユニット３２の構成は、上述した表面改質ユニット３０の構成と同様であるので説明を省略する。また、テンプレート処理装置１のその他の構成は、上記実施の形態のテンプレート処理装置１の構成と同様であるので説明を省略する。

次に、本実施の形態のテンプレート処理装置１で行われるテンプレート処理について説明する。図１２は、テンプレート処理の各工程におけるテンプレートＴの状態を示している。なお、本実施の形態におけるテンプレート処理の処理フローは図９で示した処理フローと同様である。

先ず、テンプレート搬送体１２によって、カセット載置台１０上のテンプレートカセットＣ_Ｔ内のテンプレートＴがトランジションユニット２１に搬送される（図９の工程Ａ１）。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴは、表面改質ユニット３０に搬送される。表面改質ユニット３０に搬入されたテンプレートＴは、昇降ピン２１１に受け渡され、載置台２１０に載置される。続いて、ガス供給口２０１から窒素ガスが処理容器２００内に供給される。このとき、排気口２０４から処理容器２００の内部の雰囲気が排気されて、処理容器２００の内部は窒素ガス雰囲気に置換される。その後、図１２（ａ）に示すように紫外線照射部２２０からテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に紫外線が照射される。そして、テンプレートＴの表面Ｔ_１の有機物が除去され、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１が洗浄される（図９の工程Ａ２）。

その後、紫外線照射部２２０からの紫外線の照射を一旦停止し、図１２（ｂ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１が所定の隙間を介して対向するように支持板２２１を配置する。そして、表面改質液ノズル２３０からテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間に、表面改質液Ｍが供給される。供給された表面改質液Ｍは、毛細管現象によってテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間を拡散する。続いて、図１２（ｃ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１と間に表面改質液Ｍが供給された状態で、紫外線照射部２２０から下方に紫外線が照射される。紫外線は、支持板２２１を通過してテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に照射される。なお、この工程Ａ３において、処理容器２００の内部は窒素ガス雰囲気に維持されている。そして、この工程Ａ３により、テンプレートＴの表面Ｔ_１に多量の水酸基が付与され、当該表面Ｔ_１が改質される（図９の工程Ａ３）。表面Ｔ_１の改質後、紫外線照射部２２０からの紫外線の照射と表面改質液ノズル２３０からの表面改質液Ｍの供給を停止した後、例えば窒素等の不活性ガスや乾燥空気などの気体ガスをテンプレートＴの表面Ｔ_１に吹き付けて、当該表面Ｔ_１を乾燥させる。なお、テンプレートＴの表面Ｔ_１の改質の態様は、上記実施の形態の工程Ａ３における表面改質と同様であるので詳細な説明を省略する。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴは、塗布ユニット３１に搬送され、テンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、回転中のテンプレートＴ上に離型剤Ｓを供給する。供給された離型剤Ｓは遠心力によりテンプレートＴ上で拡散し、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１全面に塗布される（図９の工程Ａ４）。なお、この工程Ａ４は、上記実施の形態の工程Ａ４と同様であるので詳細な説明を省略する。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴはリンスユニット４０に搬送されてリンスされ、図１２（ｄ）に示すようにテンプレートＴ上に転写パターンＣに沿った離型剤Ｓが所定の膜厚で成膜される（図９の工程Ａ５）。なお、この工程Ａ５は、上記実施の形態の工程Ａ５と同様であるので詳細な説明を省略する。

その後、搬送ユニット２０によって、テンプレートＴはトランジションユニット２１に搬送され、テンプレート搬送体１２によってテンプレートカセットＣ_Ｔに戻される（図９の工程Ａ６）。こうしてテンプレート処理装置１における一連のテンプレート処理が終了し、テンプレートＴの表面Ｔ_１に、転写パターンＣの形状に沿った離型剤Ｓが所定の膜厚で成膜される。

本実施の形態においても、上記実施の形態の効果と同様の効果を享受できる。すなわち工程Ａ３において、テンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１に表面改質液Ｍを供給するので、テンプレートＴの表面Ｔ_１に多量の水酸基を付与することができる。

なお、本実施の形態の工程Ａ３では、毛細管現象を利用してテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間に表面改質液Ｍを供給していたが、表面改質液Ｍの供給方法はこれに限定されない。例えばテンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間に表面改質液Ｍを圧入してもよい。

