JP2021057596A - フォトレジストウエハの露光後プロセスの方法及び装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】リソグラフィの露光／現像解像度の向上のための浸漬フィールドガイド式の露光後ベークプロセスを実施する、方法と装置を提供する。【解決手段】装置７００の実施形態は、処理容積を画定するチャンバ本体７０２を含む。ペデスタルが処理容積内に配置されていてよく、第１の電極７０８がペデスタルに連結されていてよい。ペデスタルの反対側にチャンバ本体７０２を通って可動ステムが遠心していてよく、第２の電極７５０がこの可動ステムに連結されていてよい。ある実施形態では、誘電性閉じ込めリングがペデスタルに連結されていてよく、誘電性閉じ込めリングは第２の電極７５０に連結されていてよい。【選択図】図７

Description

本開示は、概して、基板を処理するための方法及び装置に関する。より具体的には、フォトリソグラフィプロセスを改良する方法及び装置に関する。
集積回路は、単一のチップ上に何百万もの部品（例えばトランジスタ、コンデンサ、及び抵抗）を含み得る、複雑な装置へと進化してきた。フォトリソグラフィは、チップ上に部品を形成するために使用され得るプロセスである。概して、フォトリソグラフィのプロセスには、いくつかの基礎段階が含まれる。最初に、基板上にフォトレジスト層が形成される。化学的に増幅されたフォトレジストは、レジスト樹脂及び光酸発生剤を含み得る。光酸発生剤は、この後の露光段階で電磁放射に露光されると、現像プロセスにおけるフォトレジストの溶解性を変化させる。電磁放射は、任意の好適な波長を有し得、例えば、１９３ｎｍのＡｒＦレーザ、電子ビーム、イオンビーム、または他の好適な放射源からのものであり得る。
露光段階において、基板の特定の領域を選択的に電磁放射に露光させるため、フォトマスクまたはレチクルが使用され得る。他の露光法は、マスクレス露光法であり得る。光酸発生剤は光への露光によって分解され得、それによって酸が生成され、レジスト樹脂内に潜在的な酸の画像がもたらされる。露光の後、基板は、露光後ベークプロセスにおいて加熱され得る。露光後ベークプロセスの間、光酸発生剤によって生成された酸は、レジスト樹脂と反応し、この後の現像プロセスの間のレジストの溶解性を変化させる。
露光後ベークの後、基板、特にフォトレジスト層は、現像されリンスされる。使用されたフォトレジストのタイプに応じて、電磁放射に露光された基板の領域は、除去に対する耐性を有するか、またはより除去され易くなるかのどちらかであり得る。現像及びリンスの後、マスクのパターンは、ウェットまたはドライのエッチングプロセスを使用して、基板に転写される。
チップの設計の進化によって、絶えず、より高速でより高密度な回路が必要とされる。より高密度の回路への需要によって、集積回路部品の寸法の縮小が必要となる。集積回路部品の寸法が縮小するにつれて、より多くの要素が半導体集積回路上の所与のエリア内に配置されることが求められる。それに応じて、リソグラフィ処理は、さらにより小さな特徴を基板上に転写しなければならず、それは、精密に、正確に、かつ損傷なく行われなければならない。特徴を精密かつ正確に基板上に転写するために、高解像度リソグラフィは、短波長の放射を提供する光源を使用し得る。短波長は、基板またはウエハ上の最小プリント可能サイズを縮小することに資する。しかし、短波長リソグラフィは、低スループット、ラインエッジラフネスの増大、及び／またはレジスト感度の低下といった問題に悩まされる。
最近の展開では、リソグラフィの露光／現像解像度の向上のため、電磁放射が伝達されるフォトレジスト層の一部分の化学的特性を変化させるように、露光プロセスの前または後に基板上に配置されたフォトレジスト層に電場を形成するのに、電極アセンブリが利用される。しかし、こうしたシステムを実施するための課題は克服されていない。
したがって、フォトリソグラフィプロセスを改良する方法及び装置の改良が必要とされている。
一実施形態で、基板処理装置が提供される。装置は、処理容積を画定するチャンバ本体と、処理容積内に配置されたペデスタルを含む。１つ以上の流体源がペデスタルを通して処理容積に連結されていてよく、ドレインがペデスタルを通して処理容積に連結されていてよい。第１の電極がペデスタルに連結されており、流体閉じ込めリングが、第１の電極から径方向外側に、ペデスタルに連結されている。可動ステムが、ペデスタルの反対側に配置されていてよく、チャンバ本体を通って延伸していてよい。第２の電極が、このステムに連結されていてよい。
別の実施形態で、基板処理装置が提供される。装置は処理容積を規定するチャンバ本体を含み、処理容積内にはペデスタルが配置されている。ドレインがペデスタルを通して処理容積に連結されていてよく、第１の電極がペデスタルに連結されていてよい。流体閉じ込めリングが、第１の電極から径方向外側に、ペデスタルに連結されていてよい。可動ステムが、ペデスタルの反対側に配置されていてよく、チャンバ本体を通って延伸していてよい。第２の電極がステムに連結されていてよく、誘電性閉じ込めリングが第２の電極に連結されていてよい。１つ以上の流体源が、誘電性閉じ込めリングを通して処理容積に連結されていてよい。
さらに別の実施形態で、基板処理装置が提供される。本装置は、処理容積を画定するチャンバ本体を含む。ペデスタルが処理容積内に配置されていてよく、第１の電極がペデスタルに連結されていてよい。可動ステムが、ペデスタルの反対側に配置されていてよく、チャンバ本体を通って延伸していてよい。第２の電極がステムに連結されていてよく、誘電性閉じ込めリングが第２の電極に連結されていてよい。エラストマのＯリングが、第２の電極の反対側で誘電性閉じ込めリングに連結されていてよい。１つ以上の流体源、１つのドレイン、及び１つのパージガス源が、それぞれ誘電性閉じ込めリングを通して処理容積に連結されていてよい。
