(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面を改質する方法であって、
基板の表面にエネルギー線を照射する工程と、
３個の炭素原子が単結合で直鎖状に結合し、その両端の炭素原子の一端は１個の水酸基が結合し、他の一端は３個の水素原子と結合した構造を有するアルコールを含む表面改質液を、前記基板の表面に供給して前記基板の表面に水酸基を付与する工程と、
を有することを特徴とする、基板表面の改質方法。
【請求項２】
前記アルコールは、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オール
のうちの、少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１に記載の基板表面の改質方法。
【請求項３】
前記基板の表面に水酸基を付与した後、当該基板上にシランカップリング剤を供給し、前記水酸基とシランカップリング剤を結合する工程を有することを特徴とする、請求項１または２に記載の基板表面の改質方法。
【請求項４】
前記シランカップリング剤の供給は、シランカップリング剤の蒸気を供給することで行なうことを特徴とする、請求項３に記載の基板表面の改質方法。
【請求項５】
前記エネルギー線は、紫外線またはＸ線であ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表面の改質方法。
【請求項６】
前記エネルギー線を照射する工程は、前記アルコールを含む表面改質液を、前記基板の表面に供給するより前に行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の基板表面の改質方法。
【請求項７】
前記エネルギー線の照射と、前記アルコールを含む表面改質液の供給は同時に行われることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の基板表面の改質方法。
【請求項８】
前記基板は、表面にＳｉ含有材料を有す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表面の改質方法。
【請求項９】
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１〜８のいずれかに記載の基板の表面改質方法。
【請求項１０】
請求項１〜９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格納した、読み取り可能なコンピュータ記憶媒体。
【請求項１１】
基板の表面を改質する表面改質装置であって、
基板の表面にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、
基板の表面に水酸基を付与するための、３個の炭素原子が単結合で直鎖状に結合し、その両端の炭素原子の一端は１個の水酸基が結合し、他の一端は３個の水素原子と結合した構造を有するアルコールを含む表面改質液を、前記基板に供給する表面改質液供給部と、を有することを特徴とする、基板の表面改質装置。
【請求項１２】
前記表面改質液供給部は、前記表面改質液の蒸気を生成する蒸気生成部を有し、当該蒸気生成部によって生成された前記表面改質液の蒸気を前記基板に供給す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。
【請求項１３】
前記蒸気生成部は、前記表面改質液を加熱する加熱部を有することを特徴とする、請求項１２に記載の基板の表面改質装置。
【請求項１４】
前記アルコールは、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールの少なくとも一つを含むことを特徴とする、請求項１１〜１３のいずれかに記載の基板の表面改質装置。
【請求項１５】
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１１〜１４のいずれかに記載の基板の表面改質装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の表面を改質する表面改質方法、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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４３９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
上述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。さらに最近注目されている基板同士の貼り合わせについても、従来の技術は満足できるものではなかった。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
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、基板の表面にエネルギー線を照射する工程と、３個の炭素原子が単結合（飽和）で直鎖状に結合し、その両端の炭素原子の一端は１個の水酸基が結合し、他の一端は３個の水素原子と結合した構造を有するアルコールを含む表面改質液を、前記基板の表面に供給して前記基板の表面に水酸基を付与する工程と、を有する。
【００１１】
前記アルコールは、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールのうちの、少なくとも一つを含むものであってもよい。
【００１２】
前記基板の表面に水酸基を付与した後、当該基板上にシランカップリング剤を供給し、前記水酸基とシランカップリング剤を結合する工程をさらに有していてもよい。
【００１３】
前記シランカップリング剤の供給は、液体の塗布でもよいが、シランカップリング剤の蒸気を供給することで行なうようにしてもよい。
【００１４】
前記エネルギー線としては、たとえば、紫外線やＸ線を例示できる。
【００１５】
前記エネルギー線を照射する工程は、前記アルコールを含む表面改質液を、前記基板の表面に供給するより前に行うようにしてもよい。
【００１６】
前記エネルギー線の照射と、前記アルコールを含む表面改質液の供給を同時に行なうようにしてもよい。
【００１７】
前記基板は、例えば、ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧなど、表面にＳｉ含有材料を有するものであることが好ましい。
【００１８】
前記基板としては、シリコンウェハなどのいわゆる半導体基板の他に、たとえば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を例示できる。
【００１９】
別な観点によれば、本発明は、前記した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格納した、読み取り可能なコンピュータ記憶媒体である。
【００２０】
さらに別な観点によれば、本発明は、基板の表面を改質する表面改質装置であって、基板の表面にエネルギー線を照射するエネルギー線照射部と、基板の表面に水酸基を付与するための、３個の炭素原子が単結合で直鎖状に結合し、その両端の炭素原子の一端は１個の水酸基が結合し、他の一端は３個の水素原子と結合した構造を有するアルコールを含む表面改質液を、前記基板に供給する表面改質液供給部と、を有することを特徴とする。
【００２１】
前記表面改質液供給部は、前記表面改質液の蒸気を生成する蒸気生成部を有し、当該蒸気生成部によって生成された前記表面改質液の蒸気を前記基板に供給するようにしてもよい。この場合、前記蒸気生成部は、前記表面改質液を加熱する加熱部を有していてもよい。
【００２２】
この場合、前記アルコールは、たとえば、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールの少なくとも一つを含むものを使用できる。
【００２３】
前記基板としては、シリコンウェハなどのいわゆる半導体基板の他に、たとえば、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を例示できる。
【発明の効果】
【００２４】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施の形態にかかる表面改質方法を実施するための照射ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図２】実施の形態にかかる表面改質方法を実施するための表面改質液供給ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図３】実施の形態にかかる表面改質方法を実施するためのシランカップリング剤供給ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図４】特定アルコールとそれ以外のアルコール等を表面改質液に使用した場合の、密着膜形成後の表面の接触角の値を示すグラフである。
【図５】特定アルコールとそれ以外のアルコール等を表面改質液に使用した場合の、剥離試験の結果を示すグラフである。
【図６】他の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。
【図７】他の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。
【図８】他の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。
【図９】テンプレートの斜視図である。
【図１０】表面改質ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図１１】保持部材の構成の概略を示す平面図である。
【図１２】表面改質ユニットの構成の概略を示す横断面図である。
【図１３】リンスユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図１４】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。