また、本実施の形態の工程Ａ３では、テンプレートＴの表面Ｔ_１と支持板２２１との間に表面改質液Ｍを供給する際、紫外線照射部２２０からの紫外線の照射を一旦停止していたが、当該紫外線の照射を継続して行ってもよい。すなわち、工程Ａ２と工程Ａ３において、紫外線照射部２２０からの紫外線の照射を継続して行ってもよい。

以上の実施の形態では、工程Ａ３において、支持板２２１側からテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射していたが、図１３に示すようにテンプレートＴの裏面Ｔ_２側から表面Ｔ_１に紫外線を照射してもよい。このように紫外線を照射するため、表面改質ユニット３０では、テンプレートＴと支持板２２１の上下配置を反対にしてもよい、すなわちテンプレートＴを支持板２２１の上方に配置してもよい。あるいは、処理容器２００の天井面に配置された紫外線照射部２２０をテンプレートＴの下方に配置してもよい。

かかる場合、図１３に示すようにテンプレートＴの裏面Ｔ_２側から照射された紫外線は、テンプレートＴを通過し、当該テンプレートＴの表面Ｔ_１に照射される。こうしてテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、テンプレートＴ上に表面改質液Ｍが供給される。そうすると、テンプレートＴの表面Ｔ_１に多量の水酸基を付与することができ、当該表面Ｔ_１を十分に改質することができる。

本実施の形態によれば、テンプレートＴの裏面Ｔ_２側から表面Ｔ_１に紫外線を照射しているので、紫外線は表面改質液Ｍに邪魔されることなくテンプレートＴの表面Ｔ_１と表面改質液Ｍの界面に到達する。このため、紫外線は表面改質液Ｍによって減衰することなくテンプレートＴの表面Ｔ_１に照射される。したがって、テンプレートＴの表面Ｔ_１より効率よく改質することができる。

以上の実施の形態では、工程Ａ２におけるテンプレートＴの表面Ｔ_１の洗浄は、工程Ａ３を行う表面改質ユニット３０で行われていたが、別の洗浄ユニットで行われてもよい。この洗浄ユニットは、例えばテンプレート処理装置１の処理ブロックＧ１〜Ｇ４のいずれかに配置される。

かかる場合、図１４及び図１５に示すように洗浄ユニット２４０は、側面にテンプレートＴの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器２５０を有している。

処理容器２５０内には、テンプレートＴを吸着保持するチャック２５１が設けられている。チャック２５１は、テンプレートＴの表面Ｔ_１が上方を向くように、その裏面Ｔ_２を吸着保持する。チャック２５１の下方には、チャック駆動部２５２が設けられている。このチャック駆動部２５２は、処理容器２５０内の底面に設けられ、Ｙ方向に沿って延伸するレール２５３上に取付けられている。このチャック駆動部２５２により、チャック２５１はレール２５３に沿って移動できる。

処理容器２５０内の天井面であって、レール２５３の上方には、チャック２５１に保持されたテンプレートＴに紫外線を照射する紫外線照射部２５４が設けられている。紫外線照射部２５４は、図１５に示すようにＸ方向に延伸している。

そして、洗浄ユニット２４０に搬送されたテンプレートＴは、チャック２５１に吸着保持される。続いて、チャック駆動部２５２によってテンプレートＴをレール２５３に沿って移動させながら、紫外線照射部２５４から当該テンプレートＴに紫外線が照射される。こうして、テンプレートＴの表面Ｔ_１全面に紫外線が照射され、テンプレートＴの表面Ｔ_１が洗浄される。

以上の実施の形態では、表面改質ユニット３０において、回転中のテンプレートＴ上に表面改質液Ｍを供給していたが、例えばテンプレートＴの幅方向に延伸し、下面にスリット状の供給口が形成された表面改質液ノズルを用いてテンプレートＴ上に表面改質液Ｍを供給してもよい。かかる場合、表面改質液ノズルをテンプレートＴの辺方向に移動させながら、供給口から表面改質液Ｍが供給される。

以上の実施の形態のリンスユニット４０では、浸漬槽１５１に貯留された有機溶剤にテンプレートＴを浸漬することで離型剤Ｓをリンスしていたが、図５及び図７に示した表面改質ユニット３０と同様の構成を有するリンスユニットを用いてもよい。かかる場合、表面改質ユニット３０の表面改質液ノズル１３２に代えて、テンプレートＴ上に離型剤Ｓのリンス液としての有機溶剤を供給するリンス液ノズルが用いられる。

