(57)【要約】【課題】被処理物の表面に分解残渣が再付着することを防止または抑制することができ、しかも、被処理物の温度上昇を抑制しながら紫外線照射処理を行うことができる光処理装置および光処理方法を提供する。【解決手段】本発明の光処理装置は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記筐体は、当該筐体内に不活性ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、前記窓板材は、前記筐体内の洗浄用ガスを当該窓板材に対向して配置された被処理物に向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、
前記筐体は、当該筐体内に不活性ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記窓板材は、前記筐体内の洗浄用ガスを当該窓板材に対向して配置された被処理物に向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする光処理装置。
【請求項２】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に対向するよう配置される光処理装置であって、
前記筐体は、当該筐体内に不活性ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記窓板材は、前記筐体内の洗浄用ガスをテンプレートに向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする光処理装置。
【請求項３】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記第１の窓板材の内側にガス流通空間を介して当該第１の窓板材と対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、
前記筐体は、前記ガス流通空間に不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記第１の窓板材は、前記ガス流通空間内の洗浄用ガスを当該第１の窓板材に対向して配置された被処理物に向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする光処理装置。
【請求項４】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記筐体内において前記第１の窓板材にガス流通空間を介して対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記第１の窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に対向するよう配置される光処理装置であって、
前記筐体は、前記ガス流通空間に不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記第１の窓板材は、前記ガス流通空間の洗浄用ガスをテンプレートに向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする光処理装置。
【請求項５】
前記第１の窓板材の周囲に、前記ガス噴出口から噴出された洗浄用ガスが吸引されるガス吸引口を有することを特徴とする請求項４に記載の光処理装置。
【請求項６】
前記洗浄用ガスは、窒素ガス若しくはヘリウムガスと、１〜３体積％の酸素ガスとの混合ガスよりなることを特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれかに記載の光処理装置。
【請求項７】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記筐体が、当該筐体内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有すると共に、前記窓板材が、前記筐体内の洗浄用ガスを噴出するガス噴出口を有する光処理装置を、当該窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に間隙を介して対向するよう配置し、
前記ガス噴出口から前記テンプレートに不活性ガスよりなる洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレートに紫外線を照射することを特徴とする光処理方法。
【請求項８】
一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記第１の窓板材の内側にガス流通空間を介して当該第１の窓板材と対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記筐体が、当該筐体内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有すると共に、前記第１の窓板材が、前記ガス流通空間内の洗浄用ガスを噴出するガス噴出口を有する光処理装置を、当該第１の窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に間隙を介して対向するよう配置し、