【図１５】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。
【図１６】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。
【図１７】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。
【図１８】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。
【図１９】洗浄ユニットの構成の概略を示す縦断面図である。
【図２０】洗浄ユニットの構成の概略を示す横断面図である。
【図２１】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。
【図２２】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。
【図２３】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。
【図２４】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。
【図２５】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。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
本発明の実施の形態を説明すると、本実施の形態にかかる表面改質方法は、例えば図１〜図３に示した、照射ユニット１、表面改質液供給ユニット４０、シランカップリング剤供給ユニット７１を用いて実施される。図１は基板表面にエネルギー線を照射するための照射ユニット１の構成を示しており、この照射ユニット１は、側面に基板、例えばシリコンウェハ（以下、ウェハＷという）の搬入出口（図示せず）が形成された処理容器１０を有している。
【００２７】
処理容器１０の天井面には、処理容器１０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１１が形成されている。ガス供給口１１には、ガス供給管１２を介して窒素ガスを供給するガス供給源１３が接続されている。
【００２８】
処理容器１０の底面には、処理容器１０の内部の雰囲気を排気するための排気口１４が形成されている。排気口１４には、排気管１５を介して処理容器１０の内部の雰囲気を真空引きする排気ポンプ１６が接続されている。
【００２９】
処理容器１０内の底部には、ウェハＷが載置される載置台２０が設けられている。ウェハＷは、その処理面が上方を向くように載置台２０の上面に載置される。載置台２０内には、ウェハＷを下方から支持し、これを昇降させるための昇降ピン２１が設けられている。昇降ピン２１は、昇降駆動部２２により上下動できる。載置台２０の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔２３が形成されており、昇降ピン２１は、貫通孔２３を上下方向に挿通するようになっている。
【００３０】
処理容器１０内の天井面であって、載置台２０の上方には、ウェハＷの処理面に対して、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２５が設けられている。紫外線照射部２５は、例えば載置台２０上に載置されたウェハＷの処理面に対向して配置されており、ウェハＷの処理面全面に対して、紫外線を照射することが可能である。
【００３１】
表面改質液供給ユニット４０は、図２に示した構成を有している。すなわち、側面にウェハＷの搬入出口（図示せず）が形成された処理容器４１を有している。処理容器４１の天井面には、処理容器４１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４２が形成されている。ガス供給口４２には、ガス供給管４３を介して窒素ガスを供給するガス供給源４４が接続されている。
【００３２】
処理容器４１の底面には、処理容器４１の内部の雰囲気を排気するための排気口４５が形成されている。排気口４５には、排気管４６を介して処理容器４１の内部の雰囲気を真空引きする排気ポンプ４７が接続されている。
【００３３】
処理容器４１内の中央部には、ウェハＷを保持して回転させる、保持部材５０が設けられている。保持部材５０としては、たとえば公知のいわゆるバキュームチャックを用いることができる。保持部材５０の下方には、シャフト５１を介して回転駆動部５２が設けられている。この回転駆動部５２によって、保持部材５０は鉛直軸周りに所定の速度で回転できる。また図示しない上下駆動機構によって、シャフト５１は上下動可能である。
【００３４】
保持部材５０の周囲には、ウェハＷ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５３が設けられている。カップ５３の下面には、回収した表面改質液を排出する排出管５４と、カップ５３内の雰囲気を排気する排気管５５が接続されている。
【００３５】
処理容器４１内には、表面改質液を保持部材５０上のウェハＷに対して供給する供給ノズル６０が設けられている。この供給ノズル６０は、アーム６１によって支持され、アーム６１は、例えば適宜のレール（図示せず）上を移動して、保持部材５０上のウェハＷ上方の中心である供給位置と、カップ５３の外側の待機位置との間を移動可能である。前記アーム６１は、駆動機構（図示せず）によって昇降可能であり、支持している供給ノズル６０の高さを調整することが可能になっている。
【００３６】
そして供給ノズル６０は、供給チューブ６２を介して、表面改質液供給源６３と接続されている。この表面改質液供給源６３には、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールの少なくとも一つを含むアルコール（以下、特定アルコールという）が用意されている。
【００３７】
シランカップリング剤供給ユニット７１は、図３に示した構成を有している。このシランカップリング剤供給ユニット７１は、蓋体７２ａと本体７２ｂによって構成される処理容器７２を有している。本体７２ｂの内部には、載置台７３が収容されている。載置台７３の内部には、昇降ピン７４を上下に昇降させる駆動部７５が設けられている。この駆動部７５によって、昇降ピン７４は、載置台７３に形成された貫通孔７６内を上下に昇降し、ウェハＷを持ち上げたり、昇降ピン７４に支持されたウェハＷを、載置台７４の上面に載置することが可能である。したがって、ウェハＷを載置台７３に載置したり、載置台７３から搬出する場合には、蓋体７２ａは、本体７２ｂから上方に分離するように、蓋体７２ａは、図示しない、蓋体昇降機構によって支持されている。
【００３８】
本体７２ｂの底部には、排気口８１が形成されており、排気管８２を通じて、排気装置８３に通じている。したがって、排気装置８３によって、処理容器７２内の雰囲気は、載置台７３の周囲から排気口８１を経由して、処理容器７２外に排気可能である。
【００３９】
蓋体７２ａの中心部には、シランカップリング剤供給源９０から、供給管９１を介してシランカップリング剤の蒸気やミストを処理容器７２内に導入するための導入口９２が形成されている。シランカップリング剤供給源９０は、シランカップリング剤を貯留しており、例えばポンプなどの圧送手段（図示せず）によって、流量調整部９３を介して、所定流量のシランカップリング剤を、供給管９１に設けられた混合部９４に供給可能である。またこの混合部９４には、窒素ガス供給源９５から、流量調整部９６を介して、所定流量の窒素ガスが供給可能である。そして混合部９４では、所定流量のシランカップリング剤と窒素ガスとを混合し、シランカップリング剤のミストや蒸気を含んだシランカップリング剤含有ガスを供給管９１内に供給することが可能である。なお窒素ガスのみを供給管９１に供給することも可能であるから、当該窒素ガスを処理容器７２内のパージガスとして用いることもできる。
【００４０】
供給管９１には、加熱部９７が設けられており、供給管９１を通じて導入口９２に流れるシランカップリング剤のミストや蒸気を含んだシランカップリング剤含有ガスを所定温度に加熱することができる。なお混合部９４で加熱するようにしてもよい。導入口９２に供給されたシランカップリング剤の蒸気やミストは、図中の矢印に示したように、中心から周辺方向に拡散して、載置台７３上のウェハＷに対して均一に供給される。そしてその後載置台７３の周囲から、底部の排気口８１を通じて、処理容器７２外に排気される。
【００４１】
実施の形態にかかる表面改質方法を実施するための照射ユニット１、表面改質液供給ユニット４０、シランカップリング剤供給ユニット７１は、以上の構成を有しており、次にそのプロセスについて説明する。
【００４２】
まず処理対象となるウェハＷは、照射ユニット１内に搬入され、図１に示したように、載置台２０上に載置される。そして紫外線照射部２５から、ウェハＷの表面に対して、１７２ｎｍの波長の紫外線が、例えば１０秒照射される。
【００４３】
その後、ウェハＷを照射ユニット１から搬出し、次にこのウェハＷは表面改質液供給ユニット４０に搬入され、保持部材５０上に保持される。次いで供給ノズル６０がウェハＷの中心部上方の所定の高さ位置に移動して、保持部材５０によって回転するウェハＷに対して、表面改質液が供給される。これによって、いわゆるスピンコーティング法によって、ウェハＷに対して所定量の表面改質液が塗布される。
【００４４】
塗布された後、暫く保持部材５０によってウェハＷはいわゆる振り切り乾燥に付される。このとき同時に、ガス供給源４４から窒素ガスが供給され、乾燥が促進される。
【００４５】
そのようにして乾燥処理が施されたウェハＷは、シランカップリング剤供給ユニット７１に搬入される。そして載置台７３上に載置された後、ミストや蒸気状態のシランカップリング剤がウェハＷ上に供給される。そして所定時間、例えば３分、シランカップリング剤のミストや蒸気に曝されたウェハＷは、シランカップリング剤供給ユニット７１から搬出される。
