(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に形成された塗布膜に押し付けられることにより当該塗布膜にパターンを形成するための転写パターンが設けられたテンプレートに、前記転写パターンを当該塗布膜から離すときに塗布膜が前記転写パターンに付着することを防ぐ離型膜を形成するための成膜ガスを供給する成膜装置において、
前記転写パターンが形成された転写パターン形成領域と、当該転写パターン形成領域を囲むように前記転写パターンが形成されていない外側領域とがその表面に設けられた前記テンプレートを保持する保持部と、
前記保持部に保持されたテンプレートの転写パターン形成領域に、局所的に前記成膜ガスを供給して前記離型膜を形成するための成膜ガス供給部と、
余剰の前記成膜ガスが前記テンプレートの側面に回り込むことを防ぐために前記テンプレートの外側領域に前記転写パターン形成領域の周方向に沿ってパージ用流体を供給するパージ用流体供給部と、
前記外側領域において前記パージ用流体が供給される領域の内側を前記転写パターン形成領域の周方向に沿って排気して、外側領域から転写パターン形成領域に向かう前記パージ用流体と、転写パターン形成領域からテンプレートの側面へ向かう前記余剰の成膜ガスとを除去するための排気部と、
を備えたことを特徴とする成膜装置。
【請求項２】
前記保持部に保持されたテンプレートを加熱するための加熱機構が設けられることを特徴とする請求項１記載の成膜装置。
【請求項３】
処理ガス供給部は、前記転写パターン形成領域に対向して設けられる対向部と、前記対向部から前記転写パターン形成領域を囲むように前記テンプレートの外側領域に向けて突出する突出部と、
前記対向部と突出部とに囲まれる空間に成膜ガスを吐出する成膜ガス吐出口と、
を備えることを特徴とする請求項１または２記載の成膜装置。
【請求項４】
前記パージ用流体供給部は、前記外側領域に近接して設けられるリング部材と、
このリング部材の周方向に沿って開口したパージ用流体吐出口と、を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項５】
前記パージ用流体供給部は、パージ用流体としてパージガスを供給するパージガス供給部であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一つに記載の成膜装置。
【請求項６】
基板の一面に形成された塗布膜に押し付けられることにより当該塗布膜にパターンを形成するための転写パターンが設けられたテンプレートに、前記転写パターンを当該塗布膜から離すときに塗布膜が前記転写パターンに付着することを防ぐ離型膜を形成するための成膜ガスを供給する成膜方法において、
保持部により前記転写パターンが形成された転写パターン形成領域と、当該転写パターン形成領域を囲むように前記転写パターンが形成されていない外側領域とがその表面に設けられた前記テンプレートを保持する工程と、
成膜ガス供給部により前記保持部に保持された前記テンプレートの転写パターン形成領域に、前記離型膜を形成するために局所的に前記成膜ガスを供給する工程と、
パージ用流体供給部により余剰の前記成膜ガスが前記テンプレートの側面に回り込むことを防ぐために当該テンプレートの外側領域に前記転写パターン形成領域の周方向に沿ってパージ用流体を供給する工程と、
前記外側領域において前記パージ用流体が供給される領域の内側を排気部により前記転写パターン形成領域の周方向に沿って排気して、外側領域から転写パターン形成領域に向かう前記パージ用流体と、転写パターン形成領域からテンプレートの側面へ向かう前記余剰の成膜ガスとを除去する工程と、
を備えたことを特徴とする成膜方法。
【請求項７】
加熱機構により前記保持部に保持されたテンプレートを加熱する工程を含むことを特徴とする請求項６記載の成膜方法。
【請求項８】
テンプレートの表面に設けられる転写パターン形成領域に局所的に離型膜を形成する成膜ガスを供給する装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、請求項６または７に記載の成膜方法を実施するためのものであることを特徴とする記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、テンプレートの転写パターン形成領域に局所的に成膜ガスを供給して離型膜を形成する成膜装置、成膜方法及び前記成膜方法を行うプログラムを含む記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程では、例えば半導体ウエハ（以下、「ウエハ」という。）にフォトリソグラフィー処理を行い、ウエ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。この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。
【０００３】
そこで、例えば特許文献１〜３に記載されるようにいわゆるインプリントと呼ばれる方法を用いてウエ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。このインプリントでは、その表面の中央部に微細な凹凸からなる転写パターンが形成されたテンプレートが用いられる。この転写パターンを、流動性を有するレジスト膜に押し付けると共に当該レジスト膜に光を照射して、レジスト膜を硬化させてレジストパターンを形成する。
