JP2024514454A - 金属含有フォトレジストからの金属汚染の制御 - Google Patents
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Abstract
半導体基板上の金属含有汚染物を制御するための様々な技術が本明細書に提供される。そのような技術は、現像後ベーク処理、化学処理、プラズマ処理、光処理、ならびに裏側および斜縁洗浄のうちの１つまたは複数に関与し得る。本技術は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。多くの場合、本技術は、フォトレジスト現像動作中に生成される金属含有汚染に対処するために使用される。【選択図】図１
Description
参照による組み込み
ＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍは、本出願の一部としてこの明細書と同時に出願される。同時出願されたＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍにおいて識別される、本出願が利益またはそれに対する優先権を主張する各出願は、それらの全体において、およびあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
ＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍは、本出願の一部としてこの明細書と同時に出願される。同時出願されたＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍにおいて識別される、本出願が利益またはそれに対する優先権を主張する各出願は、それらの全体において、およびあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書内の実施形態は、半導体処理の分野に関する。特に、様々な実施形態は、フォトリソグラフィを使用して半導体基板をパターン化すること、および関連プロセスに関する。金属汚染を制御するための様々な技術が論じられる。
集積回路などの半導体デバイスの製作は、フォトリソグラフィを伴うマルチステッププロセスである。一般に、本プロセスは、ウエハ上への材料の堆積、および半導体デバイスの構造的特徴部（例えば、トランジスタおよび回路）を形成するためにリソグラフィ技術を通じて材料をパターン化することを含む。当該技術分野おいて知られている典型的なフォトリソグラフィプロセスのステップは、基板を調製すること、スピンコーティングなどによりフォトレジストを適用すること、フォトレジストを所望のパターンで光に暴露し、フォトレジストの暴露領域を現像液に多かれ少なかれ溶解するようにさせること、フォトレジストの暴露または未暴露領域のいずれかを除去するために、現像液を適用することによってフォトレジストパターンを現像すること、および、エッチングまたは材料堆積などにより、フォトレジストが除去された基板の領域上に特徴部を作成するために後続の処理を行うことを含む。
半導体設計の進化は、半導体基板材料上にかつてなく小さい特徴部を作成する必要性を生み出し、またこの能力により動かされてきた。このような技術の進歩は、密集集積回路内のトランジスタの密度が２年ごとに倍になるという「ムーアの法則」を特徴としていた。実際、チップ設計および製造が進歩したため、現代のマイクロプロセッサは、数十億ものトランジスタおよび他の回路特徴部を単一のチップ上に含み得る。そのようなチップ上の個々の特徴部は、およそ２２ナノメートル（ｎｍ）以下、場合によっては１０ｎｍ未満であり得る。
そのような小さい特徴部を有するデバイスを製造することにおける１つの課題は、十分な分解能を有するフォトリソグラフィマスクを確実かつ再現可能に作成する能力である。現在のフォトリソグラフィプロセスは、典型的には、フォトレジストを暴露するために１９３ｎｍ紫外線（ＵＶ）光を使用する。光が半導体基板上に産生されるべき特徴部の所望のサイズよりも著しく大きい波長を有するということが、本質的な問題をもたらす。光の波長よりも小さい特徴部サイズを達成することは、マルチパターン化などの複雑な分解能向上技術の使用を必要とする。故に、１０ｎｍ～１５ｎｍ、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する、極紫外線放射（ＥＵＶ）などのより短い波長光を使用したフォトリソグラフィ技術を開発することにおいて著しい関心および研究努力が存在する。
しかしながら、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、パターン化中の低電力出力および光損失を含む、課題を提示し得る。１９３ｎｍ ＵＶリソグラフィにおいて使用されるものと類似した従来の有機化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）は、ＥＵＶリソグラフィにおいて使用されるとき、特に、それらがＥＵＶ領域において低い吸収係数を有し、光活性化した化学種の拡散がぼけまたはラインエッジラフネスを結果としてもたらし得る場合、潜在的な欠点を有する。さらには、下位のデバイス層をパターン化するために必要とされるエッチング耐性を提供するために、従来のＣＡＲ材料においてパターン化される小さい特徴部は、パターン倒れのリスクを伴う高アスペクト比を結果としてもたらし得る。したがって、減少した厚さ、より大きい吸収度、およびより大きいエッチング耐性のような性質を有する改善されたＥＵＶフォトレジスト材料の必要性が依然として存在する。
本明細書に提供される背景説明は、本技術の文脈を概して提示する目的のためである。ここに名指しされる発明者らの業績は、この背景技術の章、ならびに出願時に先行技術の資格を得ることのない説明の態様において説明される限り、本技術に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められない。
本明細書内の様々な実施形態は、基板上の汚染を制御するための方法、装置、およびシステムに関する。基板は、典型的には、半導体基板である。開示された実施形態の１つの態様において、基板上の汚染を制御する方法が提供され、本方法は、（ａ）（ｉ）基板の前側を処理し、以て、基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれか、および（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて基板を加熱することであって、基板を加熱することが、基板の裏側の金属の汚染を低減する、基板の加熱、を含む。
いくつかの実施形態において、基板の前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、（ｉ）基板上にフォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）基板の前側に現像されるフォトレジストの層、および基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれかを含み得、汚染内の金属は、基板の前側におけるフォトレジストの層から生じ、（ｂ）の処理後ベークプロセスは、フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである。これらまたは他の実施形態において、（ｂ）の現像後ベークプロセス中、基板は、約１～１０分の持続時間にわたって約１６０～３００℃の温度でベークされ得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を処理ガスに暴露することをさらに含み得、処理ガスは、Ｎ2、Ｈ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。いくつかの実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を、塩素含有ガス、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、アンモニア（ＮＨ3）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二原子ヨウ素（Ｉ2）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得る。いくつかの場合において、基板は、塩素含有ガスに暴露され得、塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの場合において、基板は、酸素含有ガスに暴露され得、酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＯＳ、Ｈ2Ｏ2、ＮＯx、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの場合において、基板は、フッ素含有ガスに暴露され得、フッ素含有ガスは、ＨＦ、ＣxＦyＨz、ＮＦ3、ＳＦ6、Ｆ2、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。いくつかの実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を、二原子水素（Ｈ2）、二原子窒素（Ｎ2）、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、メタン（ＣＨ4）、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、ハロゲン化水素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含むプラズマ生成ガスから生成されるプラズマに暴露することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、酸素含有ガスを含み得、酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＳ、ＳＯ2、ＮＯx、Ｈ2Ｏ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、フッ素含有ガスを含み得、フッ素含有ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、ＣＨ3Ｆ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨＦ3、Ｆ2、ＳＦ6、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、塩素含有ガスを含み得、塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、（ｉ）二原子水素（Ｈ2）、および（ｉｉ）二原子窒素（Ｎ2）または貴ガスのうちの少なくとも一方を含み得る。
これらまたは他の実施形態において、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも一桁低減し得る。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱し、基板をプラズマに暴露することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも二桁低減する。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板の裏側における金属の濃度を低減するために、基板を光に暴露することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、光は、ＵＶ波長、可視波長、またはＩＲ波長のうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態において、光は、ＩＲランプまたは複数のＬＥＤにより提供され得、基板は、基板が光に暴露される間、約６０秒以下の持続時間にわたって約２５０～４００℃の温度まで加熱され得る。
これらまたは他の実施形態において、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱することは、フォトレジストの層が依然として基板上に現像されている間に開始し得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、（ａ）が第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）が第２の処理チャンバ内で発生するように、（ａ）の後に基板を第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、フォトレジストの層が（ａ）において現像される間、処理チャンバを約４０℃以上の温度まで加熱することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、処理チャンバを約１００℃以上の温度に維持しながら処理チャンバをパージすることをさらに含み得、パージは（ａ）の後に発生する。いくつかの実施形態において、本方法は、処理チャンバを不活性ガスで掃引することをさらに含み得、パージおよび掃引は、ポンプパージシーケンスの一部である。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、（ａ）および（ｂ）の後、基板の裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも一桁さらに低減し得る。これらまたは他の実施形態において、湿式洗浄はまた、基板の前側の斜縁領域を洗浄し得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側を希ＨＦに暴露することを含み得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側を、希ＨＣｌに、またはＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2、およびＨ2Ｏを含む標準洗浄１溶液に暴露することを含み得る。
様々において、フォトレジストの層は、乾式堆積を使用して形成され得る。他の実施形態において、フォトレジストの層は、湿式堆積を使用して形成され得る。様々な実施形態において、フォトレジストの層は、乾式処理を使用して現像され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジストの層は、ハロゲン含有化学構造を使用して現像され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジストの層は、湿式処理を使用して現像され得る。
様々な実施形態において、（ｂ）の現像後ベークプロセスは、処理チャンバ内で発生し、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールに維持され得る、（ｉｉ）塩素含有ガスが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で処理チャンバに提供され得る、（ｉｉｉ）処理チャンバの１つまたは複数の構成要素の温度が、約２０～１５０℃に維持され得る、ならびに（ｉｖ）基板が、（ｂ）の間プラズマに暴露されなくてもよい、が（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用され得る。
様々な実施形態において、フォトレジストの層は、処理チャンバ内で（ａ）において現像され得、（ｂ）は、（ａ）と同じ処理チャンバ内で発生し得、本方法は、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．０１－１トールであり得る、（ｉｉ）パージガスの流れが、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で処理チャンバに提供され得、パージガスは、二原子窒素（Ｎ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み、パージガスは、約１～１０分の持続時間にわたって処理チャンバに提供される、ならびに（ｉｉｉ）処理チャンバの１つまたは複数の構成要素が、約１００～３００℃に維持され得、処理チャンバ内の基板支持体が、約１２０～３００℃に維持され得る、を使用して処理チャンバをパージすることをさらに含み得る。
様々な実施形態において、（ａ）は、第１の処理チャンバ内で発生し得、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し得、以下の条件：（ｉ）第２の処理チャンバ内の圧力が、約０．１～７６０トールに維持され得る、（ｉｉ）ガスの流れが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で第２の処理チャンバに提供され得、基板は、ガスの流れに暴露され得、ガスの流れは、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、水（Ｈ2Ｏ）、貴ガス、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、ならびに（ｉｉｉ）基板が、約１４０～３００℃の温度でベークされ得る、が（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用され得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１トールであり得る、（ｉｉ）プラズマ生成ガスが、約３～３０秒の持続時間にわたって約５０～５，０００の速度で提供され得、プラズマ生成ガスは、（ａ）Ｈ2、（ｂ）Ｈ2およびＮ2、（ｃ）Ｈ2および貴ガス、（ｄ）Ｈ2なしのＮ2、（ｅ）Ｈ2なしの貴ガス、（ｆ）酸素含有ガス、（ｇ）フッ素含有ガス、ならびに（ｈ）それらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスまたはガス混合物を含み得る、ならびに（ｉｉｉ）プラズマが、プラズマ生成ガスから生成され、基板が、プラズマに暴露される、の下で、処理チャンバ内で基板をプラズマに暴露することをさらに含み得る。
これらまたは他の実施形態において、（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、処理チャンバの内表面から金属を除去するために処理チャンバを洗浄することをさらにみ得る。いくつかの実施形態において、処理チャンバは、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり得る、（ｉｉ）Ｈラジカルを含むプラズマが、処理チャンバに暴露され得、Ｈラジカルは、処理チャンバの内表面上の金属と反応して金属水素化物を形成する、（ｉｉｉ）プラズマが、約３００～４，０００ワットのＲＦ電力を使用して生成され得る、ならびに（ｉｖ）処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持され得る、を使用して洗浄され得る。これらまたは他の実施形態において、処理チャンバは、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり得、またポンピングおよびパージプロセスの一部としてより低い圧力とより高い圧力との間でサイクルされ得る、（ｉｉ）処理チャンバが、洗浄中にプラズマに暴露されない、（ｉｉｉ）ガス流が、洗浄中に処理チャンバに提供され得、ガス流は、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、ならびに（ｉｖ）処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持され得る、を使用して洗浄され得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、以下の条件：（ｉ）第１のステップにおいて、基板が約１～３Ｌ／分の速度で提供される第１の洗浄液に暴露され得、第１の洗浄液は、希ＨＦを含む、（ｉｉ）第２のステップにおいて、基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第２の洗浄液に暴露され得、第２の洗浄液は、希ＨＣｌ、標準洗浄１、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される溶液を含む、（ｉｉｉ）第１のステップおよび第２のステップが合わせて、約２０～３００秒の持続時間を有し得る、ならびに（ｉｖ）基板が、約１５～６０℃に維持され得る、を使用して基板の裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含み得る。
これらまたは他の実施形態において、基板の裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける金属の濃度は、約１Ｅ１１原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減され得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける金属の濃度は、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減され得る。
これらまたは他の実施形態において、金属はスズであり得る。
開示された実施形態の別の態様において、基板を処理するためのシステムが提供され、本システムは、処理チャンバと、ガスおよび／またはプラズマを処理チャンバに導入するための処理チャンバへの入口と、処理チャンバから材料を除去するための処理チャンバへの出口と、加熱器と、基板支持体と、特許請求される方法または本明細書内に別途説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を引き起こすように構成される制御器とを含む。
開示された実施形態の別の態様において、基板を処理するためのシステムが提供され、本システムは、処理チャンバと、ガスおよび／またはプラズマを処理チャンバに導入するための処理チャンバへの入口と、処理チャンバから材料を除去するための処理チャンバへの出口と、加熱器と、基板支持体と、制御器であって、（ａ）（ｉ）基板の前側を処理し、以て、基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれか、および（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて基板を加熱することであって、基板を加熱することが、基板の裏側の金属の濃度を低減する、基板の加熱、を引き起こすように構成される、制御器と、を含む。
いくつかの実施形態において、基板の前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含み得る。
これらまたは他の実施形態において、制御器は、（ｉ）基板上にフォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）基板の前側に現像されるフォトレジストの層、および基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれかを引き起こすことによって、（ａ）を引き起こすように構成され得、汚染内の金属は、基板の前側におけるフォトレジストの層から生じ、（ｂ）の処理後ベークプロセスは、フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである。
様々な実施形態において、（ａ）および（ｂ）は両方とも、同じ処理チャンバ内で発生し得る。他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し得、第２の処理チャンバは、処理チャンバとは異なる処理チャンバである。
これらまたは他の実施形態において、本システムは、処理チャンバ内にプラズマを提供するように構成されるプラズマ生成器をさらに含み得る。
いくつかの場合において、プラズマ生成器は、プラズマが処理チャンバの外側の第１の場所において生成され、処理チャンバの内側の第２の場所へ送達されるように、遠隔プラズマ生成器であり得る。これらおよび他の態様は、図面を参照して以下にさらに説明される。
本開示は、概して、半導体処理の分野に関する。特定の態様において、本開示は、例えば、フォトレジストパターン化の文脈においては、望ましくないフォトレジスト、ならびに基板の裏側および斜縁に堆積される金属および臭化金属などの関連材料を除去するための、フォトレジスト（例えば、ＥＵＶ感受性金属および／または金属酸化物含有フォトレジスト）の処理および洗浄のためのプロセスおよび装置を対象とする。
本明細書内では、本開示の特定の実施形態に対して詳細に参照がなされる。特定の実施形態の例は、添付の図面に例証される。本開示は、これらの特定の実施形態と併せて説明されるが、本開示をそのような特定の実施形態に限定することは意図されないということを理解されたい。対照的に、本開示の趣旨および範囲内に含まれ得るような代替形態、修正形態、および等価物を網羅することが意図される。以下の説明において、多数の特定の詳細事項は、本開示の徹底的な理解を提供するために明記される。本開示は、これらの特定の詳細事項の一部またはすべてなしに実践され得る。他の場合において、周知のプロセス動作は、本開示を不必要に不明瞭にすることがないように詳細に説明されていない。
例えば、本開示は、主に、フォトレジスト堆積、現像、および処理の文脈において提供されるが、実施形態はそのように限定されない。本明細書に説明される様々な技術は、他の文脈においても、特に、基板からの金属ハロゲン化物などの金属含有種のガス放出を制限すること、および／または基板（限定されるものではないが、特に、基板の裏側および斜縁領域）から金属含有種を除去することが所望される場合に適用され得る。そのような技術は、特に、金属がスズである、および／または望ましくない材料が臭化スズである場合に有用であり得るが、他の金属およびハロゲンも同様に使用され得る。開示された技術のうちの１つまたは複数の実装から利益を得ることができる他のプロセスの例としては、限定されるものではないが、インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化動作、およびフォトレジストデスカム動作が挙げられる。「現像後」に発生するものとして本明細書に説明されるプロセスは、上に列挙される文脈において他のタイプの動作（例えば、堆積、エッチング、処理など）の後に発生し得る。例えば、現像後ベーク（ＰＤＢ）動作は、代わりに、堆積後ベーク、エッチング後ベーク、処理後ベークなどとして実施され得る。いくつかのそのような場合において、本明細書に説明されるフォトレジスト層は、別の金属含有または金属ハロゲン化物含有層と置き換えられ得る。明白性おおび簡潔性の目的のため、本開示は、フォトレジスト堆積、現像、および処理の文脈における実施形態に焦点を合わせる。
導入
半導体処理における薄膜のパターン化は、多くの場合、半導体の製作における重要なステップである。パターン化は、リソグラフィを伴う。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィにおいて、パターンは、光子源からマスク上へ光子を放出し、感光性フォトレジスト上にパターンを印刷し、これにより、フォトレジスト内で、現像後にフォトレジストの特定の部分を除去してパターンを形成する化学反応を引き起こすことによって、印刷される。
半導体処理における薄膜のパターン化は、多くの場合、半導体の製作における重要なステップである。パターン化は、リソグラフィを伴う。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィにおいて、パターンは、光子源からマスク上へ光子を放出し、感光性フォトレジスト上にパターンを印刷し、これにより、フォトレジスト内で、現像後にフォトレジストの特定の部分を除去してパターンを形成する化学反応を引き起こすことによって、印刷される。
高度な技術ノード（国際半導体技術ロードマップによって規定されるような）は、ノード２２ｎｍ、１６ｎｍ、およびこれ以上を含む。１６ｎｍノードでは、例えば、ダマシン構造内の典型的なビアまたはラインの幅は、典型的には、約３０ｎｍ以下である。高度な半導体集積回路（ＩＣ）および他のデバイス上の特徴部のスケーリングは、分解能を改善するようにリソグラフィを促進している。
極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィは、従来のフォトリソグラフィ法で達成可能なものよりも小さいイメージング源波長へ移行することによってリソグラフィ技術を拡充させ得る。およそ１０～２０ｎｍ、または１１～１４ｎｍ波長、例えば、１３．５ｎｍ波長のＥＵＶ光源は、スキャナとも称される最先端のリソグラフィツールのために使用され得る。ＥＵＶ放射線は、石英および水蒸気を含む幅広い固体および流体材料に強く吸収され、また真空においてもそのように動作する。
ＥＵＶリソグラフィは、下位層をエッチングすることに使用するためのマスクを形成するためにパターン化されるＥＵＶレジストを利用する。ＥＵＶレジストは、液体ベースのスピンオン技術によって産生される高分子ベースの化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）であり得る。ＣＡＲの代替物は、Ｉｎｐｒｉａ、Ｃｏｒｖａｌｌｉｓ、ＯＲから入手可能であり、また、例えば、米国特許公開第２０１７／０１０２６１２号および米国第２０１６／０１１６８３９号に説明されるものなど、直接的に光パターン化可能な金属酸化物含有膜であり、これらの特許は、少なくとも光パターン化可能な金属酸化物含有膜のそれらの開示については本明細書に参照により組み込まれる。そのような膜は、スピンオン技術または乾式蒸着によって産生され得る。金属酸化物含有膜は、例えば２０１８年６月１２日に発行された「ＥＵＶ ＰＨＯＴＯＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ ＯＦ ＶＡＰＯＲ－ＤＥＰＯＳＩＴＥＤ ＭＥＴＡＬ ＯＸＩＤＥ－ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳ」という表題の米国特許第９，９９６，００４号、および／または２０１９年５月９日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＥＵＶ ＰＡＴＴＥＲＮＡＢＬＥ ＨＡＲＤ ＭＡＳＫＳ」という表題の出願ＰＣＴ／ＵＳ第１９／３１６１８号に説明されるような、サブ３０ｎｍパターン化分解能を提供する真空雰囲気内でのＥＵＶ暴露によって直接的に（すなわち、別個のフォトレジストの使用なしに）パターン化され得、これらの開示は、少なくとも、ＥＵＶレジストマスクを形成するための直接的に光パターン化可能な金属酸化物膜の組成、堆積、およびパターン化に関しては、本明細書に参照により組み込まれる。一般的に、パターン化は、ＥＵＶレジストをＥＵＶ放射線に暴露して、レジスト内に光パターンを形成し、それに続いて、光パターンによりレジストの一部分を除去してマスクを形成するための現像を伴う。
本開示は、リソグラフィパターン化技術およびＥＵＶリソグラフィによって例示される材料に関するが、本開示は、他の次世代リソグラフィ技術にも適用可能であることも理解されたい。現在使用および開発されている標準１３．５ｎｍ ＥＵＶ波長を含むＥＵＶに加えて、そうしたリソグラフィに最も関連性のある放射線源は、一般的には２４８ｎｍまたは１９３ｎｍエキシマレーザ源の使用を指すＤＵＶ（遠ＵＶ）、Ｘ線範囲のより低いエネルギー範囲に正式にはＥＵＶを含むＸ線、ならびに、幅広いエネルギー範囲を網羅し得るｅビームである。特定の方法は、半導体基板および最終的な半導体デバイスにおいて使用される特定の材料および用途に依存し得る。故に、本出願に説明される方法は、単に、本技術において使用され得る方法および材料の例示にすぎない。
直接的に光パターン化可能なＥＵＶレジストは、有機成分内で混合される金属および／または金属酸化物からなり得るか、またはこれを含有し得る。金属／金属酸化物は、それらが、ＥＵＶ光子吸収を強化し、二次電子を生成し得る、ならびに／または下位の膜積層およびデバイス層に対する増加したエッチング選択性を示すという点で非常に有望である。
従来の湿式処理、例えば、スピンオン処理、または乾式堆積のいずれかによる、基板へのフォトレジスト膜（例えば、ＥＵＶフォトレジスト膜）の適用の間、ウエハ裏側および／または斜縁上のレジスト材料の何らかの意図しない堆積が存在し得る。同様に、基板上でのフォトレジスト膜の現像は、これらの同じ領域内に汚染（例えば、金属および金属ハロゲン化物を含む）を引き起こし得る。この裏側および斜縁汚染は、パターン化（スキャナ）、現像ツール、ならびに下流の処理ツールおよび計測ツールの汚染を含む、下流の処理問題を引き起こし得る。そのような汚染は、ツールの性能、ならびにウエハの前側に堆積される膜に害を及ぼし得る。多くの場合、この裏側および斜縁堆積の除去は、湿式洗浄技術によって行われるが、乾式洗浄技術も同様に使用され得る。
図２２は、フープ（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）内へ装荷される一対の半導体基板を例証し、乾式現像ステップ中に第１の基板から生じる金属汚染がどのようにして第２の基板上に再堆積し得るかを示す。そのような再堆積は、複数の基板が単一のＦＯＵＰまたは同様の筺体に格納されるときに発生し得る。ＦＯＵＰは、制御された実施形態において半導体基板を確実に保持するように設計される特別な容器であり、基板が処理および／または計測の必要性に応じて異なる装置間で移送されることを可能にする。第１のステージにおいて、フォトレジストの現像の前、第１の基板は、ＦＯＵＰの第１のスロット内にあり、第２の基板は、ＦＯＵＰの第２のスロット内にある。基板は各々、暴露部分および非暴露部分の両方を含むフォトレジスト２２０１の層を含む。第２のステージにおいて、フォトレジスト２２０１は現像される。この例では、乾式現像プロセスが使用される。しかしながら、様々な他の実施形態において、湿式現像プロセスが使用され得る。現像プロセスは、フォトレジスト２２０１の暴露または非暴露部分を選択的に除去し、これによりフォトレジスト内にパターンを形成する。現像プロセス中、現像副産物（例えば、Ｒ－ＳｎＢｒx、１≦ｘ≦３）の一部は、基板の前側に不必要に再堆積される。第３のステージにおいて、現像副産物により汚染された基板は、ＦＯＵＰの第１のスロット内へ装荷される。時間が経つにつれて、第１のスロット内の基板の前側からの汚染は、第２のスロット内の基板の裏側へ移送され得る。このような汚染の広がりは望ましくない。
本開示は、基板上の金属含有膜からの金属および／または金属ハロゲン化物種のガス放出を最小限にするための様々な技術を提供する。いくつかの場合において、本方法は、汚染の可能性のある種をより揮発性にし、その結果として、それらが基板および処理チャンバから除去され得るように、基板を処理することを伴う。いくつかの場合において、本方法は、汚染の可能性のある種をより安定したものにし、その結果として、それらが下流の処理中に基板からガス放出する可能性が低くなるように、基板を処理することを伴う。様々な場合において、本方法は、現像中に生成される汚染に対処するためにフォトレジスト現像後に基板の裏側および斜縁領域を洗浄することを伴う。これらの技術は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。様々な実施形態において、本技術はまた、基板上での望ましくない表面移動および／または望ましくない反応を防ぐ、または低減するために作用し得る。有利には、本明細書内の技術は、フォトレジスト内で規定されるパターンに対して小さいか無視できる影響を示している。さらには、そのような技術は、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）における改善を提供し得る。
