JP5108834B2 - テンプレート処理装置、インプリントシステム、離型剤処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体 - Google Patents

Description

本発明は、表面に転写パターンが形成されたテンプレート上に離型剤を成膜するテンプレート処理装置、当該テンプレート処理装置を備えたインプリントシステム、当該テンプレート処理装置を用いた離型剤処理方法、プログラム及びコンピュータ記憶媒体に関する。

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

ところで、上述したインプリント方法を繰り返し行うと、すなわち一のテンプレートを用いて複数のウェハ上にレジストパターンを形成すると、ある時点からパターンの転写が正しく行われなくなる。例えばテンプレートの表面には、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が、この離型剤が劣化してしまうことによる。このため、テンプレートを定期的に交換する必要がある。

また、複数のウェハ上に異なるレジストパターンを形成する場合には、各レジストパターン毎にテンプレートを交換する必要がある。

このように複数のウェハ上にレジストパターンを形成するためには、交換用のテンプレートが複数必要になる。すなわち、これら複数のテンプレートに対して、予めその表面に離型剤を形成しておく必要がある。

しかしながら、従来のインプリント方法では、かかる離型剤の成膜を効率よく行うことは全く考慮されていなかった。例えば離型剤の成膜は、通常、テンプレート毎に手作業で行われている。このため、テンプレートを成膜するのに時間がかかり、要求されるタイミングでテンプレートを交換できない場合があった。また、テンプレート上の離型剤が不均一になる等、離型剤を精度よく均一に成膜することができない場合があった。したがって、複数のウェハに対して所定のレジストパターンを連続的に形成することは現実的に困難であり、半導体デバイスの量産化に対応できなかった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、複数のテンプレートに対して離型剤を連続的に成膜す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、表面に転写パターンが形成されたテンプレート上に離型剤を成膜するテンプレート処理装置であって、前記テンプレートを搬送する複数の搬送ローラを備え、搬送中の前記テンプレートに所定の処理を行い、当該テンプレートの表面に離型剤を成膜する処理ステーションと、複数の前記テンプレートを保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して前記テンプレートを搬入出するテンプレート搬入出ステーションと、を有し、前記処理ステーションは、前記テンプレートの表面を洗浄する洗浄ユニットと、前記洗浄されたテンプレートの表面に離型剤を塗布する塗布ユニットと、前記塗布された離型剤を焼成する加熱ユニットと、を有することを特徴としている。なお、テンプレートを搬送中とは、搬送ローラ上でテンプレートが一時的に停止している場合も含む。

本発明によれば、テンプレート搬入出ステーションが複数のテンプレートを保有できるので、当該テンプレート搬入出ステーションから処理ステーションにテンプレートを連続して搬送することができる。また、処理ステーションにおいては、複数の搬送ローラによって洗浄ユニット、塗布ユニット、加熱ユニットの各種処理ユニットにテンプレートがコロ搬送され、当該搬送中のテンプレートに所定の処理を行うことができるので、複数のテンプレートに対して所定の処理を連続して行うことができる。したがって、これら複数のテンプレートに対して離型剤を連続的に成膜することができる。

前記加熱ユニットは、前記テンプレートを加熱する加熱部を有し、前記加熱部は、前記テンプレートの転写パターン側に配置されていてもよい。

前記塗布ユニットは、前記テンプレートの表面に液体状の離型剤を供給する離型剤供給部を有し、前記処理ステーションは、前記加熱ユニットで焼成された離型剤をリンスして、当該離型剤の未反応部を除去するリンスユニットを有していてもよい。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吸着する部分以外をいう。

前記塗布ユニットは、前記テンプレートの表面に気体状の離型剤を供給する離型剤供給部を有していてもよい。かかる場合、前記塗布ユニットは、前記テンプレートの温度を制御する温度制御部を有していてもよい。

複数の前記テンプレートは一のホルダーに保持されていてもよい。

前記ユニットのうち、少なくとも２以上のユニットは、テンプレートの搬入出口を介して連続して配置されていてもよい。

別な観点による本発明は、前記テンプレート処理装置を備えたインプリントシステムであって、前記処理ステーションで表面に離型剤が成膜された前記テンプレートを用いて、前記転写パターンを基板上に形成される塗布膜に転写し、当該塗布膜に所定のパターンを形成するインプリントユニットと、複数の前記基板を保有可能で、前記インプリントユニットに対して前記基板を搬入出する基板搬入出ステーションと、を有することを特徴としている。