そして、このリンスユニットでは、回転中のテンプレートＴ上に有機溶剤を供給し、テンプレートＴの表面Ｔ_１全面をリンスする。所定時間経過すると、離型剤Ｓの未反応部のみが剥離し、テンプレートＴ上に転写パターンＣに沿った離型剤Ｓが成膜される。その後、有機溶剤の供給を停止した後、さらにテンプレートＴを回転させ続け、その表面Ｔ_１を振り切り乾燥させる。このようにして、テンプレートＴ上の離型剤Ｓがリンスされる。

以上の実施の形態では、工程Ａ４において、テンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射しながら、当該表面Ｔ_１に離型剤Ｓを塗布していたが、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとを密着性させる方法はこれに限定されない。例えばテンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤Ｓを塗布した後、当該離型剤Ｓを加熱してもよい。あるいは、テンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤Ｓを塗布した後、当該離型剤Ｓ上にアルコールを塗布してもよい。いずれの場合でも、テンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとを密着させることができる。

以上の実施の形態では、処理ステーション３において、搬送ユニット２０によってテンプレートＴを搬送していたが、いわゆる平流し形式を用いてテンプレートＴを搬送ローラ上で搬送してもよい。かかる場合、処理ステーション３には、表面改質ユニット、塗布ユニット、リンスユニットがこの順で配置される。そして、テンプレート搬入出ステーション２から搬出されたテンプレートＴは、搬送ローラを用いた搬送によってこれら処理ユニットに順次搬送される。各処理ユニットでは、搬送中のテンプレートＴに所定の処理が行われる。こうしてテンプレートＴ上に離型剤Ｓが成膜されると、テンプレートＴがテンプレート搬入出ステーション２に戻され、一連のテンプレート処理が終了する。この場合、各処理ユニットにおいてテンプレートＴの搬送中に所定の処理が行われるので、テンプレート処理のスループットをより向上させることができる。

以上の実施の形態のテンプレート処理装置１は、図１６に示すようにインプリントシステム３００に配置されていてもよい。インプリントシステム３００は、テンプレートＴを用いて他の基板としてのウェハＷ上にレジストパターンを形成するインプリントユニット３１０と、複数、例えば２５枚のウェハＷをカセット単位で外部とインプリントシステム３００との間で搬入出したり、ウェハカセットＣ_Ｗに対してウェハＷを搬入出したりするウェハ搬入出ステーション３１１とを有している。また、テンプレート処理装置１とインプリントユニット３１０との間には、テンプレートＴの受け渡しを行うインターフェイスステーション３１２が配置されている。インプリントシステム３００は、これらテンプレート処理装置１、インターフェイスステーション３１２、インプリントユニット３１０、ウェハ搬入出ステーション３１１を一体に接続した構成を有している。

ウェハ搬入出ステーション３１１には、カセット載置台３２０が設けられている。カセット載置台３２０は、複数のウェハカセットＣ_ＷをＸ方向（図１６中の上下方向）に一列に載置自在になっている。すなわち、ウェハ搬入出ステーション３１１は、複数のウェハＷを保有可能に構成されている。

ウェハ搬入出ステーション３１１には、Ｘ方向に延伸する搬送路３２１上を移動可能なウェハ搬送体３２２が設けられている。ウェハ搬送体３２２は、鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）にも移動自在であり、ウェハカセットＣ_Ｗとインプリントユニット３１０との間でウェハＷを搬送できる。

ウェハ搬入出ステーション３１１には、ウェハＷの向きを調整するアライメントユニット３２３がさらに設けられている。アライメントユニット３２３では、例えばウェハＷのノッチ部の位置に基づいて、ウェハＷの向きが調整される。

インターフェイスステーション３１２には、Ｘ方向に延伸する搬送路３３０上を移動するテンプレート搬送体３３１が設けられている。また、搬送路３３０のＸ方向正方向側には、テンプレートＴの表裏面を反転させる反転ユニット３３２が配置され、搬送路３３０のＸ方向負方向側には、複数のテンプレートＴを一時的に保管するバッファカセット３３３が配置されている。テンプレート搬送体３３１は、鉛直方向及び鉛直周り（θ方向）にも移動自在であり、処理ステーション３、反転ユニット３３２、バッファカセット３３３、インプリントユニット３１０との間でテンプレートＴを搬送できる。