本明細書に提供される特定の動作は、基板の前側における膜劣化なしに裏側および斜縁領域からの材料の除去を確実にするために、特定の領域に限定され得る。これらの動作は、例えば、裏側および斜縁洗浄動作を含み得る。本明細書に説明される他の動作は、例えば、１つまたは複数の基板表面上の金属含有種を意図的に改変するために、基板の前側、または基板全体に作用し得る。
いくつかの実施形態において、基板上の望ましくない材料は、ＥＵＶレジスト材料を含む。いくつかの実施形態において、望ましくない材料は、ＥＵＶレジスト材料内の金属と現像化学構造内のハロゲンとの反応から生じる金属、金属ハロゲン化物、および／または有機金属ハロゲン化物を含む。これらは、エッチング副産物または現像副産物と称され得る。そのような副産物は、金属臭化物および金属塩化物を最大で、デバイス製造に典型的に許容可能なものよりも約２～３桁大きい約１Ｅ１６原子／ｃｍ2の濃度で保持することができる金属含有フォトレジスト材料内に特に留まりやすい。いくつかの場合において、金属はスズであり、金属ハロゲン化物はＳｎＢｒxであり、および／または有機金属ハロゲン化物はＲＳｎＢｒｘである。これらまたは他の場合において、金属はスズであり、金属ハロゲン化物はＳｎＣｌｘであり、および／または有機金属ハロゲン化物はＲＳｎＣｌｘである。他の金属およびハロゲン化物も同様に使用され得る。多くの場合、望ましくない材料は、基板の裏側および斜縁領域に堆積される。
図１は、いくつかの実施形態による、フォトレジストを堆積および現像するための例となる方法のフロー図を提示する。プロセス１００の動作は、異なる順序で、および／または、異なる動作、より少ない動作、もしくは追加の動作を伴って実施され得る。プロセス１００の１つまたは複数の動作は、図６～図９のうちの任意の１つに説明される装置を使用して実施され得る。いくつかの実施形態において、プロセス１００の動作は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されるソフトウェアに従って実施され得る。
プロセス１００のブロック１０２において、フォトレジストの層が堆積される。これは、蒸着プロセスなどの乾式堆積プロセス、またはスピンオン堆積プロセスなどの湿式プロセスのいずれかであり得る。
フォトレジストは、金属含有ＥＵＶレジストであり得る。一般的に言えば、従来の化学的に増幅されたフォトレジスト材料は、大量の金属を含むことはなく、関連した金属汚染問題に同程度に悩まされることがない。そのようなものとして、本明細書内の方法は、任意のタイプのフォトレジストまたは他の膜に対して実践され得るが、それらは、金属含有ＥＵＶレジストからの汚染対策の際に最大の価値を有し得る。ＥＵＶ感受性金属または金属酸化物含有膜は、湿式（例えば、スピンオン）または乾式（例えば、ＣＶＤ）堆積技術を含む任意の好適な技術によって半導体基板上に堆積され得る。例えば、説明されたプロセスは、有機スズ酸化物に基づいたＥＵＶフォトレジスト組成物について実証されており、市販のスピンコート可能な製剤（例えば、Ｉｎｐｒｉａ Ｃｏｒｐ、Ｃｏｒｖａｌｌｉｓ、ＯＲから入手可能であるものなど）および以下にさらに説明される乾式真空蒸着技術を使用して適用される製剤の両方に適用可能である。本開示に説明されるフォトレジストは、多くの場合、金属含有ＥＵＶレジスト材料として説明されるが、本開示のプロセス動作は、シリコン系膜または炭素系膜などの任意の他の膜に適用し得るということを理解されたい。
半導体基板は、フォトリソグラフィ処理に好適な、特に集積回路および他の半導体デバイスの生産に好適な任意の材料構造を含み得る。いくつかの実施形態において、半導体基板は、シリコンウエハである。半導体基板は、不規則な表面地形を有する、特徴部が上に作成されている（「下位の特徴部」）シリコンウエハであり得る。本明細書にあるように、基板の前側は、膜が意図的に堆積される表面、または処理中にＥＵＶに暴露されることになる表面である。基板の裏側は、前側の反対側である。下位の特徴部は、本開示の方法を実行する前の処理中に、材料が（例えば、エッチングにより）除去されている領域、または材料が（例えば、堆積により）追加されている領域を含み得る。そのような前処理は、特徴部の２つ以上の層が基板上に形成される反復プロセスにおいて本開示の方法または他の処理法を含み得る。
ＥＵＶ感受性薄膜は、半導体基板上に堆積され得、そのような膜は、後続のＥＵＶリソグラフィおよび処理のためのレジストとして動作可能である。そのようなＥＵＶ感受性薄膜は、ＥＵＶへの暴露の際、低密度のＭ－ＯＨ豊富な材料内の金属原子に接着される嵩高のペンダント置換基の損失などの変化を受ける材料を含み、より密度の高いＭ－Ｏ－Ｍ接着した金属酸化物材料へのそれらの架橋結合を可能にする。ＥＵＶパターン化を通じて、非暴露領域に対して改変された物理的または化学的性質を有する膜の領域が作成される。これらの性質は、非暴露領域もしくは暴露領域のいずれかを溶解させること、または暴露領域もしくは非暴露領域のいずれかに材料を選択的に堆積させることなど、後続処理において利用され得る。いくつかの実施形態において、非暴露膜は、そのような後続処理が実施される条件下で、暴露膜よりも疎水性の表面を有する。例えば、材料の除去は、膜の化学組成、密度、および架橋結合における差を活用することによって実施され得る。除去は、以下にさらに説明されるように、湿式処理または乾式処理によるものであり得る。
薄膜は、様々な実施形態において、有機金属材料、例えば、スズ酸化物を含む有機スズ材料、または他の金属酸化物材料／部分である。有機金属化合物は、有機金属前駆体と対抗反応物との気相反応において作られ得る。様々な実施形態において、有機金属化合物は、嵩高のアルキル基またはフルオロアルキルを有する有機金属前駆体の特定の組み合わせを対抗反応物と混合し、この混合物を気相で重合させて、半導体基板上に堆積する低密度のＥＵＶ感受性材料を生産することを通じて、形成される。
様々な実施形態において、有機金属前駆体は、気相反応を免れ得る各金属原子上に少なくとも１つのアルキル基を含むが、金属原子に配位する他のリガンドまたはイオンは、対抗反応物に取って代わられ得る。有機金属前駆体は、以下の式のものを含み、
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、Ｍは、高パターン化放射線吸収断面を有する要素であり、Ｒは、ＣnＨ2n+1など、アルキルであり、好ましくは、ｎ≧３であり、Ｌは、リガンド、イオン、または対抗反応物と反応する他の部分であり、ａ≧１であり、ｂ≧１であり、ｃ≧１である。
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、Ｍは、高パターン化放射線吸収断面を有する要素であり、Ｒは、ＣnＨ2n+1など、アルキルであり、好ましくは、ｎ≧３であり、Ｌは、リガンド、イオン、または対抗反応物と反応する他の部分であり、ａ≧１であり、ｂ≧１であり、ｃ≧１である。
様々な実施形態において、Ｍは、１×１０7ｃｍ2／ｍｏｌに等しいか、またはこれよりも大きい原子吸光断面を有する。Ｍは、例えば、スズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、ヨウ素、アンチモン、ゲルマニウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態において、Ｍはスズである。Ｒは、フッ素化され得、例えば、式ＣnＦxＨ(2n+1)を有する。様々な実施形態において、Ｒは、少なくとも１つのベータ水素またはベータフッ素を有する。例えば、Ｒは、ｉ－プロピル、ｎ－プロピル、ｔ－ブチル、ｉ－ブチル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｉ－ペンチル、ｔ－ペンチル、ｓｅｃ－ペンチル、およびそれらの混合物からなる群から選択され得る。Ｌは、アミン（ジアルキルアミノ、モノアルキルアミノなど）、アルコキシ、カルボキシレート、ハロゲン、およびそれらの混合物からなる群から選択される部分など、Ｍ－ＯＨ部分を生成するために対抗反応物によって容易に変位される任意の部分であり得る。
有機金属前駆体は、様々な候補有機金属前駆体のうちのいずれかであり得る。例えば、Ｍがスズである場合、そのような前駆体は、ｔ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｎ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｓｅｃ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－プロピル（トリス）ジメチルアミノスズ、ｎ－プロピルトリス（ジエチルアミノ）スズ、およびｔ－ブチルトリス（ｔ－ブトキシ）スズなどの類似アルキル（トリス）（ｔ－ブトキシ）スズ化合物を含む。いくつかの実施形態において、有機金属前駆体は、部分的にフッ素化される。
対抗反応物は、化学結合により少なくとも２つの金属原子を結び付けるように反応性部分、リガンド、またはイオン（例えば、上の式１内のＬ）に取って代わる能力を有する。対抗反応物は、水、過酸化物（例えば、水素過酸化物）、２価または多価アルコール、フッ素化された２価または多価アルコール、フッ素化されたグリコール、およびヒドロキシ部分の他の源を含み得る。様々な実施形態において、対抗反応物は、近隣金属原子の間に酸素架橋を形成することによって、有機金属前駆体と反応する。他の潜在的な対抗反応物としては、硫化水素および二硫化水素が挙げられ、これらは硫黄架橋を介して金属原子を架橋結合し得る。
薄膜は、ＥＵＶに対する膜の感受性を修正すること、またはエッチング耐性を高めることなど、膜の化学的または物理的性質を修正するために、有機金属前駆体および対抗反応物に加えて、任意選択の材料を含み得る。そのような任意選択の材料は、半導体基板上への堆積前、薄膜の堆積後、またはその両方において、気相形成中にドープすることなどによって導入され得る。いくつかの実施形態において、穏やかな遠隔Ｈ2プラズマが、いくつかのＳｎ－Ｌ結合をＳｎ－Ｈと置き変えるように導入され得、これによりＥＵＶ下でのレジストの反応性を増加させ得る。
様々な実施形態において、ＥＵＶパターン化可能な膜は、当該技術分野において知られる数あるものの中でも蒸着設備およびプロセスを使用して半導体基板上に作製または堆積される。そのようなプロセスにおいて、重合された有機金属材料は、気相で、またはインサイチュで、半導体基板の表面上に形成される。好適なプロセスとしては、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および、金属前駆体および対抗反応物が時間または空間のいずれかにおいて分離される、不連続のＡＬＤ様のプロセスなど、ＣＶＤ構成要素を用いたＡＬＤが挙げられる。
一般に、方法は、重合された有機金属材料を形成するように有機金属前駆体の蒸気流を対抗反応物の蒸気流と混合すること、および有機金属材料を半導体基板の表面上へ堆積させることを含む。いくつかの実施形態において、２つ以上の有機金属前駆体が蒸気流に含まれる。いくつかの実施形態において、２つ以上の対抗反応物が蒸気流に含まれる。当業者により理解されるように、本プロセスの混合および堆積の態様は、実質的に連続したプロセスにおいて、同時に起こり得る。
例となる連続ＣＶＤプロセスにおいて、有機金属前駆体および対抗反応物源の、別個の流入経路内の２つ以上のガス流は、ＣＶＤ装置の堆積チャンバへ導入され、それらは、ガス相で混合および反応して、（例えば、金属－酸素－金属結合形成により）凝集した重合材料を形成する。この流れは、例えば、別個の注入入口またはデュアルプレナムシャワーヘッドを使用して導入され得る。本装置は、有機金属前駆体および対抗反応物の流れがチャンバ内で混合され、有機金属前駆体および対抗反応物が反応して重合された有機金属材料を形成することを可能にするように構成される。本技術の機序、機能、または実用性を限定することなく、そのような気相反応からの生成物は、金属原子が対抗反応物によって架橋され、次いで濃縮されるか、または別途半導体基板上へ堆積されるため、分子量がより重くなると考えられる。様々な実施形態において、嵩高のアルキル基の立体障害は、密集したネットワークの形成を防ぎ、多孔性の低密度の膜を産生する。
ＣＶＤプロセスは、一般的には、１０ｍトール～１０トールなど、減圧で実行される。いくつかの実施形態において、本プロセスは、０．５～２トールで実行される。いくつかの実施形態において、半導体基板の温度は、反応流の温度であるか、またはこれよりも低い。例えば、基板温度は、０℃～２５０℃、または周囲温度（例えば、２３℃）～１５０℃であり得る。様々なプロセスにおいて、重合された有機金属材料の基板上への堆積は、表面温度に反比例した速度で発生する。
いくつかの実施形態において、ＥＵＶパターン化可能な膜は、当該技術分野において知られる数あるものの中でも湿式堆積設備およびプロセスを使用して半導体基板上に作製または堆積される。例えば、有機金属材料は、半導体基板の表面上へのスピンコートによって形成される。
半導体基板の表面上に形成されるＥＵＶパターン化可能な膜の厚さは、表面特性、使用される材料、および処理条件に従って変化し得る。様々な実施形態において、膜厚は、０．５ｎｍ～１００ｎｍの範囲に及び得、ＥＵＶパターン化の条件下でＥＵＶ光の大半を吸収するのに十分な厚さであり得る。例えば、レジスト膜の全体的な吸収度は、レジスト膜の底部のレジスト材料が十分に暴露されるように、３０％以下（例えば、１０％以下、または５％以下）であり得る。いくつかの実施形態において、膜厚は、５ｎｍ～４０ｎｍ、または１０ｎｍ～２０ｎｍである。本開示の機序、機能、または実用性を限定することなく、湿式スピンコート堆積プロセスとは異なり、乾式堆積プロセスは、基板の表面接着性質に対してより少ない制限を提示し、したがって、幅広い基板に適用され得ると考えられる。さらには、上で論じられるように、堆積膜は、表面特徴部にぴったりと合い、そのような特徴部を「埋める」または別途平坦化することなく、下位の特徴部を有する基板などの基板の上にマスクを形成するという利点をもたらす。
ブロック１０４において、洗浄プロセスが、半導体基板の裏側および斜縁を洗浄するために実施される。裏側および斜縁洗浄は、基板裏側および斜縁における様々なレベルの酸化または架橋結合を伴う膜を等しく除去するために、ＥＵＶレジスト膜を非選択的にエッチングし得る。湿式堆積処理または乾式堆積処理のいずれかによるＥＵＶパターン化可能な膜の適用の間、基板斜縁および／または裏側へのレジスト材料の何らかの意図しない堆積が存在し得る。意図しない堆積は、望ましくない粒子が後に半導体基板の上面へ移動すること、および粒子欠陥になることにつながり得る。さらには、この斜縁および裏側堆積は、後に他の基板を汚染するように作用し得る、パターン化ツール（スキャナ）、現像ツール、および計測ツールの汚染を含む下流の処理問題を引き起こし得る。この斜縁および裏側堆積の除去は、湿式洗浄技術または乾式洗浄技術を、単独で、または本明細書に説明される他の技術と組み合わせて、使用して達成され得る。
スピンコートされた有機金属フォトレジストを洗浄するための最先端の技術は、湿式洗浄処理によるものである。例は、図２Ａ～図２Ｄを参照して以下に説明される。エッジビード除去（ＥＢＲ）は、ウエハの前側および裏側の両方における湿潤トラックに対して実施される。ノズルは、ウエハの前側および裏側の両方においてウエハの縁の上に位置付けられ、溶剤は、ウエハが回転している間に分注される。有機溶剤（例えば、ＰＧＭＥ、ＰＧＭＥＡ、２－ヘプタノン）は、縁上のフォトレジストを溶解して、斜縁領域を洗浄する。裏側が汚染されている場合、ウエハは、ウエハの裏側洗浄のために別の湿式洗浄ステーションへと進み得る。スピンコートの場合、チャックに接触するウエハ領域は、典型的には、綺麗なままであり、別個の裏側洗浄は常に使用されるわけではない。希フッ酸（ｄＨＦ）、希塩酸（ｄＨＣｌ）、希硫酸、または標準洗浄１（ＳＣ－１）などの追加洗浄が、金属汚染を低減するために必要であり得る。ＥＵＶスキャナに入る前に、裏側スクラブが一般的には実施される。
乾式裏側および斜縁洗浄技術が、湿式技術の代わりに使用され得る。乾式裏側および斜縁洗浄は、エッチングガスを使用して実施され得る。エッチングガスは、水素ガス、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲン化物ガス、または三塩化ホウ素であり得る。処理チャンバには、エッチングガスが基板の裏側にアクセスすることができるように基板を傾斜させる複数の最小接触面（ＭＣＡ）支持体を有する基板支持体が装備され得る。基板支持体は、図５Ａに関連して以下に説明されるように、キャリアリングであり得る。エッチングガスは、基板支持体の下から第１のエッチングガス内で送達され得る。ガス分配器は、エッチングガスが前側の中心に到達することを制限するために、基板の前側の中心においてカーテンガスを送達し得る。ガス分配器はまた、基板の前側の周縁部において第２のエッチングガス流内でエッチングガスを送達し得る。放射熱源などの熱源が、乾式裏側および斜縁洗浄中、基板に対して適用され得る。放射熱源は、基板支持体の下に位置付けられ得る。裏側洗浄および斜縁洗浄は共に、同じ処理チャンバ内で実施される。いくつかの実施形態において、堆積動作ならびに乾式裏側および斜縁洗浄は、同じ処理チャンバ内で実施される。いくつかの実施形態において、塗布後ベーク（ＰＡＢ）ならびに乾式裏側および斜縁洗浄は、同じ処理チャンバ内で実施される。単一チャンバ内のツール／チャンバの統合は、スループットを増加させ、費用を低減し、またさもなければ移送間で発生する汚染の可能性を低減する。
いくつかの実施形態において、乾式洗浄プロセスは、以下のガス：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＢＣｌ3、ＳＯＣｌ2、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、Ｏ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ、のうちの１つまたは複数を有する蒸気および／またはプラズマに関与する。いくつかの実施形態において、乾式洗浄プロセスは、本明細書に説明される乾式現像プロセスと同じ化学構造を使用し得る。例えば、裏側および斜縁洗浄は、ハロゲン化水素現像化学構造を使用し得る。裏側および斜縁洗浄プロセスの場合、蒸気および／またはプラズマは、基板の前側におけるいかなる膜劣化もなしに、裏側および斜縁堆積物のみが除去されることを確実にするために、基板の特定の領域に限定されなければならない。
プロセス条件は、裏側および斜縁洗浄のために最適化され得る。いくつかの実施形態において、より高い温度、より高い圧力、および／またはより高い反応物流は、増加したエッチング速度をもたらし得る。乾式斜縁および裏側洗浄のための好適なプロセス条件は、フォトレジスト膜および組成および性質に応じて、１００～１００００ｓｃｃｍの反応物流（例えば、５００ｓｃｃｍ ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、またはＨ2およびＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2、ＢＣｌ3、またはＨ2）、２０℃～１２０℃の温度（例えば、１００℃）、２０ｍトール～大気圧の圧力（例えば、３００ｍトール）、高周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で０Ｗ～５００Ｗのプラズマ電力、および約１０～１５０秒の時間であり得る。これらの条件はいくつかの処理反応器、例えば、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに好適であるが、より幅広い範囲のプロセス条件が、処理反応器の能力に従って使用され得るということを理解されたい。
ブロック１０４における裏側および斜縁洗浄は、ブロック１０６におけるＰＡＢ処理の前に描写されるが、ブロック１０４の裏側および斜縁洗浄は、ブロック１０２におけるフォトレジストの堆積の後およびブロック１１２における現像の前のプロセス１００中の任意のステージにおいて実施され得るということを理解されたい。故に、ブロック１０４の裏側および斜縁洗浄は、フォトレジスト堆積後、ＰＡＢ処理後、ＥＵＶ暴露後、またはＰＥＢ処理後に実施され得る。以下にさらに論じられるように、追加の裏側および斜縁洗浄は、例えば、ブロック１１８に関連して説明されるように、プロセス１００において後で実施され得る。ブロック１０４における第１の裏側および斜縁洗浄動作は、ブロック１０２におけるフォトレジスト堆積から生じる望ましくない堆積の除去をターゲットとする一方、ブロック１１８における第２の裏側および斜縁洗浄動作は、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像中に生成される望ましくない汚染の除去をターゲットとする。いくつかの実施形態において、裏側および斜縁洗浄動作１０４および１１８の一方または両方は、省略され得る。
湿式または乾式裏側および斜縁洗浄動作は、代替的に、元のフォトレジストが損傷を受けた、または別途欠陥のあるときなど、塗布されたＥＵＶフォトレジストが除去され、半導体基板がフォトレジスト再塗布のために調製される完全なフォトレジスト除去またはフォトレジスト「再加工」にまで拡張され得る。フォトレジスト再加工は、下位の半導体基板を損傷することなく達成されなければならないため、酸素ベースのエッチングは避けられるべきである。代わりに、本明細書に説明されるようなハロゲン化物含有化学構造の変異形が使用され得る。フォトレジスト再加工動作は、プロセス１００中の任意のステージにおいて適用され得るということを理解されたい。故に、フォトレジスト再加工動作は、フォトレジスト堆積後、第１または第２の斜縁および裏側洗浄後、ＰＡＢ処理後、ＥＵＶ暴露後、ＰＥＢ処理後、現像後、ＰＤＢ処理後、化学、プラズマ、および／または光処理後に適用され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工は、フォトレジストの暴露および非暴露領域の非選択的除去のために、しかしながら下層に対しては選択的に実施され得る。
いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工プロセスは、以下のガス：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ、のうちの１つまたは複数を有する蒸気および／またはプラズマに関与する。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工プロセスは、本明細書に説明される乾式現像プロセスと同じ化学構造を使用し得る。例えば、フォトレジスト再加工プロセスは、ハロゲン化水素現像化学構造を使用し得る。
プロセス条件は、フォトレジスト再加工のために最適化され得る。いくつかの実施形態において、より高い温度、より高い圧力、および／またはより高い反応物流は、増加したエッチング速度につながり得る。フォトレジスト再加工のための好適なプロセス条件は、フォトレジスト膜および組成および性質に応じて、１００～５００ｓｃｃｍの反応物流（例えば、５００ｓｃｃｍ ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＢＣｌ3またはＨ2およびＣｌ2またはＢｒ2）、－１０～１４０℃の温度（例えば、８０℃）、２０～１０００ｍトールの圧力（例えば、３００ｍトール）、高周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で３００Ｗ～８００Ｗのプラズマ電力（例えば、５００Ｗ）、０～２００Ｖbのウエハバイアス（より高いバイアスは、より固い下位の基板材料と共に使用され得る）、およびＥＵＶフォトレジストを完全に除去するのに十分な約２０秒～３分の時間であり得る。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工は、プラズマの適用なしに実施され得る。フォトレジスト再加工は、昇温（例えば、８０℃～１２０℃）でハロゲン化水素（例えば、ＨＢｒ）などのハロゲン化物含有ガスを用いて熱的に実施され得る。これらの条件は、いくつかの処理反応器、例えば、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに好適であるが、より幅広い範囲のプロセス条件が、処理反応器の能力に従って使用され得るということを理解されたい。
プロセス１００のブロック１０６において、任意選択の塗布後ベーク（ＰＡＢ）が、ＥＵＶパターン化可能な膜の堆積の後およびＥＵＶ暴露の前、ならびに／または裏側および斜縁洗浄を実施した後に実施される。ＰＡＢ処理は、ＥＵＶパターン化可能な膜のＥＵＶ感受性を増加させるために、熱処理、化学暴露、および水分の組み合わせに関与し得、ＥＵＶパターン化可能な膜内にパターンを現像するためのＥＵＶ用量を低減する。ＰＡＢ処理温度は、ＥＵＶパターン化可能な膜の感受性を増加させるために調節および最適化され得る。例えば、処理温度は、約９０℃～約２００℃、または約１５０℃～約１９０℃であり得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ処理は、１００～１００００ｓｃｃｍの範囲で流れる周囲ガス、数パーセントから最大１００％（例えば、２０％～５０％）の量の含水量、大気から真空の間の圧力、および約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間で実行され得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ処理は、約１分～２分にわたって約１００℃～２００℃の温度で実行される。
プロセス１００のブロック１０８において、金属含有ＥＵＶレジスト膜は、パターンを現像するためにＥＵＶ放射線に暴露される。一般的に言うと、ＥＵＶ暴露は、金属含有ＥＵＶレジスト膜内の化学組成および架橋結合における変化を引き起こし、後続の現像のために利用され得るエッチング感受性においてコントラストを作り出す。
金属含有ＥＵＶレジスト膜は、次いで、典型的には比較的高い真空下で、膜のある領域をＥＵＶ光に暴露することによってパターン化され得る。本明細書内の数ある有用なもののうち、ＥＵＶデバイスおよびイメージング方法は、当該技術分野において知られる方法を含む。特に、上に論じられるように、非暴露領域に対して改変された物理的または化学的性質を有する膜の暴露領域は、ＥＵＶパターン化を通じて作成される。例えば、暴露領域において、金属－炭素結合開裂は、ベータ水素脱離を介して発生し得、金属－酸素架橋により水酸化物および架橋結合された金属酸化物部分へ変換され得る反応性でかつアクセシブルな金属水素化物官能性を残し、これは、ネガ型レジスト、またはハードマスクのためのテンプレートのいずれかとして化学コントラストを作り出すために使用され得る。一般に、アルキル基内のベータＨの数が大きいほど、より感受性の高い膜を結果としてもたらす。暴露後、金属含有ＥＵＶレジスト膜は、金属酸化物膜の追加の架橋結合を引き起こすように、ベークされ得る。暴露領域と非暴露領域との間の性質の違いは、非暴露領域を溶解すること、または暴露領域に材料を堆積させることなどの後続処理において利用され得る。例えば、パターンは、金属酸化物含有マスクを形成するために、乾式法を使用して現像され得る。そのようなプロセスにおける数ある有用なもののうちの方法および装置は、２０１９年１２月１９日に出願されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ第２０１９／０６７５４０号に説明され、この特許は、その方法および装置の開示については参照により本明細書に組み込まれる。
特に、様々な実施形態において、表面上に存在するヒドロカルビル終端されたスズ酸化物は、特に暴露がＥＵＶを使用して真空内で実施されるとき、イメージング層の暴露領域において、水素終端されたスズ酸化物へ変換される。しかしながら、暴露されたイメージング層を真空から空気内へ除去すること、または酸素、オゾン、Ｈ2Ｏ2、もしくは水の制御された導入は、表面Ｓｎ－ＨのＳｎ－ＯＨへの酸化を結果としてもたらし得る。暴露領域と非暴露領域との間の性質の違いは、照射領域、非照射領域、または両方を、１つまたは複数の試薬と反応させて、選択的に材料をイメージング層に追加するか、または材料をイメージング層から除去することなどによって、後続処理において利用され得る。
本技術の機序、機能、または実用性を制限することなく、例えば、１０ｍＪ／ｃｍ2～１００ｍＪ／ｃｍ2の用量でのＥＵＶ暴露は、立体障害を軽減し、低密度膜が崩壊するための空間を提供し得る。加えて、ベータ水素脱離反応において生成される反応性金属－Ｈ結合は、膜内のヒドロキシルなどの近傍の活性基と反応することができ、さらなる架橋結合および高密度化につながり、暴露領域と非暴露領域との間に化学コントラストを作り出す。
ＥＵＶ光への金属含有ＥＵＶレジスト膜の暴露の後、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストが提供される。光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、ＥＵＶ暴露領域および非暴露領域を含む。
プロセス１００のブロック１１０において、任意選択の暴露後ベーク（ＰＥＢ）が、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストのエッチング感受性におけるコントラストをさらに増加させるために実施される。光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストのＥＵＶ暴露領域の架橋結合を促進するために様々な化学種の存在下で熱処理される。
様々な実施形態において、ベーク戦略は、ベーク環境の注意深い制御、反応性ガスの導入、および／またはベーク温度のランピング速度の注意深い制御を伴う。有用な反応性ガスの例としては、例えば、空気、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2蒸気、ＣＯ2、ＣＯ、Ｏ2、Ｏ3、ＣＨ4、ＣＨ3ＯＨ、Ｎ2、Ｈ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、アルコール、アセチルアセトン、ギ酸、Ａｒ、Ｈｅ、またはそれらの混合物が挙げられる。ＰＥＢ処理は、（１）ＥＵＶ暴露中に生成される有機フラグメントの完全気化を推進し、（２）金属水素化物種（ＥＵＶ暴露中のベータＨ除去反応からの他の生成物）を金属水酸化物へと酸化させ、（３）近傍の－ＯＨ基同士の架橋結合を促進して、架橋結合した金属酸化物ネットワークを形成するように設計される。ベーク温度は、最適なＥＵＶリソグラフィ性能を達成するように慎重に選択される。低すぎるＰＥＢ温度は、有機フラグメントの不完全な除去、ならびに不十分な架橋結合、および結果的には、所与の用量での現像のためのより小さい化学コントラストにつながる。高すぎるＰＥＢ温度もまた、悪影響をもたらし、これには、非暴露領域（この例では、マスクを形成するために、パターン化された膜の現像によって除去される領域）における深刻な酸化および膜収縮、ならびに、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストと下層との間の界面での望ましくない相互拡散が含まれ、これらの両方が、化学コントラストの損失、および不溶性スカムに起因する欠陥密度の増加に寄与する。ＰＥＢ処理温度は、約１００℃～約３００℃、約１７０℃～約２９０℃、または約２００℃～約２４０℃であり得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＢ処理は、１００～１００００ｓｃｃｍの範囲で流れる周囲ガス、数パーセントから最大１００％（例えば、２０％～５０％）の量の含水量、大気から真空の間の圧力、および約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間で実行され得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＢ熱処理は、エッチング選択性をさらに増加させるために繰り返され得る。
プロセス１００のブロック１１２において、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、レジストマスクを形成するために現像される。様々な実施形態において、暴露領域が除去される（ポジ型）か、または非暴露領域が除去される（ネガ型）。いくつかの実施形態において、現像は、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストの暴露領域または非暴露領域のいずれかに対する選択的堆積を含み得、その後にエッチング動作が続く。様々な実施形態において、これらのプロセスは、乾式プロセスまたは湿式プロセスであり得る。現像のためのプロセスの例は、有機スズ酸化物含有ＥＵＶ感受性フォトレジスト薄膜（例えば、２０ｎｍなど、１０～３０ｎｍ厚）がＥＵＶ暴露用量および暴露後ベークに供され、次いで現像されることを伴う。フォトレジスト膜は、例えば、イソプロピル（トリス）（ジメチルアミノ）スズなどの有機スズ前駆体および水蒸気のガス相反応に基づいて堆積され得るか、または有機基質内にスズクラスタを含むスピンオン膜であり得る。
光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、現像化学構造への暴露によって現像される。いくつかの実施形態において、現像化学構造は、ハロゲン化物含有化学構造を含む。例えば、臭素含有化学構造、塩素含有化学構造、および／またはフッ素含有化学構造が使用され得る。様々な実施形態において、ハロゲン化物含有化学構造は、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、およびＨＦなどのハロゲン化水素である。乾式現像技術は、２０２０年６月２５日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３９６１５号にさらに論じられ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ブロック１１２における現像動作は、特定の実施形態において最適化され得る。そのような最適化は、乾式現像技術が使用される場合に特に有用であり得る。最適化は、基板の裏側および斜縁領域に堆積し得る、基板上のフォトレジストからガス放出する金属および／または金属ハロゲン化物を低減するために行われ得る。特定の最適化技術は、汚染の可能性のある種の除去を促進し得るが、他の技術は、汚染種を、下流のガス放出中にガス放出するそれらの能力を低減するために、不動態化し得る。本明細書に説明される様々な最適化は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。
様々な実施形態において、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作は、加熱された処理チャンバ内で現像を実施することによって最適化され得る。そのような加熱は、チャンバ内の全体的な副産物濃縮／蓄積を低減し、これが、基板上への望ましくない副産物堆積を少なくするという結果をもたらす。様々な実施形態において、処理チャンバおよび／またはシャワーヘッドは、昇温、例えば、約４０℃以上、または約６５℃以上、または約８０℃以上、または約１００℃以上に維持される。これらまたは他の場合において、処理チャンバおよびシャワーヘッドは、約３００℃以下、または約２５０℃以下、または約２００℃以下、または約１５０℃以下、または約１００℃以下、または約８０℃以下の最大温度に維持され得る。いくつかの場合において、温度は、乾式現像中に能動的に制御および変化される。そのような場合において、温度は、乾式現像中に能動的に増加される。他のそのような場合において、温度は、乾式現像中に能動的に減少される。