また別な観点による本発明は、表面に転写パターンが形成されたテンプレートをコロ搬送し、当該テンプレート上に離型剤を成膜する離型剤処理方法であって、
前記テンプレートの表面を洗浄する洗浄工程と、その後、前記洗浄されたテンプレートの表面に離型剤を塗布する塗布工程と、その後、前記塗布された離型剤を焼成する加熱工程と、を有し、前記洗浄工程、前記塗布工程及び前記加熱工程は、搬送中のテンプレートに対して行われることを特徴としている。

前記加熱工程において、前記テンプレートの転写パターン側から当該テンプレートを加熱し焼成してもよい。

前記塗布工程において、前記テンプレートの表面に液体状の離型剤を供給し、前記加熱工程後、前記焼成された離型剤をリンスして、当該離型剤の未反応部を除去するリンス工程を有していてもよい。

前記塗布工程において、前記テンプレートの表面に気体状の離型剤を供給してもよい。かかる場合、前記塗布工程において、前記テンプレートの温度は所定の温度に制御されていてもよい。

複数の前記テンプレートは一のホルダーに保持されていてもよい。

また別な観点による本発明によれば、前記離型剤処理方法をテンプレート処理装置によって実行させるために、当該テンプレート処理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。

さらに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。

本発明によれば、複数のテンプレートに対して離型剤を連続的に成膜することができる。

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。 テンプレートの斜視図である。 トランジションユニットの構成の概略を示す側面図である。 離型剤処理ラインの各処理ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 離型剤処理の各工程を示したフローチャートである。 離型剤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が洗浄された様子を示し、（ｂ）はテンプレートの表面に離型剤が塗布された様子を示し、（ｃ）はテンプレート上の離型剤が焼成された様子を示し、（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。 他の実施の形態にかかる塗布ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。 離型剤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が洗浄された様子を示し、（ｂ）はテンプレートの表面に気化した離型剤が堆積された様子を示し、（ｃ）はテンプレート上の離型剤が焼成された様子を示す。 ホルダーの平面図である。 ホルダーの縦断面図である。 本実施の形態にかかる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た様子を示し、（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。

本実施の形態のテンプレート処理装置１では、図２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は、テンプレートＴの搬送ラインＡを備えている。搬送ラインＡは、処理ステーション３において、正面側（図１のＸ方向負方向側）に配置されＹ方向に延びるラインＡ１と、テンプレート搬入出ステーション２と反外側の端部においてＸ方向に延びるラインＡ２と、背面側（図１のＸ方向正方向側）においてＹ方向に延びるラインＡ３とをこの順で接続した構成を有している。搬送ラインＡには、後述する複数の搬送ローラ３０が並べて配置され、コロ搬送によりテンプレートＴを搬送することができる。すなわち、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に搬送されたテンプレートＴは、ラインＡ１、Ａ２、Ａ３を順次搬送される。

ラインＡ１には、テンプレート搬入出ステーション２側から順に、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２０、テンプレートＴ上に離型剤が成膜される前の表面Ｔ_１を洗浄する洗浄ユニット２１、テンプレートＴに液体状の離型剤を塗布する塗布ユニット２２が一列に配置されている。

ラインＡ２には、テンプレートＴを加熱処理する加熱ユニット２３が配置されている。

ラインＡ３には、テンプレート搬入出ステーション２側に向けて順に、テンプレートＴの温度を調節する温度調節ユニット２４、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２５、トランジションユニット２６が一列に配置されている。

次に、上述した搬送ラインＡにおけるテンプレートＴの搬送機構について説明する。搬送ラインＡには、図３及び図４に示すように、複数の搬送ローラ３０が搬送ラインＡに沿った方向に並べて配置されている。各搬送ローラ３０は、搬送ラインＡに沿った方向と直角方向に延伸する中心軸を回転軸として回転自在に構成されている。また、複数の搬送ローラ３０のうち、少なくとも一の搬送ローラ３０には、例えばモータなどを内蔵した駆動機構（図示せず）が設けられている。そして、テンプレートＴは、これら搬送ローラ３０上をトランジションユニット２０、２６間で搬送される。