前記ガス噴出口から前記テンプレートに不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレートに紫外線を照射することを特徴とする光処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光処理装置および光処理方法に関し、更に詳しくはナノインプリント装置におけるテンプレートのドライ洗浄処理や、半導体素子等の製造工程におけるレジストの光アッシング処理に好適な光処理装置および光処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体チップやバイオチップの製造においては、従来のフォトリソグラフィーおよびエッチングを利用したパターン形成方法に比較して低コストで製造することが可能な方法として、ナノインプリント技術が注目されている。
このナノインプリント技術を利用したパターン形成方法においては、パターンを形成すべき基板例えばウエハ上に、液状の光硬化性樹脂を塗布することによってパターン形成用材料層を形成し、このパターン形成用材料層に対して、形成すべきパターンのネガとなるパターンが形成されたテンプレート（モールド）を接触させ、この状態で、パターン形成用材料層に紫外線を照射して硬化させ、その後、得られた硬化樹脂層からテンプレートを剥がす工程が行われる（特許文献１および特許文献２参照。）。
【０００３】
このようなパターン形成方法においては、テンプレートの表面に異物などが存在すると、得られるパターンに欠陥が生じるため、テンプレートの表面を洗浄処理することが必要である。
而して、テンプレートを洗浄処理する方法としては、有機溶剤やアルカリ若しくは酸などの薬品を用いたウエット洗浄法が知られている（特許文献３参照。）。
然るに、このようなウエット洗浄法においては、有機溶剤や薬品などによってテンプレートの一部が溶解してパターン形状が変形する虞れがある。また、硬化樹脂層からテンプレートを剥す際に、当該テンプレートに光硬化性樹脂等の残留物が付着する場合には、パターン形成が終了する毎に、テンプレートの洗浄処理を行うことが必要であり、洗浄処理に相当に長い時間を要するため、生産性が著しく低下する、という問題がある。
一方、例えば液晶表示素子の製造において、ガラス基板の洗浄処理する手段として、光洗浄処理装置が用いられている（特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１９４１４２号公報
【特許文献２】特開２００８−９１７８２号公報
【特許文献３】特開２００９−２６６８４１号公報
【特許文献４】特開平８−２３６４９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の光洗浄処理装置によって、テンプレートを洗浄処理する場合には、以下のような問題がある。
（１）光洗浄処理装置においては、エキシマランプからの紫外線によって被処理物の表面に存在する有機物等の汚染物が分解されると共に、この分解物が、紫外線の照射により生じたオゾンおよび活性酸素によって酸化され、ＣＯ2 等にガス化されて除去される。
然るに、ナノインプリント装置において、硬化樹脂層からテンプレートを剥す際に、当該テンプレートに光硬化性樹脂等の残留物が多量に付着した場合には、この残留物が光洗浄処理によって十分にガス化されず、残留物の分解残渣が浮遊することがあり、そのため、浮遊した分解残渣がテンプレートの正面に再付着する、という問題がある。
【０００６】
（２）ナノインプリントにおけるテンプレートとしては、例えば石英ガラスよりなるものが用いられており、寸法安定性およびパターン形状維持性の観点から、当該テンプレートの温度管理が極めて重要である。
然るに、従来の光洗浄処理装置によってテンプレートを光洗浄処理する場合には、光洗浄処理時において、テンプレートに紫外線が照射されることより、或いは光洗浄処理装置の窓板材からの輻射熱を受けることにより、テンプレートの温度が上昇してしまう、という問題がある。
【０００７】
本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであって、その目的は、被処理物の表面に分解残渣が再付着することを防止または抑制することができ、しかも、被処理物の温度上昇を抑制しながら紫外線照射処理を行うことができる光処理装置および光処理方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の光処理装置は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、
前記筐体は、当該筐体内に不活性ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記窓板材は、前記筐体内の洗浄用ガスを当該窓板材に対向して配置された被処理物に向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の光処理装置は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に対向するよう配置される光処理装置であって、