本開示の上記の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって受けられ得る。実施形態のうちの一部は、添付の図面に示される。しかし、他の等しく有効な実施形態も許容され得ることから、付随する図面は典型的な実施形態しか例示しておらず、従って、その範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、処理位置にある図１のチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、処理位置にある図５のチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバの断面図を概略的に示す。 本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークプロセスを実施する方法の諸工程を示す。
理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくても、他の実施形態に有益に組み込まれ得ることが想定されている。
図１は、本明細書に記載の一実施形態による処理チャンバ１００の概略断面図を示す。処理チャンバ１００は、処理空間１０４を画定するチャンバ本体１０２を含む。ポンプ１７２が、チャンバ本体１０２を通じて処理容積１０４に流体的に連結されていてよく、処理容積１０４内に真空を生成するか、または流体及び他の物質を処理容積１０４から排出するように構成されていてよい。処理する基板の入口と出口を設けるため、チャンバ本体１０２内にスリットバルブ１４８が形成されていてよい。スリットバルブドア１５０が、スリットバルブ１４８に隣接するチャンバ本体１０２に連結されていてよい。概して、チャンバ本体１０２は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、及びそれらの合金といった、浸漬フィールドガイド式露光後ベーク（ｉＦＧＰＥＢ）プロセスを中で実施するのに好適な材料から形成されていてよい。チャンバ本体１０２はまた、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）といったポリマー、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）といった高温塑性体のような、様々な他の材料から形成されていてもよい。
ペデスタル１０６が処理空間１０４内に配置され得、チャンバ本体１０２に連結され得る。一実施形態では、ペデスタル１０６は、チャンバ本体１０２に固定可能に連結されていてよい。別の実施形態では、ペデスタル１０６は、チャンバ本体１０２に回転可能に連結されていてよい。この実施形態では、モータ（図示せず）がペデスタル１０６に連結されていてよく、モータは、ペデスタル１０６に回転運動を与えるように構成されていてよい。ペデスタル１０６の回転は、基板の処理後に、基板を高速回転乾燥するのに用いられ得ると想定されている。
第１の電極１０８が、ペデスタル１０６に連結されていてよい。第１の電極１０８は、ペデスタル１０６に固定可能に連結されているか、またはペデスタル１０６に回転可能に連結されていてよい。第１の電極１０８がペデスタル１０６に回転可能に連結されている実施形態では、第１の電極１０８の回転は、処理後の基板を高速回転乾燥させるのに利用されてよい。第１の電極１０８は、電気的に導電性の金属材料から形成されていてよい。加えて、第１の電極１０８に利用される材料は、非酸化性材料であってよい。第１の電極１０８用に選択された材料は、第１の電極１０８の表面全体にわたって所望の電流均一性と低抵抗性をもたらすものであってよい。ある実施形態では、第１の電極１０８は、第１の電極１０８の表面全体にわたって電圧の非均一性をもたらすように構成された、セグメント化電極であってよい。この実施形態では、第１の電極の種々のセグメントに電力を供給するため、複数の電源が利用され得る。
流体閉じ込めリング１１２が、第１の電極１０８から径方向外側にペデスタル１０６に連結されていてよい。流体閉じ込めリング１１２は、セラミック材料または高温可塑性材料といった、非導電性材料から製造されていてよい。ペデスタル１０６と流体閉じ込めリング１１２はほぼ同じ直径を有し得、流体閉じ込めリング１１２から第１の電極１０８までの径方向内側への距離は、約０．１ｃｍと約０．３ｃｍの間、例えば約０．５ｃｍと約２．０ｃｍの間、例えば約１．０ｃｍであってよい。流体閉じ込めリング１１２は、ペデスタル１０６から延伸し、処理容積１０４をさらに画定していてよい。概して、流体閉じ込めリング１１２の頂部は、スリットバルブ１４８が占める平面と同一平面であるか、またはその下に配置されていてよい。
ペデスタル１０６は、その中を通るように配置された１つ以上の導管を含んでいてよく、一体配置された加熱装置（図示せず）が、導管内を流れる流体を予熱するためにペデスタル１０６内に配置されていてよい。処理流体源１１６が、導管１１４を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。導管１１４は、処理流体源１１６から、チャンバ本体１０２とペデスタル１０６を通って、処理容積１０４まで延伸していてよい。一実施形態では、流体出口１２４が、第１の電極１０８から径方向外側かつ流体閉じ込めリング１１２から径方向内側に、ペデスタル１０６内に形成されていてよい。流体出口１２４と処理流体源１１６との間で、導管１１４上にバルブ１１８が配置されていてよい。リンス流体源１２０もまた、流体導管１１４を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。流体出口１２４とリンス流体源１２０との間で、導管１１４上にバルブ１２２が配置されていてよい。処理流体源１１６は、ｉＦＧＰＥＢプロセス中、電場を印加する間に利用する流体を送達するように構成されていてよい。リンス流体源１２０は、ｉＦＧＰＥＢプロセスが実施された後に基板をリンスするための流体を送達するように、構成されていてよい。