次に、上述した搬送ラインＡのトランジションユニット２０、２６の構成について説明する。搬送ラインＡのトランジションユニット２０は、図３に示すようにテンプレートＴを下方から支持し昇降させるための昇降ピン４０を有している。昇降ピン４０は、搬送ローラ３０の下方に設けられた昇降駆動部４１により上下動できる。また、昇降ピン４０は、搬送ラインＡに沿って並べて配置された複数の搬送ローラ３０間を挿通するよう配置されている。この昇降ピン４０により、テンプレートＴは、テンプレート搬送体１２から搬送ローラ３０に載置される。

なお、トランジションユニット２６の構成は、上述したトランジションユニット２０の構成と同様であるので説明を省略する。

次に、上述した搬送ラインＡの各処理ユニット２１〜２５の構成について、図４に基づいて説明する。なお、搬送ラインＡは、先に図１に示したようにラインＡ２において直角方向に折れ曲がっているが、図４においては、構成の理解の容易さを優先させるため、直線状で示されている。

搬送ラインＡには、図４に示すようにケーシング５０が設けられている。ケーシング５０内は複数の仕切壁５１によって区画され、区画された各空間が処理ユニット２１〜２５をそれぞれ構成している。これら仕切壁５１及びケーシング５０のトランジションユニット２０、２６側の側面には、搬送ローラ３０に対応する高さにテンプレートＴの搬入出口５２がそれぞれ形成されている。なお、各搬入出口５２には、開閉シャッタ（図示せず）が設けられ、各処理ユニット２１〜２５の内部を密閉可能になっていてもよい。

洗浄ユニット２１は、テンプレートＴに紫外線を照射する紫外線照射部６０を有している。紫外線照射部６０は、搬送ローラ３０の上方に配置され、テンプレートＴの幅方向（搬送ローラ３０の長手方向）に延伸している。そして、搬送ローラ３０上を搬送中のテンプレートＴの表面Ｔ_１に紫外線を照射することで、テンプレートＴの表面Ｔ_１全面に紫外線が照射される。

塗布ユニット２２は、テンプレートＴ上に離型剤を供給する離型剤供給部としての離型剤ノズル６１を有している。離型剤ノズル６１は、搬送ローラ３０の上方に配置されている。また、離型剤ノズル６１は、テンプレートＴの幅方向に延伸し、その下面には、スリット状の供給口（図示せず）が形成されている。そして、搬送ローラ３０上を搬送中のテンプレートＴの表面Ｔ_１に離型剤ノズル６１から離型剤を供給して、当該表面Ｔ_１の全面に離型剤が塗布される。塗布ユニット２２には、テンプレートＴから落下した離型剤を回収して排出する排出管（図示せず）と、内部の雰囲気を排気する排気管（図示せず）がそれぞれ接続されている。なお、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、例えばフッ素樹脂等が用いられる。

加熱ユニット２３は、搬送ローラ３０の上方に配置された加熱部としての熱板６２を有している。熱板６２の内部には、例えば給電により発熱するヒータが設けられており、熱板６２を所定の設定温度に調節できる。また、熱板６２は、テンプレートＴの幅方向に延伸し、搬送ローラ３０上を搬送中のテンプレートＴを表面Ｔ_１側（転写パターンＣ側）から加熱できる。なお、加熱ユニット２３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。また、図示の例では、熱板６２はテンプレートＴを表面Ｔ_１側から加熱しているが、テンプレートＴを裏面Ｔ_２側から加熱するようにしてもよい。すなわち、熱板は、搬送ローラ３０と同じ高さに配置されていてもよく、あるいは搬送ローラ３０の下方に配置されていてもよい。さらに、これら熱板を両方配置して、テンプレートＴを表面Ｔ_１と裏面Ｔ_２の両側から加熱してもよい。

温度調節ユニット２４では、搬送ローラ３０の一部が温度調節ローラ３０ａを構成している。温度調節ローラ３０ａの内部には、テンプレートＴを冷却する冷却水が循環している。また、搬送ローラ３０の上方には、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に吹き付けるガス供給部６３が配置されている。ガス供給部６３は、テンプレートＴの幅方向に延伸し、搬送中のテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に気体ガスを吹き付けることができる。これら温度調節ローラ３０ａとガス供給部６３によって、テンプレートＴは所定の温度に調節される。なお、温度調節ユニット２３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。