前記筐体は、当該筐体内に不活性ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記窓板材は、前記筐体内の洗浄用ガスをテンプレートに向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の光処理装置は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記第１の窓板材の内側にガス流通空間を介して当該第１の窓板材と対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、
前記筐体は、前記ガス流通空間に不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記第１の窓板材は、前記ガス流通空間内の洗浄用ガスを当該第１の窓板材に対向して配置された被処理物に向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の光処理装置は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記筐体内において前記第１の窓板材にガス流通空間を介して対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記第１の窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に対向するよう配置される光処理装置であって、  前記筐体は、前記ガス流通空間に不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有し、
前記第１の窓板材は、前記ガス流通空間の洗浄用ガスをテンプレートに向かって噴出するガス噴出口を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明の光処理装置においては、前記第１の窓板材の周囲に、前記ガス噴出口から噴出された洗浄用ガスが吸引されるガス吸引口を有することが好ましい。
【００１３】
また、本発明の光処理装置においては、前記洗浄用ガスは、窒素ガス若しくはヘリウムガスと、１〜３体積％の酸素ガスとの混合ガスよりなることが好ましい。
【００１４】
本発明の光処理方法は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記筐体が、当該筐体内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有すると共に、前記窓板材が、前記筐体内の洗浄用ガスを噴出するガス噴出口を有する光処理装置を、当該窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に間隙を介して対向するよう配置し、
前記ガス噴出口から前記テンプレートに不活性ガスよりなる洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレートに紫外線を照射することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明の光処理方法は、一面に開口を有する筐体と、この筐体の開口に設けられた紫外線透過性を有する第１の窓板材と、前記第１の窓板材の内側にガス流通空間を介して当該第１の窓板材と対向するよう配置された、紫外線透過性を有する第２の窓板材と、前記筐体内に配置されたエキシマランプとを具えてなり、前記筐体が、当該筐体内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口を有すると共に、前記第１の窓板材が、前記ガス流通空間内の洗浄用ガスを噴出するガス噴出口を有する光処理装置を、当該第１の窓板材がナノインプリント装置におけるテンプレートのパターン面に間隙を介して対向するよう配置し、
前記ガス噴出口から前記テンプレートに不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスよりなる洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレートに紫外線を照射することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、窓板材に形成されたガス噴出口から被処理物に洗浄用ガスを噴出させながら、当該被処理物に紫外線を照射することにより、紫外線の照射によって生ずる分解残渣が洗浄用ガスによって吹き飛ばされるため、被処理物の表面に分解残渣が再付着することを防止または抑制することができ、しかも、被処理物に噴出される洗浄用ガスによって窓板材および被処理物が冷却されるため、被処理物の温度が上昇することを抑制しながら、当該被処理物の紫外線照射処理を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光処理装置の構成を示す説明図である。
【図２】図１に示す光処理装置を縦方向に切断して示す説明用断面図である。
【図３】図１に示す光処理装置の一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
【図４】図１に示す光処理装置におけるエキシマランプの斜視図である。
【図５】図４に示すエキシマランプの説明用断面図である。
【図６】本発明の光処理装置を搭載したナノインプリント装置の一例における構成の概略を示す説明図である。
