JP2012182384A - テンプレート用の基板の処理装置及びテンプレート用の基板の処理方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 裏面に凹部を有するテンプレート用の基板を用いる場合の問題を解決することが可能なテンプレートの処理装置を提供する。
【解決手段】 実施形態によれば、インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理装置であって、テンプレート用の基板１４の裏面に形成された凹部に整合する凸部を有する載置台１２を備える。
【選択図】図１

Description

本発明の実施形態は、テンプレート用の基板の処理装置及びテンプレート用の基板の処理方法に関する。

半導体装置のリソグラフィ技術として、インプリント（ナノインプリント）リソグラフィが提案されている。

インプリントリソグラフィで用いるテンプレートには、裏面に凹部を有するもの（ざぐり加工されたもの）が用いられる場合がある。しかしながら、裏面に凹部を有するテンプレートを用いる場合、以下のような問題が生じるおそれがある。

第１の問題は、テンプレートを加熱して処理する際に生じる問題である。例えば、テンプレートを洗浄する場合、洗浄効率を高めるために、テンプレートを載置する載置台を加熱する場合が多い。しかしながら、テンプレートに凹部が形成されているため、熱の伝導が悪く、良好な加熱効率が得られないという問題がある。

第２の問題は、テンプレートパターンを形成する前の基板（以下、パターン形成前基板という）を載置台に載置して、載置台に高周波（ＲＦ）電力を印加する際に生じる問題である。例えば、パターン形成前基板にＲＩＥ（reactive ion etching）処理を施して、パターン形成前基板の表面にテンプレートパターン（テンプレートの表面領域に溝等で形成された集積回路形成用のパターン）を形成する際に、載置台にＲＦ電力が印加される。しかしながら、テンプレートに凹部が形成されているため、パターン形成前基板に効率的にＲＦ電力が印加されないという問題がある。

このように、裏面に凹部を有するテンプレート用の基板を用いる場合、熱の伝導が悪くなるといった問題や、効率的にＲＦ電力が印加されないといった問題があった。

特開２００８−１９４８３８号公報

裏面に凹部を有するテンプレート用の基板を用いる場合の問題を解決することが可能なテンプレート用の基板の処理装置及びテンプレート用の基板の処理方法を提供する。

実施形態に係るテンプレート用の基板の処理装置は、インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理装置であって、前記テンプレート用の基板の裏面に形成された凹部に整合する凸部を有する載置台を備える。

第１の実施形態に係る処理装置の構成を模式的に示した図である。 第１の実施形態に係り、テンプレートを載置台上に載置するときの状態を示した図である。 第１の実施形態に係り、テンプレートを載置台上に載置するときの状態を示した図である。 第１の実施形態の動作を示したフローチャートである。 第２の実施形態に係る処理装置の構成を模式的に示した図である。 第２の実施形態に係り、テンプレートを載置台上に載置するときの状態を示した図である。 第２の実施形態に係り、テンプレートを載置台上に載置するときの状態を示した図である。 第２の実施形態の動作を示したフローチャートである。 半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。

以下、実施形態を図面を参照して説明する。

なお、本明細書及び特許請求の範囲では、テンプレート用の基板として、テンプレートパターンがすでに形成されている基板、テンプレートパターンが形成される前の基板（パターン形成前基板）の、両方を含むものとする。また、テンプレート用の基板の表面にテンプレートパターンが形成されているものをテンプレートと呼ぶこととする。

（実施形態１）
図１は、インプリントリソグラフィで用いるテンプレート（テンプレート用の基板）の処理装置の構成を模式的に示した図である。

図１の処理装置は、テンプレートを洗浄するためのプラズマ洗浄装置を示している。すなわち、インプリントリソグラフィでは、光硬化性樹脂のようなインプリント剤をテンプレートのパターン面に接触させるため、硬化したインプリント剤がテンプレートのパターン面に付着するという問題がある。そのため、テンプレートの洗浄が必要となる。

図１において、処理容器１１の内部には載置台１２が配置されており、載置台１２の内部にはヒータ１３が設けられている。このヒータ１３により、載置台１２上に載置されたテンプレート１４を加熱できるようになっている。