リンスユニット２５は、テンプレートＴ上に離型剤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６４と、テンプレートＴ上に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吹き付けるガスノズル６５とを有している。リンス液ノズル６４とガスノズル６５は、搬送ローラ３０の上方であって、温度調節ユニット２４側からこの順に配置されている。また、リンス液ノズル６４とガスノズル６５は、テンプレートＴの幅方向にそれぞれ延伸し、その下面にはスリット状の供給口（図示せず）がそれぞれ形成されている。そして、搬送ローラ３０上を搬送中のテンプレートＴ上の離型剤をリンス液ノズル６４によってリンスし、その後リンスされたテンプレートＴの表面Ｔ_１をガスノズル６５によって乾燥させることができる。なお、リンスユニット２５には、テンプレートＴから落下した有機溶剤を回収して排出する排出管（図示せず）と、内部の雰囲気を排気する排気管（図示せず）がそれぞれ接続されている。

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１００が設けられている。制御部１００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における後述する離型剤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１００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で行われる離型剤を成膜する処理について説明する。図５は、この離型剤処理の主な処理フローを示し、図６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２０に搬送される（図５の工程Ｅ１）。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２０に搬送される。

トランジションユニット２０内に搬送されたテンプレートＴは、昇降ピン４０によって搬送ローラ３０上に載置され、搬送ラインＡに沿ってコロ搬送により所定の速度で搬送される。搬送ラインＡでは、トランジションユニット２０、洗浄ユニット２１、塗布ユニット２２、加熱ユニット２３、温度調節ユニット２４、リンスユニット２５、トランジションユニット２６に順次搬送され、各処理ユニット２１〜２５において搬送中のテンプレートＴに所定の処理が行われる。

すなわち、搬送ラインＡでは、先ず、洗浄ユニット２１において、紫外線照射部６０からテンプレートＴ上に紫外線が照射され、図６（ａ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１が洗浄される（図５の工程Ｅ２）。続いて、塗布ユニット２２において、離型剤ノズル６１からテンプレートＴ上に離型剤Ｓを供給し、図６（ｂ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１全面に離型剤Ｓが塗布される（図５の工程Ｅ３）。その後、加熱ユニット２３において、熱板６２によりテンプレートＴが例えば２００℃に加熱され、図６（ｃ）に示すようにテンプレートＴ上の離型剤Ｓが焼成される（図５の工程Ｅ４）。その後、温度調節ユニット２４において、温度調節ローラ３０ａとガス供給部６３によりテンプレートＴが所定の温度に調節される。その後、リンスユニット２５において、リンス液ノズル６４からテンプレートＴに有機溶剤を供給して、当該テンプレートＴ上の離型剤Ｓの未反応部のみを剥離させる。こうして、図６（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が成膜される（図５の工程Ｅ５）。続いて、同リンスユニット２５において、ガスノズル６５からテンプレートＴ上に気体ガスを吹き付け、その表面Ｔ_１が乾燥される。

その後、トランジションユニット２６に搬送されたテンプレートＴは、昇降ピン４０によりテンプレート搬送体１２に受け渡され、テンプレートカセットＣ_Ｔに戻される（図５の工程Ｅ６）。こうしてテンプレート処理装置１における一連の離型剤処理が終了する。

以上の実施の形態によれば、テンプレート搬入出ステーション２が複数のテンプレートＴを保有できるので、当該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を連続して搬送することができる。また、処理ステーション３においては、複数の搬送ローラ３０によって搬送ラインＡに配置された各種処理ユニット２１〜２５にテンプレートＴがコロ搬送され、当該搬送中のテンプレートＴに所定の処理を行うことができるので、複数のテンプレートＴに対して所定の処理を連続して行うことができる。したがって、これら複数のテンプレートＴに対して、離型剤Ｓを連続的に成膜することができる。

ここで、テンプレートＴは、例えば６．３５ｍｍの厚みを有する。本実施の形態によれば、加熱ユニット２３内において、熱板６２が搬送ローラ３０の上方、すなわちテンプレートＴの転写パターンＣ側（表面Ｔ_１側）に配置されているので、テンプレートＴの表面Ｔ_１側から、当該表面Ｔ_１上の離型剤Ｓを直接加熱することができる。したがって、テンプレートＴの厚みに関わらず、離型剤Ｓを効率よく加熱して焼成することができる。また、熱板６２がテンプレートＴの下方に配置されている場合でも、熱伝導によってテンプレートＴの裏面Ｔ_２側から離型剤Ｓを効率よく加熱することができる。

