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JP6506785B2 - リソグラフィ用テンプレートの製造方法、プログラム及び基板処理装置 - Google Patents

リソグラフィ用テンプレートの製造方法、プログラム及び基板処理装置 Download PDF

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JP6506785B2 JP2017017534A JP2017017534A JP6506785B2 JP 6506785 B2 JP6506785 B2 JP 6506785B2 JP 2017017534 A JP2017017534 A JP 2017017534A JP 2017017534 A JP2017017534 A JP 2017017534A JP 6506785 B2 JP6506785 B2 JP 6506785B2
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Kokusai Electric Corp
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Description

本開示は、リソグラフィ用テンプレートの製造方法、プログラム及び基板処理装置に関する。
基板を処理する基板処理装置として、例えば処理室内に基板を支持する基板支持部を有する装置がある（例えば特許文献１）。
基板処理装置では、多くの種類の基板が処理可能なよう構成されている。その内の一つとして、ナノインプリント用リソグラフィテンプレートとして用いられるガラス基板がある。このテンプレートを被転写基板上の樹脂に転写させ、パターンを形成する方法がある（例えば特許文献２）。
特開２０１６−６３０３３号公報 特開２０１３−２３５８８５号公報
ナノインプリント処理ではリソグラフィ用テンプレートの構造を被転写基板に転写するため、テンプレート構造には高い正確性が必要である。正確性の高いテンプレートを製造するためには、例えばテンプレート構造にハードマスクを形成する等の基板処理が必要である。ハードマスクを形成する際は、例えば基板を加熱する等の処理を行う。
ところで、ナノインプリント技術分野では、テンプレートに用いられる基板の特性が、基板上に形成されるパターン（膜）特性に影響を与える。その結果、テンプレートを用いて転写すると、被転写基板に形成される半導体デバイスの特性が低下する課題がある。
そこで本開示は、テンプレートの品質を向上可能な技術を提供する。
本開示によれば、中央にパターン形成領域を有し、その外周に非接触領域を有する基板を処理室に搬入する工程と、非接触領域の裏面を支持する凸部と、凸部と共に空間を構成する底部と、を有する基板載置台のうち、凸部に非接触領域の裏面を支持する工程と、処理室に第２ホットガスを供給した状態で、空間に第１ホットガスを供給して基板を加熱する工程と、加熱する工程の後に、空間に前記第１ホットガスを供給した状態で処理室に処理ガスを供給して基板を処理する工程と、を有する技術が提供される。
本開示に係る技術によれば、テンプレートの品質を向上可能な技術を提供することができる。
実施形態で処理する基板を説明する図である。 実施形態に係る基板処理装置を説明する図である。 実施形態に係る基板載置台を説明する図である。 実施形態に係る基板載置台の温度分布を説明する図である。 実施形態に係るガス供給部統を説明する図である。 実施形態に係るコントローラを説明する図である。 実施形態に係る基板処理フローを説明する図である。 実施形態に係る処理ガスの供給シーケンス例を説明する図である。 実施形態に係るホットガスの供給シーケンス例を説明する図である。 比較例に係る基板載置台および温度分布を説明する図である。
以下に、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１実施形態］
第１実施形態について説明する。
以下に、第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（基板処理装置）
図１を用いて処理対象の基板２００を説明する。図１のうち、（ａ）は基板２００を上方から見た図であり、（ｂ）は（ａ）のα−α’における断面図である。基板２００はナノインプリント用リソグラフィテンプレート（以下Ｌテンプレート）として用いられる。Ｌテンプレートを形成する際は、マスターテンプレートと呼ばれる予め形成された型を用いる。Ｌテンプレートは被転写基板に転写するための型として用いられるものである。被転写基板にＬテンプレートを押し付けることで、被転写プレートにパターンを形成する。
基板２００はＬテンプレートとして構成される。基板２００は、ベースとなるベース基板２００ａとその上部に形成されるパターン形成領域２００ｂを主に有する。パターン形成領域２００ｂはマスターテンプレートから転写されるパターンが形成される領域である。被転写基板に接触させる際、被転写領域以外の部分と接触しないよう、パターン形成領域２００ｂを凸状に構成する。パターン形成領域２００ｂには、後述するハードマスク等が形成される。ここでベース基板２００ａとパターン形成領域２００ｂは、ガラス、石英などの透過性材料で構成される。