テンプレート処理装置１の処理ステーション３には、搬送ユニット２０のインターフェイスステーション３１２側に、テンプレートＴの受け渡しを行うためのトランジションユニット３３４が配置されている。

次に、上述したインプリントユニット３１０の構成について説明する。インプリントユニット３１０は、図１７に示すように側面にテンプレートＴの搬入出口（図示せず）とウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器３４０を有している。

処理容器３４０内の底面には、ウェハＷが載置されて保持されるウェハ保持部３４１が設けられている。ウェハＷは、その被処理面が上方を向くようにウェハ保持部３４１の上面に載置される。ウェハ保持部３４１内には、ウェハＷを下方から支持し昇降させるための昇降ピン３４２が設けられている。昇降ピン３４２は、昇降駆動部３４３により上下動できる。ウェハ保持部３４１の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔３４４が形成されおり、昇降ピン３４２は、貫通孔３４４を挿通するようになっている。また、ウェハ保持部３４１は、当該ウェハ保持部３４１の下方に設けられた移動機構３４５により、水平方向に移動可能で、且つ鉛直周りに回転自在である。

図１８に示すようにウェハ保持部３４１のＸ方向負方向（図１８の下方向）側には、Ｙ方向（図１８の左右方向）に沿って延伸するレール３５０が設けられている。レール３５０は、例えばウェハ保持部３４１のＹ方向負方向（図１８の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図１８の右方向）側の外方まで形成されている。レール３５０には、アーム３５１が取り付けられている。

アーム３５１には、ウェハＷ上にレジスト液を供給するレジスト液ノズル３５２が支持されている。レジスト液ノズル３５２は、例えばウェハＷの直径寸法と同じかそれよりも長い、Ｘ方向に沿った細長形状を有している。レジスト液ノズル３５２には、例えばインクジェット方式のノズルが用いられ、レジスト液ノズル３５２の下部には、長手方向に沿って一列に形成された複数の供給口（図示せず）が形成されている。そして、レジスト液ノズル３５２は、レジスト液の供給タイミング、レジスト液の供給量等を厳密に制御できる。

アーム３５１は、ノズル駆動部３５３により、レール３５０上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル３５２は、ウェハ保持部３４１のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部３５４からウェハ保持部３４１上のウェハＷの上方まで移動でき、さらに当該ウェハＷの表面上をウェハＷの径方向に移動できる。また、アーム３５１は、ノズル駆動部３５３によって昇降自在であり、レジスト液ノズル３５２の高さを調整できる。

処理容器３４０内の天井面であって、ウェハ保持部３４１の上方には、図１７に示すようにテンプレートＴを保持するテンプレート保持部３６０が設けられている。すなわち、ウェハ保持部３４１とテンプレート保持部３６０は、ウェハ保持部３４１に載置されたウェハＷと、テンプレート保持部３６０に保持されたテンプレートＴが対向するように配置されている。また、テンプレート保持部３６０は、テンプレートＴの裏面Ｔ_２の外周部を吸着保持するチャック３６１を有している。チャック３６１は、当該チャック３６１の上方に設けられた移動機構３６２により、鉛直方向に移動自在で、且つ鉛直周りに回転自在になっている。これにより、テンプレートＴは、ウェハ保持部３４１上のウェハＷに対して所定の向きに回転し昇降できる。

テンプレート保持部３６０は、チャック３６１に保持されたテンプレートＴの上方に設けられた光源３６３を有している。光源３６３からは、例えば可視光、近紫外光、紫外線などの光が発せられ、この光源３６３からの光は、テンプレートＴを透過して下方に照射される。

本実施の形態にかかるインプリントシステム３００は以上のように構成されている。次に、そのインプリントシステム３００で行われるインプリント処理について説明する。図１９は、このインプリント処理の主な処理フローを示し、図２０は、このインプリント処理の各工程におけるテンプレートＴとウェハＷの状態を示している。