これらまたは他の実施形態において、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作は、減圧にて不活性雰囲気中で高温度パージステップを実施することによって最適化され得る。パージステップは、ブロック１１２においてフォトレジスト現像動作の最後に、またはそのすぐ後に、現像動作が発生するのと同じ処理チャンバ内で実施され得る。不活性雰囲気を確立するために提供され得る例となるガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2、Ｋｒ、Ｘｅ、およびＨ２が挙げられる。そのようなガスの組み合わせも使用され得る。例となるガス流量は、約２００～１０，０００ｓｃｃｍであり得る。パージは、約１～１０分、いくつかの場合においては少なくとも約２分、または少なくとも約５分の持続時間を有し得る。パージステップは、約５ｍトール～約１０トールの圧力で実施され得る。いくつかの場合において、圧力は、少なくとも約１０ｍトールであり得る。これらまたは他の実施形態において、圧力は、約１トール以下であり得る。パージステップ中の温度（例えば、処理チャンバ、シャワーヘッド、および／または基板支持体の温度）は、昇温、例えば、約１００℃以上、または約１２０℃以上に維持され得る。いくつかの場合において、処理チャンバは、約１００～２５０℃、または約１００～３００℃の温度に維持され得、基板支持体は、約１２０～２５０℃、または約１２０～３００℃の温度に維持され得る。
これらまたは他の実施形態において、ポンプパージシーケンスは、ブロック１１２における現像プロセスの最後の方、またはそのすぐ後に使用され得る。そのようなプロセスは、減圧に至るまで処理チャンバをポンピングし、処理チャンバを不活性ガスで掃引する１つまたは複数のサイクルを伴い得る。このポンピングおよびパージは、基板およびチャンバからのハロゲンおよび金属ハロゲン化物除去の効率を増加させる。
これらまたは他の場合において、最適化は、ブロック１１４に関連して以下に説明されるベークステップなどの熱処理を伴い得る。これらまたは他の場合において、最適化は、ブロック１１６に関連して以下に説明される処理動作などの化学、プラズマ、および／または光処理を伴い得る。そのようなものとして、ブロック１１４および／または１１６に関連して説明される動作は、いくつかの場合においては現像動作の最後の方で、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作と重複し得る。他の実施形態において、ブロック１１４および／または１１６の動作は、ブロック１１２のフォトレジスト現像動作が完了した後に発生し得る。
ブロック１１４において、基板は、現像後ベーク（ＰＤＢ）に暴露される。ＰＤＢは、フォトレジストの一部またはすべてがブロック１１２において現像された後に発生する。このステップは、「現像後ベーク」と称されるが、このステップはまた、上に説明されるように、現像ステップとある程度重複し得るということを理解されたい。
ブロック１０２におけるフォトレジスト堆積ステップとほぼ同様に、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像ステップは、基板の裏側および斜縁上に金属および金属ハロゲン化物汚染を引き起こし得る。上で述べたように、多くの場合、現像は、ＨＢｒなどのハロゲン化物含有化学構造を使用して行われる。いくつかの場合において、ハロゲン化物化学構造は、フォトレジスト内の金属と反応して、フォトレジストを部分的に溶解し、基板上に、例えば、基板の裏側および斜縁上に再堆積し得る金属ハロゲン化物および／または他の金属含有種の形成を引き起こす。そのような汚染は、連続したガス放出ならびに他の基板および下流処理設備および計測ツールの汚染を含む上に説明される理由から、有害である。
ＰＤＢ処理は、金属および金属ハロゲン化物が下流処理中にガス放出する可能性を低減するために、熱処理、任意選択の化学暴露、任意選択のプラズマ暴露、および任意選択の光暴露（ブロック１１６に関連してさらに論じられる）の組み合わせを伴い得る。熱処理は、基板を昇温に暴露することを伴う。例えば、基板は、約１６０～３００℃の温度で、約１～１０分の持続時間にわたってベークされ得る。いくつかの場合において、温度は、約１６０～２５０℃、または約１６０～２２０℃に維持され得る。そのようなベークは、基板支持体、処理チャンバ、シャワーヘッド、および／または処理ガスを加熱することを伴い得る。いくつかの場合において、処理チャンバの壁は、加熱され、および／または昇温に維持され得る。チャンバ壁のための例となる温度は、約２０～１２０℃であり得る。いくつかの場合において、ＰＤＢ処理中の圧力は、最低でも約０．０１トールまたは０．１トール、および最大で約１トール、１０トール、または大気圧（例えば、約７６０トール）に維持され得る。ＰＤＢ処理中に処理チャンバに提供され得る例となる処理ガスとしては、限定されるものではないが、Ｎ2、Ｎ2／Ｏ2の混合物、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｈ2、塩素含有ガス、フッ素含有ガス、酸素含有ガス、およびそれらの組み合わせが挙げられる。例となる塩素含有ガス、フッ素含有ガス、および酸素含有ガスは、以下に論じられる。例となる流量は、約２００～１０，０００ｓｃｃｍである。
ＰＤＢ処理は、物理吸着した金属ハロゲン化物種（例えば、様々な実施形態において、ＳｎＢｒxおよび／または他のスズハロゲン化物もしくは金属ハロゲン化物）を基板表面から脱着させる。しかしながら、ＰＤＢ処理は、基板の関連部分（例えば、裏側および斜縁領域）から金属ハロゲン化物種を完全に除去することにおいて非効果的であり得、化学吸着したハロゲン化物種（例えば、金属ハロゲン化物種）は、ＰＤＢ処理後も基板上に残ったままであり得る。さらには、基板の前側における金属含有フォトレジストは、さらなるガス放出および関連汚染の源であり続ける。様々な実施形態において、残っている化学吸着種／汚染は、ブロック１１８において以下に説明される湿式洗浄動作において除去され得る。
いくつかの実施形態において、ＰＤＢ処理は、基板を反応性化学構造またはプラズマに暴露することを伴わない熱処理である。反応性化学構造またはプラズマがブロック１１４におけるＰＤＢ処理と関連して使用されない場合、上で説明したポンピングおよびパージシーケンスの使用は、基板上の汚染を低減することにおいて特に有益である。ＰＤＢ処理が熱処理であり、さらなる洗浄ステップが使用されない（例えば、ブロック１１６および１１８が省略される）実施形態において、ガス放出は依然として、より長い時間フレーム、例えば数日、にわたって問題となり得る。そのような実施形態において、基板がブロック１１４におけるＰＤＢ処理に暴露された後、および基板がさらなる処理のために使用される前の特定の基板のためのキュー時間は、例えば、約１日、約２日、約３日、または約５日の最大キュー時間を使用して制御され得る。このようなキュー時間の制御は、各基板から生じるガス放出／再汚染の量を制限し、これにより、基板、近くの基板、ならびに下流の処理設備および計測ツール上の汚染を制限する。理論または作用機序に拘束されることを望むものではないが、再汚染の機序は、表面ホッピングまたは拡散機序であると考えられる。追加のポンプパージシーケンス、ならびにキュー時間制御は、そのような再汚染を制限し得る。当然ながら、そのような技術は、基板がＰＤＢ処理後にさらなる洗浄に供されない実施形態において特に有益であるが、ポンプパージシーケンス、ならびにキュー時間制御は、さらなる洗浄ステップが使用される他の実施形態においても使用され得るということを理解されたい。さらに、そのようなポンプパージシーケンスは、例えば、ブロック１１２、１１４、および／または１１６における動作と関連して、図１の方法の間の任意の時間に実施され得る。
いくつかの実施形態において、ブロック１１４のＰＤＢ処理は、ブロック１１６に関連して説明されるように、基板を、反応性化学構造、プラズマ、および／または光に暴露することを伴い得る。いくつかの他の実施形態において、ブロック１１６に関連して説明される動作は、ブロック１１４のＰＤＢ処理の後に発生し得る。上で述べたように、ブロック１１４のＰＤＢ処理はまた、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像ステップと重複し得る。そのようなものとして、ブロック１１６の動作は、ブロック１１２の動作とも重複し得るということを理解されたい。他の場合において、基板は、ブロック１１２および／または１１４の動作が完了した後に、例えば、ブロック１１２および／または１１４の動作が発生する処理チャンバと同じまたは異なる処理チャンバ内で、動作１１６において化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露され得る。
ブロック１１６は、任意選択的に、基板を、化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露することを伴う。そのような処理は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。いくつかの場合において、この処理は、金属含有種（例えば、金属または金属ハロゲン化物）を、それがより揮発性になるように改変することが意図され、これにより、金属含有種が真空接続により基板および処理チャンバから除去されることを可能にする。そのような処理は、揮発性種の除去を促進するために比較的高い温度および低圧力（例えば、１つまたは複数のパージを伴い得る）から恩恵を受ける。
このような増大した揮発性を達成するための１つの技術は、基板を、塩素含有化学構造（例えば、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、およびＰＣｌ3のうちの１つまたは複数）に暴露することである。この技術は、フォトレジストがＨＢｒなどの臭素系化学構造を使用してブロック１１２において現像された場合に特に有益である。ブロック１１６における塩素含有化学構造への基板の暴露は、以前から存在する汚染種（例えば、金属および金属臭化物）よりも揮発性である種（例えば、金属塩化物）の形成を結果としてもたらす。増大した揮発性を達成するための別の技術は、比較的高い温度、例えば、少なくとも約２００℃、または少なくとも約２５０℃で基板を水素（例えば、Ｈ2）へ暴露することである。化学暴露は、約１～１０分の持続時間を有し得る。汚染種の揮発性を増大させることは、基板および処理チャンバからの汚染種の除去を促進する。基板が化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露される様々な実施形態において、処理チャンバは、処理後にパージされ得る（例えば、上に説明されるパージおよび／またはポンプパージシーケンスを使用して）。
いくつかの場合において、ブロック１１６の処理は、金属含有種を、それがより安定するように改変し、これにより、そのような種がガス放出して汚染を引き起こすリスクを減少させることが意図される。このような増大した安定性を達成するための１つの技術は、基板を、酸素含有化学構造（例えば、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＯＳ、ＮＯx（例えば、ＮＯ2、ＮＯ、およびＮ2Ｏなど）、およびＨ2Ｏ2蒸気のうちの１つまたは複数）に暴露して、金属ハロゲン化物から金属酸化物を形成することである。増大した安定性を達成するための別の技術は、基板を、フッ素含有化学構造（例えば、ＨＦ、ＣxＦyＨz、ＮＦ3、ＳＦ6、およびＦ2のうちの１つまたは複数）に暴露して、金属臭化物または金属塩化物などの他の金属ハロゲン化物から金属フッ化物を形成することである。金属含有種の安定性を促進するために使用され得る他の化学構造としては、限定されるものではないが、ＮＨ3（約２００℃超などの高温で特に有用である）、ＨＩ、およびＩ2が挙げられる。
ブロック１１６が化学処理を伴う特定の実装形態において、プロセスガスは、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で流れ得る。例となる暴露時間は、約１～１０分である。例となる温度（例えば、基板支持体、チャンバ、シャワーヘッド、プロセスガスなどのうちの１つまたは複数の）は、約２０～１５０℃であり得る。
様々な実施形態において、ブロック１１６の処理は、基板をプラズマに暴露することを伴う。プラズマ処理は、ガス放出および関連した汚染機序を抑制するように作用し得る。多くの場合において、プラズマは、処理チャンバに送達される遠隔生成されたプラズマである。他の場合において、直流プラズマが、基板とインサイチュで生成され得る。プラズマは、プラズマ生成ガスから生成される。例えば、Ｈ2、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＣＨ4、酸素系ガス（例えば、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＳ、ＳＯ2、ＮＯx、Ｈ2Ｏ）、フッ素系ガス（例えば、ＮＦ3、ＣxＦy（例えば、ＣＦ4など）、ＣxＨyＦz（例えば、ＣＨ3Ｆ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨＦ3など）、Ｆ2、ＳＦ6）、塩素系ガス（例えば、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、およびＰＣｌ3のうちの１つまたは複数）、およびハロゲン化水素（例えば、ＨＢｒ、ＨＩなど）のうちの１つまたは複数を含む、様々なプラズマ生成ガスが使用され得る。いくつかの特定の実施形態において、プラズマ生成ガスは、Ｈ2／Ｎ2の混合物、Ｈ2／Ａｒの混合物、Ｈ2／Ｈｅの混合物、Ｈ2／Ｋｒの混合物、Ｈ2／Ｘｅの混合物、Ｈ2／ＣＨ4の混合物、ＣＨ4／Ｏ2の混合物、１つもしくは複数の酸素系ガスと不活性ガスとの混合物、１つもしくは複数のフッ素系ガスと不活性ガスとの混合物、または１つもしくは複数の塩素系ガスと不活性ガスとの混合物を含み得る。プラズマ生成ガスのための例となる流量は、約５０～１０，０００ｓｃｃｍであり得る。いくつかの場合において、流量は、少なくとも約１００ｓｃｃｍである。これらまたは他の場合において、流量は、約５，０００ｓｃｃｍ以下であり得る。酸素含有プラズマが使用されるいくつかの場合において、プラズマ暴露の持続時間は、酸素含有プラズマが炭素含有下層などの任意の暴露された炭素系材料を攻撃することを防ぐために、特に短い（例えば、約１～３０秒、または約１～５秒）場合があり、時としてフラッシュと称される。
ブロック１１６のプラズマ処理中、処理チャンバ内の圧力は、低くは約５ｍトールおよび高くは約１０トールに維持され得る。いくつかの場合において、圧力は、例えば、処理チャンバがターボポンプを含むか、これと流体連通状態にある実施形態において、約５～３００ｍトールである。いくつかの場合において、圧力は、例えば、処理チャンバが粗ポンプであるか、またはこれを含む実施形態において、約１００ｍトール～約１０トールである。圧力が高いほど（例えば、１００ｍトール～１０トール）、プラズマ暴露の結果としての基板への損傷を最小限にすることに有益であり得る。プラズマ処理が汚染種を不動態化することをターゲットにされるいくつかの場合においては、比較的より高い圧力、例えば、約０．１～１０トール、または約０．１～５トールが使用され得る。基板は、約１～１２０秒の持続時間にわたってプラズマに暴露され得る。プラズマは、１つまたは複数の周波数、例えば、約１３．６ｋＨｚの低周波数、および約１０ＭＨｚの高周波数で生成され得る。例えば、４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚなど、他の周波数も同様に使用され得る。例えば、プラズマがインサイチュで生成される変圧器結合プラズマまたは容量結合プラズマである場合、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力を使用して生成され得る。プラズマが、例えば、マイクロ波ストリップチャンバ内のマイクロ波プラズマ源を使用して、遠隔で生成される場合、プラズマは、これらの電力またはさらに高い電力（例えば、約３０００Ｗ以下、いくつかの場合においては、約１０００～３０００Ｗ）で生成され得る。プラズマのデューティサイクル（例えば、ＴＣＰプラズマ）は、約１０％～１００％ＣＷであり得る。
いくつかの場合において、例えば、プラズマがインサイチュで生成される場合（例えば、ＴＣＰまたはＣＣＰ）、圧力は、約５～３００ｍトールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約２０～１４０℃であり得、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力で生成され得る。いくつかの他の場合において、例えば、プラズマが遠隔で（例えば、時としてＭＷＳと称されるマイクロ波ストリップチャンバ内で）生成される場合、圧力は、最小約１００ｍトール～最大約１０トールまたは１トールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約１００～３００℃であり得、プラズマは、約５００～３０００Ｗの電力で生成され得る。
プラズマが遠隔で生成される様々な実施形態において、以下の条件が使用され得る。処理チャンバ内の圧力は、約０．１～１トールに維持され、プロセスガスは、約５０～５０００ｓｃｃｍの速度で流され、基板は、約３～３０秒の持続時間にわたって遠隔プラズマに暴露され、遠隔プラズマは、水素含有ガス（例えば、Ｈ2、または、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、もしくはＸｅのうちの１つまたは複数と組み合わせたＨ2）から生成される。例となる電力レベル、周波数、および他のプラズマ生成条件は、上および以下にさらに論じられる。
いくつかの場合において、プラズマ処理は、金属または金属ハロゲン化物種の除去を促進し得る。いくつかのそのような場合において、プラズマ処理は、汚染種を改変して、より揮発性の種を形成し得る。他の場合において、プラズマ処理は、金属または金属ハロゲン化物種からのより安定した種の形成を促進し得る。上に説明されるように、より揮発性の種の形成は、基板／チャンバから汚染種を除去することによってガス放出／汚染を低減し得る一方、より安定した種の形成は、そのような種が下流の処理またはキュー時間中に揮発することができる可能性を低減することによってガス放出／汚染を低減し得る。
様々な実装形態において、プラズマ生成ガスは、少なくともＨ2（例えば、いくつかの場合においては、Ｈ2／Ｎ2、Ｈ2／Ａｒ、Ｈ2／Ｈｅなど）を含む。穏やかなＨ2プラズマ処理の追加は、基板裏側および斜縁領域上の化学吸着した金属ハロゲン化物（例えば、いくつかの場合においては、臭化スズ）の量の低減を可能にする。これは、基板がさらなる処理のために使用される前に、処理後の増加した最大キュー時間を可能にする。最大キュー時間は、汚染種がガス放出している速度、および汚染の最大許容濃度に基づく。いくつかの場合において、Ｈ2／Ｎ2またはＨ2／不活性ガスから生成されるプラズマへの基板の暴露は、ブロック１１８に関連して以下に説明される湿式洗浄動作と併せて、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下である金属濃度（例えば、基板裏側および斜縁領域上の）を提供する。そのような結果は、非常に望ましい。さらには、そのような処理は、基板の前面におけるフォトレジストパターンおよび他の材料に対する望ましくない損傷を引き起こすことなく、これらの結果を達成することが示されている。
いくつかの実装形態において、プラズマ生成ガスは、上に説明されるものなどの少なくとも１つの酸素含有種を含む。酸素含有種は、金属または金属ハロゲン化物と反応して金属酸化物を形成し得る。いくつかの実装形態において、プラズマ生成ガスは、上に列挙されるものなどの少なくとも１つのフッ素含有種を含む。フッ素含有種は、金属または金属ハロゲン化物（例えば、いくつかの場合においては、金属臭化物）と反応して金属フッ化物を形成し得る。金属酸化物および金属フッ化物は、以前から存在する汚染種よりも安定している場合があり、以て、ガス放出および関連汚染のリスクを低減する。
様々な実施形態において、ブロック１１６における処理は、基板を光に露光することを伴う。光暴露の持続時間は、約１～１２０秒であり得る。いくつかの場合において、光は、基板を比較的短い時間期間（例えば、約６０秒以下）にわたって比較的高い温度（例えば、約２５０～４００℃）に暴露することを伴う高速熱アニールの一部として提供される。特定の場合において、同様の高速熱アニールプロセスが、実質的な光暴露なしに提供され得る。光は、ランプ、またはＬＥＤの集合によって提供され得、それらのいずれかが、ＵＶ波長、可視波長、および／またはＩＲ波長で光を提供し得る。いくつかの特定の場合において、ＵＶ光を提供するランプが使用される。これらまたは他の場合において、可視光を提供するＬＥＤが使用される。ＬＥＤは、基板支持体または他の構造体内に提供され得る。いくつかの場合において、光暴露は、そのような暴露に専念するモジュールを使用して起こり得る。他の場合において、光暴露は、図１内の１つまたは複数の動作などの他の目的のためにも使用される処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、ブロック１１６の光暴露は、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＬＵＭＩＥＲ（商標）モジュールを使用して行われ得る。いくつかの場合において、ブロック１１４におけるＰＤＢ処理は、同様に、そのようなモジュールを使用して発生し得る。他の装置も使用され得る。
図１の実施形態に戻ると、本方法は、ブロック１１８を継続し、ここでは、湿式洗浄が、基板の裏側および斜縁領域から汚染を除去するために実施される。一般的には、ブロック１０４における湿式洗浄に関連して上に提供される詳細事項は、ブロック１１８における湿式洗浄にも当てはまり得る。ブロック１０４における湿式洗浄が、ブロック１０２におけるフォトレジストの堆積中に発生する汚染をターゲットとする一方、ブロック１１８における湿式洗浄は、フォトレジストの現像中に発生する汚染をターゲットとする。
いくつかの実施形態において、ブロック１１８における湿式洗浄は、基板の関連部分を、希ＨＦ、希ＨＣｌ、または標準洗浄１（ＳＣ－１、ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏの混合物）のうちの１つまたは複数に暴露することを伴う。多くの場合において、２ステップ湿式洗浄プロセスが使用され、第１のステップは、希ＨＦへの基板の暴露を伴い、第２のステップは、標準洗浄１または希ＨＣｌへの基板の暴露を伴う。希ＨＦは、最大約４９％（重量で）ＨＦであり得、これは、市販のＨＦ溶液に相当する。この溶液は、例えば、水と、最大約１：１０００（体積で）に希釈され得る。希ＨＣｌは、最大約４％（重量で）ＨＣｌであり得、水と最大約１：１００（体積で）に、いくつかの場合においては、水と最大約１：１０（体積で）に希釈され得る。各湿式洗浄ステップは、約２０～３００秒の持続時間を有し得る。基板、および／または基板を処理するために使用される溶液は、約１５～６０℃の温度に維持され得る。この溶液のための例となる流量は、約１～３Ｌ／分であり得る。
添付の図に示される実験結果は、湿式洗浄プロセスが、基板の裏側における金属／金属ハロゲン化物の濃度を低減することにおいて非常に効果的であり、以て、そのような金属がガス放出をして汚染問題を引き起こすことを防ぐことを例証する。湿式洗浄プロセスは、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像に関連して説明される最適化のうちの１つもしくは複数、ブロック１１４のＰＤＢ処理に関連して説明されるベーク戦略のうちの１つもしくは複数、および／またはブロック１１６に関連して説明される処理戦略のうちの１つもしくは複数と組み合わされるときに特に効果的である。
金属ガス放出および汚染を最小限にするために使用され得る別の技術は、基板を処理するために使用される処理チャンバを定期的に洗浄することを伴う。上に説明されるように、図１に説明される様々な動作は、１つまたは複数の装置において実施され得、これらの装置の各々が処理チャンバを含む。これらの処理チャンバのいずれかまたはすべては、処理チャンバの内表面から金属含有汚染物を除去するために定期的に洗浄されなければならない。そのようなチャンバ洗浄は、後で処理される基板上への汚染種の再堆積を低減するのに役立つ。いくつかの場合において、チャンバ洗浄は、基板ごとに１回の頻度であり得る。例えば、チャンバは、各基板が処理された後に洗浄され得る。他の場合において、この頻度は、より少なく、例えば、２つの基板ごと、５つの基板ごと、または１０個の基板ごとであり得る。異なる処理チャンバは、関連チャンバ内で発生するプロセスに応じて、異なる頻度の洗浄から恩恵を受けることができる。乾式チャンバ洗浄のための方法は、２０２０年６月２５日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ第２０２０／０７０１８７号にさらに論じられ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
様々な実施形態において、関連処理チャンバを洗浄することは、チャンバを、Ｈラジカルを提供するガス化学構造および／またはプラズマに暴露することを伴う。Ｈラジカルは、金属と反応して、例えば、金属水素化物を形成する。特定の例において、金属は、スズであり、プラズマへのチャンバの暴露は、ＳｎxＨy種の形成を結果としてもたらす。チャンバ洗浄は、典型的には、基板およびその上の材料を損傷することを回避するために、チャンバ内に存在する基板なしに発生する。いくつかの場合において、洗浄は、自動的に発生し、ウエハレス自動洗浄プロセス（ＷＡＣ）と称され得る。チャンバ洗浄中のチャンバ圧力は、約０．１～１０トール、例えば、約０．３～９トールであり得る。圧力は、処理ガスが提供される間、複数の圧力の間で変動され得る。いくつかの場合において、圧力は、より低い圧力（例えば、約１トール以下、いくつかの場合においては、約０．５トール）と、より高い圧力（例えば、約５トール以上、いくつかの場合においては、約９トール）との間で変動される。圧力は、ポンプおよびパージシーケンスの一部として変動され得る。例となる処理ガスは、限定されるものではないが、Ｈ2、Ｈラジカルを生成する他の水素含有種、Ｎ2、Ｏ2、Ｎ2＋Ｏ2、Ａｒ、および他の不活性ガスを含み得る。いくつかの場合において、チャンバは、プラズマへの暴露なしに洗浄される。プラズマが使用される他の場合において、プラズマは、遠隔で生成され、洗浄されているチャンバへ送達され得るか、またはそれは、洗浄されているチャンバ内で、インサイチュで直接的に生成され得る。いくつかの実施形態において、プラズマは、ＣＨ4およびＯ2またはＮＨ3およびＯ2の混合物から生成される。プラズマは、約１３．５６ｋＨｚの間の低周波数および／または約１０ＭＨｚの間の高周波数など、１つまたは複数の周波数で生成され得る。例えば、４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚなど、他の周波数も同様に使用され得る。プラズマは、約３００～４０００ＷのＲＦ電力を使用して生成され得る。プラズマは、約１０％～ＣＷのデューティサイクルを有し得る。処理チャンバ、基板支持体、シャワーヘッドなどは、洗浄中約２５～２２０℃の温度に維持され得る。いくつかの実施形態において、チャンバが洗浄されている間、１つまたは複数の特定の熱源が、処理チャンバ、基板支持体、シャワーヘッドなどのうちの１つまたは複数を加熱するために使用され得る。例えば、いくつかの場合において、ＩＲ熱源が使用され得る。これらまたは他の実施形態において、ＬＥＤチャック／基板支持体が使用され得る。他の熱源が、適切な場合に使用され得る。
いくつかの場合において、例えば、プラズマがインサイチュで生成される場合（例えば、ＴＣＰまたはＣＣＰ）、圧力は、約５～３００ｍトールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約２０～１４０℃であり得、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力で生成され得る。いくつかの他の場合において、例えば、プラズマが遠隔で（例えば、ＭＷＳまたは他の遠隔プラズマチャンバ内で）生成される場合、圧力は、約１００ｍトール～約１０トールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約１００～３００℃であり得、プラズマは、約１０００～４０００Ｗ、例えば、約１０００～３０００Ｗの電力で生成され得る。
いくつかの他の実施形態において、ブロック１０４に関連して上に説明されるものなどの乾式洗浄プロセスは、ブロック１１８における湿式洗浄プロセスの代わりに、またはこれに加えて使用され得る。
多くの場合において、本明細書に説明される技術を使用して処理される基板は、基板の裏側および／または斜縁領域上に約１Ｅ１１原子／ｃｍ2以下、例えば、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下の金属濃度を提供する。様々な実施形態において、本明細書に説明される技術は、基板の裏側および／または斜縁領域上の金属の濃度を、そのような技術なしに別途達成される（例えば、ブロック１１２における現像動作は、従来の乾式現像であり、ブロック１１４、１１６、および１１８における動作が省略される）場合よりも一桁、二桁、またはさらには三桁低いレベルまで減少させるために使用され得る。いくつかの場合において、ブロック１１４、１１６、および１１８に説明される動作は、基板の裏側および／または斜縁領域上の金属の濃度を、ブロック１１２における現像ステップの後に存在する濃度と比較して減少させるように動作する。
いくつかの場合において、既存の装置が、本明細書に説明される１つまたは複数のプロセスを実施するように修正され得る。例えば、フォトレジストを（例えば、乾式または湿式技術を使用して）現像するために使用される装置が、以下の特徴：（１）本明細書に説明される昇温に到達するように構成される基板支持体、（２）化学処理もしくはプラズマ処理により基板を処理するための適切なガスを提供するための配管、（３）プラズマを処理チャンバに提供するように構成されるプラズマ生成器、（４）ＵＶ、可視、および／もしくはＩＲ放射線を基板上に提供するように構成される１つもしくは複数の光源、ならびに／または（５）本明細書に説明される方法のいずれかを引き起こすように構成される制御器、のうちの任意の１つまたは複数の特徴を含むように修正され得る。同様に、基板をベークするために使用される装置が、これらの特徴のうちの任意の１つまたは複数を含むように修正され得る。
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、フォトレジストは、第１の処理チャンバ内でブロック１１２において現像され、ＰＤＢ処理は、第２の処理チャンバ内でブロック１１４において実施され、ブロック１１６における化学、プラズマ、および／または光処理は、第３の処理チャンバ内で実施され、湿式洗浄は、第４の処理チャンバ内で実施される。他の実施形態において、これらのステップのうちのいくつかは、単一の処理チャンバ内で組み合わされる。例えば、ブロック１１２においてフォトレジストを現像すること、およびブロック１１４においてＰＤＢを実施することは、第１の処理チャンバ内で発生し得、ブロック１１６における処理は、第２のチャンバ内で発生し得、湿式洗浄は、第３のチャンバ内で発生し得る。別の実施形態において、ブロック１１２においてフォトレジストを現像すること、ブロック１１４においてＰＤＢを実施すること、およびブロック１１６において処理を実施することはすべて、第１のチャンバ内で発生し、ブロック１１８における湿式洗浄は、第２のチャンバ内で発生する。ブロック１１４においてＰＤＢを実施するために使用されるチャンバは、ブロック１０６におけるＰＡＢおよび／またはブロック１１０におけるＰＥＢを実施するために使用されるチャンバと同じまたは異なり得る。様々な実施形態において、本明細書に説明されるチャンバのうちの任意の２つ以上は、複数の目的を果たすマルチチャンバ装置／ツール内で組み合わされ得る。適切な基板取扱設備、ロードロックなどが、必要に応じて基板をチャンバ間で移送するために提供され得る。さらに、制御器が、本明細書に説明されるようなプロセス動作を制御するために提供され得る。特定の実施形態において、マルチチャンバ装置は乾式処理（例えば、ブロック１１２、１１４、および１１６における動作のうちの１つまたは複数を実施するために、例えば、蒸気ベース／プラズマベースの処理）のために構成される少なくとも１つのチャンバ、および湿式処理のため（例えば、ブロック１１８における洗浄動作を実施するため）に構成される少なくとも１つのチャンバを含む。
図２Ａ～図２Ｄは、湿式洗浄技術を使用した裏側および斜縁洗浄の様々な処理ステージの断面概略図を示す。これらの技術は、例えば、ブロック１０４および１１８に関連して説明される湿式洗浄技術と併せて使用され得る。
図２Ａに示されるように、ＥＵＶレジスト材料は、基板の前側、裏側、および斜縁上に堆積され得る。上に記載されるように、そのような堆積は、湿式スピンオン技術または乾式蒸気／プラズマベースの技術を通じて発生し得る。裏側および斜縁上に堆積されるＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染は、基板の前側における汚染および下流のツールの汚染の可能性を増加させる。そのようなＥＵＶレジスト材料および金属含有汚染は、望ましくない。基板の裏側および斜縁からＥＵＶレジスト材料および金属含有汚染を除去することが所望される。いくつかの場合において、基板の前側の周縁部に堆積されるＥＵＶレジスト材料を含め、基板の前側に堆積される何らかのＥＵＶレジスト材料または他の金属含有汚染を除去することが所望される。
図２Ｂに示されるように、基板の斜縁に堆積される望ましくない材料は、湿式斜縁洗浄によって除去される。標準エッジビード除去プロセスでは、ＰＧＭＥ、ＰＧＭＥＡ、または２－ヘプタノンなどの有機溶剤が、第１の処理チャンバ（チャンバ１）内で斜縁に堆積されるＥＵＶレジスト材料を除去するために分注される。第１の処理チャンバは、スピン洗浄ツールであり得る。有機溶剤は、約２０℃など低温／温和な温度で分注され得る。可燃性の溶剤の任意の加熱は、重大な火災／爆発の危険をもたらす。基板は、任意選択的に第２の処理チャンバ（チャンバ２）へ進む前に、すすぎ／乾燥動作を経る。
図２Ｃに示されるように、基板の裏側に堆積される望ましくない材料は、湿式裏側洗浄によって除去される。湿式裏側洗浄は、第２の処理チャンバ内で実施され得る。第２の処理チャンバは、基板の裏側を洗浄することができる別のスピン洗浄ツールであり得る。例えば、湿式裏側洗浄は、ｄＨＦ、ｄＨＣｌ、希硫酸、またはＳＣ－１などの洗浄剤を用い得る。洗浄剤は、約２０℃などの低温／温和な温度で分注され得る。湿式裏側洗浄は、斜縁領域上の材料も除去し得るが、それは、典型的には、斜縁領域上の材料の均一または完全な除去においては非効率的である。したがって、裏側洗浄および斜縁洗浄は、時として、第１の処理チャンバと第２の処理チャンバとに分けられる。基板は、第３の処理チャンバ（チャンバ３）へ進む前に、すすぎ／乾燥動作を経る。
図２Ｄに示されるように、基板は、任意選択のＰＡＢ熱処理を経るために第３の処理チャンバへ移送される。いくつかの実施形態において、第３の処理チャンバは、オーブンであるか、またはホットプレートを含み、これにより基板が昇温に暴露される。ＰＡＢ熱処理は、基板温度を約９０℃～２００℃などの昇温へ増加させる。これが、ＥＵＶ暴露のために基板の前側におけるＥＵＶレジストのリソグラフィ性質を安定させる。ＰＡＢ熱処理は、乾式処理である。
湿式裏側および斜縁洗浄技術とは対照的に、乾式裏側および斜縁洗浄技術は、より安価かつより環境的に安全であり得る。乾式裏側および斜縁洗浄技術は、チャンバを統合し得、その結果として、乾式処理ステップは、より少ないツール／チャンバ内で実施され得る。乾式裏側および斜縁洗浄技術は、湿式裏側および斜縁洗浄技術に関連した不均一性の問題に対処し得る。
いくつかの場合において、乾式裏側および斜縁洗浄技術は、基板の裏側および斜縁から材料を除去するためにプラズマを用いる。既存のハードウェアは、材料を除去するためにプラズマを基板の裏側および斜縁に限定し得る。いくつかの他の場合において、乾式裏側および斜縁洗浄は、プラズマを当てることなく達成され得る。例えば、乾式裏側および斜縁洗浄は、基板の裏側および斜縁から材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）を除去するために基板の特定の領域に限定されるエッチングガスを利用する。乾式裏側および斜縁洗浄は、裏側および斜縁における材料の非選択的除去を促進するために、基板を昇温に暴露する。