【００４６】
かかるプロセスを通じて、ウェハＷの表面は所定の改質処理されるが、各プロセスにおけるウェハＷの状態について説明する。
【００４７】
まず、照射ユニット１内で、１７２ｎｍの波長の紫外線が、ウェハＷの表面に照射されると、発明者の知見では、ベアシリコンウェハはもちろんのこと、シリコン系の材質を持ったウェハＷの表面（たとえば、ウェハの表面に熱酸化膜、ＴＥＯＳ、ＣＶＤ酸化膜、ＳＯＧ膜、窒化膜、酸窒化膜が表面に形成されたシリコンウェハ）には、酸素原子が表面に存在していると考えられる。
【００４８】
この状態で、表面改質液供給ユニット４０において、前記したＣ−Ｃ−Ｃ−ＯＨの３個の炭素が単結合で直鎖状に結合され、一端に水酸基を持った特定アルコールが供給されると、一端の水酸基は、角度１１０°で自由に動くことができるから、Ｓｉのｓｐ３軌道と結合している前記酸素原子と容易に結合し、表面に多くの水酸基を存在させることができる。
【００４９】
したがって、その後にシランカップリング剤を供給することで、ウェハ表面に強固にシランカップリング剤を密着させることが可能である。
【００５０】
そして本実施の形態では、シランカップリング剤供給ユニット７１においては、蒸気やミスト状態のシランカップリング剤をウェハＷに供給しているので、液体で供給するよりも、単分子膜で形成しやすく、シランカップリング剤の膜厚を、ナノメートルオーダーで形成することが可能である。一般的に蒸気で供給すると、表面に到達する分子数が液体の場合よりも少なくなり、その場合、表面の水酸基の多少が、膜の性質や処理時間に影響するが、本実施の形態では、前記したように、特定アルコールを供給するようにしたので、多くの水酸基をウェハＷ表面に存在させることができる。したがってそのように蒸気状態のシランカップリング剤をウェハＷに供給しても、膜の特性が良好でかつ強固に密着させることが可能になっている。しかも、シランカップリング剤の膜厚を、従来よりも薄く形成することができるから、今後要求される微細加工に極めて有用である。なおもちろん、液体状態でシランカップリング剤を供給するようにしてもよい。
【００５１】
ところで、近年は、パターンを形成したウェハなどの基板同士を貼り合わせて１つのデバイスとする手法が提案されている。この基板同士の貼り合わせには、貼り合わせられる基板表面に、ＳｉＯ２の酸化膜が形成されることが多い。これは基板表面に水酸基を形成するために行なわれる。そして現在は、プラズマＣＶＤによって酸化膜が形成されることが多く、そのため装置コストが高くなっているのが実状である。たとえば、真空チャンバー、真空ポンプ、高周波電源などの高価な装置が必要であり、またスループット向上のためには、ロードロック室も必要である。
【００５２】
かかる点を鑑みれば、表面改質液供給ユニット４０において特定アルコールを供給して、ウェハ表面に多数の水酸基を発生させた状態のウェハは、そのまま前記した基板の貼り合わせプロセスに用いることが可能になり、低コストかつ高いスループットを容易に達成することが可能になる。
【００５３】
次に実施の形態にしたがって、ウェハＷ表面にシランカップリング剤の密着膜を形成した際の、密着度を実証する試験（Ｐｅｅｌ試験）の結果について説明する。
【００５４】
この試験で用いたシランカップリング剤は、信越シリコーン株式会社の製品「ＫＢＭ−５０３」（３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン）である。そして特定アルコール以外のアルコールと、アンモニア水、酢酸、紫外線照射のみとを比較するようにした。対象としたウェハには、表面に多量にメチル基を含んだＳＯＧ膜が形成されているシリコンウェハを用いた。そしてその表面に波長が１７２ｎｍを１０秒照射し、数分間クリーンルームに放置し、その後に特定アルコール、それ以外のアルコール、並びにアンモニア水、酢酸を供給した。次いで、前記したシランカップリング剤の蒸気を供給した。
【００５５】
また実証にあたって採用したＰｅｅｌ試験は、次の通りである。まず、シランカップリング剤の供給によってウェハの表面に形成された密着膜に対して、
ＵＶ硬化樹脂をマイクロピペットで滴下し、離型膜付のガラス基板を密着させ、３６５ｎｍの波長を有する紫外線を照射して、ＵＶ硬化樹脂を硬化させた。その後、ガラス基板を取り去り、カッターナイフで、硬化した樹脂表面に、一辺が２ｍｍとなるように、正方形に切れ目を入れた。正方形の数は２５個となるようにした。
【００５６】
次いで粘着テープ（セロハンテープ）をその上から貼り付け、押圧した後、
粘着テープを剥がし、ウェハ表面に残った硬化樹脂の数をカウントして、各場合比較するようにした。剥離した場合、２ｍｍ辺の硬化樹脂は、粘着テープの方に貼り付く。
【００５７】
図４は、シランカップリング剤の密着膜が形成された後の、表面の接触角を示している。これによれば、特定アルコールとそれ以外のアルコールとを比較すると、特定アルコールの方は、全般的に他のアルコールよりも接触角が高くなっているが、他のアルコールについても、それなりに高い接触角が得られている。
【００５８】
しかしながら、Ｐｅｅｌ試験の結果を示した図５の表によれば、実施の形態にしたがって特定アルコールを用いた処理では、硬化樹脂片は全く剥がれることなく、ウェハ上に１００％残っていた。これに対し、他のアルコールでは、僅かにイソペンタノールのみ、２０％の残膜率を示したが、他はすべて剥がれてしまっていた。
【００５９】
かかる結果から判るように、実施の形態にしたがって特定アルコールを用いて表面改質処理してシランカップリング剤の密着膜を形成すると、極めて強固にウェハ表面にシランカップリング剤の密着膜を形成することが判った。
【００６０】
なおかかる試験からも判明したが、紫外線を照射した後、直ちに特定アルコールを
供給しなくても、数分間経過後に特定アルコールを供給しても、所期の効果が得られている。したがって、紫外線の照射と特定アルコールの供給は同時に実施しなくてもよいことが判明した。ただし、照射後、数時間経過すると、ウェハ表面に自然酸化膜が成長して表面状態が変化することも予想されるので、好ましくは、紫外線を照射した後、１時間以内、より好ましくは、数十分以内に特定アルコールを供給することが好ましい。
【００６１】
またそのように、紫外線の照射と特定アルコールの供給は同時に実施しなくてもよいので、紫外線の照射と特定アルコールの供給を同一処理容器で行なう必要はなく、図１、図２に示したように、各々別の処理容器内で実施してもよい。したがって実施する装置の簡素化が図れる。
【００６２】
また前記した実施の形態では、シランカップリング剤は蒸気状態で供給したが、もちろん、液体状態で供給するようにしてもよい。また特定アルコールの供給についても、前記した装置例では、特定アルコールは、供給ノズル６０を用いて、液体状態で塗布するようにしていたが、特定アルコールを例えば加熱して、蒸気状態で供給するようにしてもよい。これによって必要な特定アルコールの量を低減させ、水酸基付与効率を向上させることが可能である。かかる場合の供給装置としては、たとえば前記した図３に示したシランカップリング剤供給ユニット７１と同様な構成を持った装置を適用することができる。
【００６３】
また表面改質の対象となる膜については、基板表面にＳｉ含有材料（ＳｉＯ２、ＳｉＮ、ＳｉＯＮ、ＳＯＧ等）を有するものに限らず、レジストやＣＶＤ、ＰＶＤ、ＡＬＤ、無電解メッキ等で形成される種々の膜の下地膜についても適用することができる。例えば、ＣｏＷＢ（コバルトタングステンボロン）の無電解メッキの場合、前記したような、特定アルコールの供給によって水酸基を付与した後、シランカップリング剤の供給処理を行った後、Ｐｄ（パラジウム）等の触媒層を表面に形成して、ＣｏＷＢをメッキする事でＣｏＷＢの密着性を高める事ができる。
【００６４】
さらにまた前記した例では、使用するエネルギー線として、波長が１７２ｎｍの紫外線を用いたが、たとえば２２２ｎｍの波長の紫外線を照射してもよい。好ましくは、２００ｎｍ以下の波長を有する紫外線がよい。またその他、Ｘ線を照射するようにしてもよい。
【００６５】
前記した実施の形態では、エネルギー線（紫外線）の照射、表面改質液の供給、シランカップリング剤の供給を３つのユニットで、個別に行なったが、もちろんこれらの処理を１または２のユニットにて行なってもよい。たとえばエネルギー線（紫外線）の照射と表面改質液の供給、あるいは、表面改質液の供給、シランカップリング剤の供給を１のユニットで行なってもよい。もちろん全ての処理を１つのユニットで行なうようにしてもよい。ただし、エネルギー線（紫外線）の照射と、表面改質液の供給を同時に行う場合には、これらの処理を１つのユニットで行なうことになる。
【００６６】
次に、本発明の他の実施の形態について説明する。図６は、他の本実施の形態にかかるテンプレート処理装置１０１の構成の概略を示す平面図である。図７及び図８は、テンプレート処理装置１０１の構成の概略を示す側面図である。
【００６７】
テンプレート処理装置１０１では、図９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Ｔ１といい、当該表面Ｔ１と反対側の面を裏面Ｔ２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。
【００６８】
テンプレート処理装置１０１は、図６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１０１との間で搬入出したり、テンプレートカセットＣＴ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１０２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１０３とを一体に接続した構成を有している。
【００６９】
テンプレート搬入出ステーション１０２には、カセット載置台１１０が設けられている。カセット載置台１１０は、複数のテンプレートカセットＣＴをＸ方向（図６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１０２は、複数のテンプレートＴを保有可能に構成されている。