ドレイン１２８が、導管１２６を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。導管１２６は、ドレイン１２８から、チャンバ本体１０２とペデスタル１０６を通って延伸していてよい。一実施形態では、第１の電極１０８から径方向外側かつ流体閉じ込めリング１１２から径方向内側に、流体入口１３２がペデスタル１０６内に形成されていてよい。流体入口１３２とドレイン１２８との間で、導管１２６上にバルブ１３０が配置されていてよい。処理流体源１１６からの流体やリンス流体源１２０からの流体といった流体は、流体入口１３２及びドレイン１２８を介して、処理容積１０４から除去され得る。
真空源１３６が、導管１３４を介して第１の電極１０８の頂表面に連結されていてよい。導管１３４は、チャンバ本体１０２、ペデスタル１０６、及び第１の電極１０８を通って延伸していてよい。示されるように、基板１１０が、第１の電極１０８上に配置されていてよい。基板１１０が第１の電極１０８上に位置している場合、導管１３４は、基板１１０に覆われた領域の下に位置していてよい。真空源１３６は、基板１１０を第１の電極１０８に対して固着するため、真空に引くように構成されていてよい。ある実施形態では、静電気チャックまたは機械的装置（即ちリング、ピンなど）といった他の手段によって基板が第１の電極１０８上に固着している場合、真空源１３６及び導管１３４はオプションであってよい。
熱源１４０が、導管１３８を介して、第１の電極１０８に電気的に連結されていてよい。熱源１４０は、第１の電極１０８内に配置された抵抗ヒータといった、１つ以上の加熱要素に対して電力を供給し得る。熱源１４０は、ペデスタル１０６内に配置された加熱要素に対して電力を供給し得ることもまた、想定されている。ｉＦＧＰＥＢプロセスの間の流体の予熱を促進するため、熱源１４０は、概して第１の電極１０８及び／またはペデスタル１０６を加熱するように構成されている。一実施形態では、熱源１４０は、第１の電極１０８を約７０°Ｃと約１３０°Ｃの間の温度、例えば約１１０°Ｃまで加熱するように構成されていてよい。他の実施形態では、処理流体源１１６及び／またはリンス流体源１２０から処理容積１０４に流入する流体を予熱するため、熱源は導管１１４に連結されていてよい。温度感知装置１４２もまた、導管１３８を介して、第１の電極１０８に連結されていてよい。熱電対などといった温度感知装置１４２は、温度のフィードバックを提供し第１の電極１０８の加熱を促進するため、熱源１４０に通信可能に連結されていてよい。
電源１４４もまた、導管１３８を介して、第１の電極１０８に連結されている。電源１４４は、例えば約１Ｖと約２０ｋＶの間の電力を、第１の電極に供給するように構成されていてよい。利用される処理流体のタイプに応じて、電源１４４によって生成される電流は、何十ナノアンペアから何百ミリアンペアのオーダーであってよい。一実施形態では、電源１４４は、約１ｋＶ／ｍから約２ＭｅＶ／ｍの範囲の電場を形成するように構成されていてよい。いくつかの実施形態では、電源１４４は、電圧制御モードまたは電流制御モードのどちらでも動作するように構成されていてよい。どちらのモードでも、電源は、ＡＣ、ＤＣ、及び／またはパルスＤＣの波長を出力し得る。望ましい場合には、方形波または正弦波が利用されてよい。電源１４４は、約０．１Ｈｚと約１ＭＨｚの間、例えば約５ｋＨｚの周波数で電力を提供するように構成されていてよい。パルスＤＣ電力またはＡＣ電力のデューティサイクルは、約５％と約９５％の間、例えば約２０％と約６０％の間であり得る。
パルスＤＣ電力またはＡＣ電力の立ち上がり及び立ち下がり時間は、約１ｎｓと約１０００ｎｓの間、例えば約１０ｎｓと約５００ｎｓの間であり得る。温度感知装置１４６もまた、導管１３８を介して、第１の電極１０８に連結されていてよい。電圧計などといった感知装置１４６は、電気的なフィードバックを提供し第１の電極１０８に印加される電力の制御を促進するため、電源１４４に通信可能に連結されていてよい。感知装置１４６はまた、電源１４４を介して、第１の電極１０８に印加される電流を感知するようにも構成されていてよい。
可動ステム１５２が、チャンバ本体１０２を通ってペデスタル１０６の反対側に配置されていてよい。ステム１５２は、Ｚ方向に（即ちペデスタル１０６に向かって、またペデスタル１０６から離れて）移動するように構成されており、示されている非処理位置と、（図２で示される）処理位置との間で移動され得る。第２の電極１５４が、ステム１５２に連結されていてよい。第２の電極１５４は、第１の電極１０８と同一の材料から形成されていてよい。第１の電極１０８と同様、第２の電極は、ある実施形態ではセグメント化されていてよい。
パージガス源１５８が、導管１５６を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。導管１５６は、パージガス源１５８から、ステム１５２及び第２の電極１５４を通って延伸していてよい。ある実施形態では、ステム１５２に動作の余地を与えるため、導管１５６は、可撓性の材料から形成されていてよい。示されていないが、代替的な実施形態では、導管はステム１５２を通って、第２の電極１５４ではなく処理容積１０４へと延伸していてよい。ステム１５２とパージガス源１５８との間で、導管１５６上にバルブ１６０が配置されていてよい。パージガス源１５８によって提供されるガスは、ｉＦＧＰＥＢの処理中または処理後に処理容積１０４をパージするための、窒素、水素、不活性ガスなどを含み得る。望ましい場合は、パージガスは、ポンプ１７２を介して処理容積１０４から排出され得る。
熱源１７０、温度感知装置１６８、電源１６６、及び感知装置１６４が、導管１６２を介して第２の電極１５４と通信可能に連結されていてよい。熱源１７０、温度感知装置１６８、電源１６６、及び感知装置１６４は、熱源１４０、温度感知装置１４２、電源１４４、及び感知装置１４６と同様に構成されていてよい。