図３Ａ～図３Ｃは、いくつかの実施形態による、フォトレジスト材料の乾式裏側および斜縁洗浄の様々な処理ステージの断面概略図を示す。フォトレジスト材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）の堆積は、湿式または乾式堆積技術を使用して実施され得る。湿式堆積技術は、スピンコートを含む。乾式堆積技術は、化学蒸着（ＣＶＤ）または原子層堆積（ＡＬＤ）を含む。
図３Ａに示されるように、ＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染は、基板の前側、裏側、および斜縁に堆積され得る。裏側および斜縁に堆積される望ましくない材料は、基板の前側における汚染および下流のツールの汚染の可能性を増加させる。基板の裏側および斜縁から望ましくない材料を除去することが所望される。いくつかの場合において、基板の前側の周縁部に堆積されるＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染を含め、基板の前側に堆積される何らかの望ましくない材料を除去することが所望される。例えば、望ましくない材料を、前側において縁から約数ミリメートル（例えば、約１．５ｍｍ）除去することが所望され得る。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料は、有機金属含有レジスト材料または有機金属酸化物である。ＥＵＶレジスト材料は、スズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、アンチモン、ヨウ素、およびゲルマニウムからなる群から選択される元素を含み得る。望ましくない金属または金属ハロゲン化物汚染は、ＥＵＶレジスト材料内の金属とハロゲン系化学構造との反応から生じ得る。ＥＵＶレジスト材料内の金属は、高パターン化放射線吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態において、この元素は、高いＥＵＶ吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料は、一般的には、Ｓｎ、Ｏ、およびＣからなり得る。例えば、ＥＵＶレジスト材料は、有機スズ酸化物を含む。
図３Ｂに示されるように、基板の裏側および斜縁に堆積されるＥＵＶレジスト材料は、乾式洗浄によって除去される。乾式洗浄は、基板の裏側および斜縁をエッチングガスに暴露し得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガス、水素ガスおよびハロゲン化物ガス、または三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）である。１つの例において、エッチングガスは、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩなどのハロゲン化水素である。別の例において、エッチングガスは、水素ガス（Ｈ2）である。さらに別の例において、エッチングガスは、Ｈ2とＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2との混合物である。依然としてさらに別の例において、エッチングガスは、ＢＣｌ3である。本開示は動作の任意の特定の理論または機序に限定されるものではないが、いくつかの場合において、本手法は、蒸気を使用して揮発性生成物を形成するために、ＥＵＶフォトレジスト材料および関連汚染と洗浄化学構造（例えば、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｈ2およびＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2、ＢＣｌ3）との化学反応性を利用することであると理解される。ＥＵＶフォトレジスト材料および関連汚染は、様々な温度で蒸気および／またはプラズマを使用して処理および／または除去され得る。温度、圧力、および／または反応物流が高いほど、反応性をさらに加速または強化することができると考えられる。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料および／または関連汚染は、最大１ｎｍ／秒のエッチング速度で除去され得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、遠隔プラズマ源によって活性化される。これは、反応性をさらに加速または強化し得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素などのキャリアガス、または他の好適なキャリアガスと共に送達される。
いくつかの実施形態において、フォトレジスト材料は、ＥＵＶレジスト材料ではないが、シリコン系材料または炭素系材料である。そのような材料の除去のためのエッチングガスは、ＥＵＶレジスト材料の除去のためのものとは異なり得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、炭素系材料の除去のためにＯ2、ＣＯ2、Ｎ2Ｏ、および同様のものなどの酸化ガスを含む。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、シリコン系材料の除去のためにＣxＦyもしくはＣxＦyＨzなどのフッ素系ガス、または塩素系ガスを含む。
不活性カーテンガスは、エッチングガスを基板の裏側および斜縁に限定するために基板の前側に送達され得る。カーテンガスは、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）、水（Ｈ2Ｏ）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、またはそれらの混合物などのガスを含み得る。カーテンガスは、基板の前側の少なくとも中央領域をエッチングガスから保護するために基板の前側上に流される。カーテンガスが前側に流されると、カーテンガスは、前側に堆積されたＥＵＶレジスト材料を保護するために前側にわたって広がる。
カーテンガスは、エッチングガスと同時に流され得る。第１のエッチングガス流は、基板の裏側に導入され得る。第１のエッチングガス流は、基板の裏側にわたって広がり得、基板の裏側は、基板がキャリアリング上のＭＣＡ支持体によって支持されるとき、アクセス可能であり得る。いくつかの実施形態において、第２のエッチングガス流は、基板の前側の周縁部へ導入され得る。第２のエッチングガス流は、前側の周縁部に沿って流れ、基板の斜縁を包み込み得る。第１のエッチングガス流は、基板支持体の下に位置付けられる１つまたは複数の下部ガス入口から導入され得、第２のエッチングガス流は、基板支持体の上に位置付けられるガス分配器の１つまたは複数の周縁部ガス入口から導入され得る。ガス分配器は、１つまたは複数の周縁部ガス入口を有するモジュラリングを含み得る。モジュラリングは、１つまたは複数の周縁部ガス入口と基板の前側との間の空間を調節し得る。いくつかの実施形態において、カーテンガスは、ガス分配器の１つまたは複数の中央ガス入口から流され、１つまたは複数の周縁部ガス入口を前側から分離する第１の間隙は、１つまたは複数の中央ガス入口を前側から分離する第２の間隙よりも大きい。
基板は、乾式洗浄中昇温へ加熱され得、昇温は、約２０℃～約１７０℃、約２０℃～約１４０℃、約４０℃～約１４０℃、または約１００℃である。いくつかの実施形態において、乾式洗浄は、上昇した圧力で実施され得る。処理チャンバ内の圧力は、約０．０２トール～大気圧、０．１トール～大気圧、または約１トール～大気圧であり得る。いくつかの実施形態において、乾式洗浄は、高流量のエッチングガスを用いて実施され得る。エッチングガス流量は、約５０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、約１００ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約２００ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。湿式洗浄技術とは異なり、本開示の非プラズマ熱洗浄技術は、エッチング速度を制御するために、温度、圧力、およびガス流量などのプロセスパラメータを調整することができる。高エッチング速度は、より高い温度および／または圧力ならびに流量を用いて非暴露ＥＵＶレジスト材料を除去するために達成され得る。
裏側洗浄および斜縁洗浄の両方は、別個の処理チャンバではなく、第１の処理チャンバ（チャンバ１）内で実施される。これは、さもなければ洗浄動作間に発生し得るツールの汚染の可能性を低減する。単一経路は、単一ツール内での本質的に複数のプロセスステップのために実施され得る。これはまた、費用を低減し、スループットを増加させる。湿式洗浄またはすすぎ／乾燥動作は、本開示の乾式裏側および斜縁洗浄において実施されない。
いくつかの実施形態において、乾式裏側および斜縁洗浄は、エッチングガスへの暴露、それに続くパージを含む。パージは、残留エッチングガスを第１の処理チャンバからポンピング／パージするためにパージガスを導入する。パージは、基板移送中の基板の前側の望ましくないエッチングを回避するために処理チャンバから残留エッチングガスまたはエッチング副産物を除去するのに有用であり得るということを理解されたい。パージは、不活性ガスおよび／または反応性ガスを流し得る。反応性ガスは、残留エッチングガスと反応して、除去の容易性を促進し得る。反応性ガスは、例えば、有機スズ前駆体などのスズ系前駆体であり得る。不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、またはＮ2であり得る。チャンバ圧力は、約０．１トール～約６トールであり得る。パージガス流は、約１０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約５０ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。いくつかの実施形態において、ポンピング／パージは、約２０℃～約１４０℃または約８０℃～約１２０℃などの高温度で進められ得る。高温度は、第１の処理チャンバからの残留エッチングガスの除去を促進し得る。いくつかの実施形態において、チャンバ壁および他の構成要素は、残留エッチングガスを放出するために加熱され得る。残留エッチングガス（例えば、ハロゲン化物ガスまたはハロゲン化物含有ガス）は、ポンピング／パージの間に排出ラインを通って排出され得る。いくつかの実施形態において、ポンプ／パージ動作は、脱ハロゲン化とも称され得る。ハロゲン化合物は、チャンバ壁、チャンバ構成要素、またはウエハに容易にくっつき得る。ハロゲン化物がウエハにくっつくと、ハロゲン化物（例えば、臭素）がＥＵＶスキャン中にウエハから放出され、以て、スキャナを腐食または損傷させるリスクが増加される。
いくつかの実施形態において、乾式裏側および斜縁洗浄の持続時間は、約１０秒～約１５０秒である。いくつかの実施形態において、裏側および斜縁洗浄の端点は、１つまたは複数のセンサによって検出される。１つまたは複数のセンサは、基板の裏側および斜縁に堆積するＥＵＶレジストの不在の存在を検出し得る。１つまたは複数のセンサは、ＩＲセンサおよび／または光学センサを含み得る。
図３Ｃに示されるように、基板は、任意選択のＰＡＢ熱処理に暴露される。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ熱処理は、乾式裏側および斜縁洗浄と同じ処理チャンバ（すなわち、第１の処理チャンバ）内で実施される。そのようなやり方では、乾式裏側および斜縁洗浄は、ＰＡＢ熱処理と統合される。これは、汚染の可能性をさらに低減し、費用を低減し、スループットを増加させ得る。これは、リソグラフィ性能に対して最小限の影響または良い影響を有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ熱処理は、乾式裏側および斜縁洗浄とは異なる第２の処理チャンバ（チャンバ２）内で実施される。ＰＡＢ処理は、乾式処理である。
ＰＡＢ熱処理は、基板温度を約１００℃～約１７０℃または約１２０℃～約１５０℃などの昇温へ上昇させる。いくつかの実施形態において、基板温度は、ＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤなどの放射熱源を使用して制御され得る。放射熱源は、基板の下に位置付けられ得る。代替的に、放射熱源は、基板の上に位置付けられ得る。基板温度は、放射熱源と共に確立されるフィードバック制御ループ内の高温計によって能動的に制御され得る。ＰＡＢ熱処理中の雰囲気は、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、またはＮｅなどの不活性ガスを流すことによって制御され得、不活性ガスは、Ｏ2および／またはＨ2Ｏと混合され得る。不活性ガスの流量は、約１０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約５０ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。ＰＡＢ熱処理中の圧力は、約０．０２トール～大気圧、約０．１トール～大気圧、または約１トール～大気圧であるように制御され得る。
装置
本開示は、本明細書に説明される方法を達成するために様々なハードウェア実装形態を提供する。多くの場合において、図１に説明される２つ以上の動作は、同じ処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、少なくとも２つの処理チャンバが提供され、１つは乾式プロセスを実施するように構成され、１つは湿式プロセスを実施するように構成される。そのようなチャンバは、本明細書に説明されるように、単一ツール上で組み合わされ得る。
本開示は、本明細書に説明される方法を達成するために様々なハードウェア実装形態を提供する。多くの場合において、図１に説明される２つ以上の動作は、同じ処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、少なくとも２つの処理チャンバが提供され、１つは乾式プロセスを実施するように構成され、１つは湿式プロセスを実施するように構成される。そのようなチャンバは、本明細書に説明されるように、単一ツール上で組み合わされ得る。
図４は、いくつかの実施形態による、乾式裏側および斜縁洗浄を実施するための処理チャンバの概略図を示す。乾式裏側および斜縁洗浄を実施するための装置またはツールは、処理チャンバを含み得る。処理チャンバは、裏側洗浄および斜縁洗浄の両方を実施するだけでなく、ＰＡＢ処理堆積、ＰＥＢ処理、ＥＵＶ暴露、ＰＤＢ処理、化学／プラズマ／光処理、乾式現像などの１つまたは複数の追加の乾式処理技術も実施するために統合され得る。本装置は、基板を支持するため、処理チャンバ内に基板支持体を含み得る。いくつかの実施形態において、基板支持体は、基板の前側、裏側、および斜縁への材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）の堆積後に基板を受容し得る。複数の最小接触面（ＭＣＡ）は、エッチングガスが基板の裏側にアクセスすることができるように基板を持ち上げるために、基板支持体の主要表面から延在するように構成され得る。本装置は、基板支持体の上にガス分配器をさらに含み、これは、カーテンガスを基板の前側に送達するために処理チャンバに結合される。本装置は、基板支持体の下にエッチングガス送達源をさらに含み、これは、エッチングガスを基板の裏側に送達するために処理チャンバに結合される。本装置は、基板支持体の下に放射熱源などの熱源をさらに含み得る。
基板支持体は、キャリアリングを含み得る。キャリアリングは、基板を支持するための環状体を有し得る。図５Ａは、いくつかの実施形態による、処理チャンバ内の基板を支持するためのキャリアリングの斜視図を示す。半導体産業における基板は、典型的には、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または４５０ｍｍの直径を有する。キャリアリングの外径は、基板の直径よりも大きく、環状体の内径は、基板の直径よりも小さい。内径は、約２８０ｍｍ以下、約２４０ｍｍ以下、または約２００ｍｍ以下であり得る。言い換えると、基板は、約１４０ｍｍ以下の半径を有するリングによって把持され得る。複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側に接触するためにキャリアリングの主要表面から延在し得る。いくつかの実施形態において、複数のＭＣＡ支持体は、キャリアリングの中心の周りに対称的に配置され得る。例えば、複数のＭＣＡ支持体は、３つのＭＣＡ支持体、４つのＭＣＡ支持体、５つのＭＣＡ支持体、６つのＭＣＡ支持体、またはそれ以上を含み得る。ＭＣＡ支持体は、ピンであり得る。複数のＭＣＡ支持体は、任意の好適な絶縁材料を含み得る。絶縁材料は、基板にひっかき傷をつけることを回避するためにペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）などの軟材料であり得る。図５Ｂは、いくつかの実施形態による、基板の裏側を支持し、かつこれに接触するキャリアリングの断面概略図を示す。
ＭＣＡ支持体の位置は、基板が裏側堆積を有する場合に基板に接触することを回避するために、先行する堆積プロセスに対して最適化され得る。別の言い方をすると、複数のＭＣＡ支持体は、裏側堆積（例えば、フォトレジスト堆積）がほとんど存在しない場合には、基板の裏側の領域に接触するように構成され得る。このような配置は、裏側堆積がほとんどないことを示す１つまたは複数の先の堆積動作から確認される知識またはデータに基づいて決定され得る。例えば、ＭＣＡ支持体は、基板の縁よりも基板の中心により近い領域において基板の裏側に接触し得る。同時に、ＭＣＡ支持体の位置は、エッチングガスが裏側堆積を有する領域にアクセスすることを妨げない。
複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側との最小接触を提供する。複数のＭＣＡ支持体は、キャリアリングの主要表面の上の基板を、ガスが基板の裏側に流れることを可能にする高さまで持ち上げ得る。いくつかの実施形態において、この高さは、約０．０２５ｍｍ～約０．５ｍｍまたは約０．０５ｍｍ～約０．２５ｍｍである。いくつかの実施形態において、ＭＣＡ支持体は、基板支持体の主要表面から延長可能／後退可能である。いくつかの実施形態において、この高さは、間隙サイズが制御されるように調節可能である。いくつかの実施形態において、基板の裏側は、ＭＣＡ支持体が直接触れる領域および基板を洗浄することができるように、シフト機序または回転機序を伴うＭＣＡ支持体によって支持される。エッチングガスは、ＭＣＡ支持体と直接接触状態にある領域にアクセスすることによってブロックされ得る。この領域は基板に対して非常に小さいが、それは依然として許容できないほど高い金属汚染を有し得る。したがって、この領域も同様に洗浄される必要がある。言い換えると、ＭＣＡ支持体は、基板の裏側の異なる点に接触するために位置をシフトまたは回転させ得る。シフト機序は、基板移送中に使用されるリフトピン内へ組み込まれ得る。ＭＣＡ支持体が触れる領域を除いた基板全体を洗浄する洗浄の第１の部分の後、キャリアリングは、リフトピン上へ基板を下げ得る。リフトピンは、ＭＣＡ領域の倍数だけおよそ数１０ｕｍ基板を移動させる。その後、キャリアリングは、プロセス位置へと戻り、第２の洗浄は、ＭＣＡ支持体が最初に触れる領域を洗浄するために実施される。いくつかの実施形態において、基板の裏側は、ＭＣＡ支持体の区域によって支持され、キャリアリングは、Ｘ個のＭＣＡ支持体各々の２つ以上の区域へと分割され、Ｘは、任意の整数値である。この場合、洗浄プロセスは、数回のステップへと分けられ得る。各ステップの間、スプリットリングの部分のうちの１つまたは複数は、基板表面から離れる方へ移動されて、その区域における洗浄を可能にする。すべての区域は少なくとも、洗浄中１回、持ち上げられ／洗浄されなければならない。最小数の区域が、基板がプロセス位置に確実に保持されるように適所に留まる必要がある。例えば、キャリアリングは、各々３つのピンの２つの区域へ分けられ得る。キャリアリングおよび複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側におけるエッチングガス流を調整するような様式で構成され得る。具体的には、ＭＣＡ支持体の高さ、キャリアリングの内径、ＭＣＡ支持体の位置付け、およびキャリアリングの他の態様は、上からのカーテンガスと下からのエッチングガスとの間のガス流を調節して、裏側および斜縁の両方がエッチングされるが、基板の前側の特定の領域がエッチングされないことを確実にするように設計され得る。
図４に戻ると、エッチングガス送達源および放射熱源は、基板支持体（例えば、キャリアリング）の下に位置付けられ得る。エッチングガス送達源は、エッチングガスを基板の裏側に送達するための１つまたは複数の下部ガス入口またはノズルを含み得る。放射熱源は、基板の裏側から離間され得るが、放射加熱によって基板を昇温へ加熱し得る。放射熱源は、制御されたランピング能力、パルシング、および迅速な温度変化を提供し得る。いくつかの実施形態において、放射熱源は、１つもしくは複数のＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤを含む。迅速な温度変化を可能にするために、熱源は、１～１０ｋＷ範囲内であり得る。いくつかの実施形態において、基板支持体は、回転するように構成され得る。基板温度の可制御性のため、１つもしくは複数のＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤは、基板の様々な領域の制御された加熱のためのゾーンへと分けられ得る。追加的に、１つもしくは複数のランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤは各々、独立して制御可能であり得る。ＬＥＤをパルシングすることにより、ウエハの温度ランプアップが制御され得る。放射熱源は、迷光が基板の前側に到達することを防ぐ役割も果たし得る。いくつかの実施形態において、エッチングガス送達源は、放射熱源を通る１つまたは複数の穴を含む。いくつかの実施形態において、エッチングガス送達源は、放射熱源の外側に位置付けられる１つまたは複数の穴を含む。１つまたは複数の穴の位置付けは、基板の裏側におけるエッチングガス流の不均一性が基板の裏側における材料の除去に重要ではないことから、重要ではない場合がある。故に、エッチングガス送達源は、エッチングガスが基板の裏側に到達するか、または別途これにアクセスすることができるように任意の様式で位置付けられ得る。
ガス分配器は、カーテンガスを基板の前側に送達するために基板支持体の上に位置付けられる。ガス分配器は、カーテンガス流を基板の前側の中央に向けるための１つまたは複数の中央ガス入口を含み得る。いくつかの実施形態において、ガス分配器は、エッチングガス流を基板の前側の周縁部に向けるための１つまたは複数の周縁部ガス入口を含み得る。基板の前側の周縁部は、基板の前側の１５％以下、１０％以下、または５％以下の領域を占有し得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、ガス分配器はトッププレートを含み、このトッププレートは、トッププレートの中央領域に配置される複数の穴、およびトッププレートの周縁領域に配置される複数の穴を含む。いくつかの実施形態において、ガス分配器は、異なる直径のモジュラリングを含む。いくつかの場合において、モジュラリングは、異なる形状を有し得る。エッチングガスは、モジュラリングのうちの１つを通って送達され得、カーテンガスは、モジュラリングのうちの別のものを通って送達され得る。故に、ガス分配器は、少なくとも、１つまたは複数の周縁部ガス入口のためのモジュラリングを含み、少なくとも１つのモジュラリングは、基板の前側からの１つまたは複数の周縁部ガス入口の間隔を調節するように構成される。斜縁における除去は、モジュラリング内の１つまたは複数の周縁部ガス入口の間隔を調節することによって調節され得る。追加的または代替的に、ガス分配器は、エッチングガス流を基板の斜縁に向けるための１つまたは複数のノズルを含む。
ガス分配器は、１つまたは複数の周縁部ガス入口を基板の前側から離間する第１の間隙が、１つまたは複数の中央ガス入口を基板の前側から離間する第２の間隙よりも大きくなるように構成され得る。いくつかの実施形態において、第１の間隙は、第２の間隙よりも少なくとも２倍大きい。第２の間隙は、基板の前側上のＥＵＶレジスト膜に触れることなく、できる限り小さくてもよい。図４に示されるように、ガス分配器は、階段設計を有し得る。そのようなやり方では、カーテンガス流は、基板の中央において、より高い圧力で提供され、かつより小さい間隙にわたって送達され得、エッチングガス流は、基板の周縁部において、より低い圧力で提供され、かつより大きい間隙にわたって送達され得る。基板支持体の上から送達されるエッチングガス流は、「第２のエッチングガス流」と称され得る一方、基板支持体の下から送達されるエッチングガス流は、「第１のエッチングガス流」と称され得る。基板の周縁部において送達される第２のエッチングガス流は、基板の前側および斜縁領域の部分を包み込み得る。例えば、エッチングガス流は、基板の前側の５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、または１．５ｍｍ以下を包み込み得る。カーテンガス流は、エッチングガスが基板の前側の残部に達することを防ぐ。
放射熱源に加えて、またはこれの代替に、本装置は、１つまたは複数の加熱器をさらに含み得る。１つまたは複数の加熱器は、基板温度制御を提供し得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、ガス分配器に、および基板の上に、結合される。１つまたは複数の加熱器は、放射熱源であり得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、処理チャンバ内で周囲加熱を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、基板温度制御を、２０℃～１７０℃もしくは２０℃～１４０℃の範囲内、または本明細書に説明される他の温度範囲で提供する。
本装置は、基板の裏側および／または斜縁上の膜堆積の存在を検出するための１つまたは複数のセンサをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のセンサは、端点検出としての役割を果たすＩＲセンサなどの光学デバイスを含む。
図６は、説明された乾式裏側および斜縁洗浄実施形態に好適である低圧力環境を維持するための処理チャンバ本体６０２を有するプロセスステーション６００の実施形態の概略図を描写する。複数のプロセスステーション６００は、一般的な低圧力プロセスツール環境に含まれ得る。例えば、図７は、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＶＥＣＴＯＲ（登録商標）処理ツールなどのマルチステーション処理ツール７００の実施形態を描写する。いくつかの実施形態において、以下に詳細に論じられるものを含むプロセスステーション６００の１つまたは複数のハードウェアパラメータは、１つまたは複数のコンピュータ制御器６５０によってプログラムで調節され得る。
プロセスステーションは、クラスタツール内のモジュールとして構成され得る。図９は、本明細書に説明される実施形態の実装に好適な真空一体型堆積およびパターン化モジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。そのようなクラスタプロセスツールアーキテクチャは、上に説明される、ならびに図８および図９を参照して以下にさらに説明されるような、レジスト堆積モジュール、レジスト暴露モジュール（ＥＵＶスキャナ）、レジスト現像モジュール、およびエッチングモジュールを含み得る。さらには、そのようなクラスタツールアーキテクチャは、湿式処理のために、例えば、湿式技術を使用して裏側および斜縁領域洗浄を実施するように構成される処理チャンバを含み得る。
図６に戻ると、プロセスステーション６００は、プロセスガスを分配シャワーヘッド６０６に送達するための反応物送達システム６０１ａと流体連通する。反応物送達システム６０１ａは、任意選択的に、シャワーヘッド６０６への送達のために、プロセスガスを混合および／または調整するための混合容器６０４を含む。１つまたは複数の混合容器入口弁６２０は、混合容器６０４へのプロセスガスの導入を制御し得る。プラズマ暴露が使用される場合、プラズマもまた、シャワーヘッド６０６に送達され得るか、プロセスステーション６００内で生成され得る。上に記載されるように、少なくともいくつかの実施形態において、非プラズマ熱暴露が好まれる。
図６は、混合容器６０４に供給されるべき液体反応物を蒸発させるための任意選択の蒸発点６０３を含む。いくつかの実施形態において、蒸発点６０３の上流の液流制御器（ＬＦＣ）は、プロセスステーション６００への蒸発および送達のための液体の質量流を制御するために提供され得る。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に位置する熱質量流計（ＭＦＭ）を含み得る。このときＬＦＣのプランジャ弁は、ＭＦＭと電気通信状態にある比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御器によって提供されるフィードバック制御信号に応答して調節され得る。
シャワーヘッド６０６は、プロセスガスを基板６１２の方へ分配する。図６に示される実施形態において、基板６１２は、シャワーヘッド６０６の真下に位置し、台６０８の上に乗って示される。シャワーヘッド６０６は、任意の好適な形状を有し得、プロセスガスを基板６１２に分配するための任意の好適な数および配置のポートを有し得る。
いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２を、基板６１２とシャワーヘッド６０６との間の体積部に暴露するために持ち上げられるか、下げられ得る。いくつかの実施形態において、台の高さは、好適なコンピュータ制御器６５０によってプログラムで調節され得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、シャワーヘッド６０６は、複数の温度制御を有する複数のプレナム体積部を有し得る。いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２を支持するためのキャリアリングで置き換えられ得る。
いくつかの実施形態において、台６０８は、加熱器６１０により温度制御され得る。代替的に、キャリアリングによって支持される基板６１２は、基板６１２の下に位置付けられた放射熱源によって加熱され得る。いくつかの実施形態において、基板６１２は、開示された実施形態に説明されるように、ＨＢｒまたはＨＣｌなどの乾式裏側および斜縁洗浄化学構造へのレジストの非プラズマ熱暴露中、０℃よりも高く、最大で３００℃以上、例えば、約６５～８０℃など、５０～１２０℃の温度まで加熱され得る。いくつかの実施形態において、台６０８の加熱器６１０は、複数の独立制御可能な温度制御ゾーンを含み得る。
さらに、いくつかの実施形態において、プロセスステーション６００のための圧力制御は、バタフライ弁６１８によって提供され得る。図６の実施形態において示されるように、バタフライ弁６１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供される真空をスロットル調整する。しかしながら、いくつかの実施形態において、プロセスステーション６００の圧力制御はまた、プロセスステーション６００に導入される１つまたは複数のガスの流量を変化させることによって調節され得る。
いくつかの実施形態において、シャワーヘッド６０６の一部分は、基板６１２とシャワーヘッド６０６との間の体積部を変化させるために台６０８に対して調節され得る。さらに、台６０８および／またはシャワーヘッド６０６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の好適な機序によって変化され得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２の配向を回転させるための回転軸を含み得る。いくつかの実施形態において、これらの例となる調節のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の好適なコンピュータ制御器６５０によってプログラムで実施され得るということを理解されたい。
プラズマが、例えば、同じチャンバ内で実行される穏やかなプラズマベースの乾式洗浄実施形態および／またはエッチング動作において使用され得る場合、シャワーヘッド６０６および台６０８は、プラズマに電力供給するために無線周波数（ＲＦ）電源６１４およびマッチングネットワーク６１６と電気的に連通する。いくつかの実施形態において、プラズマエネルギーは、プロセスステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、およびプラズマ電力パルスタイミングのうちの１つまたは複数を制御することによって制御され得る。例えば、ＲＦ電源６１４およびマッチングネットワーク６１６は、所望の組成のラジカル種を有するプラズマを形成するために任意の好適な電力で動作され得る。好適な電力の例は、最大で約５００Ｗである。
いくつかの実施形態において、制御器６５０のための命令は、入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令により提供され得る。１つの例において、プロセスフェーズのための条件を設定するための命令は、プロセスレシピの対応するレシピフェーズに含まれ得る。いくつかの場合において、プロセスレシピフェーズは、プロセスフェーズのためのすべての命令がそのプロセスフェーズと同時に実行されるように、連続的に配置され得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の反応器パラメータを設定するための命令は、レシピフェーズに含まれ得る。例えば、レシピフェーズは、ＨＢｒまたはＨＣｌなどの乾式洗浄化学構造反応物ガスの流量を設定するための命令、およびレシピフェーズのための時間遅延命令を含み得る。いくつかの実施形態において、制御器６５０は、図７のシステム制御器７５０に関して以下に説明される特徴のいずれかを含み得る。
上に説明されるように、１つまたは複数のプロセスステーションは、マルチステーション処理ツール内に含まれ得る。図７は、インバウンドロードロック７０２およびアウトバウンドロードロック７０４を有するマルチステーション処理ツール７００の実施形態の概略図を示し、インバウンドロードロック７０２およびアウトバウンドロードロック７０４のいずれかまたは両方が遠隔プラズマ源を含み得る。大気圧におけるロボット７０６は、ウエハを、ポッド７０８を通じて装荷されるカセットから、大気ポート７１０を介してインバウンドロードロック７０２内へ移動させるように構成される。ウエハは、ロボット７０６により、インバウンドロードロック７０２内の台７１２上に置かれ、大気ポート７１０が閉じられ、ロードロックがポンプダウンされる。インバウンドロードロック７０２が遠隔プラズマ源を含む場合、ウエハは、処理チャンバ７１４内へ導入される前にロードロック内でシリコン窒化表面を処理するために遠隔プラズマ処理に暴露され得る。さらに、ウエハはまた、例えば、水分および吸収したガスを除去するために、インバウンドロードロック７０２内でも同様に加熱され得る。次に、処理チャンバ７１４へのチャンバ移送ポート７１６が開かれ、別のロボット（図示せず）が、ウエハを、処理のために反応器内に示される第１のステーションの台上に反応器内へ置く。図７に示される実施形態は、ロードロックを含むが、いくつかの実施形態において、プロセスステーション内へのウエハの直接参入がもたらされ得るということを理解されたい。