【００７０】
テンプレート搬入出ステーション１０２には、Ｘ方向に延伸する搬送路１１１上を移動可能なテンプレート搬送体１１２が設けられている。テンプレート搬送体１１２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ＣＴと処理ステーション１０３との間でテンプレートＴを搬送できる。
【００７１】
処理ステーション１０３には、その中心部に搬送ユニット１２０が設けられている。この搬送ユニット１２０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１０３の正面側（図６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１０２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１０３の背面側（図６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１０２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１０２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１２１が配置されている。
【００７２】
搬送ユニット１２０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１２０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１２１に対してテンプレートＴを搬送できる。
【００７３】
第１の処理ブロックＧ１には、図７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Ｔ１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ１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１３０、テンプレートＴの表面Ｔ１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ１に離型剤を塗布する塗布ユニット１３１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１３２、塗布ユニット１３３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１３４、１３５がそれぞれ設けられている。
【００７４】
第３の処理ブロックＧ３には、図８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１４０、１４１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１４２、１４３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１４４、１４５がそれぞれ設けられている。
【００７５】
次に、上述した表面改質ユニット１３０、１３２の構成について説明する。表面改質ユニット１３０は、図１０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２００を有している。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
処理容器２００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２１０が設けられている。保持部材２１０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２１１が形成されている。収容部２１１の下部には、テンプレートＴの外形より小さい溝部２１１ａが形成されている。したがって、収容部２１１内では、溝部２１１ａによってテンプレートＴの下面内周部は保持部材２１０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２１０に支持されている。収容部２１１は、図１１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２１１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１２０の搬送アームから収容部２１１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２１１と干渉するのを避けるため、収容部２１１の外周には、切欠き部２１３が４箇所に形成されている。
【００７９】
保持部材２１０は、図１０に示すようにカバー体２１４に取り付けられ、保持部材２１０の下方には、シャフト２１５を介して回転駆動部２１６が設けられている。この回転駆動部２１６により、保持部材２１０は鉛直周りに所定の速度で回転でき、且つ昇降できる。
【００８０】
保持部材２１０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２２０が設けられている。カップ２２０の下面には、回収した表面改質液を排出する排出管２２１と、カップ２２０内の雰囲気を排気する排気管２２２が接続されている。
【００８１】
図１２に示すようにカップ２２０のＸ方向負方向（図１２の下方向）側には、Ｙ方向（図１２の左右方向）に沿って延伸するレール２３０が形成されている。レール２３０は、例えばカップ２２０のＹ方向負方向（図１２の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図１２の右方向）側の外方まで形成されている。レール２３０には、アーム２３１が取り付けられている。
【００８２】
アーム２３１には、テンプレートＴの表面Ｔ１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２３２が支持されている。アーム２３１は、ノズル駆動部２３３により、レール２３０上を移動自在である。これにより、表面改質液ノズル２３２は、カップ２２０のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部２３４からカップ２２０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２３１は、ノズル駆動部２３３によって昇降自在であり、表面改質液ノズル２３２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Ｔ１に水酸基を付与することができる材料が用いられる。たとえば、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールのうちの、少なくとも一つを含むものが使用できる。本実施の形態においては、例えばｔｅｒｔ−ペンタノールが用いられる。
【００８３】
処理容器２００内の天井面であって、保持部材２１０の上方には、テンプレートＴの表面Ｔ１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２４０が設けられている。紫外線照射部２４０は、例えば保持部材２１０に保持されたテンプレートＴの表面Ｔ１に対向し、当該表面Ｔ１全面を覆うように配置されている。
【００８４】
なお、例えば保持部材２１０の溝部２１１ａ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Ｔ２に洗浄液を噴射することによって、当該裏面Ｔ２を洗浄することができる。
【００８５】
なお、表面改質ユニット１３２の構成は、上述した表面改質ユニット１３０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００８６】
また、塗布ユニット１３１、１３３の構成は、上述した表面改質ユニット１３０において、表面改質液ノズル２３２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１３１、１３３のその他の構成は、表面改質ユニット１３０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。
【００８７】
次に、上述したリンスユニット１４０〜１４３の構成について説明する。リンスユニット１４０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）が形成された処理容器２５０を有している。
【００８８】
処理容器２５０内の底面には、テンプレートＴを浸漬させる浸漬槽２５１が設けられている。浸漬槽２５１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。
【００８９】
処理容器２５０内の天井面であって、浸漬槽２５１の上方には、テンプレートＴを保持する保持部２５２が設けられている。保持部２５２は、テンプレートＴの裏面Ｔ２の外周部を吸着保持するチャック２５３を有している。テンプレートＴは、その表面Ｔ１が上方を向くようにチャック２５３に保持される。チャック２５３は、昇降機構２５４により昇降できる。そして、テンプレートＴは、保持部２５２に保持された状態で浸漬槽２５１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。
【００９０】
保持部２５２は、チャック２５３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２５５を有している。気体供給部２５５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２５３に保持されたテンプレートＴの表面Ｔ１に吹き付けることができる。これにより、浸漬槽２５１でリンスされたテンプレートＴの表面Ｔ１を乾燥させることができる。なお、リンスユニット１４０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。