【０００４】
前記レジストパターン形成後、転写パターンをレジスト膜から離すにあたりレジスト膜が転写パターンに付着することを防ぐために、転写パターンの表面には予め離型膜を形成しておく。この離型膜を形成する処理としては、離型剤を含む成膜ガスをテンプレート表面に供給して蒸着させる方法があり、例えば特許文献１には密閉された処理容器内にテンプレートを載置し、前記成膜ガスを供給して、離型膜を形成することが記載されている。
【０００５】
ところで、上記のインプリントでは前記離型膜が形成されたテンプレートの側面をガイド部材により押圧して位置合わせを行い、位置合わせされたテンプレートの裏面を保持部材が真空吸着して保持し、ウエハ上の所定の位置に搬送して上記のパターン形成処理を行う。そのためにテンプレートの裏面及び側面に離型膜が形成されていると、テンプレートと保持部材やガイド部材との間の摩擦によって当該離型膜から発塵してしまうおそれがあるし、ガイド部材や保持部材がテンプレートに対して滑りやすくなる結果として、保持部材による保持が正常に行えなくなるおそれがある。特許文献１〜３には上記の問題は記載されておらず、この問題を解決できるものではない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−８０５（段落０１５６、段落０１５９）
【特許文献２】特開２０１１−９３５９
【特許文献３】特開２０１１−５６７４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下になされたものであり、その目的はテンプレートの表面の転写パターン形成領域に成膜ガスを供給して離型膜を形成するにあたり、テンプレートの側面及び裏面に前記離型膜が形成されることを防ぐ技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の成膜装置は、基板の一面に形成された塗布膜に押し付けられることにより当該塗布膜にパターンを形成するための転写パターンが設けられたテンプレートに、前記転写パターンを当該塗布膜から離すときに塗布膜が前記転写パターンに付着することを防ぐ離型膜を形成するための成膜ガスを供給する成膜装置において、
前記転写パターンが形成された転写パターン形成領域と、当該転写パターン形成領域を囲むように前記転写パターンが形成されていない外側領域とがその表面に設けられた前記テンプレートを保持する保持部と、
前記保持部に保持されたテンプレートの転写パターン形成領域に、局所的に前記成膜ガスを供給して前記離型膜を形成するための成膜ガス供給部と、
余剰の前記成膜ガスが前記テンプレートの側面に回り込むことを防ぐために前記テンプレートの外側領域に前記転写パターン形成領域の周方向に沿ってパージ用流体を供給するパージ用流体供給部と、
前記外側領域において前記パージ用流体が供給される領域の内側を前記転写パターン形成領域の周方向に沿って排気して、外側領域から転写パターン形成領域に向かう前記パージ用流体と、転写パターン形成領域からテンプレートの側面へ向かう前記余剰の成膜ガスとを除去するための排気部と、
を備えたことを特徴とする。
【０００９】
前記成膜装置の具体的な態様としては例えば下記の通りである。
（１）前記保持部に保持されたテンプレートを加熱するための加熱機構が設けられる。
（２）処理ガス供給部は、前記転写パターン形成領域に対向して設けられる対向部と、前記対向部から前記転写パターン形成領域を囲むように前記テンプレートの外側領域に向けて突出する突出部と、
前記対向部と突出部とに囲まれる空間に成膜ガスを吐出する成膜ガス吐出口と、を備える。
（３）前記パージ用流体供給部は、前記外側領域に近接して設けられるリング部材と、
このリング部材の周方向に沿って開口したパージ用流体吐出口と、を備える。
（４）前記パージ用流体供給部は、パージ用流体としてパージガスを供給するパージガス供給部である。
【００１０】
本発明の成膜方法は、基板の一面に形成された塗布膜に押し付けられることにより当該塗布膜にパターンを形成するための転写パターンが設けられたテンプレートに、前記転写パターンを当該塗布膜から離すときに塗布膜が前記転写パターンに付着することを防ぐ離型膜を形成するための成膜ガスを供給する成膜方法において、
保持部により前記転写パターンが形成された転写パターン形成領域と、当該転写パターン形成領域を囲むように前記転写パターンが形成されていない外側領域とがその表面に設けられた前記テンプレートを保持する工程と、
成膜ガス供給部により前記保持部に保持された前記テンプレートの転写パターン形成領域に、前記離型膜を形成するために局所的に前記成膜ガスを供給する工程と、
パージ用流体供給部により余剰の前記成膜ガスが前記テンプレートの側面に回り込むことを防ぐために当該テンプレートの外側領域に前記転写パターン形成領域の周方向に沿ってパージ用流体を供給する工程と、