描写された処理チャンバ７１４は、図７に示される実施形態においては１～４の数字が付けられた４つのプロセスステーションを含む。各ステーションは、加熱された台（ステーション１の場合は７１８で示される）、およびガスライン入口を有する。いくつかの実施形態において、各プロセスステーションは、異なるまたは複数の目的を有し得るということを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、プロセスステーションは、乾式洗浄プロセスモードと堆積プロセスモードとの間で切り替え可能であり得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態において、処理チャンバ７１４は、乾式洗浄および堆積プロセスステーションの１つまたは複数の対応対を含み得る。描写された処理チャンバ７１４は、４つのステーションを含むが、本開示による処理チャンバは、任意の好適な数のステーションを有し得るということを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、処理チャンバは、５つ以上のステーションを有し得るが、他の実施形態において、処理チャンバは、３つ以下のステーションを有し得る。
図７は、処理チャンバ７１４内のウエハを移送するためのウエハ取扱システム７９０の実施形態を描写する。いくつかの実施形態において、ウエハ取扱システム７９０は、ウエハを、様々なプロセスステーション間および／またはプロセスステーションとロードロックとの間で移送し得る。任意の好適なウエハ取扱システムが用いられ得るということを理解されたい。非限定的な例としては、ウエハ回転式コンベヤおよびウエハ取扱ロボットが挙げられる。図７はまた、プロセス条件およびプロセスツール７００のハードウェア状態を制御するために用いられるシステム制御器７５０の実施形態を描写する。システム制御器７５０は、１つまたは複数のメモリデバイス７５６、１つまたは複数の大容量記憶装置７５４、および１つまたは複数のプロセッサ７５２を含み得る。プロセッサ７５２は、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパモータ制御ボードなどを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０は、プロセスツール７００の活動のすべてを制御する。システム制御器７５０は、大容量記憶装置７５４に格納され、メモリデバイス７５６内へ読み込まれ、プロセッサ７５２上で実行されるシステム制御ソフトウェア７５８を実行する。代替的に、制御論理が、制御器７５０内にハードコードされ得る。特定用途向け集積回路、プログラマブル論理デバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはＦＰＧＡ）、および同様のものが、これらの目的のために使用され得る。以下の議論において、「ソフトウェア」または「コード」が使用される場合はいつも、機能的に同等のハードコード論理がそこで使用され得る。システム制御ソフトウェア７５８は、タイミング、ガスの混合物、ガス流量、チャンバおよび／またはステーション圧力、チャンバおよび／またはステーション温度、ウエハ温度、ターゲット電力レベル、ＲＦ電力レベル、基板台、チャックおよび／またはサセプタ位置、ならびにプロセスツール７００によって実施される特定のプロセスの他のパラメータを制御するための命令を含み得る。システム制御ソフトウェア７５８は、任意の好適なやり方で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するために使用されるプロセスツール構成要素の動作を制御するために記述され得る。システム制御ソフトウェア７５８は、任意の好適なコンピュータ可読プログラミング言語で符号化され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェア７５８は、上に説明される様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令を含み得る。システム制御器７５０と関連付けられた大容量記憶装置７５４および／またはメモリデバイス７５６に格納される他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが、いくつかの実施形態に用いられ得る。この目的のためのプログラムまたはプログラムの区域の例としては、基板位置決めプログラム、プロセスガス制御プログラム、圧力制御プログラム、加熱器制御プログラム、およびプラズマ制御プログラムが挙げられる。
基板位置決めプログラムは、台７１８上へ基板を装荷するため、および基板とプロセスツール７００の他の部分との間の間隔を制御するために使用されるプロセスツール構成要素のためのプログラムコードを含み得る。
プロセスガス制御プログラムは、ハロゲン化物含有ガス成分（例えば、本明細書に説明されるようなＨＢｒまたはＨＣｌガス）および流量を制御するためのコード、ならびに任意選択的に、プロセスステーション内の圧力を安定化させるために堆積の前に１つまたは複数のプロセスステーション内へガスを流すためのコードを含み得る。圧力制御プログラムは、例えば、プロセスステーションの排出システム内のスロットル弁、プロセスステーション内へのガス流などを調整することによって、プロセスステーション内の圧力を制御するためのコードを含み得る。
加熱器制御プログラムは、基板を加熱するために使用される加熱装置への電流を制御するためのコードを含み得る。代替的に、加熱器制御プログラムは、基板への伝熱ガス（ヘリウムなど）の送達を制御し得る。
プラズマ制御プログラムは、本明細書内の実施形態による１つまたは複数のプロセスステーション内のプロセス電極に印加されるＲＦ電力レベルを設定するためのコードを含み得る。
圧力制御プログラムは、本明細書内の実施形態による反応チャンバ内の圧力を維持するためのコードを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０と関連付けられたユーザインターフェースが存在し得る。ユーザインターフェースは、ディスプレイ画面、装置および／またはプロセス条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ、ならびにポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクなどのユーザ入力デバイスを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０によって調節されるパラメータは、プロセス条件に関し得る。非限定的な例としては、プロセスガス組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦバイアス電力レベルなど）などが挙げられる。これらのパラメータは、ユーザインターフェースを利用して入力され得るレシピの形態でユーザに提供され得る。
プロセスを監視するための信号は、様々なプロセスツールセンサからシステム制御器７５０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供され得る。プロセスを制御するための信号は、プロセスツール７００のアナログおよびデジタル出力接続において出力され得る。監視され得るプロセスツールセンサの非限定的な例としては、質量流制御器、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などが挙げられる。適切にプログラムされたフィードバックおよび制御アルゴリズムが、プロセス条件を維持するためにこれらのセンサからのデータと共に使用され得る。
システム制御器７５０は、上述の堆積プロセスを実施するためのプログラム命令を提供し得る。プログラム命令は、ＤＣ電力レベル、ＲＦバイアス電力レベル、圧力、温度などの様々なプロセスパラメータを制御し得る。命令は、本明細書に説明される様々な実施形態による現像および／またはエッチングプロセスを動作させるためにパラメータを制御し得る。
システム制御器７５０は、典型的には、装置が開示された実施形態による方法を実施するように命令を実行するように構成される１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含む。開示された実施形態によるプロセス動作を制御するための命令を含むマシン可読媒体が、システム制御器７５０に結合され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０は、上述の例の一部であり得るシステムの一部である。そのようなシステムは、処理ツール（複数可）、チャンバ（複数可）、処理のためのプラットフォーム（複数可）、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台、ガス流システムなど）を含む、半導体処理設備を含み得る。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理の前、間、および後に、システムの動作を制御するための電子装置と統合され得る。電子装置は、システム（複数可）の様々な構成要素または子部品を制御し得る「制御器」と称され得る。システム制御器７５０は、プロセス条件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）生成器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続されるか、またはこれと界面をとるツールおよび他の移送ツールおよび／またはロードロック内外へのウエハ移送を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされ得る。
大まかに言うと、システム制御器７５０は、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、端点測定を可能にする、および同様のことを行う様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子装置として規定され得る。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態にあるチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／または１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含み得る。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でシステム制御器１４５０に通信される命令であり得、半導体ウエハに対して、もしくはこれのために、またはシステムに対して、特定のプロセスを実行するための動作パラメータを規定する。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはダイの製作中に１つまたは複数の処理ステップを達成するためにプロセスエンジニアによって規定されるレシピの一部であり得る。
システム制御器７５０は、いくつかの実施形態において、システムと統合される、システムに結合される、システムに別途ネットワーク接続される、もしくはそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であるか、またはこれに結合され得る。例えば、システム制御器７５０は、「クラウド」内にあり得るか、またはファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部の中にあり得、これによりウエハ処理の遠隔アクセスを可能にし得る。コンピュータは、製作動作の現在の進捗を監視するため、過去の製作動作の履歴を調査するため、複数の製作動作からトレンドもしくは性能メトリックを調査するため、現在の処理のパラメータを変化させるため、現在の処理に従うように処理ステップを設定するため、または新規プロセスを開始するために、システムへの遠隔アクセスを可能にし得る。いくつかの例において、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得るネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供し得る。遠隔コンピュータは、後に遠隔コンピュータからシステムへ通信されるパラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含み得る。いくつかの例において、システム制御器７５０は、処理ステップの各々が１つまたは複数の動作中に実施されるようにパラメータを指定する、データの形態にある命令を受信する。パラメータは、実施されるべきプロセスのタイプ、およびシステム制御器７５０が界面をとる、または制御するように構成されるツールのタイプに特有であり得るということを理解されたい。故に、上に説明されるように、システム制御器７５０は、一緒にネットワーク化され、本明細書に説明されるプロセスおよび制御などの共通の目的に向けて作動する１つまたは複数の別個の制御器を含むことなどにより、分散され得る。そのような目的のための分散制御器の例は、一緒になってチャンバ上でプロセスを制御する、遠隔に位置する（プラットフォームレベルで、または遠隔コンピュータの一部として、など）１つまたは複数の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。
限定することなく、例となるシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、湿式堆積チャンバまたはモジュール、乾式堆積チャンバまたはモジュール、スピン－すすぎチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、湿式洗浄チャンバまたはモジュール、乾式洗浄チャンバまたはモジュール、斜縁エッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ＥＵＶリソグラフィチャンバ（スキャナ）またはモジュール、湿式フォトレジスト現像チャンバまたはモジュール、乾式フォトレジスト現像チャンバ、化学、プラズマ、および／または光ベースの処理チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連付けられ得る、またはこれに使用され得る任意の他の半導体処理システムを含み得る。
上に記載されるように、ツールによって実施されることになるプロセスステップ（複数可）に応じて、システム制御器７５０は、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、近傍ツール、工場全体にわたって位置するツール、メインコンピュータ、別の制御器、または、ウエハの容器を、ツール場所および／もしくは半導体製造工場内のロードポートへ、もしくはそこから運ぶ、材料移送に使用されるツールのうちの１つまたは複数と通信し得る。
特定の実施形態において、いくつかの実施形態の実装に好適なエッチング動作に好適であり得る誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）反応器がこれより説明される。ＩＣＰ反応器が本明細書では説明されるが、いくつかの実施形態において、容量結合プラズマ反応器も使用され得るということを理解されたい。
図８は、乾式裏側および斜縁洗浄などの開示された実施形態の特定の実施形態または態様を実施するのに適切な誘導結合プラズマ装置８００の断面図を概略的に示し、その例は、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡのＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．によって生産されるＫｉｙｏ（登録商標）反応器である。他の実施形態において、本明細書に説明される乾式裏側および斜縁洗浄を実行するための機能性を有する他のツールまたはツールタイプが、実装のために使用され得る。
誘導結合プラズマ装置８００は、チャンバ壁８０１および窓８１１によって構造的に規定される全体的な処理チャンバ８２４を含む。チャンバ壁８０１は、ステンレス鋼、アルミニウム、またはプラスチックから製作され得る。窓８１１は、石英または他の誘電材料から製作され得る。任意選択の内部プラズマグリッド８５０が、全体的な処理チャンバを上方サブチャンバ８０２と下方サブチャンバ８０３とに分割する。大半の実施形態において、プラズマグリッド８５０は、除去され得、以て、サブチャンバ８０２および８０３で作られるチャンバ空間を利用する。チャック８１７は、下方サブチャンバ８０３内に底部内表面近くに位置付けられる。チャック８１７は、エッチングおよび堆積プロセスが実施される半導体ウエハ８１９を受容および保持するように構成される。チャック８１７は、ウエハ８１９が存在するときこれを支持するための静電チャックであり得る。いくつかの実施形態において、エッジリング（図示せず）は、チャック８１７を包囲し、ウエハ８１９がチャック８１７の上に存在するとき、その上表面とほぼ平面である上方表面を有する。チャック８１７は、ウエハ８１９をチャックおよびデチャックするための静電電極も含む。フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）が、この目的のために提供され得る。ウエハ８１９をチャック８１７から持ち上げるための他の制御システムも提供され得る。チャック８１７は、ＲＦ電源８２３を使用して帯電され得る。ＲＦ電源８２３は、接続８２７を通じて整合回路８２１に接続される。整合回路８２１は、接続８２５を通じてチャック８１７に接続される。この様式では、ＲＦ電源８２３は、チャック８１７に接続される。様々な実施形態において、静電チャックのバイアス電力は、約５０Ｖに設定され得るか、または開示された実施形態に従って実施されるプロセスに応じて異なるバイアス電力に設定され得る。例えば、バイアス電力は、約２０Ｖｂ～約１００Ｖ、または約３０Ｖ～約１５０Ｖであり得る。
プラズマ生成のための要素は、窓８１１の上に位置付けられるコイル８３３を含む。いくつかの実施形態において、コイルは、開示された実施形態において使用されない。コイル８３３は、導電性材料から製作され、少なくとも１つの完全な巻きを含む。図８に示されるコイル８３３の例は、３つの巻きを含む。コイル８３３の断面は、符号を伴って示され、「Ｘ」を有するコイルは、ページ内へ回転可能に延在する一方、「●」を有するコイルは、ページの外へ回転可能に延在する。プラズマ生成のための要素は、コイル８３３にＲＦ電力を供給するように構成されるＲＦ電源５４１も含む。一般に、ＲＦ電源８４１は、接続８４５を通じて整合回路８３９に接続される。整合回路８３９は、接続８４３を通じてコイル８３３に接続される。この様式では、ＲＦ電源８４１は、コイル８３３に接続される。任意選択のファラデーシールド８４９ａが、コイル８３３と窓８１１との間に位置付けられる。ファラデーシールド８４９ａは、コイル８３３に対して離間した関係性で維持され得る。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ａは、窓８１１のすぐ上に配設される。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ｂは、窓８１１とチャック８１７との間にある。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ｂは、コイル８３３に対して離間した関係性に維持されない。例えば、ファラデーシールド８４９ｂは、間隙なしに窓８１１のすぐ下にあり得る。コイル８３３、ファラデーシールド８４９ａ、および窓８１１は各々、互いに実質的に平行であるように構成される。ファラデーシールド８４９ａは、金属または他の種が処理チャンバ８２４の窓８１１に堆積することを防ぎ得る。
プロセスガスは、上方サブチャンバ８０２内に位置付けられた１つまたは複数の主ガス流入口８６０を通じて、および／または１つもしくは複数の側ガス流入口８７０を通じて処理チャンバ内へ流され得る。同様に、明示的には示されないが、同様のガス流入口が、プロセスガスを容量結合プラズマ処理チャンバに供給するために使用され得る。真空ポンプ、例えば、１もしくは２段式機械ドライポンプおよび／またはターボ分子ポンプ８４０が、プロセスガスを処理チャンバ８２４から引き出すため、および処理チャンバ８２４内の圧力を維持するために使用され得る。例えば、真空ポンプは、ＡＬＤのパージ動作中に下方サブチャンバ８０３を真空状態にするために使用され得る。弁制御された導管が、真空ポンプによって提供される真空環境の適用を選択的に制御するように、真空ポンプを処理チャンバ８２４に流体接続するために使用され得る。これは、動作プラズマ処理中、スロットル弁（図示せず）または振り子弁（図示せず）などの閉ループ制御された流れ制限デバイスを用いることによって行われ得る。同様に、真空ポンプ、および用量結合プラズマ処理チャンバへの弁制御された流体接続も用いられ得る。
装置８００の動作中、１つまたは複数のプロセスガスは、ガス流入口８６０および／または８７０を通じて供給され得る。特定の実施形態において、プロセスガスは、主ガス流入口８６０のみを通じて、または側ガス流入口８７０のみを通じて供給され得る。いくつかの場合において、図に示されるガス流入口は、より複雑なガス流入口、例えば、１つまたは複数のシャワーヘッドにより置き換えられ得る。ファラデーシールド８４９ａおよび／または任意選択のグリッド８５０は、処理チャンバ８２４へのプロセスガスの送達を可能にする内部チャネルおよび穴を含み得る。ファラデーシールド８４９ａおよび任意選択のグリッド８５０のいずれかまたは両方が、プロセスガスの送達のためのシャワーヘッドとしての役割を果たし得る。いくつかの実施形態において、液体蒸発および送達システムは、液体反応物または前駆体が一旦気化されると、気化した反応物または前駆体が、ガス流入口８６０および／または８７０を介して処理チャンバ８２４に導入されるように、処理チャンバ８２４の上流に位置し得る。
無線周波数電力は、ＲＦ電源８４１からコイル８３３へ供給されて、ＲＦ電流がコイル８３３を通って流れることを引き起こす。コイル５３３を通って流れるＲＦ電流は、コイル８３３の周りに電磁場を生成する。この電磁場は、上方サブチャンバ８０２内に誘導電流を生成する。様々な生成されたイオンおよびラジカルとウエハ８１９との物理的および化学的相互作用が、ウエハ８１９上の特徴部をエッチングし、ウエハ８１９上に層を選択的に堆積させる。
プラズマグリッド８５０が、上方サブチャンバ８０２および下方サブチャンバ８０３の両方が存在するように使用される場合、誘導電流は、上方サブチャンバ８０２内に存在するガスに対して作用して、上方サブチャンバ８０２内に電子－イオンプラズマを生成する。任意選択の内部プラズマグリッド８５０は、下方サブチャンバ８０３内のホット電子の量を制限する。いくつかの実施形態において、装置８００は、下方サブチャンバ８０３内に存在するプラズマがイオン－イオンプラズマであるように設計および動作される。
上方の電子－イオンプラズマおよび下方のイオン－イオンプラズマの両方が、正イオンおよび負イオンを含み得るが、イオン－イオンプラズマは、正イオンに対してより大きい割合の負イオンを有する。揮発性のエッチングおよび／または堆積副産物は、ポート８２２を通じて下方サブチャンバ８０３から除去され得る。本明細書に開示されるチャック８１７は、約１０℃～約２５０℃の範囲に及ぶ昇温で動作し得る。温度は、プロセス動作および特定のレシピに依存する。
装置８００は、洗浄室または製作設備内に設置されるとき、設備（図示せず）に結合され得る。設備は、処理ガス、真空、温度制御、および環境粒子制御を提供する配管を含む。これらの設備は、装置８００がターゲット製作設備内に設置されるとき、装置８００に結合される。追加的に、装置８００は、ロボットが典型的な自動化を使用して半導体ウエハを装置８００の内外へ移送することを可能にする移送チャンバに結合され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器８３０（１つまたは複数の物理または論理制御器を含み得る）は、処理チャンバ８２４の動作の一部またはすべてを制御する。システム制御器８３０は、１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含み得る。いくつかの実施形態において、装置８００は、開示された実施形態が実施されるときに流量および持続時間を制御するためのスイッチングシステムを含む。いくつかの実施形態において、装置８００は、最大で約５００ミリ秒または最大で約７５０ミリ秒のスイッチング時間を有し得る。スイッチング時間は、流れ化学構造、選択されるレシピ、反応器アーキテクチャ、および他の因子に依存し得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器８３０は、上述の例の一部であり得るシステムの一部である。システム制御器８３０は、図７に関連して上にさらに説明される。
ＥＵＶＬパターン化は、多くの場合スキャナと称される任意の好適なツール、例えば、Ｖｅｌｄｈｏｖｅｎ、ＮＬのＡＳＭＬによって供給されるＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）プラットフォームを使用して実行され得る。ＥＵＶＬパターン化ツールは、スタンドアロンデバイスであり得、その内外へ、基板が本明細書に説明されるような堆積およびエッチングのために移動される。または、以下に説明されるように、ＥＵＶＬパターン化ツールは、より大きいマルチコンポーネントツール上のモジュールであり得る。図９は、本明細書に説明されるプロセスの実装に好適な、真空移送モジュールと界面をとる真空一体型の堆積、裏側および斜縁洗浄、ＥＵＶパターン化、ならびに乾式現像／エッチングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。プロセスは、そのような真空一体型装置なしで実行され得るが、そのような装置は、いくつかの実施形態において有利であり得る。
図９は、本明細書に説明されるプロセスの実装に好適な、真空移送モジュールと界面をとる真空一体型堆積およびパターン化モジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。複数の格納設備および処理モジュール間でウエハを「移送する」ための移送モジュールの配置は、「クラスタツールアーキテクチャ」システムと称され得る。堆積およびパターン化モジュールは、特定のプロセスの要件によると、真空一体型である。エッチングのためなどの他のモジュールもまた、クラスタ上に含まれ得る。
真空移送モジュール（ＶＴＭ）９３８は、４つの処理モジュール９２０ａ～９２０ｄと界面をとり、これらは様々な製作プロセスを実施するために個々に最適化され得る。例として、処理モジュール９２０ａ～９２０ｄは、堆積、蒸発、ＥＬＤ、乾式現像、エッチング、ストリップ、および／または他の半導体プロセスを実施するために実装され得る。例えば、モジュール９２０ａは、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＶｅｃｔｏｒツールなど、本明細書に説明されるような非プラズマの熱原子層堆積において実施するように動作され得るＡＬＤ反応器であり得る。また、モジュール９２０ｂは、Ｌａｍ Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）などのＰＥＣＶＤツールであり得る。図は必ずしも縮尺通りに描かれないということを理解されたい。
ロードロックまたは移送モジュールとしても知られるエアロック９４２および９４６は、ＶＴＭ９３８およびパターン化モジュール９４０と界面をとる。例えば、上に記載されるように、好適なパターン化モジュールは、Ｖｅｌｄｈｏｖｅｎ、ＮＬのＡＳＭＬによって供給されるＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）であり得る。このツールアーキテクチャは、半導体基板またはウエハなどの加工物が、暴露前に反応しないように真空下で移送されることを可能にする。堆積モジュールとリソグラフィツールとの統合は、ＥＵＶＬもまた、Ｈ2Ｏ、Ｏ2、などの周囲ガスによる入射光子の強力な光学吸収を前提として、大きく低減された圧力を必要とするということにより促進される。
上に記載されるように、この統合されたアーキテクチャは、説明されたプロセスの実装のためのツールの１つの可能な実施形態にすぎない。本プロセスはまた、例えば、図９を参照して説明されるようなモジュールとして、しかしながら統合したパターン化モジュールなしで、スタンドアロンであるか、またはエッチング、ストリップなどの他のツール（例えば、Ｌａｍ ＫｉｙｏまたはＧａｍｍａツール）を伴うクラスタアーキテクチャに統合されるかのいずれかである、Ｌａｍ Ｖｅｃｔｏｒツールなどのより従来型のスタンドアロンＥＵＶＬスキャナおよび堆積反応器を用いて実施され得る。
エアロック９４２は、堆積モジュール９２０ａにサーブするＶＴＭ９３８からパターン化モジュール９４０への基板の移送を指す「外向き」ロードロックであり得、エアロック９４６は、パターン化モジュール９４０からＶＴＭ９３８へ戻る基板の移送を指す、「内向き」ロードロックであり得る。内向きロードロック９４６はまた、基板のアクセスおよび退出のためのツールの外側に対する界面を提供し得る。各プロセスモジュールは、モジュールとＶＴＭ９３８とつなぐファセットを有する。例えば、堆積プロセスモジュール９２０ａは、ファセット９３６を有する。各ファセットの内側で、センサ、例えば、示されるようなセンサ１～１８が、ウエハ９２６がそれぞれのステーション間を移動されるときに、ウエハ９２６の通過を検出するために使用される。パターン化モジュール９４０ならびにエアロック９４２および９４６には、追加のファセットおよびセンサが同様に装備され得るが、図示されない。
メインＶＴＭロボット９２２は、ウエハ９２６を、エアロック９４２および９４６を含むモジュール間で移送する。１つの実施形態において、ロボット９２２は、１つのアームを有し、別の実施形態において、ロボット９２２は、２つのアームを有し、各アームは、移送のためにウエハ９２６などのウエハを掴み取るためにエンドエフェクタ９２４を有する。フロントエンドロボット９４４は、外向きエアロック９４２からパターン化モジュール９４０内へ、パターン化モジュール９４０から内向きエアロック９４６内へ、ウエハ９２６を移送するために使用される。フロントエンドロボット９４４はまた、内向きロードロックと基板のアクセスおよび退出のためのツールの外側との間でウエハ９２６を移送し得る。内向きエアロックモジュール９４６が、大気と真空との間の環境に整合する能力を有するため、ウエハ９２６は、２つの圧力環境の間を損傷されることなしに移動することができる。
ＥＵＶＬツールは、典型的には、堆積ツールよりも高い真空で動作するということに留意されたい。このような場合、基板がパターン化ツール内へ入る前にガスを抜かれることを可能にするために、堆積とＥＵＶＬツールとの間の移送中に基板の真空環境を増加させることが望ましい。外向きエアロック９４２は、移送されたウエハを、ある時間期間にわたって、パターン化モジュール９４０内の圧力を超えないより低い圧力に保持し、パターン化ツール９４０の光学素子が基板からの排出ガスによって汚染されないように任意の排出ガスを排出することによって、この機能を提供し得る。外向きの排出ガスエアロックのための好適な圧力は、１Ｅ－８トールを超えない。
いくつかの実施形態において、システム制御器９５０（１つまたは複数の物理または論理制御器を含み得る）は、クラスタツールおよび／またはその別々のモジュールの動作の一部またはすべてを制御する。制御器は、クラスタアーキテクチャに対してローカルであり得るか、または製造フロア内のクラスタアーキテクチャの外部に、もしくは遠隔地においてネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続されて、位置し得るということに留意されたい。システム制御器９５０は、１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含み得る。プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ）またはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパモータ制御ボード、ならびに他の同様の構成要素を含み得る。適切な制御動作を実施するための命令は、プロセッサ上で実行される。これらの命令は、制御器と関連付けられたメモリデバイスに格納され得るか、またはそれらは、ネットワークを通じて提供され得る。特定の実施形態において、システム制御器は、システム制御ソフトウェアを実行する。
システム制御ソフトウェアは、ツールまたはモジュール動作の任意の態様の適用のタイミングおよび／または度合いを制御するための命令を含み得る。システム制御ソフトウェアは、任意の好適なやり方で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するのに必要なプロセスツール構成要素の動作を制御するために記述され得る。システム制御ソフトウェアは、任意の好適なコンピュータ可読プログラミング言語で符号化され得る。いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェアは、上に説明される様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令を含む。例えば、半導体製作プロセスの各フェーズは、システム制御器による実行のための１つまたは複数の命令を含み得る。濃縮、堆積、蒸発、パターン化、および／またはエッチングフェーズのためのプロセス条件を設定するための命令は、例えば、対応するレシピフェーズに含まれ得る。
様々な実施形態において、ネガパターンマスクを形成するための装置が提供される。本装置は、パターン化、堆積、およびエッチングための処理チャンバ、ならびにネガパターンマスクを形成するための命令を含む制御器を含み得る。命令は、処理チャンバ内で、基板の表面を暴露するためのＥＵＶ暴露により半導体基板上の化学増幅（ＣＡＲ）レジスト内の特徴部をパターン化し、光パターン化されたレジストを現像し、パターン化されたレジストをマスクとして使用して下位層または層スタックをエッチングするためのコードを含み得る。現像は、ハロゲン化物含有化学構造を使用して実施され得る。
ウエハ移動を制御するコンピュータは、クラスタアーキテクチャに対してローカルであり得るか、または製造フロア内のクラスタアーキテクチャの外部に、もしくは遠隔地においてネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続されて、位置し得るということに留意されたい。図６、図７、または図８のいずれかに関して上に説明されるような制御器は、図９内のツールと共に実装され得る。
図１０は、様々な実施形態による、湿式処理チャンバ１０００の簡略図を描写する。湿式処理チャンバ１０００は、湿式フォトレジスト堆積、湿式裏側および斜縁洗浄、ならびに／または湿式フォトレジスト現像などの本明細書に説明される１つまたは複数の動作のために使用され得る。湿式処理チャンバ１０００は、処理中基板１００１を支持するように構成される基板支持体１００２を含み得る。図１０の実施形態において、基板支持体１００１は、その周辺部において基板を支持する一連のピン１００４を含む。これは、基板の一方の側面に対する処理を可能にし、反対側での最小基板接触を伴う。そのような実施形態は、基板が、基板の前側を損傷することなく、逆さまに（例えば、前側を下に）装荷され得るため、基板の裏側を処理するのに特に有用である。基板支持体１００２は、両矢印によって示されるように、処理中回転するように構成され得る。ノズル１００３は、処理液を基板１００１の表面に分注するために提供され得る。適切な配管（図示せず）が、ノズル１００３に関連処理液を提供するため、および処理チャンバ１０００から処理液を除去するために提供され得る。いくつかの場合において、処理液は、リサイクルされ得る。