【００９１】
なお、リンスユニット１４１〜１４３の構成は、上述したリンスユニット１４０の構成と同様であるので説明を省略する。
【００９２】
以上のテンプレート処理装置１０１には、図６に示すように制御部２６０が設けられている。制御部２６０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１０２と処理ステーション１０３との間のテンプレートＴの搬送や、処理ステーション１０３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１０１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２６０にインストールされたものであってもよい。
【００９３】
本実施の形態にかかるテンプレート処理装置１０１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１０１で行われるテンプレート処理について説明する。図１４は、このテンプレート処理の主な処理フローを示し、図１５は、各工程におけるテンプレートＴの状態を示している。
【００９４】
先ず、テンプレート搬送体１１２によって、カセット載置台１１０上のテンプレートカセットＣＴからテンプレートＴが取り出され、処理ステーション１０３のトランジションユニット１２１に搬送される（図１４の工程Ａ１）。このとき、テンプレートカセットＣＴ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Ｔ１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１２１に搬送される。
【００９５】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴは、表面改質ユニット１３０に搬送され、保持部材２１０に受け渡される。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１５（ａ）に示すように紫外線照射部２４０からテンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１の有機物が除去され、当該テンプレートＴの表面Ｔ１が洗浄される（図１４の工程Ａ２）。
【００９６】
その後、表面改質液ノズル２３２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１５（ｂ）に示すように引き続き紫外線照射部２４０からテンプレートＴの表面Ｔ１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２３２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Ｔ１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Ｔ１全面に拡散する。
【００９７】
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Ｔ１に紫外線を照射すると、当該表面Ｔ１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Ｔ１に対して、１−プロパノール、２−ブタノール、イソブタノール、ｔｅｒｔ−ペンタノール、β−メタリルアルコール、３−メチル−３−ペンタノール、１，２−ジメチル−２−プロペン−１−オールのうちの、少なくとも一つを含むものを供給すると、既述したように、表面Ｔ１に多量の水酸基（ＯＨ基）が付与される。こうして、テンプレートＴの表面Ｔ１が改質される（図１４の工程Ａ３）。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。また表面Ｔ１の改質後、紫外線照射部２４０からの紫外線の照射と表面改質液ノズル２３２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Ｔ１を振り切り乾燥させる。
【００９８】
なお、表面改質液Ｍには、テンプレートＴの表面Ｔ１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ｔｅｒｔ−ペンタノールを用いたが、これに限らず、既述の特定アルコールを用いることができ、その他３個の炭素原子が単結合で直鎖状に結合し、その両端の炭素原子の一端は１個の水酸基が結合し、他の一端は３個の水素原子と結合した構造を有するアルコールを含む表面改質液を使用することができる。
【００９９】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴは、塗布ユニット１３１に搬送され、保持部材２１０に受け渡される。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。
【０１００】
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１５（ｃ）に示すように紫外線照射部２４０からテンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１全面に塗布される（図１４の工程Ａ４）。その塗布後、紫外線照射部２４０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Ｔ１を振り切り乾燥させる。
【０１０１】
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Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１と離型剤Ｓとの密着性が向上する。
【０１０２】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴはリンスユニット１４０に搬送され、保持部２５２に保持される。続いて、保持部２５２を下降させ、テンプレートＴを浸漬槽２５１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Ｔ１と化学反応して当該表面Ｔ１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Ｔ１に離型剤Ｓが密着しているので、テンプレートＴの表面Ｔ１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１５（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４の工程Ａ５）。その後、保持部２５２を上昇させ、気体供給部２５５から気体ガスをテンプレートＴに吹き付け、その表面Ｔ１を乾燥させる。
【０１０３】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴはトランジションユニット１２１に搬送され、テンプレート搬送体１１２によってテンプレートカセットＣＴに戻される（図１４の工程Ａ６）。こうしてテンプレート処理装置１０１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Ｔ１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。
【０１０４】
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Ｔ１に紫外線を照射するので、当該表面Ｔ１を活性化できる。そして、テンプレートＴの表面Ｔ１を活性化しながら、当該表面Ｔ１に表面改質液Ｍを供給するので、テンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１を十分に改質できるので、その後テンプレートＴの表面Ｔ１と離型剤Ｓが化学結合する際に、当該表面Ｔ１と離型剤Ｓとの密着性を向上させることができる。
【０１０５】
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ｔｅｒｔ−ペンタノールを用いたが、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。
【０１０６】
発明者らが鋭意検討したところ、例えば基板の表面がチタン（Ｔｉ）、タングステン（Ｗ）、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、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Ｔ１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。
【０１０７】
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Ｔ１の改質と当該表面Ｔ１への離型剤Ｓの塗布とは、それぞれ表面改質ユニット１３０、１３２と塗布ユニット１３１、１３３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１３０内に、表面改質液ノズル２３２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Ｔ１の改質と当該表面Ｔ１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。
【０１０８】
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Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１への紫外線の照射を開始してもよい。
【０１０９】
かかる場合、工程Ａ３を行うため、例えば図１６に示す表面改質ユニット１３０が用いられる。表面改質ユニット１３０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３００を有している。
【０１１０】