以上の実施の形態では、テンプレートＴ上への離型剤Ｓの塗布とテンプレートＴの加熱は、それぞれ別の処理ユニット（塗布ユニット２２と加熱ユニット２３）で行われていたが、一の処理ユニットで行われてもよい。すなわち、一の処理ユニット内に、上述した離型剤ノズル６１と熱板６２を搬送ラインＡに沿った方向にこの順で配置してもよい。

以上の実施の形態では、処理ステーション３の塗布ユニット２２において、離型剤ノズル６１からテンプレートＴ上に液体状の離型剤Ｓを供給することにより、テンプレートＴの表面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に気化した離型剤を堆積させて離型剤Ｓを成膜してもよい。かかる場合、図７に示すようにテンプレート処理装置１の搬送ラインＡには、図１に示した塗布ユニット２２とリンスユニット２５に代えて、塗布ユニット１１０が配置される。すなわち、この場合、搬送ラインＡのラインＡ１には、テンプレート搬入出ステーション２側から順に、トランジションユニット２０、洗浄ユニット２１、塗布ユニット１１０が一列に配置される。また、ラインＡ３には、加熱ユニット２３、温度調節ユニット２４、トランジションユニット２６が一列に配置される。なお、ラインＡ２には、処理ユニットが配置されず、複数の搬送ローラ３０のみが配置され、テンプレートＴの搬送が行われる。

塗布ユニット１１０は、図８に示すようにその内部にケーシング１１１を有している。ケーシング１１１の洗浄ユニット２１側と加熱ユニット２３側の側面には、搬送ローラ３０に対応する高さにテンプレートＴの搬入出口１１２がそれぞれ形成されている。なお、各搬入出口１１２には、開閉シャッタ（図示せず）が設けられ、ケーシング１１１の内部を密閉可能になっていてもよい。

ケーシング１１１には、テンプレートＴ上に気化した離型剤を供給する離型剤供給部としての離型剤ノズル１１３と、ケーシング１１１内の雰囲気を排気する排気管１１４がそれぞれ接続されている。離型剤ノズル１１３と排気管１１４は、洗浄ユニット２１側からこの順で設けられている。そして、離型剤ノズル１１３から供給された気化した離型剤は、搬送ラインＡに沿ったテンプレートＴの搬送方向に流れ、テンプレートＴの表面Ｔ_１上に転写パターンＣに沿って堆積する。

ケーシング１１１の内部の搬送ローラ３０は、温度制御部としての温度制御ローラ３０ｂを構成している。温度制御ローラ３０ｂの内部には、所定の温度の温度調節水が循環している。この温度制御ローラ３０ｂによって、テンプレートＴを所定の温度に設定できる。

次に、かかる塗布ユニット１１０が配置された処理ステーション３において、テンプレートＴに離型剤Ｓを成膜する方法について説明する。

処理ステーション３内では、先ず、テンプレートＴは洗浄ユニット２１に搬送され、図９（ａ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１が洗浄される。その後、テンプレートＴは塗布ユニット１１０に搬送され、図９（ｂ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ_１上に気化した離型剤Ｓ_０が供給され、当該離型剤Ｓ_０が転写パターンＣに沿って堆積する。このとき、テンプレートＴは、温度制御ローラ３０ｂによって所定の温度に設定されている。その後、テンプレートＴは加熱ユニット２３に搬送され、図９（ｃ）に示すようにテンプレートＴ上の離型剤Ｓが焼成される。その後、テンプレートＴは温度調節ユニット２４に搬送され、テンプレートＴが所定の温度に調節される。このようにして、テンプレートＴの表面Ｔ_１上に、転写パターンＣに沿った離型剤Ｓが成膜される。

以上の実施の形態によれば、気化した離型剤Ｓ_０がテンプレートＴの転写パターンＣに沿って堆積するため、離型剤Ｓをリンスする必要がない。したがって、処理ステーション３において、テンプレートＴ上に離型剤Ｓをより円滑に成膜することができ、これによって、テンプレート処理装置１における離型剤処理のスループットを向上させることができる。

また、温度制御ローラ３０ｂによって所定の温度に設定されたテンプレートＴ上に気化した離型剤Ｓ_０を供給しているので、テンプレートＴ上に離型剤Ｓ_０を効率よく堆積させることができる。

なお、塗布ユニット１１０において、気化した離型剤Ｓ_０をテンプレートＴの表面Ｔ_１上に供給した後、当該離型剤Ｓ_０を減圧乾燥させてもよい。かかる場合、塗布ユニット１１０内でのテンプレートＴの搬送を一時的に停止してもよい。