実験結果
図１１は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズの濃度を示す実験結果を描写する。結果は、４つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂ、現像後ベーク、およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の後、ならびに（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１１の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
図１１は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズの濃度を示す実験結果を描写する。結果は、４つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂ、現像後ベーク、およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の後、ならびに（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１１の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
時間Ａにおいて、スズの濃度は、約０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2～１Ｅ１０原子／ｃｍ2である。時間Ｂにおいて、スズの濃度は、乾式現像ステップ中に生成される汚染に起因して、実質的により高い。例えば、時間Ｂにおいて、スズの濃度は、約１２Ｅ１２原子／ｃｍ2～１５Ｅ１２原子／ｃｍ2である。スズ濃度は、ＰＤＢ処理およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の結果として時間ＢとＣとの間で実質的に低減される。時間Ｃにおいて、スズの濃度は、約３Ｅ１０原子／ｃｍ2～１３Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、湿式裏側および斜縁洗浄動作の結果として時間ＣとＤとの間でさらに低減される。時間Ｄにおいて、スズ濃度は、＜０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2へ低減される。これらの濃度は、時間Ａにおける開始濃度に匹敵し、またそれよりもさらに低い。
図１２は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズ汚染の濃度を示す実験結果を描写する。結果は、５つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂおよび現像後ベークの後、（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、ならびに（Ｅ）ＤおよびＨ2プラズマによる基板裏側に対する乾式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１２の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
時間Ａにおいて、スズの濃度は、約０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2～１Ｅ１０原子／ｃｍ2である。時間Ｂにおいて、スズの濃度は、乾式現像ステップ中に生成される汚染に起因して、実質的により高い。例えば、時間Ｂにおいて、スズの濃度は、約１２Ｅ１２原子／ｃｍ2～１５Ｅ１２原子／ｃｍ2である。スズ濃度は、現像後ベーク処理の結果として時間ＢとＣとの間で実質的に低減される。時間Ｃにおいて、スズの濃度は、約６Ｅ１０原子／ｃｍ2～６５Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、湿式裏側および斜縁洗浄動作の結果として時間ＣとＤとの間でさらに低減される。時間Ｄにおいて、スズ濃度は、約０．１Ｅ１０原子／ｃｍ2～０．２Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、基板の裏側がＨ2プラズマに暴露されるため、時間ＤとＥとの間で減少し続ける。時間Ｅにおいて、スズ濃度は、約０．０１Ｅ１０原子／ｃｍ2～０．０５Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。
とりわけ、図１２は、現像後ベークが基板の裏側におけるスズ濃度のかなりの低減を可能にしたことを示す。さらに、裏側湿式洗浄が、スズ濃度を＜１Ｅ１０原子／ｃｍ2へと低減し、基板の裏側を洗浄するためのＨ2プラズマの追加が、裏側スズ濃度を約４倍さらに低減した。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、プラズマ処理を現像後ベークに追加する利点を示す実験結果を描写する。この例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）現像後ベークを実施すること（プラズマ処理ステップありおよびなしで）、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）様々な持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）異なるキュー持続時間の後、基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。スズ濃度は、０日、３日、および５日のキュー時間を含む３つの異なる時間に測定された。０日目、および３日目、および５日目に、スズ濃度は、基板の中央、および基板の縁から０．５ｃｍのところで測定された。さらに、５日目に、スズ濃度は、三日月形状（ＣＭ）に沿って基板の縁から０．５ｃｍのところで測定された。測定は、基板の裏側で行われた。
図１３Ａは、現像後ベークステップがいかなるプラズマ処理も含まなかった場合の結果を示す。対照的に、図１３Ｂは、現像後ベークステップがプラズマ処理を含んでいた場合の結果を示す。この例におけるプラズマ処理は、現像後ベークプロセス中に基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、両方の処理プロセスは、キュー時間が０日または３日であるとき、同様の裏側スズ濃度を結果としてもたらした。キュー時間が５日に増加されると、現像後ベークステップ中にプラズマ処理に暴露された基板は、このステップ中にプラズマに暴露されなかった基板と比較して実質的により低い裏側スズ濃度を示した。これらの結果は、現像後ベークステップ中のプラズマ処理が、利用可能なキュー時間（例えば、裏側スズ濃度が本明細書に説明される問題の結果として許容できないほど高いレベルまで上がる前に利用可能な時間）に悪影響を及ぼさないことを示す。実際、そのようなプラズマ処理は、多くの場合において、利用可能なキュー時間を長くし得る。
図１４は、プラズマ処理を現像後ベークに追加する有効性を示す実験結果を示す。これらの結果は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるものと一致する。図１４の例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）現像後ベークを実施すること（プラズマ処理ステップありおよびなしで）、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）約２日の持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）キュー後の基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。現像後ベーク中のプラズマ処理は、基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１４に示されるように、プラズマ処理が現像後ベーク中に使用されなかった場合、２日のキュー時間後の結果として生じる裏側スズ濃度は、約３８Ｅ１０原子／ｃｍ2であった。プラズマ処理が現像後ベークに追加されたとき、２日のキュー時間後の結果として生じる裏側スズ濃度は、たったの約４．２Ｅ１０原子／ｃｍ2であった。これは、裏側スズ濃度におけるほぼ一桁の低減を表す。
図１５は、３つの異なる分析ゾーン（Ｚ１～Ｚ３）に分割される基板、および各ゾーン内の裏側スズ濃度を報告する表を描写する。第１のゾーン（Ｚ１）は、約７５ｍｍの半径に至るまでの基板の中央円形部分に対応する。第２のゾーン（Ｚ１）は、約７５ｍｍの半径から約１３５ｍｍの半径までの基板の中間環状部分に対応する。第３のゾーン（Ｚ３）は、約１３５ｍｍの半径から約１４８ｍｍの半径までの基板の外側環状部分に対応する。この例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）プラズマ処理ステップありで現像後ベークを実施すること、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）約４．５日の持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）キュー後の基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。現像後ベークステップ中のプラズマ処理は、基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１５内の結果は、この一連の動作の後、基板の裏側に残っているスズ汚染の大半が、第３のゾーン、例えば、基板の縁の近くに位置することを示す。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、基板をＨ2／Ｎ2プラズマ処理に暴露することを伴っていた現像後ベークステップの結果としての、典型的なＥＵＶ用量の範囲にわたるライン臨界直径（図１６Ａ）およびライン幅ラフネス（図１６Ｂ）における改善を示す実験結果を描写する。これらの図は、現像後ベークステップの前および現像後ベークステップの後を含む、２つの時間において取られた測定値を示す。図１６Ａは、現像後ベークおよびプラズマ処理ステップが、ＥＵＶ用量範囲にわたって約０．４～０．５ｎｍのライン臨界直径の低減を結果としてもたらしたことを示す。これは、各用量において約２～４％の低減を表している。同様に、図１６Ｂは、現像後ベークおよびプラズマ処理ステップが、ＥＵＶ用量範囲にわたってライン幅ラフネスの低減を結果としてもたらしたことを示す。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、様々な温度で実施される現像後ベークにおける処理後の基板の前側における残留臭素の濃度（図１７Ａ）および基板の裏側におけるスズ汚染の濃度（図１７Ｂ）を示す実験結果を描写する。この例では、現像プロセスは、乾式現像プロセスであり、湿式洗浄（または他の洗浄プロセス）は、現像後ベークプロセスと計測の間に実施されなかった。図１７Ａは、基板を現像後ベークプロセスに暴露することが、基板における臭素の濃度を劇的に低減することを示す。現像後ベークの温度が増加すると、残留臭素濃度は実質的に減少する。より高い温度（例えば、約２５０℃を上回る）では、この恩恵は、徐々に小さくなる。図１７Ｂは、現像後ベーク温度が増加すると、基板の裏側におけるスズ汚染の濃度が減少することを示す。スズ濃度は、基板の中央および縁の両方において減少しており、基板の中央近くの減少が特に大きかった。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、現像後ベークプロセスを実施するために使用される処理チャンバを定期的に洗浄する利点を示す実験結果を描写する。図１８Ａに示される第１の一連の基板は、チャンバ洗浄が基板間で実施されることなく、現像後ベークステップを使用して処理された。図１８Ｂに示される第２の一連の基板は、各基板がベークされた後にチャンバが洗浄されることを伴って、現像後ベークステップを使用して処理された。両方の場合において、スズ濃度は、各々５番目の基板が処理された後（例えば、５つの基板の後、１０個の基板の後など）に測定された。図１８Ａは、チャンバが定期的に洗浄されないとき、さらなる基板が処理されると裏側スズ汚染の濃度が増加し続けることを示す。実際、裏側スズ濃度は、１０個の基板が処理された後は約２桁より高く、１００Ｅ１０原子／ｃｍ2超に達する。このような増加は、大きく、望ましくない。対照的に、図１８Ｂは、チャンバが定期的に洗浄されるとき、裏側スズ汚染の濃度が、１Ｅ１０原子／ｃｍ2を下回るレベルで、低くかつ安定したままであることを示す。このような低くかつ安定したスズ濃度は、開始濃度が、桁違いにより高く、１０Ｅ１０原子／ｃｍ2を超えていたときにさえ達成された。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、より低い温度における様々な実施形態によるプラズマ処理の最適化に関連した実験結果を示す。図１９Ａは、裏側スズ濃度に対する異なるキャリアガスの効果に着目する一方、図１９Ｂは、裏側スズ濃度に対する合計流量の影響に着目する。図１９Ａおよび図１９Ｂに関連した例のすべてにおいて、プラズマ処理は、水素（Ｈ2）から生成されたプラズマに基板を暴露することを伴っており、ヘリウム、窒素（Ｎ2）、またはヘリウムおよび窒素の組み合わせが、キャリアガスとして使用される。水素は、各々の場合において体積で約５％の濃度で存在していた。図１９Ａに示されるように、Ｈ2／Ｈｅプラズマ処理は、Ｈ2／Ｎ2プラズマ処理と比較して実質的により低い裏側スズ濃度を結果としてもたらした。これは、ヘリウムが、水素のためのキャリアガスとして作用するとき窒素と比較してより良好なスズ低減結果を提供することを示唆する。図１９Ｂは、３つの異なるプラズマ処理からの結果を示す。第１のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅから生成されたプラズマに暴露される低い流れ状況を伴っていた。第２のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅから生成されたプラズマに暴露される中間の流れ状況を伴っており、Ｈ2／Ｈｅの流れは、第１のプラズマ処理と比較して約２倍の流れであった。第３のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅ／Ｎ2から生成されたプラズマに暴露される高い流れ状況を伴っており、Ｈ2／Ｈｅ／Ｎ2の流れは、第１のプラズマ処理において使用されるＨ2／Ｈｅの流れの約３倍であった。この例では、Ｈ2／Ｈｅの流量を倍にすることは、裏側スズ汚染の濃度を低減することを結果としてもたらした。第３のプラズマ処理における相当量のＮ2の追加は、裏側スズ汚染を増加させることを結果としてもたらした。
追加の実施形態
図２０および図２１は、様々な実施形態による、例となるプロセスフローを例証する。図２０の例において、基板は、湿式現像技術を使用して処理される。図２１の例において、基板は、乾式現像技術を使用して処理される。図２０および図２１に説明されるステップは、本明細書に説明される技術のうちの任意の１つまたは複数と組み合わされ得る。さらに、特定のステップに関して本明細書に提供される任意の詳細事項は、図２０および図２１内の対応するステップを実践するときにも当てはまり得る。簡潔性のため、そのような詳細事項は繰り返されない。
図２０および図２１は、様々な実施形態による、例となるプロセスフローを例証する。図２０の例において、基板は、湿式現像技術を使用して処理される。図２１の例において、基板は、乾式現像技術を使用して処理される。図２０および図２１に説明されるステップは、本明細書に説明される技術のうちの任意の１つまたは複数と組み合わされ得る。さらに、特定のステップに関して本明細書に提供される任意の詳細事項は、図２０および図２１内の対応するステップを実践するときにも当てはまり得る。簡潔性のため、そのような詳細事項は繰り返されない。
図２０の湿式現像方法２０００は、動作２００１で開始し、フォトレジストが基板上に堆積される。フォトレジストは、本明細書に説明されるような金属含有フォトレジストであり得る。動作２００３において、基板は、特に基板の裏側および斜縁領域をターゲットにした、湿式洗浄技術を使用して洗浄される。動作２００５において、基板は、塗布後ベークに暴露される。動作２００７において、基板は、フォトレジストをパターン化することを開始するためにＥＵＶ放射線に暴露される。動作２００９において、基板は、暴露後ベークに暴露される。動作２０１１において、フォトレジストは、湿式現像技術を使用して現像される。動作２０１３において、基板は、計測またはさらなる処理に暴露され得る。さらなる処理は、本明細書に説明される技術のうちの１つまたは複数を伴い得る。
図２１の乾式現像方法２０５０は、図２０の方法と同様の様式で開始する。例えば、動作２００１、２００３、２００５、２００７、および２００９は、図２０のものと同じである。動作２００９の後、図２１の方法は、動作２０２１を継続し、フォトレジストが、乾式現像技術を使用して現像される。次に、動作２０２３において、基板は、現像後ベークに暴露される。動作２０２５において、基板は、化学処理に暴露される。様々な例において、動作２０２５における化学処理は、動作２０２１におけるフォトレジスト乾式現像および／または動作２０２３における現像後ベークと同時発生し得る。他の例において、動作２０２５における化学処理は、例えば、動作２０２１と２０２３との間に、または動作２０２３と２０２７との間に、別個に発生し得る。動作２０２７において、基板は、基板の裏側を洗浄するために湿式洗浄動作に暴露される。動作２０２９において、基板は、計測またはさらなる処理に暴露され得る。
図２０および図２１は、いくつかの特定の動作を提示するが、これらのステップのうちの１つまたは複数は、様々な実施形態において省略され得るということを理解されたい。図２０または図２１に示されるステップの任意のサブセットが、様々な実施形態において使用され得る。
結論
半導体基板上の金属汚染を制御するためのプロセスおよび装置が開示される。多くの実施形態において、本プロセスおよび装置は、ＥＵＶフォトレジストなどの金属含有フォトレジストの堆積、現像、および／または処理と関連して使用され得る。インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化、およびフォトレジストデスカム用途などの他の用途もまた、開示された実施形態から恩恵を受け得る。
半導体基板上の金属汚染を制御するためのプロセスおよび装置が開示される。多くの実施形態において、本プロセスおよび装置は、ＥＵＶフォトレジストなどの金属含有フォトレジストの堆積、現像、および／または処理と関連して使用され得る。インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化、およびフォトレジストデスカム用途などの他の用途もまた、開示された実施形態から恩恵を受け得る。
本明細書に説明される例および実施形態は、単に例証の目的のためであること、ならびにそれらを踏まえた様々な修正形態または変更が当業者に提案されるということを理解されたい。様々な詳細事項は簡潔性の目的のために省略されているが、様々な設計代替形態が実装され得る。したがって、本例は制限的ではなく例証的であると見なされるものとし、本開示は、本明細書内に提供される詳細事項に限定されないものとするが、本開示の範囲内で修正され得る。
参照による組み込み
ＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍは、本出願の一部としてこの明細書と同時に出願される。同時出願されたＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍにおいて識別される、本出願が利益またはそれに対する優先権を主張する各出願は、それらの全体において、およびあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
ＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍは、本出願の一部としてこの明細書と同時に出願される。同時出願されたＰＣＴ Ｒｅｑｕｅｓｔ Ｆｏｒｍにおいて識別される、本出願が利益またはそれに対する優先権を主張する各出願は、それらの全体において、およびあらゆる目的のために、参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書内の実施形態は、半導体処理の分野に関する。特に、様々な実施形態は、フォトリソグラフィを使用して半導体基板をパターン化すること、および関連プロセスに関する。金属汚染を制御するための様々な技術が論じられる。
集積回路などの半導体デバイスの製作は、フォトリソグラフィを伴うマルチステッププロセスである。一般に、本プロセスは、ウエハ上への材料の堆積、および半導体デバイスの構造的特徴部（例えば、トランジスタおよび回路）を形成するためにリソグラフィ技術を通じて材料をパターン化することを含む。当該技術分野おいて知られている典型的なフォトリソグラフィプロセスのステップは、基板を調製すること、スピンコーティングなどによりフォトレジストを適用すること、フォトレジストを所望のパターンで光に暴露し、フォトレジストの暴露領域を現像液に多かれ少なかれ溶解するようにさせること、フォトレジストの暴露または未暴露領域のいずれかを除去するために、現像液を適用することによってフォトレジストパターンを現像すること、および、エッチングまたは材料堆積などにより、フォトレジストが除去された基板の領域上に特徴部を作成するために後続の処理を行うことを含む。
半導体設計の進化は、半導体基板材料上にかつてなく小さい特徴部を作成する必要性を生み出し、またこの能力により動かされてきた。このような技術の進歩は、密集集積回路内のトランジスタの密度が２年ごとに倍になるという「ムーアの法則」を特徴としていた。実際、チップ設計および製造が進歩したため、現代のマイクロプロセッサは、数十億ものトランジスタおよび他の回路特徴部を単一のチップ上に含み得る。そのようなチップ上の個々の特徴部は、およそ２２ナノメートル（ｎｍ）以下、場合によっては１０ｎｍ未満であり得る。
そのような小さい特徴部を有するデバイスを製造することにおける１つの課題は、十分な分解能を有するフォトリソグラフィマスクを確実かつ再現可能に作成する能力である。現在のフォトリソグラフィプロセスは、典型的には、フォトレジストを暴露するために１９３ｎｍ紫外線（ＵＶ）光を使用する。光が半導体基板上に産生されるべき特徴部の所望のサイズよりも著しく大きい波長を有するということが、本質的な問題をもたらす。光の波長よりも小さい特徴部サイズを達成することは、マルチパターン化などの複雑な分解能向上技術の使用を必要とする。故に、１０ｎｍ～１５ｎｍ、例えば、１３．５ｎｍの波長を有する、極紫外線放射（ＥＵＶ）などのより短い波長光を使用したフォトリソグラフィ技術を開発することにおいて著しい関心および研究努力が存在する。
しかしながら、ＥＵＶフォトリソグラフィプロセスは、パターン化中の低電力出力および光損失を含む、課題を提示し得る。１９３ｎｍ ＵＶリソグラフィにおいて使用されるものと類似した従来の有機化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）は、ＥＵＶリソグラフィにおいて使用されるとき、特に、それらがＥＵＶ領域において低い吸収係数を有し、光活性化した化学種の拡散がぼけまたはラインエッジラフネスを結果としてもたらし得る場合、潜在的な欠点を有する。さらには、下位のデバイス層をパターン化するために必要とされるエッチング耐性を提供するために、従来のＣＡＲ材料においてパターン化される小さい特徴部は、パターン倒れのリスクを伴う高アスペクト比を結果としてもたらし得る。したがって、減少した厚さ、より大きい吸収度、およびより大きいエッチング耐性のような性質を有する改善されたＥＵＶフォトレジスト材料の必要性が依然として存在する。
本明細書に提供される背景説明は、本技術の文脈を概して提示する目的のためである。ここに名指しされる発明者らの業績は、この背景技術の章、ならびに出願時に先行技術の資格を得ることのない説明の態様において説明される限り、本技術に対する先行技術として明示的にも暗示的にも認められない。
本明細書内の様々な実施形態は、基板上の汚染を制御するための方法、装置、およびシステムに関する。基板は、典型的には、半導体基板である。開示された実施形態の１つの態様において、基板上の汚染を制御する方法が提供され、本方法は、（ａ）（ｉ）基板の前側を処理し、以て、基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれか、および（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて基板を加熱することであって、基板を加熱することが、基板の裏側の金属の汚染を低減する、基板の加熱、を含む。
いくつかの実施形態において、基板の前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、（ｉ）基板上にフォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）基板の前側に現像されるフォトレジストの層、および基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれかを含み得、汚染内の金属は、基板の前側におけるフォトレジストの層から生じ、（ｂ）の処理後ベークプロセスは、フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである。これらまたは他の実施形態において、（ｂ）の現像後ベークプロセス中、基板は、約１～１０分の持続時間にわたって約１６０～３００℃の温度でベークされ得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を処理ガスに暴露することをさらに含み得、処理ガスは、Ｎ2、Ｈ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。いくつかの実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を、塩素含有ガス、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、アンモニア（ＮＨ3）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二原子ヨウ素（Ｉ2）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される反応性処理ガスに暴露することをさらに含み得る。いくつかの場合において、基板は、塩素含有ガスに暴露され得、塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの場合において、基板は、酸素含有ガスに暴露され得、酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＯＳ、Ｈ2Ｏ2、ＮＯx、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの場合において、基板は、フッ素含有ガスに暴露され得、フッ素含有ガスは、ＨＦ、ＣxＦyＨz、ＮＦ3、ＳＦ6、Ｆ2、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。いくつかの実施形態において、本方法は、基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、金属含有材料は、金属を含む。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板を、二原子水素（Ｈ2）、二原子窒素（Ｎ2）、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、メタン（ＣＨ4）、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、ハロゲン化水素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含むプラズマ生成ガスから生成されるプラズマに暴露することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、酸素含有ガスを含み得、酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＳ、ＳＯ2、ＮＯx、Ｈ2Ｏ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、フッ素含有ガスを含み得、フッ素含有ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、ＣＨ3Ｆ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨＦ3、Ｆ2、ＳＦ6、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、塩素含有ガスを含み得、塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み得る。いくつかの実施形態において、プラズマ生成ガスは、（ｉ）二原子水素（Ｈ2）、および（ｉｉ）二原子窒素（Ｎ2）または貴ガスのうちの少なくとも一方を含み得る。
これらまたは他の実施形態において、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも一桁低減し得る。これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板をプラズマに暴露することをさらに含み得、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱し、基板をプラズマに暴露することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも二桁低減する。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、基板の裏側における金属の濃度を低減するために、基板を光に暴露することをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、光は、ＵＶ波長、可視波長、またはＩＲ波長のうちの少なくとも１つを含み得る。いくつかの実施形態において、光は、ＩＲランプまたは複数のＬＥＤにより提供され得、基板は、基板が光に暴露される間、約６０秒以下の持続時間にわたって約２５０～４００℃の温度まで加熱され得る。
これらまたは他の実施形態において、現像後ベークプロセスにおいて基板を加熱することは、フォトレジストの層が依然として基板上に現像されている間に開始し得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、（ａ）が第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）が第２の処理チャンバ内で発生するように、（ａ）の後に基板を第１の処理チャンバから第２の処理チャンバへ移送することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、フォトレジストの層が（ａ）において現像される間、処理チャンバを約４０℃以上の温度まで加熱することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、処理チャンバを約１００℃以上の温度に維持しながら処理チャンバをパージすることをさらに含み得、パージは（ａ）の後に発生する。いくつかの実施形態において、本方法は、処理チャンバを不活性ガスで掃引することをさらに含み得、パージおよび掃引は、ポンプパージシーケンスの一部である。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、（ａ）および（ｂ）の後、基板の裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含み得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側における金属の濃度を少なくとも一桁さらに低減し得る。これらまたは他の実施形態において、湿式洗浄はまた、基板の前側の斜縁領域を洗浄し得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側を希ＨＦに暴露することを含み得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側において湿式洗浄を実施することは、基板の裏側を、希ＨＣｌに、またはＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2、およびＨ2Ｏを含む標準洗浄１溶液に暴露することを含み得る。
様々な実施形態において、フォトレジストの層は、乾式堆積を使用して形成され得る。他の実施形態において、フォトレジストの層は、湿式堆積を使用して形成され得る。様々な実施形態において、フォトレジストの層は、乾式処理を使用して現像され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジストの層は、ハロゲン含有化学構造を使用して現像され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジストの層は、湿式処理を使用して現像され得る。
様々な実施形態において、（ｂ）の現像後ベークプロセスは、処理チャンバ内で発生し、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールに維持され得る、（ｉｉ）塩素含有ガスが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で処理チャンバに提供され得る、（ｉｉｉ）処理チャンバの１つまたは複数の構成要素の温度が、約２０～１５０℃に維持され得る、ならびに（ｉｖ）基板が、（ｂ）の間プラズマに暴露されなくてもよい、が（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用され得る。
様々な実施形態において、フォトレジストの層は、処理チャンバ内で（ａ）において現像され得、（ｂ）は、（ａ）と同じ処理チャンバ内で発生し得、本方法は、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．０１－１トールであり得る、（ｉｉ）パージガスの流れが、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で処理チャンバに提供され得、パージガスは、二原子窒素（Ｎ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み、パージガスは、約１～１０分の持続時間にわたって処理チャンバに提供される、ならびに（ｉｉｉ）処理チャンバの１つまたは複数の構成要素が、約１００～３００℃に維持され得、処理チャンバ内の基板支持体が、約１２０～３００℃に維持され得る、を使用して処理チャンバをパージすることをさらに含み得る。