先ず、テンプレート搬送体１２によって、テンプレート搬入出ステーション２から処理ステーション３にテンプレートＴが搬送される（図１９の工程Ｂ１）。処理ステーション３では、テンプレートＴの表面Ｔ_１の洗浄（図１９の工程Ｂ２）、表面Ｔ_１への紫外線の照射及び表面Ｔ_１への表面改質液Ｍの供給による表面Ｔ_１の改質（図１９の工程Ｂ３）、表面Ｔ_１への紫外線の照射及び表面Ｔ_１への離型剤Ｓの塗布（図１９の工程Ｂ４）、離型剤Ｓのリンス（図１９の工程Ｂ５）が順次行われ、テンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤Ｓが成膜される。なお、これら工程Ｂ２〜Ｂ５は、前記実施の形態における工程Ａ２〜Ａ５と同様であるので、詳細な説明を省略する。

離型剤Ｓが成膜されたテンプレートＴは、トランジションユニット３３４に搬送される。続いて、テンプレートＴは、インターフェイスステーション３１２のテンプレート搬送体３３１によって、反転ユニット３３２に搬送されて、テンプレートＴの表裏面が反転される。すなわち、テンプレートＴの裏面Ｔ_２が上方に向けられる。その後、テンプレートＴは、テンプレート搬送体３３１によってインプリントユニット３１０に搬送され、テンプレート保持部３６０のチャック３６１に吸着保持される。

このように処理ステーション３においてテンプレートＴにテンプレート処理を行い、インプリントユニット３１０へテンプレートＴを搬送中に、ウェハ搬入出ステーション３１１では、ウェハ搬送体３２２により、カセット載置台３２０上のウェハカセットＣ_ＷからウェハＷが取り出され、アライメントユニット３２３に搬送される。そして、アライメントユニット３２３において、ウェハＷのノッチ部の位置に基づいて、ウェハＷの向きが調整される。その後、ウェハＷは、ウェハ搬送体３２２によってインプリントユニット３１０に搬送される（図１９の工程Ｂ６）。なお、ウェハ搬入出ステーション３１１において、ウェハカセットＣ_Ｗ内のウェハＷは、その被処理面が上方を向くように収容されており、この状態でウェハＷはインプリントユニット３１０に搬送される。

インプリントユニット３１０に搬入されたウェハＷは、昇降ピン３４２に受け渡され、ウェハ保持部３４１上に載置され保持される。続いて、ウェハ保持部３４１に保持されたウェハＷを水平方向の所定の位置に移動させて位置合わせをした後、レジスト液ノズル３５２をウェハＷの径方向に移動させ、図２０（ａ）に示すようにウェハＷ上にレジスト液が塗布され、レジスト膜Ｒが形成される（図１９の工程Ｂ７）。このとき、制御部１６０により、レジスト液ノズル３５２から供給されるレジスト液の供給タイミングや供給量等が制御される。すなわち、ウェハＷ上に形成されるレジストパターンにおいて、凸部に対応する部分（テンプレートＴの転写パターンＣにおける凹部に対応する部分）に塗布されるレジスト液の量は多く、凹部に対応する部分（転写パターンＣにおける凸部に対応する部分）に塗布されるレジスト液の量は少なくなるように塗布される。このように転写パターンＣの開口率に応じてウェハＷ上にレジスト液が塗布される。

ウェハＷ上にレジスト膜Ｒが形成されると、ウェハ保持部３４１に保持されたウェハＷを水平方向の所定の位置に移動させて位置合わせを行うと共に、テンプレート保持部３６０に保持されたテンプレートＴを所定の向きに回転させる。そして、図２０（ａ）の矢印に示すようにテンプレートＴをウェハＷ側に下降させる。テンプレートＴは所定の位置まで下降し、テンプレートＴの表面Ｔ_１がウェハＷ上のレジスト膜Ｒに押し付けられる。なお、この所定の位置は、ウェハＷ上に形成されるレジストパターンの高さに基づいて設定される。続いて、光源３６３から光が照射される。光源３６３からの光は、図２０（ｂ）に示すようにテンプレートＴを透過してウェハＷ上のレジスト膜Ｒに照射され、これによりレジスト膜Ｒは光重合する。このようにして、ウェハＷ上のレジスト膜ＲにテンプレートＴの転写パターンＣが転写され、レジストパターンＰが形成される（図１９の工程Ｂ８）。