以上の実施の形態では、テンプレート処理装置１において、テンプレートＴは個別に搬送され処理されていたが、図１０に示すように複数、例えば９枚のテンプレートＴが１つのホルダー１２０に保持されて処理されてもよい。かかる場合、ホルダー１２０には、図１１に示すように各テンプレートＴを収容するために下方に窪んだ収容部１２１が形成されている。収容部１２１の底面には例えば複数の吸引口（図示せず）が形成され、各テンプレートＴは収容部１２１内に吸着保持されるようになっている。

本実施の形態によれば、処理ステーション３において、複数のテンプレートＴに対して一度に所定の処理を行うことができる。したがって、短時間でより多くのテンプレートＴ上に離型剤Ｓを成膜することができ、離型剤処理のスループットを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１２に示すようにインプリントシステム２００に配置されていてもよい。インプリントシステム２００は、テンプレートＴを用いて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２１０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２００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基板搬入出ステーションとしてのウェハ搬入出ステーション２１１とを有している。インプリントシステム２００は、これらテンプレート処理装置１、インプリントユニット２１０、ウェハ搬入出ステーション２１１を一体に接続した構成を有している。

テンプレート処理装置１の処理ステーション３内では、上述した搬送ラインＡが正面側（図１２のＸ方向負方向側）に一列に配置されている。すなわち、処理ステーション３の正面側には、トランジションユニット２０、洗浄ユニット２１、塗布ユニット２２、加熱ユニット２３、温度調節ユニット２４、リンスユニット２５、トランジションユニット２６が直線的に一列に配置されている。

処理ステーション３の背面側（図１２のＸ方向正方向側）には、テンプレートＴの搬送ラインＢが配置されている。搬送ラインＢのインプリントユニット２１０側の端部とテンプレート搬入出ステーション２側の端部には、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２２０、２２１がそれぞれ設けられている。トランジションユニット２２０、２２１間には、上述した複数の搬送ローラ３０が設けられ、テンプレートＴの搬送が行われる。なお、トランジションユニット２２０、２２１の構成は、上述したトランジションユニット２０、２６の構成と同様であるので、説明を省略する。

搬送ラインＡのトランジションユニット２６と搬送ラインＢのトランジションユニット２２０との間には、テンプレートＴの表裏面を反転させる反転ユニット２２２が設けられている。反転ユニット２２２のテンプレート搬入出ステーション２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２２３が配置されている。なお、反転ユニット２２２内には、テンプレートＴを反転させると共に、トランジションユニット２６、２２０、バッファユニット２２３及びインプリントユニット２１０に対してテンプレートＴを搬送する反転機構（図示せず）が設けられている。

ウェハ搬入出ステーション２１１には、カセット載置台２３０が設けられている。カセット載置台２３０は、複数のウェハカセットＣ_ＷをＸ方向（図１２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２１１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２１１には、Ｘ方向に延伸する搬送路２３１上を移動可能なウェハ搬送体２３２が設けられている。ウェハ搬送体２３２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２１０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２１１には、ウェハＷの向きを調整するアライメントユニット２３３がさらに設けられている。アライメントユニット２３３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。

次に、上述したインプリントユニット２１０の構成について説明する。インプリントユニット２１０は、図１３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）が形成されたケーシング２４０を有している。

ケーシング２４０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２４１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２４１の上面に載置される。ウェハ保持部２４１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２４２が設けられている。昇降ピン２４２は、昇降駆動部２４３により上下動できる。ウェハ保持部２４１の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔２４４が形成されおり、昇降ピン２４２は、貫通孔２４４を挿通するようになっている。また、ウェハ保持部２４１は、当該ウェハ保持部２４１の下方に設けられた移動機構２４５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１４に示すようにウェハ保持部２４１のＸ方向負方向（図１４の下方向）側には、Ｙ方向（図１４の左右方向）に沿って延伸するレール２５０が設けられている。レール２５０は、例えばウェハ保持部２４１のＹ方向負方向（図１４の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図１４の右方向）側の外方まで形成されている。レール２５０には、アーム２５１が取り付けられている。

アーム２５１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２５２が支持されている。レジスト液ノズル２５２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２５２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２５２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２５２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２５１は、ノズル駆動部２５３により、レール２５０上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル２５２は、ウェハ保持部２４１のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部２５４からウェハ保持部２４１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２５１は、ノズル駆動部２５３によって昇降自在であり、レジスト液ノズル２５２の高さを調整できる。