処理容器３００の天井面には、処理容器３００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３０１が形成されている。ガス供給口３０１には、ガス供給管３０２を介して窒素ガスを供給するガス供給源３０３が接続されている。なお、処理容器３００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。
【０１１１】
処理容器３００の底面には、処理容器３００の内部の雰囲気を排気するための排気口３０４が形成されている。排気口３０４には、排気管３０５を介して処理容器３００の内部の雰囲気を真空引きする排気ポンプ３０６が接続されている。
【０１１２】
処理容器３００内の底面には、テンプレートＴが載置される載置台３１０が設けられている。テンプレートＴは、その表面Ｔ１が上方を向くように載置台３１０の上面に載置される。載置台３１０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３１１が設けられている。昇降ピン３１１は、昇降駆動部３１２により上下動できる。載置台３１０の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔３１３が形成されおり、昇降ピン３１１は、貫通孔３１３を挿通するようになっている。
【０１１３】
処理容器３００内の天井面であって、載置台３１０の上方には、テンプレートＴの表面Ｔ１に例えば１７２ｎｍの波長の紫外線を照射する紫外線照射部３２０が設けられている。紫外線照射部３２０は、例えば載置台３１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ１に対向し、当該表面Ｔ１全面を覆うように配置されている。
【０１１４】
載置台３１０と紫外線照射部３２０との間には、支持板３２１が配置されている。支持板３２１は、例えば所定の隙間を介して載置台３１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ１と対向し、当該表面Ｔ１全面を覆うように配置されている。なお、支持板３２１は移動機構（図示せず）によって処理容器３００内を移動可能になっている。また、支持板３２１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。
【０１１５】
処理容器３００の内部には、載置台３１０上に載置されたテンプレートＴの表面Ｔ１と支持板３２１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３３０が配置されている。表面改質液ノズル３３０は、例えばその下端部の供給口３３０ａ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３３０は、アーム３３１に支持されている。アーム３３１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３３０は、処理容器３００内を可能になっている。
【０１１６】
なお、表面改質ユニット１３２の構成は、上述した表面改質ユニット１３０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１０１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１０１の構成と同様であるので説明を省略する。
【０１１７】
次に、本実施の形態のテンプレート処理装置１０１で行われるテンプレート処理について説明する。図１７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１４で示した処理フローと同様である。
【０１１８】
先ず、テンプレート搬送体１１２によって、カセット載置台１１０上のテンプレートカセットＣＴ内のテンプレートＴがトランジションユニット１２１に搬送される（図１４の工程Ａ１）。
【０１１９】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴは、表面改質ユニット１３０に搬送される。表面改質ユニット１３０に搬入されたテンプレートＴは、昇降ピン３１１に受け渡され、載置台３１０に載置される。続いて、ガス供給口３０１から窒素ガスが処理容器３００内に供給される。このとき、排気口３０４から処理容器３００の内部の雰囲気が排気されて、処理容器３００の内部は窒素ガス雰囲気に置換される。その後、図１７（ａ）に示すように紫外線照射部３２０からテンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１の有機物が除去され、当該テンプレートＴの表面Ｔ１が洗浄される（図１４の工程Ａ２）。
【０１２０】
その後、紫外線照射部３２０からの紫外線の照射を一旦停止し、図１７（ｂ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ１と支持板３２１が所定の隙間を介して対向するように支持板３２１を配置する。そして、表面改質液ノズル３３０からテンプレートＴの表面Ｔ１と支持板３２１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Ｔ１と支持板３２１との間を拡散する。続いて、図１７（ｃ）に示すようにテンプレートＴの表面Ｔ１と支持板３２１と間に表面改質液Ｍが供給された状態で、紫外線照射部３２０から下方に紫外線が照射される。紫外線は、支持板３２１を通過してテンプレートＴの表面Ｔ１全面に照射される。なお、この工程Ａ３において、処理容器３００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Ｔ１に多量の水酸基が付与され、当該表面Ｔ１が改質される（図１４の工程Ａ３）。表面Ｔ１の改質後、紫外線照射部３２０からの紫外線の照射と表面改質液ノズル３３０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Ｔ１に吹き付けて、当該表面Ｔ１を乾燥させる。なお、テンプレートＴの表面Ｔ１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。
【０１２１】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴは、塗布ユニット１３１に搬送され、テンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１全面に塗布される（図１４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。
【０１２２】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴはリンスユニット１４０に搬送されてリンスされ、図１７（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１４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。
【０１２３】
その後、搬送ユニット１２０によって、テンプレートＴはトランジションユニット１２１に搬送され、テンプレート搬送体１１２によってテンプレートカセットＣＴに戻される（図１４の工程Ａ６）。こうしてテンプレート処理装置１０１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Ｔ１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。
【０１２４】
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Ｔ１に紫外線を照射しながら、当該テンプレートＴの表面Ｔ１に表面改質液Ｍを供給するので、テンプレートＴの表面Ｔ１に多量の水酸基を付与することができる。
【０１２５】
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Ｔ１と支持板３２１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Ｔ１と支持板３２１との間に表面改質液Ｍを圧入してもよい。
【０１２６】
また、本実施の形態の工程Ａ３では、テンプレートＴの表面Ｔ１と支持板３２１との間に表面改質液Ｍを供給する際、紫外線照射部３２０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３２０からの紫外線の照射を継続して行ってもよい。
【０１２７】
以上の実施の形態では、工程Ａ３において、支持板３２１側からテンプレートＴの表面Ｔ１に紫外線を照射していたが、図１８に示すようにテンプレートＴの裏面Ｔ２側から表面Ｔ１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１３０では、テンプレートＴと支持板３２１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３２１の上方に配置してもよい。あるいは、処理容器３００の天井面に配置された紫外線照射部３２０をテンプレートＴの下方に配置してもよい。
【０１２８】
かかる場合、図１８に示すようにテンプレートＴの裏面Ｔ２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Ｔ１に照射される。こうしてテンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１に多量の水酸基を付与することができ、当該表面Ｔ１を十分に改質することができる。
【０１２９】
本実施の形態によれば、テンプレートＴの裏面Ｔ２側から表面Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１に照射される。したがって、テンプレートＴの表面Ｔ１より効率よく改質することができる。
【０１３０】