２００ｃはベース基板２００ａの上面のうち、パターン形成領域２００ｂが形成されていない面を示す。２００ｃは被転写基板に接触しない領域であるため、本実施形態においては非接触領域２００ｃと呼ぶ。２００ｄは基板裏面のうち、パターン形成領域２００ｂの裏面を指す。２００ｅは非接触領域２００ｃの裏面を指す。本実施形態においては、２００ｄを基板中央裏面と呼び、２００ｅを基板外周裏面と呼ぶ。
続いて、図２を用いて、図１に記載の基板２００を処理する装置について説明する。図２は本実施形態に係る板処理装置１００の横断面概略図である。
（容器）
図例のように、基板処理装置１００は、容器２０２を備えている。容器２０２内には、基板２００を処理する処理室２０１と、基板２００を処理室２０１に搬送する際に基板２００が通過する搬送室２０３とが形成されている。容器２０２は、上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂで構成される。上部容器２０２ａと下部容器２０２ｂの間には仕切部２０４が設けられる。
下部容器２０２ｂの側面には、ゲートバルブ１４９０に隣接した基板搬入出口１４８０が設けられており、基板２００は基板搬入出口１４８０を介して搬送モジュール（不図示）との間を移動する。更に、下部容器２０２ｂは接地されている。
処理室２０１には、基板２００を支持する基板支持部２１０が配される。基板支持部２１０は、バッファ構造２１１と、バッファ構造２１１を表面に持つ基板載置台２１２、基板載置台２１２内に設けられた加熱源としてのヒータ２１３を主に有する。基板載置台２１２には、リフトピン２０７が貫通するピン貫通孔２１４が設けられている。リフトピン２０７は、ピン貫通孔２１４に吊り下がるように構成されている。リフトピン２０７が吊り下がっている時は、バッファ構造２１１中のガスが、ピン貫通孔２１４を通して、搬送室２０３に流れ込まない様に構成される。ヒータ２１３には温度制御部２１５が接続される。温度制御部２１５は、コントローラ２８０の指示に応じてヒータ２１３の温度を制御する。バッファ構造２１１は、凸部２１１ａと底部２１１ｅによって構成される。なお、凸部２１１ａによって囲まれた空間を空間２１１ｂと呼ぶ。空間２１１ｂは、バッファ空間とも呼ぶ。基板載置台２１２の詳細は後述する。なお、基板支持部２１０内に、電極２５６を設けても良い。電極２５６には、バイアス制御部２５７が接続され、コントローラ２８０の支持に応じて、基板２００の電位を調整可能に構成される。なお、電極２５６の面積は、パターン領域２００ｂをカバーする様に構成される。この様に構成することで、パターン形成領域２００ｂに均一に活性種を供給することが可能となる。
基板載置台２１２は、シャフト２１７によって支持される。シャフト２１７は、容器２０２の底部を貫通しており、さらに容器２０２の外部で昇降部２１８に接続されている。シャフト２１７の内側には、後述するホットガス供給管２２０が設けられる。本実施形態においては、基板載置台２１２をまとめて基板載置部と呼ぶ。基板載置部の詳細は後述する。
処理室２０１の上部（上流側）には、ガス分散機構としてのシャワーヘッドが設けられている。シャワーヘッドは少なくとも蓋２３１、整流部２３５、分散板２３４で構成される。なお、蓋２３１には蓋体貫通孔２３１ａが設けられる。蓋体貫通孔２３１ａは後述する共通ガス供給管１５０と連通する。
分散板２３４は、シャワーヘッドでガスを分散させる機構として設けられている。この分散板２３４の上流側がシャワーヘッドのバッファ空間２３２であり、下流側が処理室２０１である。分散板２３４には、複数の貫通孔２３４ａが設けられている。
分散板２３４の上流側であって、蓋体貫通孔２３１ａとの間には、整流部２３５が設けられている。整流部２３５は蓋体貫通孔２３１ａから導入されるガスを、分散板２３４の外周までガスを導く様に構成される。
蓋２３１は、分散板２３４の上部に、支持ブロック２３３を介して固定される。
なお、分散板２３４は、高周波電力が供給され、活性化部としての電極としても使用される。分散板２３４に高周波電力が供給されている際には、処理室２０１に供給されたガスが活性化（プラズマ化）される。
（活性化部（プラズマ生成部））
活性化部としての電極には、スイッチ２５４を介して整合器２５１と高周波電源部２５２が接続され、電磁波（高周波電力やマイクロ波）が供給可能に構成されている。これにより、処理室２０１内に供給されたガスを活性化させることができる。スイッチ２５４、整合器２５１、高周波電源部２５２は、後述のコントローラ２８０と信号線を通して制御可能に構成される。プラズマを用いた処理を行うことで、パターン形成領域２００ｂを構成する基板を軟化させる温度よりも低い温度帯での処理が可能となる。
（基板載置部）
次に基板載置部の詳細について、図３を用いて説明する。図３は基板載置台２１２を拡大した説明図である。前述のようにバッファ構造２１１は凸部２１１ａを有する。凸部２１１ａは、基板外周裏面２００ｅを支持するものであり、例えば周状で構成される。凸部２１１ａが基板外周裏面２００ｅを支持することで、基板２００とバッファ構造２１１の底面を構成する底部２１１ｅとの間に空間２１１ｂが構成される。