様々な実施形態において、（ａ）は、第１の処理チャンバ内で発生し得、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し得、以下の条件：（ｉ）第２の処理チャンバ内の圧力が、約０．１～７６０トールに維持され得る、（ｉｉ）ガスの流れが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で第２の処理チャンバに提供され得、基板は、ガスの流れに暴露され得、ガスの流れは、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、水（Ｈ2Ｏ）、貴ガス、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、ならびに（ｉｉｉ）基板が、約１４０～３００℃の温度でベークされ得る、が（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用され得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１トールであり得る、（ｉｉ）プラズマ生成ガスが、約３～３０秒の持続時間にわたって約５０～５，０００の速度で提供され得、プラズマ生成ガスは、（ａ）Ｈ2、（ｂ）Ｈ2およびＮ2、（ｃ）Ｈ2および貴ガス、（ｄ）Ｈ2なしのＮ2、（ｅ）Ｈ2なしの貴ガス、（ｆ）酸素含有ガス、（ｇ）フッ素含有ガス、ならびに（ｈ）それらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスまたはガス混合物を含み得る、ならびに（ｉｉｉ）プラズマが、プラズマ生成ガスから生成され、基板が、プラズマに暴露される、の下で、処理チャンバ内で基板をプラズマに暴露することをさらに含み得る。
これらまたは他の実施形態において、（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方は、処理チャンバ内で発生し得、本方法は、処理チャンバの内表面から金属を除去するために処理チャンバを洗浄することをさらにみ得る。いくつかの実施形態において、処理チャンバは、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり得る、（ｉｉ）Ｈラジカルを含むプラズマが、処理チャンバに暴露され得、Ｈラジカルは、処理チャンバの内表面上の金属と反応して金属水素化物を形成する、（ｉｉｉ）プラズマが、約３００～４，０００ワットのＲＦ電力を使用して生成され得る、ならびに（ｉｖ）処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持され得る、を使用して洗浄され得る。これらまたは他の実施形態において、処理チャンバは、以下の条件：（ｉ）処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり得、またポンピングおよびパージプロセスの一部としてより低い圧力とより高い圧力との間でサイクルされ得る、（ｉｉ）処理チャンバが、洗浄中にプラズマに暴露されない、（ｉｉｉ）ガス流が、洗浄中に処理チャンバに提供され得、ガス流は、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、ならびに（ｉｖ）処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持され得る、を使用して洗浄され得る。
これらまたは他の実施形態において、本方法は、以下の条件：（ｉ）第１のステップにおいて、基板が約１～３Ｌ／分の速度で提供される第１の洗浄液に暴露され得、第１の洗浄液は、希ＨＦを含む、（ｉｉ）第２のステップにおいて、基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第２の洗浄液に暴露され得、第２の洗浄液は、希ＨＣｌ、標準洗浄１、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される溶液を含む、（ｉｉｉ）第１のステップおよび第２のステップが合わせて、約２０～３００秒の持続時間を有し得る、ならびに（ｉｖ）基板が、約１５～６０℃に維持され得る、を使用して基板の裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含み得る。
これらまたは他の実施形態において、基板の裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける金属の濃度は、約１Ｅ１１原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減され得る。これらまたは他の実施形態において、基板の裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける金属の濃度は、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減され得る。
これらまたは他の実施形態において、金属はスズであり得る。
開示された実施形態の別の態様において、基板を処理するためのシステムが提供され、本システムは、処理チャンバと、ガスおよび／またはプラズマを処理チャンバに導入するための処理チャンバへの入口と、処理チャンバから材料を除去するための処理チャンバへの出口と、加熱器と、基板支持体と、特許請求される方法または本明細書内に別途説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を引き起こすように構成される制御器とを含む。
開示された実施形態の別の態様において、基板を処理するためのシステムが提供され、本システムは、処理チャンバと、ガスおよび／またはプラズマを処理チャンバに導入するための処理チャンバへの入口と、処理チャンバから材料を除去するための処理チャンバへの出口と、加熱器と、基板支持体と、制御器であって、（ａ）（ｉ）基板の前側を処理し、以て、基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれか、および（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて基板を加熱することであって、基板を加熱することが、基板の裏側の金属の濃度を低減する、基板の加熱、を引き起こすように構成される、制御器と、を含む。
いくつかの実施形態において、基板の前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含み得る。
これらまたは他の実施形態において、制御器は、（ｉ）基板上にフォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）基板の前側に現像されるフォトレジストの層、および基板の裏側に汚染を伴う基板を受容することのいずれかを引き起こすことによって、（ａ）を引き起こすように構成され得、汚染内の金属は、基板の前側におけるフォトレジストの層から生じ、（ｂ）の処理後ベークプロセスは、フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである。
様々な実施形態において、（ａ）および（ｂ）は両方とも、同じ処理チャンバ内で発生し得る。他の実施形態において、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し得、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し得、第２の処理チャンバは、処理チャンバとは異なる処理チャンバである。
これらまたは他の実施形態において、本システムは、処理チャンバ内にプラズマを提供するように構成されるプラズマ生成器をさらに含み得る。
いくつかの場合において、プラズマ生成器は、プラズマが処理チャンバの外側の第１の場所において生成され、処理チャンバの内側の第２の場所へ送達されるように、遠隔プラズマ生成器であり得る。これらおよび他の態様は、図面を参照して以下にさらに説明される。
本開示は、概して、半導体処理の分野に関する。特定の態様において、本開示は、例えば、フォトレジストパターン化の文脈においては、望ましくないフォトレジスト、ならびに基板の裏側および斜縁に堆積される金属および臭化金属などの関連材料を除去するための、フォトレジスト（例えば、ＥＵＶ感受性金属および／または金属酸化物含有フォトレジスト）の処理および洗浄のためのプロセスおよび装置を対象とする。
本明細書内では、本開示の特定の実施形態に対して詳細に参照がなされる。特定の実施形態の例は、添付の図面に例証される。本開示は、これらの特定の実施形態と併せて説明されるが、本開示をそのような特定の実施形態に限定することは意図されないということを理解されたい。対照的に、本開示の趣旨および範囲内に含まれ得るような代替形態、修正形態、および等価物を網羅することが意図される。以下の説明において、多数の特定の詳細事項は、本開示の徹底的な理解を提供するために明記される。本開示は、これらの特定の詳細事項の一部またはすべてなしに実践され得る。他の場合において、周知のプロセス動作は、本開示を不必要に不明瞭にすることがないように詳細に説明されていない。
例えば、本開示は、主に、フォトレジスト堆積、現像、および処理の文脈において提供されるが、実施形態はそのように限定されない。本明細書に説明される様々な技術は、他の文脈においても、特に、基板からの金属ハロゲン化物などの金属含有種のガス放出を制限すること、および／または基板（限定されるものではないが、特に、基板の裏側および斜縁領域）から金属含有種を除去することが所望される場合に適用され得る。そのような技術は、特に、金属がスズである、および／または望ましくない材料が臭化スズである場合に有用であり得るが、他の金属およびハロゲンも同様に使用され得る。開示された技術のうちの１つまたは複数の実装から利益を得ることができる他のプロセスの例としては、限定されるものではないが、インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化動作、およびフォトレジストデスカム動作が挙げられる。「現像後」に発生するものとして本明細書に説明されるプロセスは、上に列挙される文脈において他のタイプの動作（例えば、堆積、エッチング、処理など）の後に発生し得る。例えば、現像後ベーク（ＰＤＢ）動作は、代わりに、堆積後ベーク、エッチング後ベーク、処理後ベークなどとして実施され得る。いくつかのそのような場合において、本明細書に説明されるフォトレジスト層は、別の金属含有または金属ハロゲン化物含有層と置き換えられ得る。明白性おおび簡潔性の目的のため、本開示は、フォトレジスト堆積、現像、および処理の文脈における実施形態に焦点を合わせる。
導入
半導体処理における薄膜のパターン化は、多くの場合、半導体の製作における重要なステップである。パターン化は、リソグラフィを伴う。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィにおいて、パターンは、光子源からマスク上へ光子を放出し、感光性フォトレジスト上にパターンを印刷し、これにより、フォトレジスト内で、現像後にフォトレジストの特定の部分を除去してパターンを形成する化学反応を引き起こすことによって、印刷される。
半導体処理における薄膜のパターン化は、多くの場合、半導体の製作における重要なステップである。パターン化は、リソグラフィを伴う。１９３ｎｍフォトリソグラフィなどの従来のフォトリソグラフィにおいて、パターンは、光子源からマスク上へ光子を放出し、感光性フォトレジスト上にパターンを印刷し、これにより、フォトレジスト内で、現像後にフォトレジストの特定の部分を除去してパターンを形成する化学反応を引き起こすことによって、印刷される。
高度な技術ノード（国際半導体技術ロードマップによって規定されるような）は、ノード２２ｎｍ、１６ｎｍ、およびこれ以上を含む。１６ｎｍノードでは、例えば、ダマシン構造内の典型的なビアまたはラインの幅は、典型的には、約３０ｎｍ以下である。高度な半導体集積回路（ＩＣ）および他のデバイス上の特徴部のスケーリングは、分解能を改善するようにリソグラフィを促進している。
極紫外線（ＥＵＶ）リソグラフィは、従来のフォトリソグラフィ法で達成可能なものよりも小さいイメージング源波長へ移行することによってリソグラフィ技術を拡充させ得る。およそ１０～２０ｎｍ、または１１～１４ｎｍ波長、例えば、１３．５ｎｍ波長のＥＵＶ光源は、スキャナとも称される最先端のリソグラフィツールのために使用され得る。ＥＵＶ放射線は、石英および水蒸気を含む幅広い固体および流体材料に強く吸収され、また真空においてもそのように動作する。
ＥＵＶリソグラフィは、下位層をエッチングすることに使用するためのマスクを形成するためにパターン化されるＥＵＶレジストを利用する。ＥＵＶレジストは、液体ベースのスピンオン技術によって産生される高分子ベースの化学増幅型レジスト（ＣＡＲ）であり得る。ＣＡＲの代替物は、Ｉｎｐｒｉａ、Ｃｏｒｖａｌｌｉｓ、ＯＲから入手可能であり、また、例えば、米国特許公開第２０１７／０１０２６１２号および米国第２０１６／０１１６８３９号に説明されるものなど、直接的に光パターン化可能な金属酸化物含有膜であり、これらの特許は、少なくとも光パターン化可能な金属酸化物含有膜のそれらの開示については本明細書に参照により組み込まれる。そのような膜は、スピンオン技術または乾式蒸着によって産生され得る。金属酸化物含有膜は、例えば２０１８年６月１２日に発行された「ＥＵＶ ＰＨＯＴＯＰＡＴＴＥＲＮＩＮＧ ＯＦ ＶＡＰＯＲ－ＤＥＰＯＳＩＴＥＤ ＭＥＴＡＬ ＯＸＩＤＥ－ＣＯＮＴＡＩＮＩＮＧ ＨＡＲＤＭＡＳＫＳ」という表題の米国特許第９，９９６，００４号、および／または２０１９年５月９日に出願された「ＭＥＴＨＯＤＳ ＦＯＲ ＭＡＫＩＮＧ ＥＵＶ ＰＡＴＴＥＲＮＡＢＬＥ ＨＡＲＤ ＭＡＳＫＳ」という表題の出願ＰＣＴ／ＵＳ第１９／３１６１８号に説明されるような、サブ３０ｎｍパターン化分解能を提供する真空雰囲気内でのＥＵＶ暴露によって直接的に（すなわち、別個のフォトレジストの使用なしに）パターン化され得、これらの開示は、少なくとも、ＥＵＶレジストマスクを形成するための直接的に光パターン化可能な金属酸化物膜の組成、堆積、およびパターン化に関しては、本明細書に参照により組み込まれる。一般的に、パターン化は、ＥＵＶレジストをＥＵＶ放射線に暴露して、レジスト内に光パターンを形成し、それに続いて、光パターンによりレジストの一部分を除去してマスクを形成するための現像を伴う。
本開示は、リソグラフィパターン化技術およびＥＵＶリソグラフィによって例示される材料に関するが、本開示は、他の次世代リソグラフィ技術にも適用可能であることも理解されたい。現在使用および開発されている標準１３．５ｎｍ ＥＵＶ波長を含むＥＵＶに加えて、そうしたリソグラフィに最も関連性のある放射線源は、一般的には２４８ｎｍまたは１９３ｎｍエキシマレーザ源の使用を指すＤＵＶ（遠ＵＶ）、Ｘ線範囲のより低いエネルギー範囲に正式にはＥＵＶを含むＸ線、ならびに、幅広いエネルギー範囲を網羅し得るｅビームである。特定の方法は、半導体基板および最終的な半導体デバイスにおいて使用される特定の材料および用途に依存し得る。故に、本出願に説明される方法は、単に、本技術において使用され得る方法および材料の例示にすぎない。
直接的に光パターン化可能なＥＵＶレジストは、有機成分内で混合される金属および／または金属酸化物からなり得るか、またはこれを含有し得る。金属／金属酸化物は、それらが、ＥＵＶ光子吸収を強化し、二次電子を生成し得る、ならびに／または下位の膜積層およびデバイス層に対する増加したエッチング選択性を示すという点で非常に有望である。
従来の湿式処理、例えば、スピンオン処理、または乾式堆積のいずれかによる、基板へのフォトレジスト膜（例えば、ＥＵＶフォトレジスト膜）の適用の間、ウエハ裏側および／または斜縁上のレジスト材料の何らかの意図しない堆積が存在し得る。同様に、基板上でのフォトレジスト膜の現像は、これらの同じ領域内に汚染（例えば、金属および金属ハロゲン化物を含む）を引き起こし得る。この裏側および斜縁汚染は、パターン化（スキャナ）、現像ツール、ならびに下流の処理ツールおよび計測ツールの汚染を含む、下流の処理問題を引き起こし得る。そのような汚染は、ツールの性能、ならびにウエハの前側に堆積される膜に害を及ぼし得る。多くの場合、この裏側および斜縁堆積の除去は、湿式洗浄技術によって行われるが、乾式洗浄技術も同様に使用され得る。
図２２は、フープ（ＦＯＵＰ：Ｆｒｏｎｔ Ｏｐｅｎｉｎｇ Ｕｎｉｆｉｅｄ Ｐｏｄ）内へ装荷される一対の半導体基板を例証し、乾式現像ステップ中に第１の基板から生じる金属汚染がどのようにして第２の基板上に再堆積し得るかを示す。そのような再堆積は、複数の基板が単一のＦＯＵＰまたは同様の筺体に格納されるときに発生し得る。ＦＯＵＰは、制御された実施形態において半導体基板を確実に保持するように設計される特別な容器であり、基板が処理および／または計測の必要性に応じて異なる装置間で移送されることを可能にする。第１のステージにおいて、フォトレジストの現像の前、第１の基板は、ＦＯＵＰの第１のスロット内にあり、第２の基板は、ＦＯＵＰの第２のスロット内にある。基板は各々、暴露部分および非暴露部分の両方を含むフォトレジスト２２０１の層を含む。第２のステージにおいて、フォトレジスト２２０１は現像される。この例では、乾式現像プロセスが使用される。しかしながら、様々な他の実施形態において、湿式現像プロセスが使用され得る。現像プロセスは、フォトレジスト２２０１の暴露または非暴露部分を選択的に除去し、これによりフォトレジスト内にパターンを形成する。現像プロセス中、現像副産物（例えば、Ｒ－ＳｎＢｒx、１≦ｘ≦３）の一部は、基板の前側に不必要に再堆積される。第３のステージにおいて、現像副産物により汚染された基板は、ＦＯＵＰの第１のスロット内へ装荷される。時間が経つにつれて、第１のスロット内の基板の前側からの汚染は、第２のスロット内の基板の裏側へ移送され得る。このような汚染の広がりは望ましくない。
本開示は、基板上の金属含有膜からの金属および／または金属ハロゲン化物種のガス放出を最小限にするための様々な技術を提供する。いくつかの場合において、本方法は、汚染の可能性のある種をより揮発性にし、その結果として、それらが基板および処理チャンバから除去され得るように、基板を処理することを伴う。いくつかの場合において、本方法は、汚染の可能性のある種をより安定したものにし、その結果として、それらが下流の処理中に基板からガス放出する可能性が低くなるように、基板を処理することを伴う。様々な場合において、本方法は、現像中に生成される汚染に対処するためにフォトレジスト現像後に基板の裏側および斜縁領域を洗浄することを伴う。これらの技術は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。様々な実施形態において、本技術はまた、基板上での望ましくない表面移動および／または望ましくない反応を防ぐ、または低減するために作用し得る。有利には、本明細書内の技術は、フォトレジスト内で規定されるパターンに対して小さいか無視できる影響を示している。さらには、そのような技術は、ライン幅ラフネス（ＬＷＲ）における改善を提供し得る。
本明細書に提供される特定の動作は、基板の前側における膜劣化なしに裏側および斜縁領域からの材料の除去を確実にするために、特定の領域に限定され得る。これらの動作は、例えば、裏側および斜縁洗浄動作を含み得る。本明細書に説明される他の動作は、例えば、１つまたは複数の基板表面上の金属含有種を意図的に改変するために、基板の前側、または基板全体に作用し得る。
いくつかの実施形態において、基板上の望ましくない材料は、ＥＵＶレジスト材料を含む。いくつかの実施形態において、望ましくない材料は、ＥＵＶレジスト材料内の金属と現像化学構造内のハロゲンとの反応から生じる金属、金属ハロゲン化物、および／または有機金属ハロゲン化物を含む。これらは、エッチング副産物または現像副産物と称され得る。そのような副産物は、金属臭化物および金属塩化物を最大で、デバイス製造に典型的に許容可能なものよりも約２～３桁大きい約１Ｅ１６原子／ｃｍ2の濃度で保持することができる金属含有フォトレジスト材料内に特に留まりやすい。いくつかの場合において、金属はスズであり、金属ハロゲン化物はＳｎＢｒxであり、および／または有機金属ハロゲン化物はＲＳｎＢｒｘである。これらまたは他の場合において、金属はスズであり、金属ハロゲン化物はＳｎＣｌｘであり、および／または有機金属ハロゲン化物はＲＳｎＣｌｘである。他の金属およびハロゲン化物も同様に使用され得る。多くの場合、望ましくない材料は、基板の裏側および斜縁領域に堆積される。
図１は、いくつかの実施形態による、フォトレジストを堆積および現像するための例となる方法のフロー図を提示する。プロセス１００の動作は、異なる順序で、および／または、異なる動作、より少ない動作、もしくは追加の動作を伴って実施され得る。プロセス１００の１つまたは複数の動作は、図６～図９のうちの任意の１つに説明される装置を使用して実施され得る。いくつかの実施形態において、プロセス１００の動作は、少なくとも部分的に、１つまたは複数の非一時的なコンピュータ可読媒体に格納されるソフトウェアに従って実施され得る。
プロセス１００のブロック１０２において、フォトレジストの層が堆積される。これは、蒸着プロセスなどの乾式堆積プロセス、またはスピンオン堆積プロセスなどの湿式プロセスのいずれかであり得る。
フォトレジストは、金属含有ＥＵＶレジストであり得る。一般的に言えば、従来の化学的に増幅されたフォトレジスト材料は、大量の金属を含むことはなく、関連した金属汚染問題に同程度に悩まされることがない。そのようなものとして、本明細書内の方法は、任意のタイプのフォトレジストまたは他の膜に対して実践され得るが、それらは、金属含有ＥＵＶレジストからの汚染対策の際に最大の価値を有し得る。ＥＵＶ感受性金属または金属酸化物含有膜は、湿式（例えば、スピンオン）または乾式（例えば、ＣＶＤ）堆積技術を含む任意の好適な技術によって半導体基板上に堆積され得る。例えば、説明されたプロセスは、有機スズ酸化物に基づいたＥＵＶフォトレジスト組成物について実証されており、市販のスピンコート可能な製剤（例えば、Ｉｎｐｒｉａ Ｃｏｒｐ、Ｃｏｒｖａｌｌｉｓ、ＯＲから入手可能であるものなど）および以下にさらに説明される乾式真空蒸着技術を使用して適用される製剤の両方に適用可能である。本開示に説明されるフォトレジストは、多くの場合、金属含有ＥＵＶレジスト材料として説明されるが、本開示のプロセス動作は、シリコン系膜または炭素系膜などの任意の他の膜に適用し得るということを理解されたい。
半導体基板は、フォトリソグラフィ処理に好適な、特に集積回路および他の半導体デバイスの生産に好適な任意の材料構造を含み得る。いくつかの実施形態において、半導体基板は、シリコンウエハである。半導体基板は、不規則な表面地形を有する、特徴部が上に作成されている（「下位の特徴部」）シリコンウエハであり得る。本明細書にあるように、基板の前側は、膜が意図的に堆積される表面、または処理中にＥＵＶに暴露されることになる表面である。基板の裏側は、前側の反対側である。下位の特徴部は、本開示の方法を実行する前の処理中に、材料が（例えば、エッチングにより）除去されている領域、または材料が（例えば、堆積により）追加されている領域を含み得る。そのような前処理は、特徴部の２つ以上の層が基板上に形成される反復プロセスにおいて本開示の方法または他の処理法を含み得る。
ＥＵＶ感受性薄膜は、半導体基板上に堆積され得、そのような膜は、後続のＥＵＶリソグラフィおよび処理のためのレジストとして動作可能である。そのようなＥＵＶ感受性薄膜は、ＥＵＶへの暴露の際、低密度のＭ－ＯＨ豊富な材料内の金属原子に接着される嵩高のペンダント置換基の損失などの変化を受ける材料を含み、より密度の高いＭ－Ｏ－Ｍ接着した金属酸化物材料へのそれらの架橋結合を可能にする。ＥＵＶパターン化を通じて、非暴露領域に対して改変された物理的または化学的性質を有する膜の領域が作成される。これらの性質は、非暴露領域もしくは暴露領域のいずれかを溶解させること、または暴露領域もしくは非暴露領域のいずれかに材料を選択的に堆積させることなど、後続処理において利用され得る。いくつかの実施形態において、非暴露膜は、そのような後続処理が実施される条件下で、暴露膜よりも疎水性の表面を有する。例えば、材料の除去は、膜の化学組成、密度、および架橋結合における差を活用することによって実施され得る。除去は、以下にさらに説明されるように、湿式処理または乾式処理によるものであり得る。
薄膜は、様々な実施形態において、有機金属材料、例えば、スズ酸化物を含む有機スズ材料、または他の金属酸化物材料／部分である。有機金属化合物は、有機金属前駆体と対抗反応物との気相反応において作られ得る。様々な実施形態において、有機金属化合物は、嵩高のアルキル基またはフルオロアルキルを有する有機金属前駆体の特定の組み合わせを対抗反応物と混合し、この混合物を気相で重合させて、半導体基板上に堆積する低密度のＥＵＶ感受性材料を生産することを通じて、形成される。
様々な実施形態において、有機金属前駆体は、気相反応を免れ得る各金属原子上に少なくとも１つのアルキル基を含むが、金属原子に配位する他のリガンドまたはイオンは、対抗反応物に取って代わられ得る。有機金属前駆体は、以下の式のものを含み、
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、Ｍは、高パターン化放射線吸収断面を有する要素であり、Ｒは、ＣnＨ2n+1など、アルキルであり、好ましくは、ｎ≧３であり、Ｌは、リガンド、イオン、または対抗反応物と反応する他の部分であり、ａ≧１であり、ｂ≧１であり、ｃ≧１である。
ＭaＲbＬc
（式１）
式中、Ｍは、高パターン化放射線吸収断面を有する要素であり、Ｒは、ＣnＨ2n+1など、アルキルであり、好ましくは、ｎ≧３であり、Ｌは、リガンド、イオン、または対抗反応物と反応する他の部分であり、ａ≧１であり、ｂ≧１であり、ｃ≧１である。
様々な実施形態において、Ｍは、１×１０7ｃｍ2／ｍｏｌに等しいか、またはこれよりも大きい原子吸光断面を有する。Ｍは、例えば、スズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、ヨウ素、アンチモン、ゲルマニウム、およびそれらの組み合わせからなる群から選択され得る。いくつかの実施形態において、Ｍはスズである。Ｒは、フッ素化され得、例えば、式ＣnＦxＨ(2n+1)を有する。様々な実施形態において、Ｒは、少なくとも１つのベータ水素またはベータフッ素を有する。例えば、Ｒは、ｉ－プロピル、ｎ－プロピル、ｔ－ブチル、ｉ－ブチル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｉ－ペンチル、ｔ－ペンチル、ｓｅｃ－ペンチル、およびそれらの混合物からなる群から選択され得る。Ｌは、アミン（ジアルキルアミノ、モノアルキルアミノなど）、アルコキシ、カルボキシレート、ハロゲン、およびそれらの混合物からなる群から選択される部分など、Ｍ－ＯＨ部分を生成するために対抗反応物によって容易に変位される任意の部分であり得る。
有機金属前駆体は、様々な候補有機金属前駆体のうちのいずれかであり得る。例えば、Ｍがスズである場合、そのような前駆体は、ｔ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｎ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｓｅｃ－ブチルトリス（ジメチルアミノ）スズ、ｉ－プロピル（トリス）ジメチルアミノスズ、ｎ－プロピルトリス（ジエチルアミノ）スズ、およびｔ－ブチルトリス（ｔ－ブトキシ）スズなどの類似アルキル（トリス）（ｔ－ブトキシ）スズ化合物を含む。いくつかの実施形態において、有機金属前駆体は、部分的にフッ素化される。
対抗反応物は、化学結合により少なくとも２つの金属原子を結び付けるように反応性部分、リガンド、またはイオン（例えば、上の式１内のＬ）に取って代わる能力を有する。対抗反応物は、水、過酸化物（例えば、水素過酸化物）、２価または多価アルコール、フッ素化された２価または多価アルコール、フッ素化されたグリコール、およびヒドロキシ部分の他の源を含み得る。様々な実施形態において、対抗反応物は、近隣金属原子の間に酸素架橋を形成することによって、有機金属前駆体と反応する。他の潜在的な対抗反応物としては、硫化水素および二硫化水素が挙げられ、これらは硫黄架橋を介して金属原子を架橋結合し得る。
薄膜は、ＥＵＶに対する膜の感受性を修正すること、またはエッチング耐性を高めることなど、膜の化学的または物理的性質を修正するために、有機金属前駆体および対抗反応物に加えて、任意選択の材料を含み得る。そのような任意選択の材料は、半導体基板上への堆積前、薄膜の堆積後、またはその両方において、気相形成中にドープすることなどによって導入され得る。いくつかの実施形態において、穏やかな遠隔Ｈ2プラズマが、いくつかのＳｎ－Ｌ結合をＳｎ－Ｈと置き変えるように導入され得、これによりＥＵＶ下でのレジストの反応性を増加させ得る。
様々な実施形態において、ＥＵＶパターン化可能な膜は、当該技術分野において知られる数あるものの中でも蒸着設備およびプロセスを使用して半導体基板上に作製または堆積される。そのようなプロセスにおいて、重合された有機金属材料は、気相で、またはインサイチュで、半導体基板の表面上に形成される。好適なプロセスとしては、例えば、化学蒸着（ＣＶＤ）、原子層堆積（ＡＬＤ）、および、金属前駆体および対抗反応物が時間または空間のいずれかにおいて分離される、不連続のＡＬＤ様のプロセスなど、ＣＶＤ構成要素を用いたＡＬＤが挙げられる。
一般に、方法は、重合された有機金属材料を形成するように有機金属前駆体の蒸気流を対抗反応物の蒸気流と混合すること、および有機金属材料を半導体基板の表面上へ堆積させることを含む。いくつかの実施形態において、２つ以上の有機金属前駆体が蒸気流に含まれる。いくつかの実施形態において、２つ以上の対抗反応物が蒸気流に含まれる。当業者により理解されるように、本プロセスの混合および堆積の態様は、実質的に連続したプロセスにおいて、同時に起こり得る。
例となる連続ＣＶＤプロセスにおいて、有機金属前駆体および対抗反応物源の、別個の流入経路内の２つ以上のガス流は、ＣＶＤ装置の堆積チャンバへ導入され、それらは、ガス相で混合および反応して、（例えば、金属－酸素－金属結合形成により）凝集した重合材料を形成する。この流れは、例えば、別個の注入入口またはデュアルプレナムシャワーヘッドを使用して導入され得る。本装置は、有機金属前駆体および対抗反応物の流れがチャンバ内で混合され、有機金属前駆体および対抗反応物が反応して重合された有機金属材料を形成することを可能にするように構成される。本技術の機序、機能、または実用性を限定することなく、そのような気相反応からの生成物は、金属原子が対抗反応物によって架橋され、次いで濃縮されるか、または別途半導体基板上へ堆積されるため、分子量がより重くなると考えられる。様々な実施形態において、嵩高のアルキル基の立体障害は、密集したネットワークの形成を防ぎ、多孔性の低密度の膜を産生する。
ＣＶＤプロセスは、一般的には、１０ｍトール～１０トールなど、減圧で実行される。いくつかの実施形態において、本プロセスは、０．５～２トールで実行される。いくつかの実施形態において、半導体基板の温度は、反応流の温度であるか、またはこれよりも低い。例えば、基板温度は、０℃～２５０℃、または周囲温度（例えば、２３℃）～１５０℃であり得る。様々なプロセスにおいて、重合された有機金属材料の基板上への堆積は、表面温度に反比例した速度で発生する。
いくつかの実施形態において、ＥＵＶパターン化可能な膜は、当該技術分野において知られる数あるものの中でも湿式堆積設備およびプロセスを使用して半導体基板上に作製または堆積される。例えば、有機金属材料は、半導体基板の表面上へのスピンコートによって形成される。
半導体基板の表面上に形成されるＥＵＶパターン化可能な膜の厚さは、表面特性、使用される材料、および処理条件に従って変化し得る。様々な実施形態において、膜厚は、０．５ｎｍ～１００ｎｍの範囲に及び得、ＥＵＶパターン化の条件下でＥＵＶ光の大半を吸収するのに十分な厚さであり得る。例えば、レジスト膜の全体的な吸収度は、レジスト膜の底部のレジスト材料が十分に暴露されるように、３０％以下（例えば、１０％以下、または５％以下）であり得る。いくつかの実施形態において、膜厚は、５ｎｍ～４０ｎｍ、または１０ｎｍ～２０ｎｍである。本開示の機序、機能、または実用性を限定することなく、湿式スピンコート堆積プロセスとは異なり、乾式堆積プロセスは、基板の表面接着性質に対してより少ない制限を提示し、したがって、幅広い基板に適用され得ると考えられる。さらには、上で論じられるように、堆積膜は、表面特徴部にぴったりと合い、そのような特徴部を「埋める」または別途平坦化することなく、下位の特徴部を有する基板などの基板の上にマスクを形成するという利点をもたらす。
ブロック１０４において、洗浄プロセスが、半導体基板の裏側および斜縁を洗浄するために実施される。裏側および斜縁洗浄は、基板裏側および斜縁における様々なレベルの酸化または架橋結合を伴う膜を等しく除去するために、ＥＵＶレジスト膜を非選択的にエッチングし得る。湿式堆積処理または乾式堆積処理のいずれかによるＥＵＶパターン化可能な膜の適用の間、基板斜縁および／または裏側へのレジスト材料の何らかの意図しない堆積が存在し得る。意図しない堆積は、望ましくない粒子が後に半導体基板の上面へ移動すること、および粒子欠陥になることにつながり得る。さらには、この斜縁および裏側堆積は、後に他の基板を汚染するように作用し得る、パターン化ツール（スキャナ）、現像ツール、および計測ツールの汚染を含む下流の処理問題を引き起こし得る。この斜縁および裏側堆積の除去は、湿式洗浄技術または乾式洗浄技術を、単独で、または本明細書に説明される他の技術と組み合わせて、使用して達成され得る。
スピンコートされた有機金属フォトレジストを洗浄するための最先端の技術は、湿式洗浄処理によるものである。例は、図２Ａ～図２Ｄを参照して以下に説明される。エッジビード除去（ＥＢＲ）は、ウエハの前側および裏側の両方における湿潤トラックに対して実施される。ノズルは、ウエハの前側および裏側の両方においてウエハの縁の上に位置付けられ、溶剤は、ウエハが回転している間に分注される。有機溶剤（例えば、ＰＧＭＥ、ＰＧＭＥＡ、２－ヘプタノン）は、縁上のフォトレジストを溶解して、斜縁領域を洗浄する。裏側が汚染されている場合、ウエハは、ウエハの裏側洗浄のために別の湿式洗浄ステーションへと進み得る。スピンコートの場合、チャックに接触するウエハ領域は、典型的には、綺麗なままであり、別個の裏側洗浄は常に使用されるわけではない。希フッ酸（ｄＨＦ）、希塩酸（ｄＨＣｌ）、希硫酸、または標準洗浄１（ＳＣ－１）などの追加の洗浄液が、金属汚染を低減するために必要であり得る。ＥＵＶスキャナに入る前に、裏側スクラブが一般的には実施される。
乾式裏側および斜縁洗浄技術が、湿式技術の代わりに使用され得る。乾式裏側および斜縁洗浄は、エッチングガスを使用して実施され得る。エッチングガスは、水素ガス、ハロゲン化水素、水素ガスおよびハロゲン化物ガス、または三塩化ホウ素であり得る。処理チャンバには、エッチングガスが基板の裏側にアクセスすることができるように基板を傾斜させる複数の最小接触面（ＭＣＡ）支持体を有する基板支持体が装備され得る。基板支持体は、図５Ａに関連して以下に説明されるように、キャリアリングであり得る。エッチングガスは、基板支持体の下から第１のエッチングガス内で送達され得る。ガス分配器は、エッチングガスが前側の中心に到達することを制限するために、基板の前側の中心においてカーテンガスを送達し得る。ガス分配器はまた、基板の前側の周縁部において第２のエッチングガス流内でエッチングガスを送達し得る。放射熱源などの熱源が、乾式裏側および斜縁洗浄中、基板に対して適用され得る。放射熱源は、基板支持体の下に位置付けられ得る。裏側洗浄および斜縁洗浄は共に、同じ処理チャンバ内で実施される。いくつかの実施形態において、堆積動作ならびに乾式裏側および斜縁洗浄は、同じ処理チャンバ内で実施される。いくつかの実施形態において、塗布後ベーク（ＰＡＢ）ならびに乾式裏側および斜縁洗浄は、同じ処理チャンバ内で実施される。単一チャンバ内のツール／チャンバの統合は、スループットを増加させ、費用を低減し、またさもなければ移送間で発生する汚染の可能性を低減する。
いくつかの実施形態において、乾式洗浄プロセスは、以下のガス：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＢＣｌ3、ＳＯＣｌ2、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、Ｏ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ、のうちの１つまたは複数を有する蒸気および／またはプラズマに関与する。いくつかの実施形態において、乾式洗浄プロセスは、本明細書に説明される乾式現像プロセスと同じ化学構造を使用し得る。例えば、裏側および斜縁洗浄は、ハロゲン化水素現像化学構造を使用し得る。裏側および斜縁洗浄プロセスの場合、蒸気および／またはプラズマは、基板の前側におけるいかなる膜劣化もなしに、裏側および斜縁堆積物のみが除去されることを確実にするために、基板の特定の領域に限定されなければならない。