ケーシング２４０内の天井面であって、ウェハ保持部２４１の上方には、図１３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２６０が設けられている。すなわち、ウェハ保持部２４１とテンプレート保持部２６０は、ウェハ保持部２４１に載置されたウェハＷと、テンプレート保持部２６０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２６０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２６１を有している。チャック２６１は、当該チャック２６１の上方に設けられた移動機構２６２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２４１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２６０は、チャック２６１に保持されたテンプレートＴの上方に設けられた光源２６３を有している。光源２６３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２６３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２００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２００で行われるインプリント処理について説明する。図１５は、このインプリント処理の主な処理フローを示し、図１６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１５の工程Ｆ１）。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１５の工程Ｆ２）、表面Ｔ_１への離型剤Ｓの塗布（図１５の工程Ｆ３）、離型剤Ｓの焼成（図１５の工程Ｆ４）、離型剤Ｓのリンス（図１５の工程Ｆ５）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Ｆ２〜Ｆ５は、前記実施の形態における工程Ｅ２〜Ｅ５と同様であるので、詳細な説明を省略する。

その後、トランジションユニット２６に搬送されたテンプレートＴは、反転機構によって反転ユニット２２２に搬送され、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、反転機構によってインプリントユニット２１０に搬送され、テンプレート保持部２６０のチャック２６１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に所定の処理を行い、インプリントユニット２１０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２１１では、ウェハ搬送体２３２により、カセット載置台２３０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２３３に搬送される。そして、アライメントユニット２３３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２３２によってインプリントユニット２１０に搬送される（図１５の工程Ｆ６）。なお、ウェハ搬入出ステーション２１１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２１０に搬送される。

インプリントユニット２１０に搬入されたウェハＷは、昇降ピン２４２に受け渡され、ウェハ保持部２４１上に載置され保持される。続いて、ウェハ保持部２４１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２５２をウェハＷの径方向に移動させ、図１６（ａ）に示すようにウェハＷ上にレジスト液が塗布され、塗布膜としてのレジスト膜Ｒが形成される（図１５の工程Ｆ７）。このとき、制御部１００により、レジスト液ノズル２５２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制御される。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２４１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２６０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１６（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２６３から光が照射される。光源２６３からの光は、図１６（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１５の工程Ｆ８）。

その後、図１６（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２４２によりウェハ搬送体２３２に受け渡され、インプリントユニット２１０からウェハ搬入出ステーション２１１に搬送され、ウェハカセットＣ_Ｗに戻される（図１５の工程Ｆ９）。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、例えばテンプレート処理装置１の外部において、図１６（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Ｆ６〜Ｆ９（図１５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Ｆ１〜Ｆ５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、バッファカセット２２３に保管される。

そして、所定枚数のウェハＷに対して工程Ｆ６〜Ｆ９が行われると、反転機構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２１０から搬出される（図１５の工程Ｆ１０）。その後、反転ユニット２２２において、テンプレートＴの表裏面が反転された後、すなわちテンプレートＴの表面Ｔ_１が上方に向けられた後、テンプレートＴは搬送ラインＢのトランジションユニット２２０に搬送される。続いて、反転機構によって、バッファカセット２２３内のテンプレートＴが、反転ユニット２２２に搬送され、その表裏面が反転された後、インプリントユニット２１０に搬送される。こうして、インプリントユニット２１０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。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。

トランジションユニット２２０に搬送された使用済みのテンプレートＴは、昇降ピン４０によって搬送ローラ３０上に載置され、搬送ラインＢに沿ってコロ搬送により所定の速度でトランジションユニット２２１に搬送される。その後、テンプレートＴは、昇降ピン４０によりテンプレート搬送体１２に受け渡され、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２００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２００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２００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２１０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２１０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、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。本発明はこの例に限らず種々の態様を採りうるものである。本発明は、基板がウェハ以外の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他の基板である場合にも適用できる。

本発明は、表面に転写パターンが形成されたテンプレート上に離型剤を成膜する際に有用であり、また当該テンプレートを用いて基板上に所定のパターンを形成する際に有用である。