処理容器１１の外部にはマイクロ波導入部１５及びガス導入部１６が設けられている。ガス導入部１６から所定の洗浄ガス（例えば、酸素）を導入し、マイクロ波導入部１５からマイクロ波を導入することで、処理容器１１内にプラズマ１７が発生する。このプラズマによって洗浄ガスが活性化され、テンプレート１４に付着したインプリント剤が除去されるようになっている。

また、処理容器１１の内部は、排気管１８を通してポンプ１９によって排気されるようになっている。

図２及び図３は、テンプレート１４を載置台１２上に載置するときの状態を示している。

図２に示されるように、テンプレート１４の裏面（テンプレートパターン１４ｂが形成されたパターン面の反対の面）には、ざぐり加工された凹部１４ａが形成されている。また、載置台１２は、テンプレート１４の凹部１４ａに整合する凸部１２ａを有している。この凸部１２ａは、載置台１２の載置面に平行な断面において、下部から上部に向かって断面積が減少している。より具体的には、凸部１２ａはテーパー形状を有している。

図２に示すように、テンプレート１４を載置台１２の上方から下降させる。そして、図３に示すように、テンプレート１４の凹部１４ａが載置台１２の凸部１２ａと一致するようにして、テンプレート１４が載置台１２に載置される。

図４は、本実施形態の動作を示したフローチャートである。

まず、上述した凸部１２ａを有する載置台１２が設けられた処理装置、及び上述した凹部１４ａを有するテンプレート１４を用意し、テンプレート１４を処理容器１１内に搬入する（Ｓ１１）。

次に、搬送機構（図示せず）により、テンプレート１４を載置台１２の上方から下降させ、テンプレート１４の凹部１４ａが載置台１２の凸部１２ａと一致するようにして、テンプレート１４を載置台１２上に載置する（Ｓ１２）。

このとき、載置台１２にはテンプレート１４の凹部１４ａに整合する凸部１２ａが設けられているため、載置台１２とテンプレート１４の接触面積を増やすことができる。そのため、載置台１２の内部に設けられたヒータ１３によってテンプレート１４を加熱する際に、載置台１２からテンプレート１４に効率的に熱を伝達させることができる。

また、載置台１２の凸部１２ａ及びテンプレート１４の凹部１４ａがテーパー状になっているため、載置台１２とテンプレート１４との位置合わせが多少ずれていても、自動的に載置台１２の凸部１２ａとテンプレート１４の凹部１４ａとを一致させることができる。そのため、載置台１２とテンプレート１４との位置合わせを厳密に行わなくても、載置台１２の凸部１２ａとテンプレート１４の凹部１４ａとを確実に一致させることができる。したがって、高精度の搬送機構を設ける必要がなく、装置のコストを低減することが可能である。

次に、載置台１２に載置されたテンプレート１４に、所定の処理として洗浄処理を施す（Ｓ１３）。すなわち、処理容器１１内に発生させたプラズマによって洗浄ガスを活性化し、この活性化された洗浄ガスによってテンプレート１４に付着したインプリント剤を除去する。この洗浄処理は、載置台１２をヒータ１３によって加熱した状態で行われるが、載置台１２からテンプレート１４に効率的に熱が伝導するため、テンプレート１４に付着したインプリント剤を確実に除去することができる。

以上のように、本実施形態では、テンプレート１４の裏面に形成された凹部１４ａに整合するように、載置台１２の上面に凸部１２ａが設けられている。そのため、載置台１２からテンプレート１４に効率的に熱を伝達することができ、テンプレートの洗浄を確実に行うことが可能である。また、載置台１２の凸部１２ａ及びテンプレート１４の凹部１４ａがテーパー状になっているため、凸部１２ａと凹部１４ａとを自動的に一致させることができる。そのため、高精度の搬送機構を設ける必要がなく、装置のコストを低減することが可能である。

なお、上述したプラズマ洗浄の後、ウェット洗浄処理をさらに行ってもよい。このウェット洗浄処理の際に加熱を行う場合にも、ウェット洗浄処理装置内の載置台に上述したような凸部を設けてもよい。このような場合にも、上述した効果と同様の効果を得ることが可能である。

（実施形態２）
次に、第２の実施形態を説明する。なお、基本的な装置構成や処理動作は第１の実施形態と同様であるため、第１の実施形態で説明した事項についての説明は省略する。