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Ｔ１の洗浄は、工程Ａ３を行う表面改質ユニット１３０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１０１の処理ブロックＧ１〜Ｇ４のいずれかに配置される。
【０１３１】
かかる場合、図１９及び図２０に示すように洗浄ユニット３４０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３５０を有している。
【０１３２】
処理容器３５０内には、テンプレートＴを吸着保持するチャック３５１が設けられている。チャック３５１は、テンプレートＴの表面Ｔ１が上方を向くように、その裏面Ｔ２を吸着保持する。チャック３５１の下方には、チャック駆動部３５２が設けられている。このチャック駆動部３５２は、処理容器３５０内の底面に設けられ、Ｙ方向に沿って延伸するレール３５３上に取付けられている。このチャック駆動部３５２により、チャック３５１はレール３５３に沿って移動できる。
【０１３３】
処理容器３５０内の天井面であって、レール３５３の上方には、チャック３５１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３５４が設けられている。紫外線照射部３５４は、図２０に示すようにＸ方向に延伸している。
【０１３４】
そして、洗浄ユニット３４０に搬送されたテンプレートＴは、チャック３５１に吸着保持される。続いて、チャック駆動部３５２によってテンプレートＴをレール３５３に沿って移動させながら、紫外線照射部３５４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Ｔ１全面に紫外線が照射され、テンプレートＴの表面Ｔ１が洗浄される。
【０１３５】
以上の実施の形態では、表面改質ユニット１３０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。
【０１３６】
以上の実施の形態のリンスユニット１４０では、浸漬槽２５１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１０及び図１２に示した表面改質ユニット１３０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１３０の表面改質液ノズル２３２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。
【０１３７】
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Ｔ１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Ｔ１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。
【０１３８】
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Ｔ１に紫外線を照射しながら、当該表面Ｔ１に離型剤Ｓを塗布していたが、テンプレートＴの表面Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１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Ｔ１と離型剤Ｓとを密着させることができる。
【０１３９】
以上の実施の形態では、処理ステーション１０３において、搬送ユニット１２０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１０３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１０２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１０２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。
【０１４０】
以上の実施の形態のテンプレート処理装置１０１は、図２１に示すようにインプリントシステム４００に配置されていてもよい。インプリントシステム４００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４１０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４００との間で搬入出したり、ウェハカセットＣＷ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４１１とを有している。また、テンプレート処理装置１０１とインプリントユニット４１０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４１２が配置されている。インプリントシステム４００は、これらテンプレート処理装置１０１、インターフェイスステーション４１２、インプリントユニット４１０、ウェハ搬入出ステーション４１１を一体に接続した構成を有している。
【０１４１】
ウェハ搬入出ステーション４１１には、カセット載置台４２０が設けられている。カセット載置台４２０は、複数のウェハカセットＣＷをＸ方向（図２１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４１１は、複数のウェハＷを保有可能に構成されている。
【０１４２】
ウェハ搬入出ステーション４１１には、Ｘ方向に延伸する搬送路４２１上を移動可能なウェハ搬送体４２２が設けられている。ウェハ搬送体４２２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ＣＷとインプリントユニット４１０との間でウェハＷを搬送できる。
【０１４３】
ウェハ搬入出ステーション４１１には、ウェハＷの向きを調整するアライメントユニット４２３がさらに設けられている。アライメントユニット４２３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。
【０１４４】
インターフェイスステーション４１２には、Ｘ方向に延伸する搬送路４３０上を移動するテンプレート搬送体４３１が設けられている。また、搬送路４３０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４３２が配置され、搬送路４３０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４３３が配置されている。テンプレート搬送体４３１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１０３、反転ユニット４３２、バッファカセット４３３、インプリントユニット４１０との間でテンプレートＴを搬送できる。
【０１４５】
テンプレート処理装置１０１の処理ステーション１０３には、搬送ユニット１２０のインターフェイスステーション４１２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４３４が配置されている。
【０１４６】
次に、上述したインプリントユニット４１０の構成について説明する。インプリントユニット４１０は、図２２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４４０を有している。
【０１４７】
処理容器４４０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４４１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４４１の上面に載置される。ウェハ保持部４４１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４４２が設けられている。昇降ピン４４２は、昇降駆動部４４３により上下動できる。ウェハ保持部４４１の上面には、当該上面を厚み方向に貫通する貫通孔４４４が形成されおり、昇降ピン４４２は、貫通孔４４４を挿通するようになっている。また、ウェハ保持部４４１は、当該ウェハ保持部４４１の下方に設けられた移動機構４４５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。
【０１４８】
図２３に示すようにウェハ保持部４４１のＸ方向負方向（図２３の下方向）側には、Ｙ方向（図２３の左右方向）に沿って延伸するレール４５０が設けられている。レール４５０は、例えばウェハ保持部４４１のＹ方向負方向（図２３の左方向）側の外方からＹ方向正方向（図２３の右方向）側の外方まで形成されている。レール４５０には、アーム４５１が取り付けられている。
【０１４９】
アーム４５１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４５２が支持されている。レジスト液ノズル４５２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４５２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４５２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４５２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。
【０１５０】
アーム４５１は、ノズル駆動部４５３により、レール４５０上を移動自在である。これにより、レジスト液ノズル４５２は、ウェハ保持部４４１のＹ方向正方向側の外方に設置された待機部４５４からウェハ保持部４４１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４５１は、ノズル駆動部４５３によって昇降自在であり、レジスト液ノズル４５２の高さを調整できる。
【０１５１】