【図７】図６に示すナノインプリント装置において、光処理装置が、その窓板材がテンプレートのパターン面に間隙を介して対向するよう配置された状態を示す説明図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る光処理装置の構成を縦方向に破断して示す説明用断面図である。
【図９】図８に示す光処理装置の一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る光処理装置の構成を一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
【図１１】実験例１において測定された、窓板材およびテンプレートの温度上昇曲線図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光処理装置の構成を示す説明図であり、図２は、図１に示す光処理装置を縦方向に切断して示す説明用断面図、図３は、図１に示す光処理装置の一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
この光処理装置３０は、ナノインプリント装置におけるテンプレートの表面を光洗浄処理するために用いられるものであって、後述する窓板材１１が、テンプレート保持機構（図示省略）によって保持されたテンプレート１のパターン面に間隙を介して対向するよう配置されて使用される。
この光処理装置３０における筐体１０は、外形が略直方体状のものであり、この筐体１０内には、ランプ収容室Ｓ１および回路室Ｓ２が隔壁１４を介して並ぶよう形成されている。この筐体１０は、ランプ収容室Ｓ１を形成する部分の一面（図において上面）に矩形の開口Ｋを有し、この開口Ｋには、紫外線透過性を有する材料例えば石英ガラスよりなる窓板材１１が、枠状の固定板１５によって固定されて設けられている。
筐体１０におけるランプ収容室Ｓ１内には、エキシマランプ２０が配置され、回路室Ｓ２内には、昇圧トランス２５などが配置されている。
【００１９】
筐体１０には、当該筐体１０におけるランプ収容室Ｓ１内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口１７が形成され、このガス供給口１７は、ガス供給管１８を介して洗浄用ガス供給源（図示省略）に接続されている。また、この例では、ランプ収容室Ｓ１内からガスを排出するためのガス排出管１９が設けられている。
また、窓板材１１には、筐体１０におけるランプ収容室Ｓ１内の洗浄用ガスをテンプレート１に向かって噴出する複数のガス噴出口１６が縦横に並ぶよう形成されている。
ガス噴出口１６の径は、例えば１〜３ｍｍであり、ガス噴出口１６のピッチは、例えば５〜３０ｍｍである。
【００２０】
図４は、エキシマランプ２０の斜視図であり、図５は、図４に示すエキシマランプ２０の説明用断面図である。このエキシマランプ２０は、内部に放電空間Ｓが形成された全体が扁平な板状の放電容器２１を有し、この放電容器２１の両端には口金２４が設けられ、当該放電容器２１の放電空間Ｓ内には、エキシマ用ガスが気密に封入されている。放電容器２１の一面には、網状の高電圧側電極２２が配置され、当該放電容器２１の他面には、網状のアース側電極２３が配置されており、高電圧側電極２２およびアース側電極２３の各々は、高周波電源（図示省略）に接続されている。そして、エキシマランプ２０は、放電容器２１における高電圧側電極２２が配置された一面が、筐体１０における窓板材１１と対向するよう配置されている。
このような構成によれば、エキシマランプ２０は、放電容器２１における高電圧側電極２２が配置された一面が、窓板材１１と対向するよう配置されているため、放電容器２１におけるアース側電極２３が配置された他面と筐体１０の内面との間の離間距離が小さくても、エキシマランプ２０と筐体１０との間に外部放電が生じることがなく、従って、筐体１０の厚みを小さくすることができると共に、紫外線が放射される放電容器２１の一面と窓板材１１との間の離間距離を大きくすることができるので、窓板材１１の温度上昇を一層抑制することができる。
【００２１】
放電容器２１を構成する材料としては、真空紫外線を良好に透過するもの、具体的には、合成石英ガラスなどのシリカガラス、サファイアガラスなどを用いることができる。
高電圧側電極２２およびアース側電極２３を構成する材料としては、アルミニウム、ニッケル、金などの金属材料を用いることができる。また、高電圧側電極２２およびアース側電極２３は、上記の金属材料を含む導電性ペーストをスクリーン印刷することにより、或いは上記の金属材料を真空蒸着することにより、形成することもできる。
放電容器２１の放電空間Ｓ内に封入されるエキシマ用ガスとしては、真空紫外線を放射するエキシマを生成し得るもの、具体的には、キセノン、アルゴン、クリプトン等の希ガス、または、希ガスと、臭素、塩素、ヨウ素、フッ素等のハロゲンガスとを混合した混合ガスなどを用いることができる。エキシマ用ガスの具体的な例を、放射される紫外線の波長と共に示すと、キセノンガスでは１７２ｎｍ、アルゴンとヨウ素との混合ガスでは１９１ｎｍ、アルゴンとフッ素との混合ガスでは１９３ｎｍである。
また、エキシマ用ガスの封入圧は、例えば１０〜１００ｋＰａである。
【００２２】