凸部２１１ａで支持すると共に、空間２１１ｂを設けることで基板２００裏面と基板載置台２１２との接触面積を少なくすることができる。これにより、接触によるパーティクルの発生を抑制できる。
凸部２１１ａは、パターン形成領域２００ｂの裏面２００ｄ側に空間が構成され、更には非接触領域２００ｃの裏面２００ｅを支持するよう、空間２１１ｂの大きさが調整される。即ち、パターン形成領域２００ｂの裏面２００ｄには基板２００を支持する構造が存在しないよう構成される。
凸部２１１ａの一部には、側面方向に向かって設けられた穴２１１ｄが設けられる。穴２１１ｄは、凸部２１１ａを貫通するよう構成されると共に、所定の間隔で複数配置される。空間２１１ｂの雰囲気は穴２１１ｄを介して、凸部２１１ａよりも外の空間、即ち処理室２０１と連通する。
また、凸部２１１ａの上端内周側には、基板２００の端部を支持する段差部２１１ｆが設けられている。基板２００の厚み程度の高さで構成される。段差部２１１ｆを設けることにより、基板２００の端部付近での処理ガスの乱流の発生を抑制することができ、処理の均一性を向上することができる。また、空間２１１ｂの気密性を向上させることができ、凸部２１１ａと基板２００との間から後述のホットガスが処理室２０１へ流入することを抑制することができる。凸部２１１ａと基板２００との間からホットガスが処理室２０１に流入した場合、後述の成膜工程Ｓ３０１での処理に悪影響を与える恐れがある。
底部２１１ｅには、ホットガス供給孔２２７が設けられている。ホットガス供給孔２２７はホットガス供給管２２０の一端を構成する。ホットガス供給管２２０の他端には、ホットガス源２２２が設けられている。ホットガス源２２２から供給されるガスは不活性ガスである。不活性ガスは、後述するガス加熱部２２５によって加熱される。本実施形態においては、加熱された不活性ガスをホットガスと呼ぶ。
ホットガス供給管２２０のうち、ホットガス源２２２とホットガス供給孔２２７との間には、上流からバルブ２２３、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）２２４、ガス加熱部２２５が設けられる。バルブ２２３、ＭＦＣ２２４はホットガス源２２２から供給される不活性ガスの流量を調整する。ガス加熱部２２５は不活性ガス源２２２ａから出力される不活性ガスを加熱するものである。ガス加熱部２２５は、例えばラビリンス構造２２５ａと、ラビリンス構造２２５ａ外周に設けられた抵抗加熱ヒータ２２５ｂを少なくとも有する。ガス加熱部２２５を通過しようとする不活性ガスはラビリンス構造２２５ａで滞留し、その間抵抗加熱ヒータ２２５ｂによって加熱されることで、所望の温度に加熱される。
不活性ガスはバルブ２２３、ＭＦＣ２２４、ガス加熱部２２５を介して空間２１１ｂに供給される。空間２１１ｂに供給された第１ホットガスは、対流によって基板２００裏面（裏面２００ｄ、裏面２００ｅ）を加熱し、その後穴２１１ｄから排気される。本実施形態においては、ガス加熱部２２５、ＭＦＣ２２４、バルブ２３３をまとめて第１ホットガス供給部と呼ぶ。なお、第１ホットガス供給部にガス源２２２を加えてもよい。
ここで、空間２１１ｂが存在する状態で裏面２００ｅを加熱する理由を、比較例を用いて説明する。図１０は比較例であり、ホットガス供給管２２０が存在せず、単に凸部３１１を有する構造である。Ｔ０は基板２００の面内温度分布を示す。凸部３１１で支持した場合、図１０に記載のように、基板２００の端部（ここでは裏面２００ｅ）は、凸部３１１と基板２００の接触部分からの熱伝導によって移動された加熱部２１３の熱によって加熱される。基板中央（基板中央裏面２００ｄ）は、凸部３１１から離れているため熱伝導による加熱効率が外周に比べ低い。更には、基板２００を処理する際は処理室２０１を真空状態とするため、空間３１２も同様に真空状態となる。従って空間３１２中では対流が起きることがない。以上のような加熱状況であるため、温度分布Ｔ０のように基板２００の中央は外周に比べて温度が低くなる。この関係性は、パターン形成領域２００ｂにおいても同様であり、パターン形成領域２００ｂにおいても外周温度が中央に比べ低くなる。すなわち、基板２００の面内において、温度のばらつきが発生する。この温度のばらつきは、基板２００の加熱時間を長くすることによってある程度は解消可能な場合があるが、製造スループットが低下するという課題を生じる。
一方本実施形態においては、図４に記載のように、ホットガス供給管２２０から空間２１１ｂに第１ホットガスを供給する。空間２１１ｂは第１ホットガス雰囲気で満たされるため、加熱部２１３から発生する熱の対流と、第１ホットガスが持つ熱エネルギーにより基板中央裏面２００ｄが加熱される。基板外周裏面２００ｅにおいては、ガスが接触する部分では熱伝導により温度を均一にしようとするので、温度を維持することができる。このような状態とすることができるので、基板２００の面内温度分布を温度分布Ｔ１のように略フラットにできる。従って、パターン形成領域２００ｂにおいても温度分布をフラットにすることができる。フラットにすることで、パターン形成領域２００ｂ上で形成する膜の膜厚を均一にすることができる。