前記外側領域において前記パージ用流体が供給される領域の内側を排気部により前記転写パターン形成領域の周方向に沿って排気して、外側領域から転写パターン形成領域に向かう前記パージ用流体と、転写パターン形成領域からテンプレートの側面へ向かう前記余剰の成膜ガスとを除去する工程と、
を備えたことを特徴とする。
【００１１】
本発明の記憶媒体は、テンプレートの表面に設けられる転写パターン形成領域に局所的に離型膜を形成する成膜ガスを供給する装置に用いられるコンピュータプログラムが記憶された記憶媒体であって、
前記コンピュータプログラムは、上記の成膜方法を実施するためのものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、テンプレートの表面の外側領域に囲まれた転写パターン形成領域に、局所的に成膜ガスを供給する成膜ガス供給部と、前記外側領域に転写パターン形成領域の外周に沿ってパージ用流体を供給するパージ用流体供給部と、前記外側領域においてパージ用流体の供給領域よりも内側を排気して前記テンプレートの側方に向かう前記余剰の成膜ガスを除去する排気部と、を備える。従って余剰の成膜ガスがテンプレートの側面及び裏面に回り込むことを防ぐことができ、当該側面及び裏面に離型膜が形成されることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る成膜装置の縦断側面図である。
【図２】前記成膜装置のステージの平面図である。
【図３】前記成膜装置のガス処理部の平面図である。
【図４】前記ガス処理部の斜視図である。
【図５】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図６】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図７】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図８】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図９】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図１０】前記成膜装置による処理を示す工程図である。
【図１１】テンプレートの表面を示す模式図である。
【図１２】テンプレートの表面を示す模式図である。
【図１３】テンプレートの表面を示す模式図である。
【図１４】テンプレートの表面を示す模式図である。
【図１５】前記他の成膜装置の縦断側面図である。
【図１６】他の成膜装置の縦断側面図である。
【図１７】更に他の成膜装置の縦断側面図である。
【図１８】更に他の成膜装置の縦断側面図である。
【図１９】前記成膜装置を含むインプリントシステムの平面図である。
【図２０】前記成膜装置を含むインプリントシステムの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施の形態である成膜装置１についてその縦断側面図である図１を参照しながら説明する。この成膜装置１は、テンプレートＴの転写パターン形成領域Ｔ１に局所的に成膜ガスを供給して、既述の離型膜を形成する。成膜装置１は搬送ユニットからテンプレートＴを受け取ると共に当該テンプレートＴを載置するステージ１１と、ステージ１１に載置されたテンプレートＴに処理を行うガス処理部２と、を備えている。
【００１５】
図２は保持部であるステージ１１及びテンプレートＴの平面図である。テンプレートＴについて説明すると、テンプレートＴは例えばＳｉＯ2からなる矩形状の基板であり、その表面中央部は盛り上がり、周縁部との間で段差を形成している。この中央部は転写パターン形成領域Ｔ１として平面視矩形状に形成されており、その表面に転写パターンが形成されている。この転写パターンは微細な凹凸からなるパターンであり、既述のようにレジスト膜が形成されたウエハの前記レジスト膜に押し付けられてレジストパターンを形成する。つまり転写パターンの凹凸がレジスト膜に転写される。なお、図２ではこの転写パターンは省略している。転写パターン形成領域Ｔ１の外側を外側領域Ｔ２とする。図１に示す転写パターンの凹凸の幅Ｌ１、Ｌ２は例えば１０ｎｍ〜４０ｎｍである。
【００１６】
ステージ１１は、その表面に複数の吸引口１２が設けられており、各吸引口１２はステージ１１に形成された流路１３を介して真空ポンプなどにより構成される排気機構１４に接続されている。各吸引口１２によりテンプレートＴの裏面が真空吸着され、テンプレートＴはステージ１１に保持される。また、ステージ１１の表面にはテンプレートＴの裏面を支持するピン１０が設けられ、このピン１０によりテンプレートＴはステージ１１の表面から若干浮いた状態で当該ステージ１１に保持される。このピン１０は図１及び図２以外の各図では省略している。ステージ１１は昇降機構１５に接続されており、この昇降機構１５によりステージ１１はテンプレートＴに処理を行う処理位置（図１の位置）と、テンプレートＴの受け渡しを行うための前記処理位置の下方の待機位置との間で昇降する。
【００１７】
