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
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Description
第1実施形態について説明する。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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。 - 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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