更には、空間２１１ｂを基板外周裏面２００ｅ下方に構成することで、第１ホットガスが基板外周を加熱可能とする。即ち、非接触面２００ｃを加熱可能としている。裏面２００ｄのほかに裏面２００ｅを加熱することで、パターン形成領域２００ｂの外周側も適切に加熱することが可能となる。仮に基板中央裏面２００ｄのみ加熱した場合、パターン形成領域２００ｂと非接触領域２００ｃとの境界線ではパターン形成領域２００ｂの中央に比べ温度が低くなる。そこで、本実施形態のように、基板中央の裏面２００ｄのみだけでなく、外周の裏面２００ｅも加熱する。
（処理ガス供給部）
蓋２３１に設けられたガス導入孔２３１ａと連通するよう、蓋２３１には共通ガス供給管１５０が接続される。共通ガス供給管１５０には、図５に示す、第１ガス供給管１１３ａ、第２ガス供給管１２３ａ、第３ガス供給管１３３ａが接続されている。なお、本実施形態においては、第１ガス供給管１１３ａ、第２ガス供給管１２３ａ、第３ガス供給管１３３ａから供給されるガスを処理ガスと呼ぶ。
（第１ガス供給部）
第１ガス供給管１１３ａには、上流方向から順に、第１ガス源１１３、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１１５、及び開閉弁であるバルブ１１６が設けられている。
第１ガス源１１３は第１元素を含有する第１ガス（「第１元素含有ガス」とも呼ぶ。）源である。ここで、第１元素は、例えばチタン（Ｔｉ）である。すなわち、第１元素含有ガスは、例えばチタン含有ガスである。チタン含有ガスとしては、例えばＴｉＣｌ４ガスを用いることができる。なお、第１元素含有ガスは、常温常圧で固体、液体、及び気体のいずれであっても良い。第１元素含有ガスが常温常圧で液体の場合は、第１ガス源１１３とＭＦＣ１１５との間に、気化器１８０を設ければよい。ここでは気体として説明する。
主に、第１ガス供給管１１３ａ、ＭＦＣ１１５、バルブ１１６により、第１ガス供給部（チタン含有ガス供給部ともいう）が構成される。
（第２ガス供給部）
第２ガス供給管１２３ａには、上流方向から順に、第２ガス源１２３、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１２５、及び開閉弁であるバルブ１２６、リモートプラズマユニット（ＲＰＵ）１２４が設けられている。
第２ガス供給管１２３ａからは、第２元素を含有するガス（以下、「第２元素含有ガス」）が、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６、ＲＰＵ１２４を介して、シャワーヘッド内に供給される。第２元素含有ガスは、ＲＰＵ１２４によりプラズマ状態とされ、基板２００上に供給される。
プラズマ生成部としてのＲＰＵ１２４は例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ、Ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｃｏｕｐｌｉｎｇ Ｐｌａｓｍａ）方式でプラズマを生成するものであり、コイルやマッチングボックス、電源等で構成される。後に詳述するように、第２元素含有ガスが通過する際、イオンが少なくラジカルが多いプラズマを生成するよう、ガス種や圧力範囲を考慮して電源やマッチングボックス等を事前に調整している。
第２元素含有ガスは、処理ガスの一つである。なお、第２元素含有ガスは、反応ガスまたは改質ガスとして考えてもよい。したがって、第２ガス供給部を反応ガス供給部とも呼ぶ。以下、第２ガス供給源等、第２ガスが名称に含まれている構成については、第２ガスを原料ガスに置き換えて呼んでも良い。
ここで、第２元素含有ガスは、第１元素と異なる第２元素を含有する。第２元素としては、例えば、酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）、炭素（Ｃ）のいずれか一つである。本実施形態では、第２元素含有ガスは、例えば窒素含有ガスとする。具体的には、窒素含有ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスが用いられる。
主に、第２ガス供給管１２３ａ、ＭＦＣ１２５、バルブ１２６により、第２ガス供給部（窒素含有ガス供給部ともいう）が構成される。
（第３ガス供給部）
第３ガス供給管１３３ａには、上流方向から順に、第３ガス源１３３、流量制御器（流量制御部）であるマスフローコントローラ（ＭＦＣ）１３５、及び開閉弁であるバルブ１３６が設けられている。
第３ガス源１３３は不活性ガスのガス源である。不活性ガスは、上述の第１ガスや第２ガスの希釈ガスとして用いられる。また、処理室２０１内の雰囲気をパージするガスとして用いられる。第３ガスは、例えば窒素（Ｎ２）ガスである。
主に、第３ガス供給管１３３ａ、ＭＦＣ１３５、バルブ１３６により、第３ガス供給部が構成される。
また、第３ガス供給部と共通ガス供給管１５０との間に、第３ガスを加熱して第２ホットガスを生成する第２ホットガス供給部２２６が設けられる。なお、第２ホットガス供給部２２６の構造は、ガス加熱部２２５と同様である。
以上説明した第１ガス供給部、第２ガス供給部のいずれか一方を、もしくは両方まとめたものを処理ガス供給部と呼ぶ。なお、処理ガス供給部に、第３ガス供給部を含めてもよい。
（排気系）