処理容器４４０内の天井面であって、ウェハ保持部４４１の上方には、図２２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４６０が設けられている。すなわち、ウェハ保持部４４１とテンプレート保持部４６０は、ウェハ保持部４４１に載置されたウェハＷと、テンプレート保持部４６０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４６０は、テンプレートＴの裏面Ｔ２の外周部を吸着保持するチャック４６１を有している。チャック４６１は、当該チャック４６１の上方に設けられた移動機構４６２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４４１上のウェハＷに対して所定の向きに回転し昇降できる。
【０１５２】
テンプレート保持部４６０は、チャック４６１に保持されたテンプレートＴの上方に設けられた光源４６３を有している。光源４６３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４６３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。
【０１５３】
本実施の形態にかかるインプリントシステム４００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４００で行われるインプリント処理について説明する。図２４は、このインプリント処理の主な処理フローを示し、図２５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。
【０１５４】
先ず、テンプレート搬送体１１２によって、テンプレート搬入出ステーション１０２から処理ステーション１０３にテンプレートＴが搬送される（図２４の工程Ｂ１）。処理ステーション１０３では、テンプレートＴの表面Ｔ１の洗浄（図２４の工程Ｂ２）、表面Ｔ１への紫外線の照射及び表面Ｔ１への表面改質液Ｍの供給による表面Ｔ１の改質（図２４の工程Ｂ３）、表面Ｔ１への紫外線の照射及び表面Ｔ１への離型剤Ｓの塗布（図２４の工程Ｂ４）、離型剤Ｓのリンス（図２４の工程Ｂ５）が順次行われ、テンプレートＴの表面Ｔ１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。
【０１５５】
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４３４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４１２のテンプレート搬送体４３１によって、反転ユニット４３２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Ｔ２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４３１によってインプリントユニット４１０に搬送され、テンプレート保持部４６０のチャック４６１に吸着保持される。
【０１５６】
このように処理ステーション１０３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４１０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４１１では、ウェハ搬送体４２２により、カセット載置台４２０上のウェハカセットＣＷからウェハＷが取り出され、アライメントユニット４２３に搬送される。そして、アライメントユニット４２３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４２２によってインプリントユニット４１０に搬送される（図２４の工程Ｂ６）。なお、ウェハ搬入出ステーション４１１において、ウェハカセットＣＷ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４１０に搬送される。
【０１５７】
インプリントユニット４１０に搬入されたウェハＷは、昇降ピン４４２に受け渡され、ウェハ保持部４４１上に載置され保持される。続いて、ウェハ保持部４４１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４５２をウェハＷの径方向に移動させ、図２５（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２４の工程Ｂ７）。このとき、制御部２６０により、レジスト液ノズル４５２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。
【０１５８】
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４４１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４６０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２５（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Ｔ１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４６３から光が照射される。光源４６３からの光は、図２５（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２４の工程Ｂ８）。
【０１５９】
その後、図２５（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Ｔ１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Ｔ１に付着することはない。その後、ウェハＷは、昇降ピン４４２によりウェハ搬送体４２２に受け渡され、インプリントユニット４１０からウェハ搬入出ステーション４１１に搬送され、ウェハカセットＣＷに戻される（図２４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４００の外部において、図２５（ｄ）に示すように当該残存膜Ｌを除去してもよい。
【０１６０】
以上の工程Ｂ６〜Ｂ９（図２４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Ｔ１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４１２のバッファカセット４３３に保管される。
【０１６１】
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４１０から搬出され、反転ユニット４３２に搬送される（図２４の工程Ｂ１０）。続いて、テンプレート搬送体４３１によって、バッファカセット４３３内のテンプレートＴがインプリントユニット４１０に搬送される。こうして、インプリントユニット４１０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。
【０１６２】
反転ユニット４３２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４３１、搬送ユニット１２０、テンプレート搬送体１１２によって、テンプレートＴはテンプレートカセットＣＴに戻される。このようにして、インプリントシステム４００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。
【０１６３】
以上の実施の形態のインプリントシステム４００はテンプレート処理装置１０１を有しているので、インプリントシステム４００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４１０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４１０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。
【０１６４】
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Ｔ１と離型剤Ｓとを密着させるために当該表面Ｔ１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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【符号の説明】
【０１６９】
１      照射ユニット
１０    処理容器
２５    紫外線照射部
４０    表面改質液供給ユニット
６０    供給ノズル
６３    表面改質液供給源
７１    シランカップリング剤供給ユニット
１０１    テンプレート処理装置
１３０、１３２  表面改質ユニット
１３１、１３３  塗布ユニット
１４０〜１４３  リンスユニット
２３２  表面改質液ノズル
２４０  紫外線照射部
２６０  制御部
３２０  紫外線照射部
３２１  支持板
３３０  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
【図１】
0005638017.tif 000002
【図２】
0005638017.tif 000003
【図３】
0005638017.tif 000004
【図４】
0005638017.tif 000005
【図５】
0005638017.tif 000006
【図６】
0005638017.tif 000007
【図７】
0005638017.tif 000008
【図８】
0005638017.tif 000009
【図９】
0005638017.tif 000010
【図１０】
0005638017.tif 000011
【図１１】
0005638017.tif 000012
【図１２】
0005638017.tif 000013
【図１３】
0005638017.tif 000014
【図１４】
0005638017.tif 000015
【図１５】
0005638017.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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