ステージ１１内には加熱機構であるヒータ１６が設けられている。このヒータ１６は、後述の成膜ガス供給時にテンプレートＴを加熱することで成膜ガスのテンプレートＴに対する反応性を高めて離型膜の形成を促進し、スループットを高める役割を有する。また、ステージ１１には上下方向に貫通した例えば３つの貫通孔１７（図１では２つのみ示している）が形成されており、各貫通孔１７には昇降ピン１８が挿入されるように設けられている。各昇降ピン１８は支持台１８ａを介して昇降機構１９に接続されており、受け渡し位置にあるステージ１１と搬送機構との間でテンプレートＴの受け渡しを行う。後述の制御部５により昇降機構１５、１９の昇降動作が制御される。
【００１８】
続いてガス処理部２について、その下面側平面図である図３及び下面側斜視図である図４も参照しながら説明する。このガス処理部２は、前記ステージ１１に保持されたテンプレートＴの上方に設けられている。ガス処理部２は、径が小さい円形部材の上方に径が大きい円形部材が、互いに円の中心を揃えて積層されたようにその概形が構成されている。そして、ガス処理部２の下方側には後述するリング状の排気溝４１が上側に向かって形成され、この下方側を円形部とこの円形部を囲うリング部とに分割している。前記円形部は成膜ガス供給部をなす本体部２１として構成され、リング部はパージガス供給部５１として構成されている。
【００１９】
本体部２１について説明すると、本体部２１の下部中央には上方へ向かう凹部２２が設けられており、当該凹部２２はテンプレートＴの転写パターン形成領域Ｔ１を囲むように形成されている。この凹部２２における底面２３の中央部にはガス吐出口２４が開口している。図１中２５はガス吐出口２４に連通するガス流路である。
【００２０】
凹部２２の上方にはガス吐出口２４を囲むように加熱機構であるヒータ２６が埋設されている。このヒータ２６はガス流路２５内、凹部２２内及びステージ１１上のテンプレートＴを加熱する。これによって、ガス流路２５及び凹部２２を流通するガスの液化を防ぐと共にテンプレートＴを加熱して離型膜の形成を促進する。
【００２１】
凹部２２の周囲はガス規制部２７として構成されている。つまり、テンプレートＴの対向部である凹部２２の底面２３の周縁からテンプレートＴの外側領域Ｔ２に向けてリング状のガス規制部２７が突出するように構成されている。このガス規制部２７は斜め上方外側へ向かって傾斜した傾斜面２８を備えており、傾斜面２８の上端は前記排気溝４１の内周面に連続する。ガス規制部２７の先端はテンプレートＴの外側領域Ｔ２に近接する。これによって、後述のパージガスが凹部２２内に進入して、成膜ガスの濃度が低下し、離型膜の形成に必要な処理時間が長くなることを防ぐ。図１に示す前記外側領域Ｔ２からガス規制部２７の下端までの高さｈ１は例えば０．１ｍｍ〜０．３ｍｍである。
【００２２】
前記ガス流路２５の上流側には配管３１の一端が接続されており、配管３１の他端側は２つに分岐して分岐管３１Ａ、３１Ｂを構成し、分岐管３１Ａの端部は、前記離型膜を形成するための液体状態の離型剤が貯留された離型剤貯留部３２の前記離型剤の液層に浸漬されている。また、分岐管３１Ｂの端部は、純水が貯留された純水貯留部３３の前記純水の液層に浸漬されている。離型剤貯留部３２の気層、純水貯留部３３の気層にはガス供給管３４Ａ、３４Ｂの一端が夫々開口し、各ガス供給管３４Ａ、３４Ｂの他端は流量制御部３５Ａ、３５Ｂを各々介してＮ2ガス供給源３６に接続されている。また、分岐管３１Ａには側管３７の一端が接続され、側管３７の他端は流量制御部３５Ｃを介して前記Ｎ2ガス供給源３６に接続されている。また図１中各Ｖはバルブであり、後述の制御部５により互いに独立して開閉が制御される。
【００２３】
流量制御部３５Ａ〜３５Ｃはバルブやマスフローコントローラにより構成されており、制御部５からの制御信号に基づいて下流側へのＮ2ガスの供給量を制御する。離型剤貯留部３２にＮ2ガス供給源３６から供給されるＮ2ガスの流量に応じて、離型剤貯留部３２の離型剤が気化して既述のガス吐出口２４へ供給される。この離型剤は例えばフッ素基を含むシランカップリング剤材料である。純水貯留部３３中の純水も同様に、前記Ｎ2ガスの流量に応じてガス吐出口２４へ供給される。また、各バルブＶの開閉により、ガス吐出口２４への気化した離型剤である成膜ガス、気化した純水、Ｎ2ガスの夫々の給断を行えるように構成されている。
【００２４】
前記排気溝４１について説明する。排気溝４１はガス処理部２を上方へ向かって形成されており、ガス処理部２を側方へ向かって形成された流路４２を介して配管４３の一端に接続される。図１に示す排気溝４１の幅Ｌ３は例えば２ｍｍ〜５ｍｍである。配管４３の他端は真空ポンプなどにより構成される排気機構４４に接続されている。また、前記排気溝４１を下側から塞ぐようにリング状の排気口形成板４５が設けられている。この排気口形成板４５には当該排気口形成板４５の周方向に沿って多数の排気口４６が形成されている。凹部２２から見て外側へ周方向に均一性高く排気できるように各排気口４６の数、大きさが設定される。
【００２５】
続いてパージガス供給部５１について説明する。パージガス供給部５１は既述のように下方に向けて突出しており、その内部には排気溝４１を囲うようにリング状のガス供給溝５２が設けられている。ガス供給溝５２は下側から上側に向かって形成されており、このガス供給溝５２はガス処理部２を外側に向かって形成された流路５３を介して配管５４の一端に接続されている。配管５４の他端は流量制御部３５Ａ〜３５Ｃと同様に構成された流量制御部３５Ｄを介して前記Ｎ2ガス供給源３６に接続されている。