本明細書に記載した実施例は、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークプロセスを実施する、方法と装置に関する。本明細書で開示される方法及び装置は、フォトリソグラフィプロセスにおける、フォトレジスト感度及び生産性を増大し得る。露光後ベーク手順の間、光酸発生剤によって生成された酸がランダムに拡散することは、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスに寄与し、かつレジスト感度の低下に寄与する。フォトリソグラフィプロセスの間、フォトレジスト層に電場を印加するために、電極アセンブリが利用され得る。電場の印加は、光酸発生剤によって生成された荷電種の拡散を制御し得る。
フォトレジスト層と電極アセンブリとの間に画定された空隙によって、電極アセンブリに印加される電圧の低下がもたらされ得、それによって、不利なことに、フォトレジスト層に形成されるのが望ましい電場のレベルが低下する。電圧低下の結果、フォトレジスト層における電場のレベルは、フォトレジスト層の荷電種をある所望の方向へ動かしたり作り出したりするのには、不十分または不的確な電圧の電力となり得る。こうして、フォトレジスト層のラインエッジプロファイルの制御の低下が広まり得る。
こうして、フォトレジスト層と相互作用する電場のレベルを一定の望ましいレベルで維持するため、フォトレジスト層と電極アセンブリとの間に空隙が作り出されるのを防止するように、両者の間に中間媒体が配置され得る。そうすることによって、電場によって生成された荷電種は、不正確かつランダムな拡散に起因するラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを防止するように、ライン及び間隔の方向に沿った望ましい方向にガイドされ得る。したがって、制御されたまたは望ましいレベルの電場は、形成されたまま、露光及び／または現像プロセスに向けて、フォトレジスト層の正確性及び感度を増大し得る。一例においては、中間媒体は、スラリ、ゲル、または溶液といった、電極アセンブリから基板上に配置されたフォトレジスト層に伝達する際に印加される電圧レベルを規定の範囲に効率的に維持し得る、非気相の媒体であり得る。電場によって生成される電荷は、この中間媒体とフォトレジストとの間で伝達され得、それによって正味電流フローとなり得る。ある実施形態では、正味電流フローは、フォトレジストの反応特性を向上し得る（例えば反応速度の向上）。有利なことに、電源１４４を制御された電流で動作させることによって、中間媒体とフォトレジストとの間で伝達される電荷量の制御も、また可能になる。
図２は、本明細書に記載された一実施例による、処理位置にある図１のチャンバ１００の断面図を概略的に示す。ステム１５２は、ペデスタル１０６に向かって、処理位置へと動かされ得る。処理位置においては、第２の電極１５４と基板１１０との間の距離１７４は、約１ｍｍと約１ｃｍの間、例えば約２ｍｍであってよい。流体閉じ込めリング１１２によって画定され保持される処理容積１０４に対して、処理流体が送達され得、ステム１５２が処理位置に置かれるとき、第２の電極１５４は部分的にまたは完全に浸漬され得る。ｉＦＧＰＥＢプロセスを実施するため、電極１０８、１５４の一方または両方に、電力が印加され得る。
いくつかの実施形態においては、第１の電極１０８及び第２の電極１５４は、基板１１０によって規定されるｘ−ｙ平面に平行に電場を形成するように構成されている。例えば、電極１０８、１５４は、ｙ方向、ｘ方向またはｘ−ｙ平面上の他の方向のうちの１つに、電場を形成するように構成されていてよい。一実施形態においては、電極１０８、１５４は、ｘ−ｙ平面上かつ、基板１１０上にパターニングされていてよい潜在画像線の方向に、電場を形成するように構成されている。別の実施形態においては、電極１０８、１５４は、ｘ−ｙ平面上かつ、基板１１０上にパターニングされている潜在画像線の方向と垂直に、電場を形成するように構成されている。電極１０８、１５４は、追加で、または代わりに、ｚ方向、例えば基板１１０と垂直に、電場を形成するように構成されていてよい。
図３は、本明細書に記載の一実施形態によるｉＦＧＰＥＢチャンバ３００の概略断面図を示す。第３の電極３０２は、ある側面において、第２の電極１５４と同様であってよい。誘電性閉じ込めリング３０４もまた、ステム１５２の反対側で、第３の電極３０２に連結されていてよい。誘電性閉じ込めリング３０４は、第３の電極３０２の直径と同様の直径を有していてよい。誘電性閉じ込めリング３０４は、例えば、好適な誘電体特性を持つポリマーまたはセラミックといった、誘電体材料から形成されていてよい。Ｏリング３０８が、第３の電極３０２の反対側で、誘電性閉じ込めリング３０４に連結されていてよく、誘電性閉じ込めリング３０４の周囲を円周上に延伸していてよい。Ｏリング３０８は、ポリマーといったエラストマ材料から形成されていてよく、ステム１５２が処理位置に配置されているときに圧縮可能であってよい。
例えば、ステム１５２が（図２に示す）処理位置に配置されているとき、Ｏリング３０８は、第１の電極１０８の領域３１０またはペデスタル１０６の領域３１２にコンタクトし得る。第３の電極３０２の直径及び誘電性閉じ込めリング３０４の直径は、Ｏリング３０８がコンタクトする所望の領域３１０、３１２に応じて選択され得る。ドレイン１２８への流体的アクセスが限定されないようにするため、Ｏリング３０８と第３の電極３０２／誘電性閉じ込めリング３０４がペデスタル１０６の領域３１２にコンタクトするように構成されているとき、Ｏリング３０８がコンタクトする点は、流体入口１３２から径方向内側であることが想定されている。Ｏリング３０８は、ステム１５２が処理位置に配置されているとき、基板１１０の除外ゾーンにコンタクトするようにサイズ決め及び位置決めされていても、またよい。概して、基板１１０の除外ゾーンは、基板１１０の外周から径方向内側に約１ｍｍから約３ｍｍの距離である、基板１１０の領域である。この実施形態では、処理容積１０４は、基板１１０、誘電性閉じ込めリング３０４、及び第３の電極３０２によって画定されてよい。有利には、第１の電極３０８に連結された基板１１０の裏側は、処理流体またはリンス流体に曝されないままであってよく、その結果、流体が真空源１３６に侵入するのを防止する助けとなる。