図６は、本発明の光処理装置を搭載したナノインプリント装置の一例における構成の概略を示す説明図である。この図において、１はテンプレート、２は、テンプレート１を保持するテンプレート保持機構、３はチャンバーである。４は可動式のウエハステージであって、このウエハステージ４上には、ウエハＷを保持するウエハチャック４ａが配置されている。５は、ウエハＷの表面にパターン形成用材料（インプリント材料）である液状の光硬化性樹脂を塗布するインクジェット方式の塗布手段、６は加圧機構、７は除振台、８はステージ定盤、９は、ウエハＷ上に形成された光硬化性樹脂よりなるパターン形成用材料層に紫外線を照射する紫外線光源である。３０は、図１および図２に示す構成の光処理装置であり、この光処理装置３０は、当該光処理装置３０をテンプレート１の下方に搬送する搬送アーム３５に固定されている。
【００２３】
このようなナノインプリント装置においては、ウエハチャック４ａにウエハＷが保持されたウエハステージ４を塗布手段５の下方位置に移動させ、当該塗布手段５によってウエハＷの表面に液状の光硬化性樹脂を塗布することにより、ウエハＷ上に光硬化性樹脂よりなるパターン形成用材料層を形成する。次いで、ウエハステージ４をテンプレート１の下方位置に移動させ、 ウエハＷ上に形成されたパターン形成用材料層に対して、加圧機構６によってテンプレート１を接触させて加圧し、この状態で、パターン形成用材料層に紫外線光源９によってテンプレート１を介して紫外線を照射することにより、パターン形成用材料層を硬化させ、その後、得られた硬化樹脂層からテンプレート１を剥がすことにより、ウエハＷに対するパターン形成が達成される。
このようなウエハＷに対するパターン形成が１回または複数回終了すると、図７に示すように、ウエハＷが載置されたウエハステージ４が、テンプレート１の下方位置からその側方位置に移動されて退避されると共に、光処理装置３０がテンプレート１の下方位置に搬送され、その窓板材１１（図３参照）がテンプレート１のパターン面に間隙を介して対向するよう配置される。
ここで、窓板材１１の外面とテンプレート１のパターン面との間の離間距離は、例えば０．３〜１０．０ｍｍである。
【００２４】
そして、光処理装置３０においては、洗浄用ガスをガス供給管１８を介して筐体１０のガス供給口１７からランプ収容室Ｓ１内に供給することにより、当該ランプ収容室Ｓ１内に洗浄用ガスが充満され、更に、ランプ収容室Ｓ１内の洗浄用ガスが窓板材１１のガス噴出口１６からテンプレート１に噴出される。そして、この状態で、エキシマランプ２０を点灯させることにより、エキシマランプ２０からの紫外線が窓板材１１を介してテンプレート１のパターン面に照射され、以て、テンプレート１の光洗浄処理が達成される。
その後、光処理装置３０が搬送されてテンプレート１の下方位置から退避されると共に、ウエハＷが載置されたウエハステージ４が、テンプレート１の下方位置に移動され、当該ウエハＷに対するパターン形成が実行される。
【００２５】
以上において、窓板材１１のガス噴出口１６から噴出される洗浄用ガスは、ランプ収容室Ｓ１内に充満されるパージ用ガスと兼用され、このため、洗浄用ガスとしては不活性ガスが用いられる。不活性ガスの具体例としては、窒素ガス、ヘリウムガスなどが挙げられるが、高い冷却効率が得られる点では、ヘリウムガスが好ましい。
また、窓板材１１のガス噴出口１６から噴出される洗浄用ガスの流量は、例えば１００〜１０００Ｌ／ｍｉｎ、洗浄用ガスの流速は、例えば５〜３０ｍ／ｓ、洗浄用ガスの温度は、例えば１０〜３５℃である。
また、テンプレート１に対する紫外線の照射時間は、例えば３〜３６００秒間である。
【００２６】
上記の光処理装置３０によれば、窓板材１１に形成されたガス噴出口１６からテンプレート１に洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレート１に紫外線を照射することにより、紫外線の照射によって生ずる分解残渣が洗浄用ガスによって吹き飛ばされるため、テンプレート１の表面に分解残渣が再付着することを防止または抑制することができ、しかも、テンプレート１に噴出される洗浄用ガスによって窓板材１１およびテンプレート１が冷却されるため、テンプレート１の温度が上昇することを抑制しながら、当該テンプレート１の紫外線照射処理を行うことができる。
【００２７】
図８は、本発明の第２の実施の形態に係る光処理装置の構成を縦方向に切断して示す説明用断面図、図９は、図８に示す光処理装置の一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
この光処理装置３０は、ナノインプリント装置におけるテンプレートの表面を光洗浄処理するために用いられるものであって、後述する第１の窓板材１２が、ナノインプリント装置におけるテンプレート保持機構（図示省略）によって保持されたテンプレート１のパターン面に間隙を介して対向するよう配置されて使用される。
この光処理装置３０における筐体１０は、外形が略直方体状のものであり、この筐体１０内には、ランプ収容室Ｓ１および回路室Ｓ２が隔壁１４を介して並ぶよう形成されている。この筐体１０は、ランプ収容室Ｓ１を形成する部分の一面（図において上面）に矩形の開口Ｋを有し、この開口Ｋには、紫外線透過性を有する材料例えば石英ガラスよりなる第１の窓板材１２が、枠状の固定板１５によって固定されて設けられている。この第１の窓板材１２の内側には、ガス流通空間Ｓ３を介して当該第１の窓板材１２と対向するよう、紫外線透過性を有する材料例えば石英ガラスよりなる第２の窓板材１３が配置されている。
筐体１０におけるランプ収容室Ｓ１内には、エキシマランプ２０が配置され、回路室Ｓ２内には、昇圧トランス２５などが配置されている。