図５は、テンプレートパターンが形成される前の基板（パターン形成前基板）の処理装置の構成を模式的に示した図である。図５の装置は、パターン形成前基板の表面に集積回路用のパターン（溝等）を形成するためのエッチング装置（ＲＩＥ装置）である。なお、図５において、第１の実施形態の図１の構成要素に対応する構成素嘘については同一の参照番号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

図５に示した装置は、載置台１２に高周波（ＲＦ）を供給する高周波供給部（ＲＦ電源）２１を備えている。ＲＦ電力によってプラズマを発生させ、ＲＩＥを行うことで、パターン形成前基板１４’の表面に所望のテンプレートパターンが形成される。

図６及び図７は、パターン形成前基板１４’を載置台１２上に載置するときの状態を示している。

図６に示されるように、パターン形成前基板１４’の裏面には、ざぐり加工された凹部１４ａが形成されている。載置台１２は、第１の実施形態と同様、パターン形成前基板１４’の凹部１４ａに整合する凸部１２ａを有している。この凸部１２ａは、載置台１２の載置面に平行な断面において、下部から上部に向かって断面積が減少している。より具体的には、凸部１２ａはテーパー形状を有している。

図６に示すように、パターン形成前基板１４’を載置台１２の上方から下降させる。そして、図７に示すように、パターン形成前基板１４’の凹部１４ａが載置台１２の凸部１２ａと一致するようにして、パターン形成前基板１４’が載置台１２に載置される。

図８は、本実施形態の動作を示したフローチャートである。

まず、上述した凸部１２ａを有する載置台１２が設けられた処理装置、及び上述した凹部を有するパターン形成前基板１４’を用意し、パターン形成前基板１４’を処理容器１１内に搬入する（Ｓ２１）。

次に、搬送機構（図示せず）により、パターン形成前基板１４’を載置台１２の上方から下降させ、パターン形成前基板１４’の凹部１４ａが載置台１２の凸部１２ａと一致するようにして、パターン形成前基板１４’を載置台１２上に載置する（Ｓ２２）。

このとき、載置台１２にはパターン形成前基板１４’の凹部１４ａに整合する凸部１２ａが設けられているため、載置台１２とパターン形成前基板１４’の接触面積を増やすことができる。そのため、載置台１２に接続された高周波供給部２１からパターン形成前基板１４’に高周波電力を供給してＲＩＥ処理を行う際に、パターン形成前基板１４’に対して効率的にＲＩＥ処理を施すことができる。

また、載置台１２の凸部１２ａ及びパターン形成前基板１４’の凹部１４ａがテーパー状になっているため、載置台１２とパターン形成前基板１４’との位置合わせが多少ずれていても、自動的に載置台１２の凸部１２ａとパターン形成前基板１４’の凹部１４ａとを一致させることができる。そのため、載置台１２とパターン形成前基板１４’との位置合わせを厳密に行わなくても、載置台１２の凸部１２ａとパターン形成前基板１４’の凹部１４ａとを確実に一致させることができる。したがって、高精度の搬送機構を設ける必要がなく、装置のコストを低減することが可能である。

次に、載置台１２に載置されたパターン形成前基板１４’に、所定の処理としてＲＩＥ処理を施して、テンプレートパターンを形成する（Ｓ２３）。すなわち、載置台１２に載置されたパターン形成前基板１４’に集積回路用のパターンを形成するために、所望のレジストパターンが形成されたパターン形成前基板１４’の表面に対してＲＩＥ処理を施す。このＲＩＥ処理は、載置台１２に高周波が供給された状態で行われるが、パターン形成前基板１４’の表面に効率的にＲＩＥ処理を施すことができるため、パターン形成前基板１４’に的確に、半導体集積回路用のテンプレートパターンを形成することができる。

以上のように、本実施形態では、パターン形成前基板１４’の裏面に形成された凹部１４ａに整合するように、載置台１２の上面に凸部１２ａが設けられている。そのため、載置台１２に載置されたパターン形成前基板１４’に効率的ＲＩＥ電力を供給することができ、パターン形成前基板１４’に的確にテンプレートパターンを形成することが可能である。また、載置台１２の凸部１２ａ及びパターン形成前基板１４’の凹部１４ａがテーパー状になっているため、凸部１２ａと凹部１４ａとを自動的に一致させることができる。そのため、高精度の搬送機構を設ける必要がなく、装置のコストを低減することが可能である。