容器２０２の雰囲気を排気する排気系は、容器２０２に接続された複数の排気管を有する。処理室２０１に接続される排気管（第１排気管）２６２と、搬送室２０３に接続される排気管（第２排気管）２６１とを有する。
排気管２６２には、ポンプ２６４（Ｔｕｒｂｏ Ｍｏｒｅｃｕｌａｒ Ｐｕｍｐ（ＴＭＰ））が設けられる。
排気管２６２は、処理室２０１の側方に設けられる。排気管２６２には、処理室２０１内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２６６が設けられる。ＡＰＣ２６６は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６２のコンダクタンスを調整する。排気管２６２とＡＰＣ２６６をまとめて処理室排気系と呼ぶ。
排気管２６１は、搬送室２０３の側方に設けられる。排気管２６１には、搬送室２０３内を所定の圧力に制御する圧力制御器であるＡＰＣ（ＡｕｔｏＰｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）２２８が設けられる。ＡＰＣ２２８は開度調整可能な弁体（図示せず）を有し、コントローラ２８０からの指示に応じて排気管２６１のコンダクタンスを調整する。排気管２６１とＡＰＣ２２８をまとめて搬送室排気系と呼ぶ。
（コントローラ）
次に、図６を用いてコントローラ２８０の詳細を説明する。基板処理装置１００は、基板処理装置１００の各部の動作を制御するコントローラ２８０を有している。
コントローラ２８０の概略を図６に示す。制御部（制御手段）であるコントローラ２８０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２８０ａ、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２８０ｂ、記憶部としての記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄを備えたコンピュータとして構成されている。ＲＡＭ２８０ｂ、記憶装置２８０ｃ、Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、内部バス２８０ｅを介して、ＣＰＵ２８０ａとデータ交換可能なように構成されている。基板処理装置１００内のデータの送受信は、ＣＰＵ２８０ａの一つの機能でもある送受信指示部２８０ｆの指示により行われる。
コントローラ２８０には、例えばタッチパネル等として構成された入出力装置２８１や、外部記憶装置２８２が接続可能に構成されている。更に、上位装置２７０にネットワークを介して接続される受信部２８３が設けられる。
記憶装置２８０ｃは、例えばフラッシュメモリ、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）等で構成されている。記憶装置２８０ｃ内には、基板処理装置の動作を制御する制御プログラムや、後述する基板処理の手順や条件などが記載されたプロセスレシピ、後述するテーブル等が読み出し可能に格納されている。なお、プロセスレシピは、後述する基板処理工程における各手順をコントローラ２８０に実行させ、所定の結果を得ることが出来るように組み合わされたものであり、プログラムとして機能する。以下、このプロセスレシピや制御プログラム等を総称して、単にプログラムともいう。なお、本明細書においてプログラムという言葉を用いた場合は、プロセスレシピ単体のみを含む場合、制御プログラム単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。また、ＲＡＭ２８０ｂは、ＣＰＵ２８０ａによって読み出されたプログラムやデータ等が一時的に保持されるメモリ領域（ワークエリア）として構成されている。
Ｉ／Ｏポート２８０ｄは、ゲートバルブ１４９０、昇降機構２１８、温度制御部２１５、ガス加熱部２２５等、基板処理装置１００の各構成に接続されている。
ＣＰＵ２８０ａは、記憶装置２８０ｃからの制御プログラムを読み出して実行すると共に、入出力装置２８１からの操作コマンドの入力等に応じて記憶装置２８０ｃからプロセスレシピを読み出すように構成されている。そして、ＣＰＵ２８０ａは、読み出されたプロセスレシピの内容に沿うように、ゲートバルブ１４９０の開閉動作、昇降機構２１８の昇降動作、各ポンプのオンオフ制御、マスフローコントローラの流量調整動作、バルブ等を制御可能に構成されている。プロセスレシピとしては、各基板に対応したレシピが記録される。例えば、基板２００上にＴｉＯ膜を形成する第１のレシピが記憶され、基板２００Ｓ上にＴｉＮ膜を形成する第２のレシピが記憶される。これらのレシピは、上位装置等からそれぞれの基板を処理する指示を受信すると、読み出すよう構成される。
なお、コントローラ２８０は、上述のプログラムを格納した外部記憶装置（例えば、ハードディスク等の磁気ディスク、ＤＶＤ等の光ディスク、ＭＯなどの光磁気ディスク、ＵＳＢメモリ等の半導体メモリ）２８２を用いてコンピュータにプログラムをインストールすること等により、本実施形態に係るコントローラ２８０を構成することができる。なお、コンピュータにプログラムを入力するための手段は、外部記憶装置２８２を介して入力する場合に限らない。例えば、インターネットや専用回線等の通信手段を用い、外部記憶装置２８２を介さずにプログラムを入力するようにしても良い。なお、記憶装置２８０ｃや外部記憶装置２８２は、コンピュータ読み取り可能な記録媒体として構成される。以下、これらを総称して、単に記録媒体ともいう。なお、本明細書において、記録媒体という言葉を用いた場合は、記憶装置２８０ｃ単体のみを含む場合、外部記憶装置２８２単体のみを含む場合、または、その両方を含む場合がある。