【００２８】
筐体１０には、当該筐体１０におけるガス流通空間Ｓ３内に洗浄用ガスを供給するためのガス供給口１７が形成され、このガス供給口１７には、ガス供給管１８が接続されている。また、筐体１０には、にパージ用ガスを供給するパージ用ガス供給管（図示省略）およびランプ収容室Ｓ１内からガスを排出するためのパージ用ガス排出管（図示省略）が設けられている。
また、第１の窓板材１２には、筐体１０におけるガス流通空間Ｓ３内の洗浄用ガスをテンプレート１に向かって噴出する複数のガス噴出口１６が縦横に並ぶよう形成されている。このガス噴出口１６の径およびピッチは、前述の第１の実施の形態に係る光処理装置３０における窓板材１１のガス噴出口１６と同様である。
第１の窓板材１２と第２の窓板材１３との離間距離は、例えば５〜２０ｍｍである。
また、エキシマランプ２０は、前述の第１の実施の形態に係る光処理装置３０におけるエキシマランプ２０と同様の構成である。
【００２９】
このような光処理装置３０においては、洗浄用ガスを筐体１０のガス供給口１７からガス流通空間Ｓ３に供給することにより、当該ガス流通空間Ｓ３内に洗浄用ガスが充満されると共に、ガス流通空間Ｓ３内の洗浄用ガスが第１の窓板材１２のガス噴出口１６からテンプレート１に噴出される。そして、この状態で、エキシマランプ２０を点灯させることにより、エキシマランプ２０からの紫外線が第２の窓板材１３および第１の窓板材１２を介してテンプレート１のパターン面に照射され、以て、テンプレート１の光洗浄処理が達成される。
以上において、第１の窓板材１２のガス噴出口１６から噴出される洗浄用ガスとしては、不活性ガスまたは不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスが用いられるが、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスが好ましく、より好ましくは窒素ガス若しくはヘリウムガスと酸素ガスとの混合ガスである。
また、混合ガスにおける酸素ガスの割合は、１〜３体積％であることが好ましい。
また、洗浄用ガスの流量、洗浄用ガスの流速、洗浄用ガスの温度、テンプレート１に対する紫外線の照射時間は、前述の第１の実施の形態に係る光処理装置３０と同様である。
【００３０】
上記の光処理装置３０によれば、第１の窓板材１２に形成されたガス噴出口１６からテンプレート１に洗浄用ガスを噴出させながら、当該テンプレート１に紫外線を照射することにより、紫外線の照射によって生ずる分解残渣が洗浄用ガスによって吹き飛ばされるため、テンプレート１の表面に分解残渣が再付着することを防止または抑制することができ、しかも、テンプレート１に噴出される洗浄用ガスによって第１の窓板材１２およびテンプレート１が冷却されるため、テンプレート１の温度が上昇することを抑制しながら、当該テンプレート１の紫外線照射処理を行うことができる。
また、洗浄用ガスとして、不活性ガスと酸素ガスとの混合ガスを用いることにより、テンプレート１の一面全面にわたって酸素ガスを接触させることができ、これにより、紫外線の照射によって生成されるオゾンおよび活性酸素をテンプレート１の一面全面に確実に接触させることができるので、テンプレート１に対してその一面全面にわたって均一な光洗浄処理を確実に行うことができる。
【００３１】
図１０は、本発明の第３の実施の形態に係る光処理装置の構成を一部を横方向に切断して示す説明用断面図である。
この光処理装置３０は、第１の窓板材１２の周囲に、ガス噴出口１６から噴出された洗浄用ガスが吸引されるガス吸引口３２を有する。具体的に説明すると、筐体１０の一面には、その両側縁部に沿って２つの矩形の筒状のガス流路部材３１が配置され、このガス流路部材３１の各々における内方を向く一面にガス吸引口３２が形成されている。また、ガス流路部材３１は、ガス吸引管（図示省略）を介してガス吸引機構（図示省略）に接続されている。この光処理装置３０におけるその他の構成は、前述の第２の実施の形態に係る光処理装置と同様である。
【００３２】
このような光処理装置３０においては、洗浄用ガスを筐体１０のガス供給口１７からガス流通空間Ｓ３に供給することにより、当該ガス流通空間Ｓ３内に洗浄用ガスが充満されると共に、ガス流通空間Ｓ３内の洗浄用ガスが第１の窓板材１２のガス噴出口１６からテンプレート１に噴出される。そして、この状態で、エキシマランプ２０を点灯させることにより、エキシマランプ２０からの紫外線が第２の窓板材１３および第１の窓板材１２を介してテンプレート１のパターン面に照射され、以て、テンプレート１の光洗浄処理が達成される。このとき、第１の窓板材１２のガス噴出口１６から噴出された洗浄用ガスは、紫外線の照射によって生じた分解残渣等と共に、ガス吸引口３２に吸引される。
以上において、第１の窓板材１２のガス噴出口１６から噴出される洗浄用ガスの種類、洗浄用ガスの流量、洗浄用ガスの流速、洗浄用ガスの温度、テンプレート１に対する紫外線の照射時間は、前述の第２の実施の形態に係る光処理装置３０と同様である。
【００３３】
上記の光処理装置３０によれば、第２の実施の形態に係る光処理装置３０と同様の効果が得られると共に、更に紫外線の照射によって生じた分解残渣がガス吸引口３２に吸引されるため、テンプレート１の表面に分解残渣が再付着することを確実に防止または抑制することができる。