【００２６】
パージガス供給部５１の下端は、前記ガス供給溝５２を下側から塞ぐように設けられたリング状のガス吐出口形成板５５として構成されている。このガス吐出口形成板５５には周方向に沿って多数のパージガス吐出口５６が形成されている。このパージガス吐出口５６は、テンプレートＴの外側領域Ｔ２に向けて周方向に略均一にパージガスであるＮ2ガスを供給できるような数、大きさを持つように形成される。パージガス供給部５１の下端はテンプレートＴの外側領域Ｔ２上に近接して設けられ、内側へ向かうパージガスの圧力を高め、離型膜を形成する成膜ガスがテンプレートＴの側方に回り込むことを防ぐ。図１に示す前記外側領域Ｔ２からパージガス供給部５１の下端までの高さｈ２は例えば０．１ｍｍ〜１．０ｍｍである。
【００２７】
続いて成膜装置１に設けられる制御部５について説明する。制御部５はコンピュータにより構成され、プログラム格納部を備えている。このプログラム格納部には、後述の作用で説明する離型膜形成処理が行われるように命令が組まれたプログラムが格納される。前記プログラム格納部に格納されたプログラムが制御部５に読み出され、制御部５は成膜装置１の各部へ制御信号を送信する。それによって、ステージ１１及び昇降ピン１８の昇降、流量制御部３５Ａ〜３５ＤによるＮ2ガスの下流側への供給量、各バルブＶの開閉による各ガスのテンプレートＴへの供給及び供給の停止などが制御され、後述の作用が実施される。このプログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、マグネットオプティカルディスクまたはメモリーカードなどの記憶媒体に収納された状態でプログラム格納部に格納される。
【００２８】
続いて、成膜装置１の動作を示す図５〜図１０を参照しながら当該成膜装置１による処理工程について説明する。また、テンプレートＴの表面状態を概略的に示す図１１〜図１４についても適宜参照しながら説明する。これらの各図中では、矢印でテンプレートＴの周囲における各ガスの流れを示しており、パージガス供給部５１から吐出されるパージガスを点線の矢印で、本体部２１から吐出される各種のガスを実線の矢印で夫々示している。
【００２９】
例えば、ステージ１１の吸引口１２及びガス処理部２の排気口４６からはモジュールの稼働中、常に排気が行われている。搬送ユニット１０によりテンプレートＴが待機位置に位置するステージ１１上に搬送されると、昇降ピン１８が上昇してテンプレートＴの裏面を突き上げ、搬送ユニット１０がステージ１１上から退避して昇降ピン１８が下降し、テンプレートＴが吸引口１２に吸着されて保持される。このテンプレートＴの転写パターン形成領域Ｔ１には前段のモジュールにて処理されることで、図１１に示すようにその表面にＯＨ基（ヒドロキシ基）が形成されている。ヒータ１６によりステージ１１が昇温し、テンプレートＴが加熱される。然る後、ステージ１１が処理位置へと上昇する（図５）。
【００３０】
続いてパージガス供給部５１のパージガス吐出口５６からテンプレートＴの外側領域Ｔ２にパージガスが吐出される。パージガスは外側領域Ｔ２表面をテンプレートＴの内側及び外側に向かって広がり、テンプレートＴの内側に向かったパージガスは排気口４６から除去される（図６）。ヒータ２６が昇温して凹部２２及びガス流路２５内が加熱されると共にテンプレートＴがさらに加熱され、例えば１５０℃になる。然る後、離型剤貯留部３２にＮ2ガスが供給され、貯留部３２内の離型剤が気化して成膜ガスとなり、本体部２１のガス吐出口２４から凹部２２内に供給される。この成膜ガスは凹部２２の外側の排気口４６から排気されているためテンプレートＴの転写パターン形成領域Ｔ１表面を外側に向かって外側領域Ｔ２へと流れる（図７）。
【００３１】
そして前記成膜ガスは、ガス規制部２７とテンプレートＴとの隙間を通過して凹部２２の外側へと流れ、排気口４６からの吸引力を受けると共にテンプレートＴを内側へと向かうパージガスの圧力を受けて、テンプレートＴの側方へ回り込むことが阻まれ、前記パージガスと共に排気口４６に吸引されてテンプレートＴの表面から除去される（図７）。テンプレートＴの転写パターン形成領域Ｔ１は、この成膜ガスのガス流に曝され、図１２に示すように離型剤の分子６１が吸着し、この分子６１が次第に堆積され、分子層６２が転写パターン形成領域Ｔ１に形成される。図１２では図１１に示したテンプレートＴ表面のＯＨ基は便宜上省略している。
【００３２】
次いで純水貯留部３３にＮ2ガスが供給され、貯留部３３内の純水が気化して水蒸気となり、凹部２２内に当該水蒸気と成膜ガスとの混合ガスが供給される。この混合ガスは単独の成膜ガスと同様に転写パターン形成領域Ｔ１の表面を流れ、パージガスによりテンプレートＴの側面への回りこみが防がれて排気口４６から除去される（図８）。混合ガス中の離型剤の分子６１が転写パターン形成領域Ｔ１にさらに吸着すると共に、混合ガス中の水蒸気により離型剤の分子６１の末端を構成し、化学式で−ＯＲとして示される原子団が加水分解され、離型剤の分子６１がＯＨ基を有するように変化する。転写パターン形成領域Ｔ１の表面に吸着された離型剤の分子６１のＯＨ基と、当該転写パターン形成領域Ｔ１のＯＨ基とが脱水縮合し、離型剤の分子６１と転写パターン形成領域Ｔ１とが結合され、転写パターン形成領域Ｔ１に離型膜６３が蒸着する。図１３ではこのようにテンプレートＴの表面と結合した離型剤の分子６１について斜線を付して示し、結合していない離型剤の分子６１には図１２同様に斜線を付けずに示している。