（２）基板処理工程
次に、基板処理装置１００を使用して、基板２００上に薄膜を形成する工程について、図７を参照しながら説明する。図７は、本発明の実施形態にかかる成膜工程のフロー図である。
ここでは、第１元素含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用い、第２元素含有ガスとしてアンモニア（ＮＨ３）ガスを用い、パターン形成領域２００ｂ上に薄膜としての窒化チタン膜を形成する例について説明する。窒化チタン膜はハードマスクとして用いられる。
（基板搬入工程Ｓ２０１）
基板処理に際しては、先ず、基板２００を処理室２０１に搬入させる。具体的には、基板支持部２１０を昇降部２１８によって下降させ、リフトピン２０７がピン貫通孔２１４から基板支持部２１０の上面側に突出させた状態にする。また、処理室２０１内や搬送室２０３を所定の圧力に調圧した後、ゲートバルブ１４９０を開放し、ゲートバルブ１４９０からリフトピン２０７上に基板２００を移動させ、載置させる。基板２００をリフトピン２０７上に載置させた後、ゲートバルブ１４９０を閉じ、昇降部２１８によって基板支持部２１０を所定の位置まで上昇させることによって、基板２００が、リフトピン２０７から基板支持部２１０へ載置されるようになる。このとき凸部２１１ａが裏面２００ｅを支持する。
（第１調圧・調温工程Ｓ２０２）
続いて、処理室２０１内が所定の圧力（真空度）となるように、排気管２６２を介して処理室２０１内を排気する。この際、圧力センサ（不図示）が計測した圧力値に基づき、ＡＰＣ２６６の弁体の開度をフィードバック制御する。また、温度センサ（不図示）が検出した温度値に基づき、処理室２０１内が所定の温度となるようにヒータ２１３への通電量をフィードバック制御する。具体的には、基板支持部２１０をヒータ２１３により予め加熱しておく。排気後、第３ガス供給部から第２ホットガス供給部２２６を介して処理室２０１内に第２ホットガスを供給しつつ、第１ホットガス供給部からバッファ構造２１１に第１ホットガスを供給する。この時、基板２００のズレ（移動）を抑制するため、処理室２０１の圧力を空間２１１ｂ内の圧力や搬送室２０３の圧力よりも高くする。また、リフタピン２０７の浮上を防ぐため、バッファ空間２１１内の圧力を搬送室２０３の圧力よりも高くする。第１ホットガスと第２ホットガスを供給し、基板２００の温度が所定温度になるまで所定時間置く。基板２００が所定の温度に到達、または、所定時間経過後、第２ホットガス供給部からの第２ホットガスの供給を止める。
なお、このときの処理室２０１内の圧力や空間２１１ｂ内の圧力は、気体による熱伝導効果を向上させるため、粘性流となる圧力に調整される。
また、このときのヒータ２１３の温度は、１００〜６００℃、好ましくは１００〜５００℃、より好ましくは２５０〜４５０℃の範囲内の一定の温度となるように設定する。また、第１ホットガスと第２ホットガスの温度は、１００〜８００℃の範囲内の温度となる様に設定される。この様な温度に設定することで、基板２００の温度を、例えば室温以上５００℃以下、好ましくは、室温以上であって４００℃以下に調整される。
なお、ヒータ２１３の温度は、複数枚の基板２００を連続して処理する場合は、温度を維持させることが好ましい。
第２ホットガス供給部からの第２ホットガスの供給停止後、処理室２０１内の圧力を例えば５０〜５０００Ｐａとする。
なお、第１ホットガス供給部から空間２１１ｂへの第１ホットガスの供給は継続させる。
また、成膜工程Ｓ３０１の間、空間２１１ｂ内の圧力は、処理室２０１内の圧力よりも低くなる様に調整される。
（成膜工程Ｓ３０１）
続いて、成膜工程Ｓ３０１を行う。成膜工程Ｓ３０１では、プロセスレシピに応じて、第１ガス供給部、第２ガス供給部を制御して各ガスを処理室２０１に供給すると共に、排気系を制御して処理室を排気し、基板２００上、特にパターン形成領域上にハードマスク膜を形成する。なお、ここでは第１ガスと第２ガスとを同時に処理室に存在させてＣＶＤ処理を行ったり、第１ガスと第２ガスとを交互に供給してサイクリック処理を行ったりしても良い。以下では、第１ガスと第２ガスとを交互に供給してサイクリック処理する工程を図７，図８，図９を用いて説明する。
成膜工程Ｓ３０１では、Ｓ２０３〜Ｓ２０７の工程が行われる。
（第１ガス供給工程Ｓ２０３）
第１ガス供給工程Ｓ２０３では、第１ガス供給部から処理室２０１内に第１ガス（処理ガス）としてのＴｉＣｌ４ガスを供給する。具体的には、第１ガス供給源１１３から供給されたＴｉＣｌ４ガスをＭＦＣ１１５で流量調整した後、基板処理装置１００に供給する。流量調整されたＴｉＣｌ４ガスは、バッファ室２３２を通り、分散板２３４の貫通孔２３４ａから、減圧状態の処理室２０１内に供給される。また、排気系による処理室２０１内の排気を継続し処理室２０１内の圧力を所定の圧力範囲（第１圧力）となるように制御する。このとき、基板２００に対してＴｉＣｌ４ガスが供給されることとなる。ＴｉＣｌ４ガスは、所定の圧力（第１圧力：例えば１０Ｐａ以上１０００Ｐａ以下）で処理室２０１内に供給する。このようにして、基板２００にＴｉＣｌ４ガスを供給する。ＴｉＣｌ４ガスが供給されることにより、基板２００上に、チタニウム含有層が形成される。