リンス流体源１２０は、ステム１５２、第３の電極３０２、及び誘電性閉じ込めリング３０４を通って延伸していてよい導管１５６を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。導管１５６の流体出口３０６が、誘電性閉じ込めリング３０４の内径に配置されていてよい。リンス流体源１２０及びパージガス源１５８はまた、導管１５６に連結されていてもよい。代わりに、流体導管１５６は、第３の電極３０２の上方でステム１５２を通って延伸し、第３の電極３０２から径方向外側に、誘電性閉じ込めリング３０４を通って流体出口３０６まで延伸していてよい。
図４は、本明細書に記載の一実施形態によるｉＦＧＰＥＢチャンバ４００の概略断面図を示す。チャンバ４００は、ある側面ではチャンバ３００と同様であるが、流体閉じ込めリング１１２はペデスタル１０６に連結されていない。排気口４１８は、ステム１５２、（ステム１５２に連結されている）第４の電極４０２、及び誘電性閉じ込めリング４０４を通って延伸していてよい導管４１４を介して、処理容積１０４に流体的に連結されていてよい。ある実施形態では、ステム１５２に動作の余地を与えるため、導管４１４は、可撓性の材料から形成されていてよい。導管４１４の流体出口４１６は、誘電性閉じ込めリング４０４の内径に配置されていてよい。排気口４１８とステム１５２との間で、導管４１４上にバルブが配置されていてよい。代わりに、導管４１４は、第４の電極４０２の上方でステム１５２を通って延伸し、第４の電極４０２から径方向外側に、誘電性閉じ込めリング４０４を通って流体出口４１６まで延伸していてよい。
チャンバ３００と同様に、ステム１５２が（図２に示す）処理位置に配置されているときは、第４の電極４０２、誘電性閉じ込めリング４０４、及び、第４の電極４０２の反対側で誘電性閉じ込めリング４０４の周囲に円周状に連結されているＯリング４０８は、Ｏリング４０８が第１の電極１０８の領域４１０またはペデスタル１０６の領域４１２のどちらかにコンタクトするようにして、サイズ決めされていてよい。処理中、様々な処理流体及びリンス流体が、誘電性閉じ込めリング４０４及び第４の電極４０２によってさらに画定される、処理容積１０４内に導入され得る。これらの流体は、処理容積１０４から流体出口４１６を介して排気口４１８へと排出され得る。
図１〜４には示されていないが、第１の電極１０８上での基板１１０の位置決めを促進するため、ペデスタル１０６及び／または第１の電極１０８を通ってリフトピン（複数）が延伸していてよい。例えば、ステム１５２が上方の非処理位置にあるとき、リフトピンは上方に延伸し得、スリットバルブ１４８を通って延伸しているロボットブレードから基板を受け取り得る。次いでリフトピンは収縮し、基板１１０を第１の電極１０８上に位置させ得る。
図５は、本明細書に記載の一実施形態によるｉＦＧＰＥＢチャンバ５００の概略断面図を示す。チャンバ５００は、処理容積５０４を画定するチャンバ本体５０２、ペデスタル５０６、第１の電極５０８、及び流体閉じ込めリング５１２を含む。これらはある側面でチャンバ本体１０２、処理容積１０４、ペデスタル１０６、第１の電極１０８、及び流体閉じ込めリング１１２と同様であり得るが、チャンバ５００の諸部品が、回転ステム５１６及び回転ステム５１６に連結された第２の電極５１８を収容するようにサイズ決めされているという点で、異なっている。回転ステム５１６は、ベアリング部材５１４に回転可能に連結されていてよい。ベアリング部材５１４は、ベアリング部材５１４がＸまたはＹ（水平）軸を中心に回転するようにして、チャンバ本体５０２に連結されていてよい。
基板１１０は、図５で示される非処理位置で、第２の電極５１８上に配置されていてよい。図６は、処理位置にある図５のチャンバ５００を示す。基板１１０が第２の電極５１８上に受領されると、回転ステム５１６は、図に示すように、水平軸を中心にして処理位置へと回転し得る。流体閉じ込めリング５１２によってさらに画定された処理容積５０４に対して供給された流体は、第２の電極５１８を部分的にまたは完全に浸漬するのに適切な分量であってよい。ｉＦＧＰＥＢプロセスが実施され得、回転ステム５１６は非処理位置へと回転して戻り得る。基板１１０上に残った流体を取り除くために回転ステム５１６と第２の電極５１８とを高速回転させるように、ベアリング部材５１４が、Ｚ軸（垂直軸）を中心にして回転するように構成されていても、またよい。
図７は、本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバ７００の断面図を概略的に示す。チャンバ７００は、チャンバ本体７０２を含む。チャンバ本体７０２は、例えばアルミニウム、ステンレス鋼、及びそれらの合金といった、金属材料から製造されていてよい。チャンバ本体７０２は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）といったポリマー、またはポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）といった高温塑性体のような、様々な他の材料から形成されていても、またよい。本体７０２は、本体７０２から延伸していてよく少なくとも部分的に第１の処理容積７０４を画定する、流体閉じ込めリング７１２を含む。本体７０２はまた、側壁７９４及び、側壁７９４から延伸するリッド７９６も備えていてよい。本体７０２、流体閉じ込めリング７１２、側壁７９４、及びリッド７９６は、第１の処理容積７０４から径方向外側に形成された第２の処理容積７５４を画定し得る。開口７９２が、リッド７９６によって画定されていてよい。開口７９２は、基板７１０が中を通過できるようにサイズ決めされていてよい。