【００３３】
ステージ１１のヒータ１６及び本体部２１のヒータ２６によりテンプレートＴが例えば１５０℃に加熱され、テンプレートＴの表面に結合した離型剤の分子６１同士の結合が促進される焼成処理が行われる。続いて、前記混合ガスの凹部２２への供給が停止すると共に凹部２２にＮ2ガスが供給される。このＮ2ガスは前記単独の成膜ガス及び混合ガスと同様にテンプレートＴ表面を流れて除去される。このＮ2ガスに押し流されて、ガス流路２５及び凹部２２に付着した離型剤の分子６１及び水がこれらガス流路２５及び凹部２２から除去される。また、図１４に示すようにテンプレートＴにおいて当該テンプレートＴのＯＨ基との縮合が起こらずにテンプレートＴに付着している余剰の離型剤の分子６１が、このＮ2ガスに押し流されてテンプレートＴ表面から除去され、排気口４６から吸引される。
【００３４】
その後、凹部２２のガス吐出口２４及びパージガス吐出口５６からのＮ2ガスの供給が停止し、ステージ１１が待機位置へと下降し（図１０）、搬入時とは逆の動作でテンプレートＴが搬送ユニット１０に受け渡され、成膜装置１から搬出される。ところで、複数の離型剤分子６１はガスの流路中に含まれる水分と反応することにより互いに結合するが、このように互いに結合した状態でテンプレートＴに供給された離型剤分子６１はテンプレートＴと結合できない。そこで、上記の成膜処理ではこのような状態で離型剤分子６１がテンプレートＴに供給されることを防ぐために、最初に水蒸気を含まない離型剤単独の成膜ガスを供給している。そして、上記の例では単独の成膜ガスから成膜ガスと水蒸気との混合ガスに切り替えて処理を行っているが、この混合ガスの代わりに水蒸気を単独でテンプレートＴに供給してもよい。上記の処理ではテンプレートＴ表面の未反応のＯＨ基に対して離型剤分子６１を供給して、離型膜６３を補完する目的から水蒸気と共に成膜ガスを供給している。
【００３５】
この成膜装置１は、テンプレートＴの表面中央部の転写パターン形成領域Ｔ１に局所的に成膜ガスを供給する本体部２１と、テンプレートＴの外側領域Ｔ２にパージガスを供給するパージガス供給部５１と、この外側領域Ｔ２表面においてパージガス供給部によるパージガスの供給位置よりも内側位置を排気してテンプレートＴ表面を内側へ向かうパージガス及びテンプレートＴを外側へと向かう成膜ガスとを除去する排気口４６とを備えている。従って、成膜ガスがテンプレートＴの側面及び裏面に回り込んで当該側面及び裏面に離型膜６３が形成されることを防ぐと共に転写パターン形成領域Ｔ１に離型膜６３を形成することができる。従って、テンプレートＴの側面を押圧して規制することにより位置合わせしたり、テンプレートＴの裏面を吸着保持するときに前記側面及び裏面の離型膜からパーティクルが発生することを防ぐことができる。また、前記位置合わせや吸着保持の際に前記離型膜によりテンプレートＴの位置ずれが起きることを防ぐことができる。
【００３６】
ところで、上記の例では液体である離型剤を気化させてテンプレートＴに供給している。液体状態の離型剤に不純物が含まれていても、気化させることでこの不純物を含まない気体状態の離型剤を精製することができる。従って、上記のように気体状態の離型剤をテンプレートＴに供給して離型膜を形成することで、液体状態の離型剤を供給して離型膜を形成するよりも離型膜に不純物が含まれることを防ぐことができる。従ってレジストパターンを形成するにあたり、この不純物がレジストパターンに付着することを防ぐことができ、半導体装置のスループットの低下を防ぐことができる。
【００３７】
また、前記液体状態の離型剤を用いて離型膜を形成する場合、余剰の離型剤が転写パターン形成領域Ｔ１の凹部に残ることになる。このように離型剤供給後に洗浄液をテンプレートＴに供給して前記凹部内の余剰の処理液を除去するときに、上記のように転写パターンが微細であると既に前記離型剤がすでに満たされている凹部に洗浄液が進入し難くなる。従って、液体状態の離型剤を用いる場合に比べて上記のように気体状態の離型剤により離型膜を形成する場合には、当該離型剤供給後に後述のように気体の離型剤供給後に洗浄処理を行うときに、より確実に余剰の離型剤の分子を除去することができるという利点がある。
【００３８】
上記の成膜装置１では、離型膜の蒸着処理に続いて離型膜の焼成処理及び余剰の離型剤の除去処理を行っているが、より確実に余剰の離型剤の除去を行うために成膜装置１で上記の処理を行った後、テンプレートＴを当該テンプレートＴに洗浄液を供給して洗浄して前記離型剤を除去する洗浄モジュールに搬送し、この洗浄処理後にテンプレートＴをパターン形成に使用してもよい。また、上記の一連の処理で離型膜の焼成が行われない温度に各ヒータの出力を設定し、焼成処理についてはテンプレートＴを装置１とは別の加熱モジュールに搬送して行ってもよい。つまり、成膜装置１で上記の手順で処理を行った後、テンプレートＴを前記加熱モジュールに搬送して焼成処理を行ない、この加熱モジュールによる焼成処理後に前記洗浄モジュールで洗浄せずに使用してもよいし、前記焼成処理後に上記のように確実に余剰の離型膜を除去するため洗浄モジュールで洗浄した後に使用してもよい。