【００３４】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の光処理装置および光処理方法の具体的な用途は、ナノインプリント装置におけるテンプレートの光洗浄処理に限定されず、その他の光洗浄処理に利用することができ、また、光洗浄処理に限られず、例えば半導体製造工程に用いられるレジストの光アッシング処理装置として利用することもできる。
【実施例】
【００３５】
〈実験例１〉
（１）光処理装置の作製
図１〜図３の構成に従い、下記の仕様の光処理装置（Ａ）を作製した。
［筐体］
筐体（１０）は、寸法が１８０ｍｍ×８０ｍｍ×６０ｍｍのランプ収容室（Ｓ１）を有し、このランプ収容室（Ｓ１）を形成する部分の一面に、寸法が６０ｍｍ×６０ｍｍの開口（Ｋ）が形成されてなるものである。
［窓板材］
窓板材（１１）は、石英ガラス製で、その厚みが５ｍｍであり、この窓板材（１１）には、それぞれ直径２ｍｍの６０個のガス噴出口（１６）が８ｍｍのピッチで縦横に並ぶよう形成されている。
［エキシマランプ］
エキシマランプ（２０）は、石英ガラス製の放電容器（２１）を有し、この放電容器（２１）の内部にはキセノンガスが封入され、発光長が５０ｍｍ、発光幅が４５ｍｍ、出力が１５Ｗのものである。
また、このエキシマランプ（２０）は、筐体（１０）内において、放電容器（２１）における高電圧側電極（２２）が配置された一面が窓板材（１１）と対向するよう配置されており、当該エキシマランプ（２０）の一面と当該窓板材（１１）との間の離間距離が３０ｍｍである。
【００３６】
また、窓板材としてガス噴出口を有しないものを用いたこと以外は光処理装置（Ａ）と同様の構成の光処理装置（Ｂ）を作製した。
【００３７】
（２）試験用テンプレートの作製
それぞれ幅が１００ｎｍで、突出高さが１２０ｎｍの複数の突状部が２００ｍｍのピッチで並ぶよう形成されてなるパターン面を有し、このパターン面におけるパターン領域の寸法が５３ｍｍ×５３ｍｍで、厚みが５ｍｍの石英ガラスよりなるテンプレートを作製した。
次いで、スピンコート法によって、基板上に厚みが１１０ｎｍのフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層に上記のテンプレートのパターン面を接触させた状態で、当該フォトレジスト層を露光して硬化させ、その後、得られた硬化レジスト層からテンプレートを剥離することにより、試験用テンプレートを作製した。
【００３８】
（３）光洗浄処理試験
上記の試験用テンプレート、光処理装置（Ａ）および光処理装置（Ｂ）を用い、以下のようにして光洗浄処理試験を行った。
試験用テンプレートのパターン面に、窓板材が１ｍｍの間隙を介して対向するよう光処理装置を配置すると共に、窓板材および試験用テンプレートの各々に温度測定用のＫ熱電対を取り付けた。そして、筐体のガス供給口からランプ収容室内に洗浄用ガスおよびパージ用ガスである２５℃の窒素ガスを供給することにより、ランプ収容室内に窒素ガスを充満させると共に、窓板材のガス噴出口から窒素ガスを試験用テンプレートに噴出させながら、エキシマランプを点灯させて試験用テンプレートに紫外線を照射することにより、試験用テンプレートの光洗浄処理を行った。
ここで、ガス噴出口から噴出される窒素ガスの流量は、２００Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガスの流速は、１７．７ｍ／ｓである。
そして、試験用テンプレートに対する紫外線照射時間と、試験用テンプレートおよび窓板材の上昇温度との関係を調べた。結果を図１１に示す。
【００３９】
図１１において、「Ａ１」は光処理装置（Ａ）における窓板材の温度上昇曲線、「Ａ２」は光処理装置（Ａ）により光洗浄処理された試験用テンプレートの温度上昇曲線、「Ｂ１」は光処理装置（Ｂ）における窓板材の温度上昇曲線、「Ｂ２」は光処理装置（Ｂ）により光洗浄処理された試験用テンプレートの温度上昇曲線を示す。
図１１から明らかなように、本発明に係る光処理装置（Ａ）によれば、被処理物の温度上昇を抑制しながら紫外線照射処理を行うことができることが確認された。
【００４０】
また、１２０秒間の紫外線照射による光洗浄処理を３回行い、各光洗浄処理後における試験用テンプレートのパターン領域における中央部および周辺部を顕微鏡によって５０００倍の倍率で観察し、試験用テンプレートのパターン面の４００μｍ2 当りに付着したレジスト残渣の数を測定した。結果を下記表１に示す。
下記表１の結果から、本発明に係る光処理装置（Ａ）によれば、光洗浄処理後において、試験用テンプレートに付着した分解残渣が少なくなることが確認された。
また、試験用テンプレートのパターン領域における中央部および周辺部のレジスト残渣の除去率を求めたところ、中央部の除去率が８２％，周辺部の除去率が９４％であり、周辺部の除去率が中央部の除去率より高いことが確認された。
以上において、レジスト残渣の除去率は、テンプレートのパターン領域における中央部および周辺部のそれぞれにおいて、光処理装置（Ｂ）による３回の試験でのレジスト残渣数の合計をＸ個とし、光処理装置（Ａ）による３回の試験でのレジスト残渣数の合計をＹ個としたときに、（Ｘ−Ｙ）個をＸ個で除し、１００を掛けて算出されたものである。
【００４１】
【表１】
2011181535.tif 000003
【００４２】
〈実験例２〉
（１）光処理装置の作製
図８および図９の構成に従い、下記の仕様の光処理装置（Ｃ）を作製した。
［筐体］