ドア７０６がチャンバ本体７０２に動作可能に連結されていてよく、ドアはリッド７９６に隣接して配置されていてよい。ドア７０６は、チャンバ本体７０２用に選択された材料と同様の材料から形成されていてよく、ドア７０６を通ってシャフト７９８が延伸していてよい。代わりに、チャンバ本体７０２はポリマーといった第１の材料から形成されていてよく、ドア７０６は金属材料といった第２の材料から形成されていてよい。ドア７０６は、トラック（図示せず）に連結されていてよく、ドアは、Ｘ軸上のトラックに沿って平行移動するように構成されていてよい。Ｘ軸に沿ったドア７０６の動きを促進するため、モータ（図示せず）が、ドア及び／またはトラックに連結されていてよい。ドア７０６は処理位置にあるものとして示されているが、ドア７０６は、シャフト７９８を中心にＺ軸の周りを回転するように構成されていてよい。回転に先立って、ドア７０６は、チャンバ本体７０２からＸ軸に沿って離れて移動し得、回転に先立ってリッド７９６をクリアする。例えば、ドア７０６は、示されている処理位置からロード位置へと約９０°回転され得る。ロード位置は、ドア７０６に連結されている第１の電極７０８へ、また第１の電極７０８から、基板７１０をロード／アンロードし得る位置である。
第１の電極１０８と同様であってよい第１の電極７０８は、その上に基板７１０の取り付けを受け入れるようにサイズ決めされている。第１の電極７０８はまた、リッド７９６によって画定される開口７９２を通る通路を許容するようにも、サイズ決めされ得る。一実施形態では、第１の電極７０８は、ドア７０６に固定可能に連結されていてよい。別の実施形態では、第１の電極７０８は、ドア７０６に回転可能に連結されていてよい。この実施形態では、モータ７７２が、第１の電極７０８の反対側でドア７０６に連結されていてよく、モータ７７２は、Ｘ軸を中心にして第１の電極７０８を回転するように構成されていてよい。第１の電極７０８の回転は、ｉＦＧＰＥＢプロセス後に基板７１０を高速回転乾燥するために利用され得る。高速回転乾燥を実施するため、ドア７０６はＸ軸に沿って流体閉じ込めリング７１２から離れて平行移動し得、それによって基板７１０は開口７９２を通過しない。基板７１０の表面から流体を取り除くため、第１の電極７０８を（基板７１０が第１の電極にチャック止めされた状態で）高速回転するように、モータ７７２が作動され得る。
真空源７３６が、第１の電極７０８の基板受容表面と流体連通していてよい。真空源７３６は、真空源７３６からドア７０６及び第１の電極７０８を通って延伸する導管７３４に連結されていてよい。概して、真空源７３６は、基板７１０を第１の電極７０８に対して真空チャック止めするように構成されていてよい。熱源７６４、温度感知装置７６６、電源７６８、及び感知装置７７０は、導管７６２を介して第１の電極７０８に連結されていても、またよい。熱源７６４、温度感知装置７６６、電源７６８、及び感知装置７７０は、図１を参照してより詳細に記載された、熱源１４０、温度感知装置１４２、電源１４４、及び感知装置１４６と同様に構成されていてよい。
第２の電極７５０が、チャンバ本体７０２に連結されていてよい。（ドア７０６が処理位置にあるときに）第１の処理容積７０４が、第２の電極７５０、流体閉じ込めリング７１２、及び基板７１０によって画定されるように、流体閉じ込めリング７１２が第２の電極７５０を取り囲んでいてよい。Ｏリング７５２が流体閉じ込めリング７１２に連結されていてよく、Ｏリング７５２は、ポリマーなどといったエラストマ材料から形成されていてよい。Ｏリング７５２によって画定される円周は、示されるように基板７１０が処理位置にあるときに基板７１０の除外ゾーンにコンタクトするように、サイズ決めされていてよい。Ｏリング７５２はまた、基板７１０の端面にコンタクトするようにサイズ決めされていてもよい。Ｏリング７５２は、基板７１０にコンタクトすることによって、流体が第１の処理容積７０４から漏出することを防止し得、流体が真空源７３６内に侵入する可能性を減らし得またはなくし得る。
処理流体源７１６が、導管７１４を介して、第１の処理容積７０４に流体的に連結されていてよい。導管７１４は、処理流体源７１６から、チャンバ本体７０２と流体閉じ込めリング７１２を通って、第１の処理容積７０４に隣接する入口７４９まで延伸していてよい。第１の処理容積７０４への処理流体の送達を制御するため、入口７４９と処理流体源７１６との間で、導管７１４上にバルブが配置されていてよい。第１のリンス流体源７２０もまた、流体導管７１４を介して、第１の処理容積７０４に流体的に連結されていてよい。第１の処理容積７０４へのリンス流体の送達を制御するため、入口７４９と第１のリンス流体源７２０との間で、導管７１４上にバルブ７２２が配置されていてよい。処理流体源７１６及び第１のリンス流体源７２０は、それぞれ、図１を参照して記載された処理流体源１１６及びリンス流体源１２０と同様であってよい。
第１のドレイン７２８が、導管７１４を介して第１の処理容積７０４と流体連通していてよい。流体入口７４９とドレイン７２８との間で、導管７１４上にバルブ７３０が配置されていてよい。チャンバ７００が垂直に配向されていることを考えると、流体入口７４９を介して第１の処理容積７０４と流体連通しているドレイン７２８によって、処理流体またはリンス流体を第１の処理容積７０４から除去する際の効率性の向上がもたらされ得る。排気口７３５もまた、導管７３１を介して第１の処理容積７０４と流体連通していてよい。導管７３１は、チャンバ本体７０２と流体閉じ込めリング７１２を通って、第１の処理容積７０４に隣接する流体出口７４８まで延伸していてよい。出口７４８と排気口７３５との間で、導管７３１上にバルブ７３３が配置されていてよい。