【００３９】
上記の例では、成膜ガス供給時にテンプレートＴを加熱するヒータは例えば赤外線をテンプレートＴに照射してテンプレートＴを加熱するように構成してもよい。図１５はそのような例を示している。この例ではステージ１１及び本体部２１にヒータ１６、２６が設けられる代わりに、ステージ１１の下方に赤外線照射部６１が設けられている。赤外線照射部６１は上方へ向けて赤外線を照射する。昇降ピン１８を支持する支持台１８ａ及びステージ１１には開口部６２、６３が各々設けられており、赤外線照射部６１から照射された赤外線はこれら開口部６２、６３を介してテンプレートＴに供給されて当該テンプレートＴを加熱する。
【００４０】
また、テンプレートＴの裏面を吸着保持し、パターン形成領域Ｔ１を下方に向けて配置し、このように配置されたテンプレートＴに対して処理を行うようにしてもよい。この場合、ガス処理部２は凹部２２、排気口４６及びパージガス吐出口５６が上方へ向けて開口するように配置する。つまり、図１の例とは上下逆にガス処理部２を配置する。このようにテンプレートＴの向きに応じてガス処理部２の向きは任意に設定することができ、例えばパターン形成領域Ｔ１が側方を向くようにテンプレートＴを配置し、前記凹部２２、排気口４６及びパージガス吐出口５６横方向に向くようにガス処理部２を配置してもよい。また、上記の成膜装置１では成膜ガスを供給する凹部２２は円形に構成しているが、角型に構成してもよい。また、パージガス供給部５１は角型のリング状に形成してもよく、排気口４６についても角型のリングに沿うように配置することができる。
【００４１】
さらに上記の例では、本体部２１にガス規制部２７を設けて凹部２２を形成していたが、ガス規制部２７及び凹部２２を設けず、例えば図１６に示すように本体部２１のテンプレートＴに対向する面を扁平面２９とし、当該扁平面２９にガス吐出口２４を開口させてもよい。また、ガス規制部２７の形状も上記の例に限られず、山型であってもよい。図１７はそのように山型に構成されたガス規制部２７を備えた成膜装置１を示している。
【００４２】
また、上記の例では成膜ガスがテンプレートＴの側方に回り込むことを防ぐためにパージガス供給部よりパージガスを供給していたが、その代わりに洗浄液供給部を設けて純水等の洗浄液を供給することにより成膜ガスの流出を防止してもよい。この場合、テンプレートＴの側面へ洗浄液が流れ込まないように、洗浄液供給部の外側の側壁にシール部材を設けて、テンプレートＴの外縁よりも内側の領域に接触させるようにするとよい。図１８はそのような構成例を示しており、洗浄液供給部６４は、パージガスの代わりに前記洗浄液を供給することを除いてパージガス供給部５１と略同様に構成されている。図中６５が前記シール部材であり、洗浄液供給部６４の外側に洗浄液供給部６４の全周に亘って設けられ、洗浄液供給部６４と共にテンプレートＴに対して昇降する。図１８に示すようにテンプレートＴに供給された洗浄液は、パージガスと同様、成膜ガスと共に排気口４６から除去される。
【００４３】
続いて上記の成膜装置１に相当する成膜モジュール１２５が含まれたインプリントシステム１００について、平面図である図１９及び斜視図である図２０を参照しながら説明する。この例では、前記成膜モジュール１２５において図１１〜図１３で説明した離型膜６３の形成処理を行い、以降の離型膜６３の焼成処理及び余剰の離型剤分子６１の除去処理は他のモジュールにより行う。
【００４４】
インプリントシステム１００は、テンプレート搬入出ステーション１１１、処理ステーション１２１、インターフェイスステーション１３１、インプリントユニット１４１、ウエハ搬入出ステーション１５１をこの順に直線状に配列して構成されている。テンプレート搬入出ステーション１１１は、インプリントシステム１００の外部から搬送されたテンプレートカセット１１２が載置され、テンプレートカセット１１２は前記テンプレートＴをパターン形成領域Ｔ１が上方に向くように複数格納する。図中１１３はテンプレート搬送体である。
【００４５】
処理ステーション１２１には、その中心部に前記搬送ユニット１０に相当するテンプレートＴの搬送ユニット１２２が設けられ、その周辺には６つの棚状の処理ブロックＧ１〜Ｇ６が配置されている。搬送ユニット１２２はこれら処理ブロックＧ１〜Ｇ６を構成する各モジュール間でテンプレートＴを受け渡す。第１の処理ブロックＧ１は受け渡しモジュールＴＲＳ１、前記焼成処理を行う加熱モジュール１２３、テンプレートＴを冷却する温度調節モジュールＣＰＬ、ＵＶモジュール１２４及び前記成膜モジュール１２５が積層されて構成されている。
【００４６】
ＵＶモジュール１２４は離型膜を形成する前にテンプレートＴに紫外線を照射してその表面を洗浄し、当該表面にＯＨ基を形成するためのモジュールである。
受け渡しモジュールＴＲＳ１はステーション間でのテンプレートの受け渡しを仲介するためのモジュールである。第２の処理ブロックＧ２は、第１の処理ブロックＧ１と同様に構成されており、当該第２の処理ブロックＧ２に受け渡しモジュールはＴＲＳ２として示している。
【００４７】