なお、上述した各実施形態で得られたテンプレートは、半導体装置の製造に適用される。図９は、半導体装置の製造方法を示したフローチャートである。

まず、第２の実施形態で示したような方法で作製されたテンプレートを用意する（Ｓ３１）。次に、用意されたテンプレートを用いてインプリントを実行する（Ｓ３２）。すなわち、光硬化性樹脂等のインプリント剤が塗布された半導体ウェハにテンプレートのパターン面を接触させた後、インプリント剤を硬化させて、インプリントパターンを形成する。所定回数のインプリントを実行した後、テンプレートの表面に付着しているインプリント剤を除去するため、第１の実施形態で示したような方法によってテンプレートを洗浄する（Ｓ３３）。その後、洗浄処理のなされたテンプレートを用いて、さらにインプリントを実行することが可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１１…処理容器 １２…載置台 １２ａ…凸部
１３…ヒータ １４…テンプレート １４’…パターン形成前基板
１４ａ…凹部 １４ｂ…テンプレートパターン
１５…マイクロ波導入部 １６…ガス導入部 １７…プラズマ
１８…排気管 １９…ポンプ ２１…高周波供給部

Claims (12)

1. インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理装置であって、
   前記テンプレート用の基板の裏面に形成された凹部に整合する凸部を有する載置台と、
   前記載置台を加熱するヒータと、
   前記載置台に高周波電力を供給する高周波供給部と、
   を備え、
   前記凸部は、下部から上部に向かって断面積が減少し、
   前記処理装置は、前記テンプレート用の基板を洗浄するために用いられる
   ことを特徴とするテンプレート用の基板の処理装置。
2. インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理装置であって、
   前記テンプレート用の基板の裏面に形成された凹部に整合する凸部を有する載置台を備えた
   ことを特徴とするテンプレート用の基板の処理装置。
3. 前記凸部は、下部から上部に向かって断面積が減少している
   ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
4. 前記載置台を加熱するヒータをさらに備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
5. 前記処理装置は、前記テンプレート用の基板を洗浄するために用いられる
   ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
6. 前記載置台に高周波電力を供給する高周波供給部をさらに備えた
   ことを特徴とする請求項２に記載の処理装置。
7. インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理方法であって、
   裏面に凹部を有するテンプレート用の基板を用意する工程と、
   前記テンプレート用の基板の凹部に整合する凸部を有する載置台を用意する工程と、
   前記テンプレート用の基板の凹部が前記載置台の凸部と一致するようにして、前記テンプレート用の基板を前記載置台に載置する工程と、
   前記載置台に載置されたテンプレート用の基板に所定の処理を施す工程と、
   を備え、
   前記凸部は、下部から上部に向かって断面積が減少し、
   前記所定の処理は、前記載置台を加熱した状態で行われ、
   前記所定の処理は、前記テンプレート用の基板を洗浄する処理を含み、
   前記所定の処理は、前記載置台に高周波電力が供給された状態で行われる
   ことを特徴とするテンプレート用の基板の処理方法。
8. インプリントリソグラフィに用いるテンプレート用の基板の処理方法であって、
   裏面に凹部を有するテンプレート用の基板を用意する工程と、
   前記テンプレート用の基板の凹部に整合する凸部を有する載置台を用意する工程と、
   前記テンプレート用の基板の凹部が前記載置台の凸部と一致するようにして、前記テンプレート用の基板を前記載置台に載置する工程と、
   前記載置台に載置されたテンプレート用の基板に所定の処理を施す工程と、
   を備えたことを特徴とするテンプレート用の基板の処理方法。
9. 前記凸部は、下部から上部に向かって断面積が減少している
   ことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
10. 前記所定の処理は、前記載置台を加熱した状態で行われる
    ことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
11. 前記所定の処理は、前記テンプレート用の基板を洗浄する処理を含む
    ことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。
12. 前記所定の処理は、前記載置台に高周波電力が供給された状態で行われる
    ことを特徴とする請求項８に記載の処理方法。

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