その後、図２０（ｃ）に示すようにテンプレートＴを上昇させて、ウェハＷ上にレジストパターンＰを形成する。このとき、テンプレートＴの表面Ｔ_１には離型剤Ｓが塗布されているので、ウェハＷ上のレジストがテンプレートＴの表面Ｔ_１に付着することはない。その後、ウェハＷは、昇降ピン３４２によりウェハ搬送体３２２に受け渡され、インプリントユニット３１０からウェハ搬入出ステーション３１１に搬送され、ウェハカセットＣ_Ｗに戻される（図１９の工程Ｂ９）。なお、ウェハＷ上に形成されたレジストパターンＰの凹部には、薄いレジストの残存膜Ｌが残る場合があるが、例えばインプリントシステム３００の外部において、図２０（ｄ）に示すように当該残存膜Ｌを除去してもよい。

以上の工程Ｂ６〜Ｂ９（図１９中の点線で囲った部分）を繰り返し行い、一のテンプレートＴを用いて、複数のウェハＷ上にレジストパターンＰをそれぞれ形成する。この間、上述した工程Ｂ１〜Ｂ５を繰り返し行い、複数のテンプレートＴの表面Ｔ_１上に離型剤Ｓを成膜する。離型剤Ｓが成膜されたテンプレートＴは、インターフェイスステーション３１２のバッファカセット３３３に保管される。

そして、所定枚数のウェハＷに対して工程Ｂ６〜Ｂ９が行われると、テンプレート搬送体３３１によって、使用済みのテンプレートＴがインプリントユニット３１０から搬出され、反転ユニット３３２に搬送される（図１９の工程Ｂ１０）。続いて、テンプレート搬送体３３１によって、バッファカセット３３３内のテンプレートＴがインプリントユニット３１０に搬送される。こうして、インプリントユニット３１０内のテンプレートＴが交換される。なお、テンプレートＴを交換するタイミングは、テンプレートＴの劣化等を考慮して設定される。また、ウェハＷに異なるレジストパターンＰを形成する場合にも、テンプレートＴが交換される。そして、例えばテンプレートＴを１回使用する度に当該テンプレートＴを交換してもよい。また、例えば１枚のウェハＷ毎にテンプレートＴを交換してもよいし、例えば１ロット毎にテンプレートＴを交換してもよい。

反転ユニット３３２に搬送された使用済みのテンプレートＴは、その表裏面が反転される。その後、テンプレート搬送体３３１、搬送ユニット２０、テンプレート搬送体１２によって、テンプレートＴはテンプレートカセットＣ_Ｔに戻される。このようにして、インプリントシステム３００において、テンプレートＴを連続的に交換しつつ、複数のウェハＷに対して所定のレジストパターンＰが連続的に形成される。

以上の実施の形態のインプリントシステム３００はテンプレート処理装置１を有しているので、インプリントシステム３００において、テンプレートＴ上に離型剤Ｓを成膜しつつ、当該テンプレートＴをインプリントユニット３１０に連続的に供給できる。これによって、例えばテンプレートＴが劣化する前、あるいは複数のウェハＷ上に異なるレジストパターンＰを形成する場合でも、インプリントユニット３１０内のテンプレートＴを連続して効率よく交換することができる。したがって、複数のウェハＷに対して所定のレジストパターンＰを連続的に形成することができる。また、これによって、半導体デバイスの量産化を実現することも可能となる。

以上の実施の形態では、基板としてのテンプレートＴの表面Ｔ_１と離型剤Ｓとを密着させるために当該表面Ｔ_１を改質したが、本発明は別の基板の表面を改質する際にも適用できる。

例えば近年、半導体デバイスの高集積化が進んでおり、当該半導体デバイスを３次元に積層する３次元集積技術を用いることが提案されている。この３次元集積技術においては、例えば２枚の基板としての半導体ウェハ（以下、「ウェハ」という。）の接合が行われる。かかる場合、ウェハ上に形成された水酸基同士が脱水縮により結合されることで、ウェハ同士が強固に接合される。そこで、このウェハ同士の結合をより強固にするため、例えば酸素プラズマをウェハに照射して、当該ウェハ上により多量の水酸基を形成することが行われている。しかしながら、この場合、酸素プラズマによってウェハの表面が物理的なダメージやチャージアップダメージを被るおそれがある。この点、本発明のようにウェハの表面に紫外線を照射しながら、表面改質液を供給すると、当該ウェハの表面に多量の水酸基を付与することができる。したがって、本発明によればウェハの表面にダメージを与えることなく当該ウェハの表面を改質することができ、本発明はかかるウェハの接合にも有用である。