動作中に、処理流体源７１６から第１の処理容積７０４に対して処理流体が提供され得、ｉＦＧＰＥＢプロセスが実行され得る。第１の処理容積７０４は液体の処理流体で満たされているため、第１の処理容積７０４内の任意のガス状流体は、流体出口７４８に向かって上昇し得る。したがって、ガス状流体は排気口７３５によって第１の処理容積７０４から除去され得る。処理流体は、ｉＦＧＰＥＢプロセス後に、流体入口７４９及びドレイン７２８を介して第１の処理容積７０４から除去され得る。オプションで、第１のリンス流体源７２０を介して第１の処理容積７０４に供給されるリンス流体が、基板７１０が処理位置にある状態で、十分に利用され得る。処理流体と同様に、リンス流体も流体入口７４９及びドレイン７２８を介して第１の処理容積７０４から除去され得る。
第２のリンス流体源７７８が、導管７７４を介して第２の処理容積７５４と流体連通していてよい。導管７７４は、第２のリンス流体源７７８から、側壁７９４を通って出口７８０まで延伸していてよい。第２の処理容積７５４へのリンス流体の送達を制御するため、出口７８０と第２のリンス流体源７７８との間で、導管７７４上にバルブ７７６が配置されていてよい。一実施形態では、示された処理位置における基板７１０のｉＦＧＰＥＢプロセスの後、ドア７０６はＸ軸に沿って処理位置から離れて動かされてよく、それによって基板７１０は、出口７８０と同様のＸ軸平面内（即ちリンス位置）に位置し得る。基板７１０がリンス位置に位置されると、第２のリンス流体源７７８からのリンス流体が、第２の処理容積７５４及び基板７１０に対して送達され得る。基板７１０からリンス流体及び他の流体／粒子を取り除くため、基板７１０は、リンス中及び／またはリンス後にモータ７７２によって高速回転され得る。
第２のドレイン７８８もまた、第２の処理容積７５４と流体連通していてよい。第２のドレイン７８８は、第２のドレイン７８８から側壁７９４を通って入口７９０まで延伸している導管７８４を介して、第２の処理容積７５４に流体的に連結されていてよい。第２の処理容積７５４からの流体／粒子の除去を制御するため、入口７９０と第２のドレイン７８８との間で、導管７８４上にバルブ７８６が配置されていてよい。動作中に、第２のリンス流体源７７８からのリンス流体が基板７１０をリンスし得、第２のドレイン７８８を介して第２の処理容積７５４から除去され得る。
パージガス源７５８もまた、第２の処理容積７５４と流体連通していてよい。パージガス源７５８は、パージガス源７５８から側壁７９４を通って出口７８２まで延伸している導管７５６を介して、第２の処理容積７５４に流体的に連結されていてよい。第２の処理容積７５４へのパージガスの送達を制御するため、出口７８２とパージガス源７５８との間で、導管７５６上にバルブ７６０が配置されていてよい。動作中、処理容積７０４、７５４内に粒子が蓄積するのを防止するため、基板７１０のｉＦＧＰＥＢプロセス中及び／またはリンス中にパージガスが提供され得る。パージガス源７５８からのパージガスは、排気口７３５を介して処理容積７０４、７５４から除去され得る。
図８は、本明細書に記載された一実施例による、浸漬フィールドガイド式の露光後ベークチャンバ８００の断面図を概略的に示す。チャンバ８００はチャンバ７００と同様であるが、チャンバ８００は垂直位置の代わりに水平位置に配向されている。第１の電極７０８が連結されているドア８０２が、リフト部材８０４にスライド可能に連結されていてよい。ドア８０２は処理位置で示されており、リフト部材８０４によって、リッド７９６から離れて非処理位置へとＺ軸に沿って垂直に移動され得る。非処理位置では、ドア８０２はＸ軸を中心にして１８０°回転し得、それによって第１の電極７０８及び基板７１０はドア８０２の上方（即ちロード位置）に配置される。ロード位置では、基板は第１の電極７０８上に位置され得、第１の電極７０８から取り除かれ得る。動作中、ドア８０２がロード位置にあるときには基板７１０が第１の電極７０８上に固着されていてよく、次いでドアが１８０°回転し得る。リフト部材８０４は、ドア８０２をＺ軸に沿って示される処理位置へと下降し得、次いでｉＦＧＰＥＢプロセスが実施され得る。
図９は方法９００、即ちｉＦＧＰＥＢプロセスを実施する諸工程を示す。工程９１０では、基板が第１の電極上に配置され得る。第１の電極は、基板を上に配置するのに先立って予熱されていてよい。工程９２０では、基板を収容している処理容積に、処理流体が導入され得る。処理流体もまた、処理容積内への導入に先立って、処理温度まで予熱されていてよい。工程９３０では、第２の電極が処理位置へと移動され得る。第２の電極のこの位置調整は、工程９２０の処理流体の導入の、前、最中、または後に実施され得る。
工程９４０では、第１の電極及び／または第２の電極を介して、電場が基板に印加される。一実施形態では、電場は約６０秒と約９０秒の間の時間、基板に対して印加され得る。電場の印加後、工程９５０で、処理流体は排出され得、リンス流体が導入され得る。リンス流体は、基板を高速回転することによって基板から除去され得、その後、処理容積から排出され得る。リンス及び高速回転の最中及び後、処理容積にパージガスが導入され得る。パージガスは、処理流体及びリンス流体の利用後の、粒子の低減の向上をもたらし得る。第２の電極もまた非処理位置へと戻され得、基板は処理チャンバから除去され得る。この後の処理に先立って基板を室温まで冷却するため、基板は処理チャンバからの除去後、冷却ペデスタル上に配置され得る。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の及びさらなる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。
１００ 処理チャンバ
１０２ チャンバ本体
１０４ 処理容積
１０６ ペデスタル
１０８ 第１の電極
１１０ 基板
１１２ 流体閉じ込めリング
１１４ 導管
１１６ 処理流体源
１１８ バルブ
１２０ リンス流体源
１２２ バルブ
１２４ 流体出口
１２６ 導管
１２８ ドレイン