（第１パージ工程Ｓ２０４）
基板２００上にチタニウム含有層が形成された後、第1ガス供給管１１３ａのガスバルブ１１６を閉じ、ＴｉＣｌ４ガスの供給を停止する。第１ガスを停止することで、処理室２０１中に存在する第１ガスや、バッファ室２３２の中に存在する処理ガスを第１の排気部から排気されることにより第１パージ工程Ｓ２０４が行われる。
また、第１パージ工程Ｓ２０４では、単にガスを排気（真空引き）してガスを排出すること以外に、第３ガス供給源１３３より不活性ガスを供給して、残留ガスを押し出すことによる排出処理を行うように構成しても良い。この場合、バルブ１３６を開け、ＭＦＣ１３５で不活性ガスの流量調整を行う。また、真空引きと不活性ガスの供給を組み合わせて行っても良い。また、真空引きと不活性ガスの供給を交互に行うように構成しても良い。
加えて、第２ホットガス供給部２２６をＯＮにして、第２ホットガスを発生させても良い。パージガスとして第２ホットガスを用いることで、基板２００上に存在する副生成物の除去効率を向上させることができる。また、第１処理ガスの供給により、基板２００表面の温度が低下した場合に、基板２００の表面温度を所定の温度に上昇させることができる。
所定の時間経過後、バルブ１３６を閉じて、不活性ガスの供給を停止する。なお、不活性ガスを希釈ガスとして用いている場合は、バルブ１３６を開けたまま不活性ガスの供給を継続しても良い。
（第２ガス供給工程Ｓ２０５）
第１パージ工程Ｓ２０４の後、第２ガス供給部から、処理室２０１内に第２ガス（処理ガス）としての、ＮＨ３ガスを供給する。具体的には、バルブ１２６を開け、ガス導入孔２３１ａ、バッファ室２３２、貫通孔２３４ａを介して、処理室２０１内にＮＨ３ガスを供給する。なお、第２ガスは、基板２００を処理する処理ガスや、第１ガス，チタニウム含有層，基板２００と反応する反応ガスとも呼ばれる。また、ＲＰＵ１２４をＯＮとして、活性化させたＮＨ３ガスを供給しても良い。ＮＨ３ガスを活性化させることで、ＴｉＮ膜の特性を向上させることができる。ここでＴｉＮ膜の特性は、例えば、膜の硬度、耐摩耗性、カバレッジ性等である。
このとき、ＮＨ３ガスの流量が所定の流量となるようにＭＦＣ１２５を調整する。なお、ＮＨ３ガスの供給流量は、例えば、１ｓｃｃｍ以上１００００ｓｃｃｍ以下である。
ＮＨ３ガスが基板２００上に形成されているチタニウム含有層に供給されると、チタニウム含有層が改質され、所定の厚さのＴｉＮ層が形成される。ＴｉＮ層は、例えば、処理室２０１内の圧力、ＮＨ３ガスの流量、基板２００の温度、等に応じて、所定の厚さ、所定の分布で形成される。
所定の時間経過後、バルブ１２６を閉じ、ＮＨ３ガスの供給を停止する。
このときのヒータ２１３の温度は、基板２００への第１ガス供給時と同様の温度となるように設定される。
（第２パージ工程Ｓ２０６）
第１パージ工程Ｓ２０４と同様の動作によって、第２パージ工程Ｓ２０６が行われる。なお、第１パージ工程Ｓ２０４と同様に、第２ホットガス供給部２２６をＯＮにして、第２ホットガスを発生させても良い。パージガスとして第２ホットガスを用いることで、基板２００上に存在する副生成物の除去効率を向上させることができる。また、第１処理ガスの供給により、基板２００表面の温度が低下した場合に、基板２００の表面温度を所定の温度に上昇させることができる。なお、第２ガス供給工程Ｓ２０５の後に残留している副生成物の量は、第１ガス供給工程Ｓ２０３の後に残留している副生成物の量よりも多いため、第２パージ工程Ｓ２０６で供給する第２ホットガスの温度・流量・圧力の少なくとも何れかを、第１パージ工程Ｓ２０４よりも高くすることが好ましい。第２パージ工程Ｓ２０６で供給する第２ホットガスの温度・流量・圧力の少なくとも何れかを高くすることで、副生成物の除去効率を向上させることができる。
（判定工程Ｓ２０７）
第２パージ工程Ｓ２０６の終了後、コントローラ２８０は、上記のＳ２０３〜Ｓ２０６が所定のサイクル数ｎが実行されたか否かを判定する。即ち、基板２００上に所望の厚さのＴｉＮ膜が形成されたか否かを判定する。上述したステップＳ２０３〜Ｓ２０６を１サイクルとして、このサイクルを少なくとも１回以上行うことにより、基板２００上に所定膜厚のＴｉＮ膜を成膜することができる。なお、上述のサイクルは、複数回繰返すことが好ましい。これにより、基板２００上に所定膜厚のＴｉＮ膜が形成される。
判定工程Ｓ２０７で、上記のＳ２０３〜Ｓ２０６が所定回数実施されていないとき（Ｎｏ判定のとき）は、上記のＳ２０３〜Ｓ２０６のサイクルを繰り返し、所定回数実施されたとき（Ｙｅｓ判定のとき）は、成膜工程Ｓ３０１を終了し、第２調圧・調温工程Ｓ２０８と基板搬出工程Ｓ２０９を実行させる。
（第２調圧・調温工程Ｓ２０８）