また、本発明は、基板が例えばＦＰＤ（フラットパネルディスプレイ）、フォトマスク用のマスクレチクルなどの別の基板である場合にも適用できる。

さらに、本発明は、基板を別の対象結合物、例えば別のシランカップリング剤と結合させる場合にも適用できる。すなわち、基板の表面に水酸基を多量に付与することで、当該基板の表面とシランカップリング剤との結合が促進される。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

１ テンプレート処理装置
３０、３２ 表面改質ユニット
３１、３３ 塗布ユニット
４０〜４３ リンスユニット
１３２ 表面改質液ノズル
１４０ 紫外線照射部
１６０ 制御部
２２０ 紫外線照射部
２２１ 支持板
２３０ 表面改質液ノズル
Ｃ 転写パターン
Ｍ 表面改質液
Ｐ レジストパターン
Ｒ レジスト膜
Ｓ 離型剤
Ｔ テンプレート
Ｗ ウェハ

Claims (18)

1. 基板の表面を改質する方法であって、
   基板の表面に紫外線を照射しながら、基板の表面に表面改質液を供給して、当該基板の表面に水酸基を付与することを特徴とする、基板の表面改質方法。
2. 前記表面改質液は、第３級アルコールであることを特徴とする、請求項１に記載の基板の表面改質方法。
3. 前記表面改質液は、アルカリ溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の基板の表面改質方法。
4. 前記表面改質液は、過酸化水素水であることを特徴とする、請求項１に記載の基板の表面改質方法。
5. 前記基板の表面に前記紫外線を照射中に、当該基板の表面への前記表面改質液の供給を開始することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の基板の表面改質方法。
6. 前記基板の表面と当該表面と対向して配置された支持板との間に前記表面改質液が供給された状態で、前記基板の表面への前記紫外線の照射を開始することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか記載に記載の基板の表面改質方法。
7. 前記支持板は、前記紫外線を透過させることを特徴とする、請求項６に記載の基板の表面改質方法。
8. 前記基板は、表面に転写パターンが形成され、且つ前記転写パターンを他の基板上のレジスト膜に転写してレジストパターンを形成するためのテンプレートであることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の基板の表面改質方法。
9. 請求項１〜８のいずれかに記載の基板の表面改質方法を表面改質装置によって実行させるために、当該表面改質装置を制御する制御部のコンピュータ上で動作するプログラム。
10. 請求項９に記載のプログラムを格納した読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
11. 基板の表面を改質する表面改質装置であって、
    基板の表面に紫外線を照射する紫外線照射部と、
    基板の表面に水酸基を付与するための表面改質液を供給する表面改質液供給部と、
    基板の表面に前記紫外線を照射しながら、基板の表面に前記表面改質液を供給するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御する制御部と、を有することを特徴とする、基板の表面改質装置。
12. 前記表面改質液は、第３級アルコールであることを特徴とする、請求項１１に記載の基板の表面改質装置。
13. 前記表面改質液は、アルカリ溶液であることを特徴とする、請求項１１に記載の基板の表面改質装置。
14. 前記表面改質液は、過酸化水素水であることを特徴とする、請求項１１に記載の基板の表面改質装置。
15. 前記制御部は、前記基板の表面に前記紫外線を照射中に当該基板の表面への前記表面改質液の供給を開始するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御することを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の基板の表面改質装置。
16. 前記基板の表面と対向して配置された支持板を有し、
    前記制御部は、前記基板の表面と前記支持板との間に前記表面改質液が供給された状態で前記基板の表面への前記紫外線の照射を開始するように、前記紫外線照射部と前記表面改質液供給部を制御することを特徴とする、請求項１１〜１４のいずれかに記載の基板の表面改質装置。
17. 前記支持板は、前記紫外線を透過させることを特徴とする、請求項１６に記載の基板の表面改質装置。
18. 前記基板は、表面に転写パターンが形成され、且つ前記転写パターンを他の基板上のレジスト膜に転写してレジストパターンを形成するためのテンプレートであることを特徴とする、請求項１１〜１７に記載の基板の表面改質装置。

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