１３０ バルブ
１３２ 流体入口
１３４ 導管
１３６ 真空源
１３８ 導管
１４０ 熱源
１４２ 温度感知装置
１４４ 電源
１４６ 感知装置
１４８ スリットバルブ
１５０ スリットバルブドア
１５２ ステム
１５４ 第２の電極
１５６ 導管
１５８ パージガス源
１６０ バルブ
１６２ 導管
１６４ 感知装置
１６６ 電源
１６８ 温度感知装置
１７０ 熱源
１７２ ポンプ
１７４ 距離
１８０ Ｘ軸
３００ チャンバ
３０２ 第３の電極
３０４ 誘電性閉じ込めリング
３０６ 流体出口
３０８ Ｏリング
３１０ 領域
３１２ 領域
４００ チャンバ
４０２ 第４の電極
４０４ 誘電性閉じ込めリング
４０８ Ｏリング
４１０ 領域
４１２ 領域
４１４ 導管
４１６ 流体出口
４１８ 排気口
５００ チャンバ
５０２ チャンバ本体
５０４ 処理容積
５０６ ペデスタル
５０８ 第１の電極
５１２ 流体閉じ込めリング
５１４ ベアリング部材
５１６ 回転ステム
５１８ 第２の電極
７００ チャンバ
７０２ 本体
７０４ 第１の処理容積
７０６ ドア
７０８ 第１の電極
７１０ 基板
７１２ 流体閉じ込めリング
７１４ 導管
７１６ 処理流体源
７２０ 第１のリンス流体源
７２２ バルブ
７２８ ドレイン
７３０ バルブ
７３１ 導管
７３３ バルブ
７３４ 導管
７３５ 排気口
７３６ 真空源
７４８ 出口
７４９ 入口
７５０ 第２の電極
７５２ Ｏリング
７５４ 処理容積
７５６ 導管
７５８ パージガス源
７６０ バルブ
７６２ 導管
７６４ 熱源
７６６ 温度感知装置
７６８ 電源
７７０ 感知装置
７７２ モータ
７７４ 導管
７７６ バルブ
７７８ 第２のリンス流体源
７８０ 出口
７８２ 出口
７８４ 導管
７８６ バルブ
７８８ 第２のドレイン
７９０ 入口
７９２ 開口
７９４ 側壁
７９６ リッド
７９８ シャフト
８００ チャンバ
８０２ ドア
８０４ リフト部材
９００ 方法
９１０ 工程
９２０ 工程
９３０ 工程
９４０ 工程
９５０ 工程

Claims (15)

  1. 処理容積を画定するチャンバ本体と、
    前記処理容積内に配置されたペデスタルと、
    前記ペデスタルを通して前記処理容積に連結された１つ以上の流体源と、
    前記ペデスタルを通して前記処理容積に連結されたドレインと、
    前記ペデスタルに連結された第１の電極と、
    前記第１の電極から径方向外側に前記ペデスタルに連結された流体閉じ込めリングと、
    前記ペデスタルの反対側に配置され、前記チャンバ本体を通って延伸する可動ステムと、
    前記ステムに連結された第２の電極と
    を備える、基板処理装置。
  2. 前記流体閉じ込めリングはセラミック材料から形成されている、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１の電極及び前記第２の電極は、電気的に導電性の金属材料から形成されている、請求項１に記載の装置。
  4. 前記第１の電極は真空源に連結されている、請求項１に記載の装置。
  5. 前記第１の電極は、熱源、電源、温度感知装置、及び感知装置のうちの１つ以上に連結されている、請求項１に記載の装置。
  6. 前記第２の電極は、熱源、電源、温度感知装置、及び感知装置のうちの１つ以上に連結されている、請求項５に記載の装置。
  7. パージガス源が、前記ステム及び前記第２の電極を通して前記処理容積に連結されている、請求項１に記載の装置。
  8. 処理容積を画定するチャンバ本体と、
    前記処理容積内に配置されたペデスタルと、
    前記ペデスタルを通して前記処理容積に連結されたドレインと、
    前記ペデスタルに連結された第１の電極と、
    前記第１の電極から径方向外側に前記ペデスタルに連結された流体閉じ込めリングと、
    前記ペデスタルの反対側に配置され、前記チャンバ本体を通って延伸する可動ステムと、
    前記ステムに連結された第２の電極と、
    前記第２の電極に連結された誘電性閉じ込めリングと、
    前記誘電性閉じ込めリングを通して前記処理容積に連結された１つ以上の流体源と
    を備える、基板処理装置。
  9. 前記１つ以上の流体源は、処理流体源及びリンス流体源を含む、請求項８に記載の装置。
  10. 前記第１の電極は真空源に連結されている、請求項８に記載の装置。
  11. 前記第１の電極は、熱源、電源、温度感知装置、及び感知装置のうちの１つ以上に連結されている、請求項８に記載の装置。
  12. パージガス源が、前記ステム及び前記誘電性閉じ込めリングを通して前記処理容積に連結されている、請求項８に記載の装置。
  13. 処理容積を画定するチャンバ本体と、
    前記処理容積内に配置されたペデスタルと、
    前記ペデスタルに連結された第１の電極と、
    前記ペデスタルの反対側に配置され、前記チャンバ本体を通って延伸する可動ステムと、
    前記ステムに連結された第２の電極と、
    前記第２の電極に連結された誘電性閉じ込めリングと、
    前記第２の電極の反対側で前記誘電性閉じ込めリングに連結されたエラストマＯリングと、
    前記誘電性閉じ込めリングを通して前記処理容積に連結された１つ以上の流体源と、
    前記誘電性閉じ込めリングを通して前記処理容積に連結されたドレインと、
    前記誘電性閉じ込めリングを通して前記処理容積に連結されたパージガス源と
    を備える基板処理装置。
  14. 前記第１の電極は真空源に連結されている、請求項１３に記載の装置。
  15. 前記エラストマＯリングは、処理位置において前記第１の電極または前記ペデスタルのどちらかとコンタクトし、前記誘電性閉じ込めリング内に流体を維持するように構成された、請求項１３に記載の装置。
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