筐体（１０）は、寸法が１８０ｍｍ×８０ｍｍ×６０ｍｍのランプ収容室（Ｓ１）を有し、このランプ収容室（Ｓ１）を形成する部分の一面に、寸法が６０ｍｍ×６０ｍｍの開口（Ｋ）が形成されてなるものである。
［第１の窓板材および第２の窓板材］
第１の窓板材（１２）は、石英ガラス製で、その厚みが５ｍｍであり、この第１の窓板材（１２）には、それぞれ直径２ｍｍの６０個のガス噴出口（１６）が８ｍｍのピッチで縦横に並ぶよう形成されている。
また、第２の窓板材（１３）は、石英ガラス製で、その厚みが３ｍｍであり、第１の窓板材（１２）と第２の窓板材（１３）との離間距離は、１５ｍｍである。
［エキシマランプ］
エキシマランプ（２０）は、石英ガラス製の放電容器（２１）を有し、この放電容器（２１）の内部にはキセノンガスが封入され、発光長が５０ｍｍ、発光幅が４５ｍｍ、出力が１５Ｗのものである。
また、このエキシマランプ（２０）は、筐体（１０）内において、放電容器（２１）における高電圧側電極（２２）が配置された一面が第２の窓板材（１３）と対向するよう配置されており、当該エキシマランプ（２０）の一面と当該第２の窓板材（１３）との間の離間距離が３０ｍｍである。
【００４３】
（２）光洗浄処理試験
実験例１と同様にして作製した試験用テンプレートおよび光処理装置（Ｃ）を用い、以下のようにして光洗浄処理試験を行った。
試験用テンプレートのパターン面に、第１の窓板材が１ｍｍの間隙を介して対向するよう光処理装置を配置した。そして、ランプ収容室内に窒素ガスを供給することにより、ランプ収容室内に窒素ガスを充満させると共に、筐体のガス供給口から第１の窓板材と第２の窓板材との間のガス流通空間内に、９９体積％の窒素ガスと１体積％の酸素ガスとの混合ガスａよりなる洗浄用ガスを供給することにより、ガス流通空間を介して第１の窓板材のガス噴出口から洗浄用ガスを試験用テンプレートに噴出させながら、エキシマランプを点灯させて試験用テンプレートに紫外線を１２０秒間照射することにより、試験用テンプレートの光洗浄処理を行った。
ここで、ガス噴出口から噴出される洗浄用ガスの流量は、２００Ｌ／ｍｉｎ、窒素ガスの流速は、１７．７ｍ／ｓである。
また、洗浄用ガスとして、混合ガスａの代わりに、９８体積％の窒素ガスと２体積％の酸素ガスとの混合ガスｂ、９７体積％の窒素ガスと３体積％の酸素ガスとの混合ガスｃを用いたこと以外は、上記と同様にして試験用テンプレートの光洗浄処理を行った。
更に、光処理装置（Ｃ）の代わりに実験例１で作製した光処理装置（Ｂ）を用いたこと以外は、上記と同様にして試験用テンプレートの光洗浄処理を行った。
【００４４】
そして、上記の光洗浄処理を３回行い、各光洗浄処理後における試験用テンプレートのパターン領域における中央部および周辺部を顕微鏡によって５０００倍の倍率で観察し、試験用テンプレートのパターン面の４００μｍ2 当りに付着したレジスト残渣の数の合計を測定すると共に、レジスト残渣の除去率を求めた。その結果を下記表２に示す。
以上において、レジスト残渣の除去率は、テンプレートのパターン領域における中央部および周辺部のそれぞれにおいて、光処理装置（Ｂ）による３回の試験でのレジスト残渣数の合計をＸ´個とし、光処理装置（Ｃ）による混合ガスａ〜混合ガスｃの各混合ガスを使用したそれぞれの場合の３回の試験でのレジスト残渣数の合計をＹ´個としたときに、（Ｘ´−Ｙ´）個をＸ´個で除し、１００を掛けて算出されたものである。
下記表２の結果から、洗浄用ガスを第１の窓板材のガス噴出口から洗浄用ガスを噴出させることにより、光洗浄処理後において、試験用テンプレートに付着した分解残渣が少なくなることが確認された。
また、レジスト残渣の除去率については、いずれの混合ガスにおいても、中央部および周辺部の除去率が同等の値であり、テンプレートの一面全面にわたって均一に光洗浄処理が行われていることが確認された。
【００４５】
【表２】
2011181535.tif 000004
【符号の説明】
【００４６】
１  テンプレート
２  テンプレート保持機構
３  チャンバー
４  ウエハステージ
４ａ  ウエハチャック
５  塗布手段
６  加圧機構
７  除振台
８  ステージ定盤
９  紫外線光源
１０  筐体
１１  窓板材
１２  第１の窓板材
１３  第２の窓板材
１４  隔壁
１５  固定板
１６  ガス噴出口
１７  ガス供給口
１８  ガス供給管
１９  ガス排出管
２０  エキシマランプ
２１  放電容器
２２  高電圧側電極
２３  アース側電極
２４  口金
２５  昇圧トランス
３０  光処理装置
３１  ガス流路部材
３２  ガス吸引口
３５  搬送アーム
Ｋ  開口
Ｓ  放電空間
Ｓ１  ランプ収容室
Ｓ２  回路室
Ｓ３  ガス流通空間
Ｗ  ウエハ
【図１】
2011181535.tif 000005
【図２】
2011181535.tif 000006
【図３】
2011181535.tif 000007
【図４】
2011181535.tif 000008
【図５】
2011181535.tif 000009
【図６】
2011181535.tif 000010
【図７】
2011181535.tif 000011
【図８】
2011181535.tif 000012
【図９】
2011181535.tif 000013
【図１０】
2011181535.tif 000014
【図１１】
2011181535.tif 000015