１ テンプレート処理装置
２ テンプレート搬入出ステーション
３ 処理ステーション
２１ 洗浄ユニット
２２ 塗布ユニット
２３ 加熱ユニット
２５ リンスユニット
３０ 搬送ローラ
３０ｂ 温度制御ローラ
５２ 搬入出口
６１ 離型剤ノズル
６２ 熱板
１００ 制御部
１１０ 塗布ユニット
１１３ 離型剤ノズル
１２０ ホルダー
２００ インプリントシステム
２１０ インプリントユニット
２１１ ウェハ搬入出ステーション
Ａ、Ｂ 搬送ライン
Ｃ 転写パターン
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 (16)

1. 表面に転写パターンが形成されたテンプレート上に離型剤を成膜するテンプレート処理装置であって、
   前記テンプレートを搬送する複数の搬送ローラを備え、搬送中の前記テンプレートに所定の処理を行い、当該テンプレートの表面に離型剤を成膜する処理ステーションと、
   複数の前記テンプレートを保有可能で、且つ前記処理ステーションに対して前記テンプレートを搬入出するテンプレート搬入出ステーションと、を有し、
   前記処理ステーションは、
   前記テンプレートの表面を洗浄する洗浄ユニットと、
   前記洗浄されたテンプレートの表面に離型剤を塗布する塗布ユニットと、
   前記塗布された離型剤を焼成する加熱ユニットと、を有することを特徴とする、テンプレート処理装置。
2. 前記加熱ユニットは、前記テンプレートを加熱する加熱部を有し、
   前記加熱部は、前記テンプレートの転写パターン側に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載のテンプレート処理装置。
3. 前記塗布ユニットは、前記テンプレートの表面に液体状の離型剤を供給する離型剤供給部を有し、
   前記処理ステーションは、前記加熱ユニットで焼成された離型剤をリンスして、当該離型剤の未反応部を除去するリンスユニットを有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のテンプレート処理装置。
4. 前記塗布ユニットは、前記テンプレートの表面に気体状の離型剤を供給する離型剤供給部を有することを特徴とする、請求項１又は２に記載のテンプレート処理装置。
5. 前記塗布ユニットは、前記テンプレートの温度を制御する温度制御部を有することを特徴とする、請求項４に記載のテンプレート処理装置。
6. 複数の前記テンプレートは一のホルダーに保持されていることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載のテンプレート処理装置。
7. 前記ユニットのうち、少なくとも２以上のユニットは、テンプレートの搬入出口を介して連続して配置されていることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載のテンプレート処理装置。
8. 請求項１〜７のいずれかに記載のテンプレート処理装置を備えたインプリントシステムであって、
   前記処理ステーションで表面に離型剤が成膜された前記テンプレートを用いて、前記転写パターンを基板上に形成される塗布膜に転写し、当該塗布膜に所定のパターンを形成するインプリントユニットと、
   複数の前記基板を保有可能で、前記インプリントユニットに対して前記基板を搬入出する基板搬入出ステーションと、を有することを特徴とする、インプリントシステム。
9. 表面に転写パターンが形成されたテンプレートをコロ搬送し、当該テンプレート上に離型剤を成膜する離型剤処理方法であって、
   前記テンプレートの表面を洗浄する洗浄工程と、
   その後、前記洗浄されたテンプレートの表面に離型剤を塗布する塗布工程と、
   その後、前記塗布された離型剤を焼成する加熱工程と、を有し、
   前記洗浄工程、前記塗布工程及び前記加熱工程は、搬送中のテンプレートに対して行われることを特徴とする、離型剤処理方法。
10. 前記加熱工程において、前記テンプレートの転写パターン側から当該テンプレートを加熱し焼成することを特徴とする、請求項９に記載の離型剤処理方法。
11. 前記塗布工程において、前記テンプレートの表面に液体状の離型剤を供給し、
    前記加熱工程後、前記焼成された離型剤をリンスして、当該離型剤の未反応部を除去するリンス工程を有することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の離型剤処理方法。
12. 前記塗布工程において、前記テンプレートの表面に気体状の離型剤を供給することを特徴とする、請求項９又は１０に記載の離型剤処理方法。
13. 前記塗布工程において、前記テンプレートの温度は所定の温度に制御されていることを特徴とする、請求項１２に記載の離型剤処理方法。
14. 複数の前記テンプレートは一のホルダーに保持されていることを特徴とする、請求項９〜１３のいずれかに記載の離型剤処理方法。
15. 請求項９〜１４のいずれかに記載の離型剤処理方法をテンプレート処理装置によって実行させるために、当該テンプレート処理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。
16. 請求項１５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。

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