第３の処理ブロックＧ３及び第４の処理ブロックＧ４は、後洗浄モジュール１２６と検査モジュール１２７とにより構成されている。後洗浄モジュール１２６は使用後のテンプレートＴに洗浄液を供給して離型膜の除去を行う。検査モジュール１２７は、後洗浄モジュールで処理後のテンプレートＴの検査を行い、テンプレートＴを再使用するか否かを決定するためのモジュールである。第５の処理ブロックＧ５及び第６の処理ブロックＧ６は洗浄モジュール１２８とケミカル室１２９とにより構成されている。洗浄モジュール１２８は上記のようにテンプレートＴに洗浄液を供給して余剰の離型剤を除去する。ケミカル室１２９は各モジュールに処理液を供給するためのユニットである。
【００４８】
インターフェイスステーション１３１には、テンプレート搬送体１３２と、テンプレートＴの表裏面を反転させる反転モジュール１３３と、複数のテンプレートＴを一時的に保管するバッファモジュール１３４とが配置されている。テンプレート搬送体１３２は、これらのモジュールとインプリントユニット１４１と処理ブロックＧ２の受け渡しモジュールＴＲＳ２との間でテンプレートＴを受け渡す。
【００４９】
インプリントユニット１４１は、ウエハＷ表面にレジスト膜を塗布する塗布機構、テンプレートＴの側面の位置を押圧して規制するアライメント機構、前記位置が規制されたテンプレートＴの裏面を吸着保持し、レジスト膜が形成されたウエハＷ表面に押し付けてレジストパターンを形成するための保持機構及び紫外線を照射して前記レジストパターンを硬化させる紫外線照射機構を備えている。ウエハ搬入出ステーション１５１は、外部から搬送されたウエハカセット１５２が載置されるステーションであり、ウエハカセット１５２には複数枚のウエハＷが格納されている。図中１５３はウエハＷの向きを調整するアライメントモジュール、図中１５４はウエハ搬送体である。
【００５０】
テンプレートカセット１１２からテンプレート搬送体１１３により取り出されたテンプレートＴは受け渡しモジュールＴＲＳ１に搬送され、以降、搬送ユニット１２２によりＵＶモジュール１２４、成膜モジュール１２５、加熱モジュール１２３、温度調整モジュールＣＰＬ、洗浄モジュール１２８にこの順に搬送されて、紫外線照射によるテンプレートＴ表面のＯＨ基の形成処理、離型膜形成処理、離型膜の焼成処理、温度調整処理、未反応の余剰な離型剤の除去処理を順次受けた後、受け渡しモジュールＴＲＳ２に搬送される。次いで、テンプレート搬送体１３２により反転モジュール１３３に搬送されて転写パターン形成領域Ｔ１が下方に向けられ、テンプレート搬送体１５３によりインプリントユニット１４１に搬送され、当該インプリントユニット１４１の保持機構に保持される。
【００５１】
一方、ウエハ搬送体１５３によりウエハカセット１５２からウエハＷが取り出され、アライメントモジュール１５３でアライメントされた後、インプリントユニット１４１に搬送される。インプリントユニット１４１ではウエハＷにレジスト膜が形成され、当該レジスト膜に前記離型膜が形成された転写パターン形成領域Ｔ１が押しつけられてレジストパターンが形成される。そしてレジスト膜に紫外線が照射され、前記レジストパターンが硬化する。
【００５２】
前記レジストパターン硬化後、ウエハＷはウエハ搬送体１５３によりウエハカセット１５２に戻される。テンプレートＴは反転モジュール１３３で転写パターン形成領域Ｔ１が上方に向けられた後、受け渡しモジュールＴＲＳ２に搬送される。その後、搬送ユニット１２２により後洗浄モジュール１２６、検査モジュール１２７に順次搬送され、洗浄処理及び検査処理を受けた後、受け渡しモジュールＴＲＳ１に搬送され、テンプレート搬送体１１３によりテンプレートカセット１１２に戻される。成膜装置１の処理で説明したように成膜モジュール１２５で焼成処理を行う場合は加熱モジュール１２３への搬送を省略することができ、また洗浄モジュール１２６への搬送を省略してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
Ｔ      テンプレート
Ｔ１    転写パターン形成領域
Ｔ２    外側領域
１      成膜装置
２      ガス処理部
１１    ステージ
２１    本体部
２４    ガス吐出口
４６    排気口
５１    パージガス供給部
５６    パージガス吐出口
５      制御部
【図１】
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【図２】
0005630415.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005630415.tif 000007
【図７】
0005630415.tif 000008
【図８】
0005630415.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
0005630415.tif 000017
【図１７】
0005630415.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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