続いて、処理室２０１内が、所定の圧力となるように、排気管２６２を介して処理室２０１内を排気する。また、基板２００を搬送可能な温度になるまで冷却しても良い。なお、基板２００を冷却する際には、第２ホットガス供給部をＯＦＦとした状態で、バルブ１３６を開き、基板２００に加熱されていない不活性ガスを供給しても良い。加熱されていない不活性ガスを供給することで、基板２００の冷却効率を向上させることができる。加えて、基板支持部２１０を下降させて、リフタピン２０７上に載置させた状態で不活性ガスを供給するように構成しても良い。基板２００を基板支持部２１０と離間する様にリフタピン２０７上で支持することで、基板支持部２１０から基板２００への熱伝導が抑制され、冷却効率を向上させることができる。なお、ここでは、次の基板２００の処理に備えて、基板支持部２１０の温度を保つため、第１ホットガス供給部からバッファ構造２１１への供給は行わない事が好ましい。基板支持部２１０の温度が変化した場合、次の基板２００での第１調圧・調温工程での時間が長くなり、製造スループットを低下させる要因となるためである。
（基板搬出工程Ｓ２０９）
基板搬出工程Ｓ２０９では、基板搬入工程Ｓ２０１と逆の手順により、処理室２０１から搬送モジュール（不図示）へ基板２００が搬送される。
この様にして。基板処理工程が行われる。
［他の実施形態］
以上に、本発明の実施形態を具体的に説明したが、それに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
また、例えば、上述した実施形態では、基板処理装置が行う成膜処理において、第１元素含有ガスとしてＴｉＣｌ４ガスを用い、第２元素含有ガスとしてＮＨ３ガスを用いて、基板２００上にハードマスクとしてのＴｉＮ膜を形成する例を挙げたが、本発明がこれに限定されることはない。ハードマスクとしては、基板２００ａとのエッチング選択比を得られる膜であればよく、例えばクロム、モリブデン等の金属や、それらの酸化物あるいは窒化物でも良い。
また、本実施形態においてはハードマスクを形成する例について説明したが、それに限るものではない。Ｌテンプレートを形成する過程における加熱工程であればよく、例えばＬテンプレートの構造の欠損等を修復するための成膜工程でもよい。
１００…基板処理装置、２００…基板、２１２…基板載置台、２２５…ガス加熱部、２８０…コントローラ

Claims (7)

  1. 中央にパターン形成領域を有し、その外周に非接触領域を有する基板を処理室に搬入する工程と、
    前記非接触領域の裏面を支持する凸部と、前記凸部と共に空間を構成する底部と、を有する基板載置台のうち、前記凸部に前記非接触領域の裏面を支持する工程と、
    前記処理室に第２ホットガスを供給した状態で、前記空間に第１ホットガスを供給して前記基板を加熱する工程と、
    前記加熱する工程の後に、前記空間に前記第１ホットガスを供給した状態で前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理する工程と、
    を有するリソグラフィ用テンプレートの製造方法。
  2. 前記基板を加熱する工程では、
    前記処理室の圧力を前記空間の圧力よりも高くする
    請求項１に記載のリソグラフィ用テンプレートの製造方法。
  3. 前記基板を処理する工程では、
    前記空間への前記第１ホットガスの供給を継続すると共に前記処理室への前記第２ホットガス供給を停止した後に前記処理ガスを供給する
    請求項１または２に記載のリソグラフィ用テンプレートの製造方法。
  4. 前記処理する工程の後に、
    前記空間への前記第１ホットガスの供給を停止した状態で、前記処理室に不活性ガスを供給する工程を有する
    請求項１乃至３のいずれか一項に記載のリソグラフィ用テンプレートの製造方法。
  5. 前記処理室に不活性ガスを供給する工程では、
    前記基板をリフトピンに載せた状態で、前記処理室に不活性ガスを供給する工程を有する
    請求項４に記載のリソグラフィ用テンプレートの製造方法。
  6. 中央にパターン形成領域を有し、その外周に非接触領域を有する基板を処理室に搬入させる手順と、
    前記非接触領域の裏面を支持する凸部と、前記凸部と共に空間を構成する底部と、を有する基板載置台のうち、前記凸部に前記非接触領域の裏面を支持させる手順と、
    前記処理室に第１ホットガスを供給した状態で、前記空間に第２ホットガスを供給して前記基板を加熱させる手順と、
    前記加熱する工程の後に、前記空間にホットガスを供給した状態で前記処理室に処理ガスを供給して前記基板を処理させる手順と、
    をコンピュータによって基板処理装置に実行させるプログラム。
  7. 中央にパターン形成領域を有し、その外周に非接触領域を有する基板のうち、前記非接触領域の裏面を支持する凸部と、前記凸部と共に空間を構成する底部と、を有する基板載置台と、
    前記基板載置台を有する処理室と、
    前記処理室に処理ガスを供給する処理ガス供給部と、
    前記空間に第１ホットガスを供給する第１ホットガス供給部と、
    前記処理室に第２ホットガスを供給する第２ホットガス供給部と、
    を有する基板処理装置。
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