プロセス条件は、裏側および斜縁洗浄のために最適化され得る。いくつかの実施形態において、より高い温度、より高い圧力、および／またはより高い反応物流は、増加したエッチング速度をもたらし得る。乾式斜縁および裏側洗浄のための好適なプロセス条件は、フォトレジスト膜の組成および性質に応じて、１００～１００００ｓｃｃｍの反応物流（例えば、５００ｓｃｃｍ ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、またはＨ2およびＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2、ＢＣｌ3、またはＨ2）、２０℃～１２０℃の温度（例えば、１００℃）、２０ｍトール～大気圧の圧力（例えば、３００ｍトール）、高周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で０Ｗ～５００Ｗのプラズマ電力、および約１０～１５０秒の時間であり得る。これらの条件はいくつかの処理反応器、例えば、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに好適であるが、より幅広い範囲のプロセス条件が、処理反応器の能力に従って使用され得るということを理解されたい。
ブロック１０４における裏側および斜縁洗浄は、ブロック１０６におけるＰＡＢ処理の前に描写されるが、ブロック１０４の裏側および斜縁洗浄は、ブロック１０２におけるフォトレジストの堆積の後およびブロック１１２における現像の前のプロセス１００中の任意のステージにおいて実施され得るということを理解されたい。故に、ブロック１０４の裏側および斜縁洗浄は、フォトレジスト堆積後、ＰＡＢ処理後、ＥＵＶ暴露後、またはＰＥＢ処理後に実施され得る。以下にさらに論じられるように、追加の裏側および斜縁洗浄は、例えば、ブロック１１８に関連して説明されるように、プロセス１００において後で実施され得る。ブロック１０４における第１の裏側および斜縁洗浄動作は、ブロック１０２におけるフォトレジスト堆積から生じる望ましくない堆積の除去をターゲットとする一方、ブロック１１８における第２の裏側および斜縁洗浄動作は、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像中に生成される望ましくない汚染の除去をターゲットとする。いくつかの実施形態において、裏側および斜縁洗浄動作１０４および１１８の一方または両方は、省略され得る。
湿式または乾式裏側および斜縁洗浄動作は、代替的に、元のフォトレジストが損傷を受けた、または別途欠陥のあるときなど、塗布されたＥＵＶフォトレジストが除去され、半導体基板がフォトレジスト再塗布のために調製される完全なフォトレジスト除去またはフォトレジスト「再加工」にまで拡張され得る。フォトレジスト再加工は、下位の半導体基板を損傷することなく達成されなければならないため、酸素ベースのエッチングは避けられるべきである。代わりに、本明細書に説明されるようなハロゲン化物含有化学構造の変異形が使用され得る。フォトレジスト再加工動作は、プロセス１００中の任意のステージにおいて適用され得るということを理解されたい。故に、フォトレジスト再加工動作は、フォトレジスト堆積後、第１または第２の斜縁および裏側洗浄後、ＰＡＢ処理後、ＥＵＶ暴露後、ＰＥＢ処理後、現像後、ＰＤＢ処理後、化学、プラズマ、および／または光処理後に適用され得る。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工は、フォトレジストの暴露および非暴露領域の非選択的除去のために、しかしながら下層に対しては選択的に実施され得る。
いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工プロセスは、以下のガス：ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＢＢｒ3、Ｈ2、ＰＣｌ3、ＣＨ4、メタノール、アンモニア、ギ酸、ＮＦ3、ＨＦ、のうちの１つまたは複数を有する蒸気および／またはプラズマに関与する。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工プロセスは、本明細書に説明される乾式現像プロセスと同じ化学構造を使用し得る。例えば、フォトレジスト再加工プロセスは、ハロゲン化水素現像化学構造を使用し得る。
プロセス条件は、フォトレジスト再加工のために最適化され得る。いくつかの実施形態において、より高い温度、より高い圧力、および／またはより高い反応物流は、増加したエッチング速度につながり得る。フォトレジスト再加工のための好適なプロセス条件は、フォトレジスト膜の組成および性質に応じて、１００～５００ｓｃｃｍの反応物流（例えば、５００ｓｃｃｍ ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、ＢＣｌ3またはＨ2およびＣｌ2またはＢｒ2）、－１０～１４０℃の温度（例えば、８０℃）、２０～１０００ｍトールの圧力（例えば、３００ｍトール）、高周波数（例えば、１３．５６ＭＨｚ）で３００Ｗ～８００Ｗのプラズマ電力（例えば、５００Ｗ）、０～２００Ｖbのウエハバイアス（より高いバイアスは、より固い下位の基板材料と共に使用され得る）、およびＥＵＶフォトレジストを完全に除去するのに十分な約２０秒～３分の時間であり得る。いくつかの実施形態において、フォトレジスト再加工は、プラズマの適用なしに実施され得る。フォトレジスト再加工は、昇温（例えば、８０℃～１２０℃）でハロゲン化水素（例えば、ＨＢｒ）などのハロゲン化物含有ガスを用いて熱的に実施され得る。これらの条件は、いくつかの処理反応器、例えば、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＫｉｙｏエッチングツールに好適であるが、より幅広い範囲のプロセス条件が、処理反応器の能力に従って使用され得るということを理解されたい。
プロセス１００のブロック１０６において、任意選択の塗布後ベーク（ＰＡＢ）が、ＥＵＶパターン化可能な膜の堆積の後およびＥＵＶ暴露の前、ならびに／または裏側および斜縁洗浄を実施した後に実施される。ＰＡＢ処理は、ＥＵＶパターン化可能な膜のＥＵＶ感受性を増加させるために、熱処理、化学暴露、および水分の組み合わせに関与し得、ＥＵＶパターン化可能な膜内にパターンを現像するためのＥＵＶ用量を低減する。ＰＡＢ処理温度は、ＥＵＶパターン化可能な膜の感受性を増加させるために調節および最適化され得る。例えば、処理温度は、約９０℃～約２００℃、または約１５０℃～約１９０℃であり得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ処理は、１００～１００００ｓｃｃｍの範囲で流れる周囲ガス、数パーセントから最大１００％（例えば、２０％～５０％）の量の含水量、大気から真空の間の圧力、および約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間で実行され得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ処理は、約１分～２分にわたって約１００℃～２００℃の温度で実行される。
プロセス１００のブロック１０８において、金属含有ＥＵＶレジスト膜は、パターンを現像するためにＥＵＶ放射線に暴露される。一般的に言うと、ＥＵＶ暴露は、金属含有ＥＵＶレジスト膜内の化学組成および架橋結合における変化を引き起こし、後続の現像のために利用され得るエッチング感受性においてコントラストを作り出す。
金属含有ＥＵＶレジスト膜は、次いで、典型的には比較的高い真空下で、膜のある領域をＥＵＶ光に暴露することによってパターン化され得る。本明細書内の数ある有用なもののうち、ＥＵＶデバイスおよびイメージング方法は、当該技術分野において知られる方法を含む。特に、上に論じられるように、非暴露領域に対して改変された物理的または化学的性質を有する膜の暴露領域は、ＥＵＶパターン化を通じて作成される。例えば、暴露領域において、金属－炭素結合開裂は、ベータ水素脱離を介して発生し得、金属－酸素架橋により水酸化物および架橋結合された金属酸化物部分へ変換され得る反応性でかつアクセシブルな金属水素化物官能性を残し、これは、ネガ型レジスト、またはハードマスクのためのテンプレートのいずれかとして化学コントラストを作り出すために使用され得る。一般に、アルキル基内のベータＨの数が大きいほど、より感受性の高い膜を結果としてもたらす。暴露後、金属含有ＥＵＶレジスト膜は、金属酸化物膜の追加の架橋結合を引き起こすように、ベークされ得る。暴露領域と非暴露領域との間の性質の違いは、非暴露領域を溶解すること、または暴露領域に材料を堆積させることなどの後続処理において利用され得る。例えば、パターンは、金属酸化物含有マスクを形成するために、乾式法を使用して現像され得る。そのようなプロセスにおける数ある有用なもののうちの方法および装置は、２０１９年１２月１９日に出願されたＰＣＴ特許出願ＰＣＴ／ＵＳ第２０１９／０６７５４０号に説明され、この特許は、その方法および装置の開示については参照により本明細書に組み込まれる。
特に、様々な実施形態において、表面上に存在するヒドロカルビル終端されたスズ酸化物は、特に暴露がＥＵＶを使用して真空内で実施されるとき、イメージング層の暴露領域において、水素終端されたスズ酸化物へ変換される。しかしながら、暴露されたイメージング層を真空から空気内へ除去すること、または酸素、オゾン、Ｈ2Ｏ2、もしくは水の制御された導入は、表面Ｓｎ－ＨのＳｎ－ＯＨへの酸化を結果としてもたらし得る。暴露領域と非暴露領域との間の性質の違いは、照射領域、非照射領域、または両方を、１つまたは複数の試薬と反応させて、選択的に材料をイメージング層に追加するか、または材料をイメージング層から除去することなどによって、後続処理において利用され得る。
本技術の機序、機能、または実用性を制限することなく、例えば、１０ｍＪ／ｃｍ2～１００ｍＪ／ｃｍ2の用量でのＥＵＶ暴露は、立体障害を軽減し、低密度膜が崩壊するための空間を提供し得る。加えて、ベータ水素脱離反応において生成される反応性金属－Ｈ結合は、膜内のヒドロキシルなどの近傍の活性基と反応することができ、さらなる架橋結合および高密度化につながり、暴露領域と非暴露領域との間に化学コントラストを作り出す。
ＥＵＶ光への金属含有ＥＵＶレジスト膜の暴露の後、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストが提供される。光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、ＥＵＶ暴露領域および非暴露領域を含む。
プロセス１００のブロック１１０において、任意選択の暴露後ベーク（ＰＥＢ）が、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストのエッチング感受性におけるコントラストをさらに増加させるために実施される。光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストのＥＵＶ暴露領域の架橋結合を促進するために様々な化学種の存在下で熱処理される。
様々な実施形態において、ベーク戦略は、ベーク環境の注意深い制御、反応性ガスの導入、および／またはベーク温度のランピング速度の注意深い制御を伴う。有用な反応性ガスの例としては、例えば、空気、Ｈ2Ｏ、Ｈ2Ｏ2蒸気、ＣＯ2、ＣＯ、Ｏ2、Ｏ3、ＣＨ4、ＣＨ3ＯＨ、Ｎ2、Ｈ2、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＮＯ、アルコール、アセチルアセトン、ギ酸、Ａｒ、Ｈｅ、またはそれらの混合物が挙げられる。ＰＥＢ処理は、（１）ＥＵＶ暴露中に生成される有機フラグメントの完全気化を推進し、（２）金属水素化物種（ＥＵＶ暴露中のベータＨ除去反応からの他の生成物）を金属水酸化物へと酸化させ、（３）近傍の－ＯＨ基同士の架橋結合を促進して、架橋結合した金属酸化物ネットワークを形成するように設計される。ベーク温度は、最適なＥＵＶリソグラフィ性能を達成するように慎重に選択される。低すぎるＰＥＢ温度は、有機フラグメントの不完全な除去、ならびに不十分な架橋結合、および結果的には、所与の用量での現像のためのより小さい化学コントラストにつながる。高すぎるＰＥＢ温度もまた、悪影響をもたらし、これには、非暴露領域（この例では、マスクを形成するために、パターン化された膜の現像によって除去される領域）における深刻な酸化および膜収縮、ならびに、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストと下層との間の界面での望ましくない相互拡散が含まれ、これらの両方が、化学コントラストの損失、および不溶性スカムに起因する欠陥密度の増加に寄与する。ＰＥＢ処理温度は、約１００℃～約３００℃、約１７０℃～約２９０℃、または約２００℃～約２４０℃であり得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＢ処理は、１００～１００００ｓｃｃｍの範囲で流れる周囲ガス、数パーセントから最大１００％（例えば、２０％～５０％）の量の含水量、大気から真空の間の圧力、および約１～１５分、例えば約２分の処理持続時間で実行され得る。いくつかの実施形態において、ＰＥＢ熱処理は、エッチング選択性をさらに増加させるために繰り返され得る。
プロセス１００のブロック１１２において、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、レジストマスクを形成するために現像される。様々な実施形態において、暴露領域が除去される（ポジ型）か、または非暴露領域が除去される（ネガ型）。いくつかの実施形態において、現像は、光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストの暴露領域または非暴露領域のいずれかに対する選択的堆積を含み得、その後にエッチング動作が続く。様々な実施形態において、これらのプロセスは、乾式プロセスまたは湿式プロセスであり得る。現像のためのプロセスの例は、有機スズ酸化物含有ＥＵＶ感受性フォトレジスト薄膜（例えば、２０ｎｍなど、１０～３０ｎｍ厚）がＥＵＶ暴露用量および暴露後ベークに供され、次いで現像されることを伴う。フォトレジスト膜は、例えば、イソプロピル（トリス）（ジメチルアミノ）スズなどの有機スズ前駆体および水蒸気のガス相反応に基づいて堆積され得るか、または有機基質内にスズクラスタを含むスピンオン膜であり得る。
光パターン化された金属含有ＥＵＶレジストは、現像化学構造への暴露によって現像される。いくつかの実施形態において、現像化学構造は、ハロゲン化物含有化学構造を含む。例えば、臭素含有化学構造、塩素含有化学構造、および／またはフッ素含有化学構造が使用され得る。様々な実施形態において、ハロゲン化物含有化学構造は、ＨＢｒ、ＨＣｌ、ＨＩ、およびＨＦなどのハロゲン化水素である。乾式現像技術は、２０２０年６月２５日に出願されたＰＣＴ特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０２０／０３９６１５号にさらに論じられ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
ブロック１１２における現像動作は、特定の実施形態において最適化され得る。そのような最適化は、乾式現像技術が使用される場合に特に有用であり得る。最適化は、基板の裏側および斜縁領域に堆積し得る、基板上のフォトレジストからガス放出する金属および／または金属ハロゲン化物を低減するために行われ得る。特定の最適化技術は、汚染の可能性のある種の除去を促進し得るが、他の技術は、汚染種を、下流のガス放出中にガス放出するそれらの能力を低減するために、不動態化し得る。本明細書に説明される様々な最適化は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。
様々な実施形態において、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作は、加熱された処理チャンバ内で現像を実施することによって最適化され得る。そのような加熱は、チャンバ内の全体的な副産物濃縮／蓄積を低減し、これが、基板上への望ましくない副産物堆積を少なくするという結果をもたらす。様々な実施形態において、処理チャンバおよび／またはシャワーヘッドは、昇温、例えば、約４０℃以上、または約６５℃以上、または約８０℃以上、または約１００℃以上に維持される。これらまたは他の場合において、処理チャンバおよびシャワーヘッドは、約３００℃以下、または約２５０℃以下、または約２００℃以下、または約１５０℃以下、または約１００℃以下、または約８０℃以下の最大温度に維持され得る。いくつかの場合において、温度は、乾式現像中に能動的に制御および変化される。そのような場合において、温度は、乾式現像中に能動的に増加される。他のそのような場合において、温度は、乾式現像中に能動的に減少される。
これらまたは他の実施形態において、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作は、減圧にて不活性雰囲気中で高温度パージステップを実施することによって最適化され得る。パージステップは、ブロック１１２においてフォトレジスト現像動作の最後に、またはそのすぐ後に、現像動作が発生するのと同じ処理チャンバ内で実施され得る。不活性雰囲気を確立するために提供され得る例となるガスとしては、例えば、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎ2、Ｋｒ、Ｘｅ、およびＨ２が挙げられる。そのようなガスの組み合わせも使用され得る。例となるガス流量は、約２００～１０，０００ｓｃｃｍであり得る。パージは、約１～１０分、いくつかの場合においては少なくとも約２分、または少なくとも約５分の持続時間を有し得る。パージステップは、約５ｍトール～約１０トールの圧力で実施され得る。いくつかの場合において、圧力は、少なくとも約１０ｍトールであり得る。これらまたは他の実施形態において、圧力は、約１トール以下であり得る。パージステップ中の温度（例えば、処理チャンバ、シャワーヘッド、および／または基板支持体の温度）は、昇温、例えば、約１００℃以上、または約１２０℃以上に維持され得る。いくつかの場合において、処理チャンバは、約１００～２５０℃、または約１００～３００℃の温度に維持され得、基板支持体は、約１２０～２５０℃、または約１２０～３００℃の温度に維持され得る。
これらまたは他の実施形態において、ポンプパージシーケンスは、ブロック１１２における現像プロセスの最後の方、またはそのすぐ後に使用され得る。そのようなプロセスは、減圧に至るまで処理チャンバをポンピングし、処理チャンバを不活性ガスで掃引する１つまたは複数のサイクルを伴い得る。このポンピングおよびパージは、基板およびチャンバからのハロゲンおよび金属ハロゲン化物除去の効率を増加させる。
これらまたは他の場合において、最適化は、ブロック１１４に関連して以下に説明されるベークステップなどの熱処理を伴い得る。これらまたは他の場合において、最適化は、ブロック１１６に関連して以下に説明される処理動作などの化学、プラズマ、および／または光処理を伴い得る。そのようなものとして、ブロック１１４および／または１１６に関連して説明される動作は、いくつかの場合においては現像動作の最後の方で、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像動作と重複し得る。他の実施形態において、ブロック１１４および／または１１６の動作は、ブロック１１２のフォトレジスト現像動作が完了した後に発生し得る。
ブロック１１４において、基板は、現像後ベーク（ＰＤＢ）に暴露される。ＰＤＢは、フォトレジストの一部またはすべてがブロック１１２において現像された後に発生する。このステップは、「現像後ベーク」と称されるが、このステップはまた、上に説明されるように、現像ステップとある程度重複し得るということを理解されたい。
ブロック１０２におけるフォトレジスト堆積ステップとほぼ同様に、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像ステップは、基板の裏側および斜縁上に金属および金属ハロゲン化物汚染を引き起こし得る。上で述べたように、多くの場合、現像は、ＨＢｒなどのハロゲン化物含有化学構造を使用して行われる。いくつかの場合において、ハロゲン化物化学構造は、フォトレジスト内の金属と反応して、フォトレジストを部分的に溶解し、基板上に、例えば、基板の裏側および斜縁上に再堆積し得る金属ハロゲン化物および／または他の金属含有種の形成を引き起こす。そのような汚染は、連続したガス放出ならびに他の基板および下流処理設備および計測ツールの汚染を含む上に説明される理由から、有害である。
ＰＤＢ処理は、金属および金属ハロゲン化物が下流処理中にガス放出する可能性を低減するために、熱処理、任意選択の化学暴露、任意選択のプラズマ暴露、および任意選択の光暴露（ブロック１１６に関連してさらに論じられる）の組み合わせを伴い得る。熱処理は、基板を昇温に暴露することを伴う。例えば、基板は、約１６０～３００℃の温度で、約１～１０分の持続時間にわたってベークされ得る。いくつかの場合において、温度は、約１６０～２５０℃、または約１６０～２２０℃に維持され得る。そのようなベークは、基板支持体、処理チャンバ、シャワーヘッド、および／または処理ガスを加熱することを伴い得る。いくつかの場合において、処理チャンバの壁は、加熱され、および／または昇温に維持され得る。チャンバ壁のための例となる温度は、約２０～１２０℃であり得る。いくつかの場合において、ＰＤＢ処理中の圧力は、最低でも約０．０１トールまたは０．１トール、および最大で約１トール、１０トール、または大気圧（例えば、約７６０トール）に維持され得る。ＰＤＢ処理中に処理チャンバに提供され得る例となる処理ガスとしては、限定されるものではないが、Ｎ2、Ｎ2／Ｏ2の混合物、Ｈｅ、Ａｒ、Ｘｅ、Ｈ2、塩素含有ガス、フッ素含有ガス、酸素含有ガス、およびそれらの組み合わせが挙げられる。例となる塩素含有ガス、フッ素含有ガス、および酸素含有ガスは、以下に論じられる。例となる流量は、約２００～１０，０００ｓｃｃｍである。
ＰＤＢ処理は、物理吸着した金属ハロゲン化物種（例えば、様々な実施形態において、ＳｎＢｒxおよび／または他のスズハロゲン化物もしくは金属ハロゲン化物）を基板表面から脱着させる。しかしながら、ＰＤＢ処理は、基板の関連部分（例えば、裏側および斜縁領域）から金属ハロゲン化物種を完全に除去することにおいて非効果的であり得、化学吸着したハロゲン化物種（例えば、金属ハロゲン化物種）は、ＰＤＢ処理後も基板上に残ったままであり得る。さらには、基板の前側における金属含有フォトレジストは、さらなるガス放出および関連汚染の源であり続ける。様々な実施形態において、残っている化学吸着種／汚染は、ブロック１１８において以下に説明される湿式洗浄動作において除去され得る。
いくつかの実施形態において、ＰＤＢ処理は、基板を反応性化学構造またはプラズマに暴露することを伴わない熱処理である。反応性化学構造またはプラズマがブロック１１４におけるＰＤＢ処理と関連して使用されない場合、上で説明したポンピングおよびパージシーケンスの使用は、基板上の汚染を低減することにおいて特に有益である。ＰＤＢ処理が熱処理であり、さらなる洗浄ステップが使用されない（例えば、ブロック１１６および１１８が省略される）実施形態において、ガス放出は依然として、より長い時間フレーム、例えば数日、にわたって問題となり得る。そのような実施形態において、基板がブロック１１４におけるＰＤＢ処理に暴露された後、および基板がさらなる処理のために使用される前の特定の基板のためのキュー時間は、例えば、約１日、約２日、約３日、または約５日の最大キュー時間を使用して制御され得る。このようなキュー時間の制御は、各基板から生じるガス放出／再汚染の量を制限し、これにより、基板、近くの基板、ならびに下流の処理設備および計測ツール上の汚染を制限する。理論または作用機序に拘束されることを望むものではないが、再汚染の機序は、表面ホッピングまたは拡散機序であると考えられる。追加のポンプパージシーケンス、ならびにキュー時間制御は、そのような再汚染を制限し得る。当然ながら、そのような技術は、基板がＰＤＢ処理後にさらなる洗浄に供されない実施形態において特に有益であるが、ポンプパージシーケンス、ならびにキュー時間制御は、さらなる洗浄ステップが使用される他の実施形態においても使用され得るということを理解されたい。さらに、そのようなポンプパージシーケンスは、例えば、ブロック１１２、１１４、および／または１１６における動作と関連して、図１の方法の間の任意の時間に実施され得る。
いくつかの実施形態において、ブロック１１４のＰＤＢ処理は、ブロック１１６に関連して説明されるように、基板を、反応性化学構造、プラズマ、および／または光に暴露することを伴い得る。いくつかの他の実施形態において、ブロック１１６に関連して説明される動作は、ブロック１１４のＰＤＢ処理の後に発生し得る。上で述べたように、ブロック１１４のＰＤＢ処理はまた、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像ステップと重複し得る。そのようなものとして、ブロック１１６の動作は、ブロック１１２の動作とも重複し得るということを理解されたい。他の場合において、基板は、ブロック１１２および／または１１４の動作が完了した後に、例えば、ブロック１１２および／または１１４の動作が発生する処理チャンバと同じまたは異なる処理チャンバ内で、ブロック１１６の動作において化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露され得る。
ブロック１１６は、任意選択的に、基板を、化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露することを伴う。そのような処理は、特定の用途のために所望されるように組み合わされ得る。いくつかの場合において、この処理は、金属含有種（例えば、金属または金属ハロゲン化物）を、それがより揮発性になるように改変することが意図され、これにより、金属含有種が真空接続により基板および処理チャンバから除去されることを可能にする。そのような処理は、揮発性種の除去を促進するために比較的高い温度および低圧力（例えば、１つまたは複数のパージを伴い得る）から恩恵を受ける。
このような増大した揮発性を達成するための１つの技術は、基板を、塩素含有化学構造（例えば、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、およびＰＣｌ3のうちの１つまたは複数）に暴露することである。この技術は、フォトレジストがＨＢｒなどの臭素系化学構造を使用してブロック１１２において現像された場合に特に有益である。ブロック１１６における塩素含有化学構造への基板の暴露は、以前から存在する汚染種（例えば、金属および金属臭化物）よりも揮発性である種（例えば、金属塩化物）の形成を結果としてもたらす。増大した揮発性を達成するための別の技術は、比較的高い温度、例えば、少なくとも約２００℃、または少なくとも約２５０℃で基板を水素（例えば、Ｈ2）へ暴露することである。化学暴露は、約１～１０分の持続時間を有し得る。汚染種の揮発性を増大させることは、基板および処理チャンバからの汚染種の除去を促進する。基板が化学処理、プラズマ処理、および／または光処理に暴露される様々な実施形態において、処理チャンバは、処理後にパージされ得る（例えば、上に説明されるパージおよび／またはポンプパージシーケンスを使用して）。
いくつかの場合において、ブロック１１６の処理は、金属含有種を、それがより安定するように改変し、これにより、そのような種がガス放出して汚染を引き起こすリスクを減少させることが意図される。このような増大した安定性を達成するための１つの技術は、基板を、酸素含有化学構造（例えば、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ2、ＣＯ、ＣＯＳ、ＮＯx（例えば、ＮＯ2、ＮＯ、およびＮ2Ｏなど）、およびＨ2Ｏ2蒸気のうちの１つまたは複数）に暴露して、金属ハロゲン化物から金属酸化物を形成することである。増大した安定性を達成するための別の技術は、基板を、フッ素含有化学構造（例えば、ＨＦ、ＣxＦyＨz、ＮＦ3、ＳＦ6、およびＦ2のうちの１つまたは複数）に暴露して、金属臭化物または金属塩化物などの他の金属ハロゲン化物から金属フッ化物を形成することである。金属含有種の安定性を促進するために使用され得る他の化学構造としては、限定されるものではないが、ＮＨ3（約２００℃超などの高温で特に有用である）、ＨＩ、およびＩ2が挙げられる。
ブロック１１６が化学処理を伴う特定の実装形態において、プロセスガスは、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で流れ得る。例となる暴露時間は、約１～１０分である。例となる温度（例えば、基板支持体、チャンバ、シャワーヘッド、プロセスガスなどのうちの１つまたは複数の）は、約２０～１５０℃であり得る。
様々な実施形態において、ブロック１１６の処理は、基板をプラズマに暴露することを伴う。プラズマ処理は、ガス放出および関連した汚染機序を抑制するように作用し得る。多くの場合において、プラズマは、処理チャンバに送達される遠隔生成されたプラズマである。他の場合において、直流プラズマが、基板とインサイチュで生成され得る。プラズマは、プラズマ生成ガスから生成される。例えば、Ｈ2、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、Ｘｅ、ＣＨ4、酸素系ガス（例えば、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＳ、ＳＯ2、ＮＯx、Ｈ2Ｏ）、フッ素系ガス（例えば、ＮＦ3、ＣxＦy（例えば、ＣＦ4など）、ＣxＨyＦz（例えば、ＣＨ3Ｆ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨＦ3など）、Ｆ2、ＳＦ6）、塩素系ガス（例えば、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、およびＰＣｌ3のうちの１つまたは複数）、およびハロゲン化水素（例えば、ＨＢｒ、ＨＩなど）のうちの１つまたは複数を含む、様々なプラズマ生成ガスが使用され得る。いくつかの特定の実施形態において、プラズマ生成ガスは、Ｈ2／Ｎ2の混合物、Ｈ2／Ａｒの混合物、Ｈ2／Ｈｅの混合物、Ｈ2／Ｋｒの混合物、Ｈ2／Ｘｅの混合物、Ｈ2／ＣＨ4の混合物、ＣＨ4／Ｏ2の混合物、１つもしくは複数の酸素系ガスと不活性ガスとの混合物、１つもしくは複数のフッ素系ガスと不活性ガスとの混合物、または１つもしくは複数の塩素系ガスと不活性ガスとの混合物を含み得る。プラズマ生成ガスのための例となる流量は、約５０～１０，０００ｓｃｃｍであり得る。いくつかの場合において、流量は、少なくとも約１００ｓｃｃｍである。これらまたは他の場合において、流量は、約５，０００ｓｃｃｍ以下であり得る。酸素含有プラズマが使用されるいくつかの場合において、プラズマ暴露の持続時間は、酸素含有プラズマが炭素含有下層などの任意の暴露された炭素系材料を攻撃することを防ぐために、特に短い（例えば、約１～３０秒、または約１～５秒）場合があり、時としてフラッシュと称される。
ブロック１１６のプラズマ処理中、処理チャンバ内の圧力は、低くは約５ｍトールおよび高くは約１０トールに維持され得る。いくつかの場合において、圧力は、例えば、処理チャンバがターボポンプを含むか、これと流体連通状態にある実施形態において、約５～３００ｍトールである。いくつかの場合において、圧力は、例えば、処理チャンバが粗ポンプであるか、またはこれを含む実施形態において、約１００ｍトール～約１０トールである。圧力が高いほど（例えば、１００ｍトール～１０トール）、プラズマ暴露の結果としての基板への損傷を最小限にすることに有益であり得る。プラズマ処理が汚染種を不動態化することをターゲットにされるいくつかの場合においては、比較的より高い圧力、例えば、約０．１～１０トール、または約０．１～５トールが使用され得る。基板は、約１～１２０秒の持続時間にわたってプラズマに暴露され得る。プラズマは、１つまたは複数の周波数、例えば、約１３．６ｋＨｚの低周波数、および約１０ＭＨｚの高周波数で生成され得る。例えば、４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚなど、他の周波数も同様に使用され得る。例えば、プラズマがインサイチュで生成される変圧器結合プラズマまたは容量結合プラズマである場合、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力を使用して生成され得る。プラズマが、例えば、マイクロ波ストリップチャンバ内のマイクロ波プラズマ源を使用して、遠隔で生成される場合、プラズマは、これらの電力またはさらに高い電力（例えば、約３０００Ｗ以下、いくつかの場合においては、約１０００～３０００Ｗ）で生成され得る。プラズマのデューティサイクル（例えば、ＴＣＰプラズマ）は、約１０％～１００％ＣＷであり得る。
いくつかの場合において、例えば、プラズマがインサイチュで生成される場合（例えば、ＴＣＰまたはＣＣＰ）、圧力は、約５～３００ｍトールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約２０～１４０℃であり得、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力で生成され得る。いくつかの他の場合において、例えば、プラズマが遠隔で（例えば、時としてＭＷＳと称されるマイクロ波ストリップチャンバ内で）生成される場合、圧力は、最小約１００ｍトール～最大約１０トールまたは１トールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約１００～３００℃であり得、プラズマは、約５００～３０００Ｗの電力で生成され得る。
プラズマが遠隔で生成される様々な実施形態において、以下の条件が使用され得る。処理チャンバ内の圧力は、約０．１～１トールに維持され、プロセスガスは、約５０～５０００ｓｃｃｍの速度で流され、基板は、約３～３０秒の持続時間にわたって遠隔プラズマに暴露され、遠隔プラズマは、水素含有ガス（例えば、Ｈ2、または、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｋｒ、もしくはＸｅのうちの１つまたは複数と組み合わせたＨ2）から生成される。例となる電力レベル、周波数、および他のプラズマ生成条件は、上および以下にさらに論じられる。
いくつかの場合において、プラズマ処理は、金属または金属ハロゲン化物種の除去を促進し得る。いくつかのそのような場合において、プラズマ処理は、汚染種を改変して、より揮発性の種を形成し得る。他の場合において、プラズマ処理は、金属または金属ハロゲン化物種からのより安定した種の形成を促進し得る。上に説明されるように、より揮発性の種の形成は、基板／チャンバから汚染種を除去することによってガス放出／汚染を低減し得る一方、より安定した種の形成は、そのような種が下流の処理またはキュー時間中に揮発することができる可能性を低減することによってガス放出／汚染を低減し得る。
様々な実装形態において、プラズマ生成ガスは、少なくともＨ2（例えば、いくつかの場合においては、Ｈ2／Ｎ2、Ｈ2／Ａｒ、Ｈ2／Ｈｅなど）を含む。穏やかなＨ2プラズマ処理の追加は、基板裏側および斜縁領域上の化学吸着した金属ハロゲン化物（例えば、いくつかの場合においては、臭化スズ）の量の低減を可能にする。これは、基板がさらなる処理のために使用される前に、処理後の増加した最大キュー時間を可能にする。最大キュー時間は、汚染種がガス放出している速度、および汚染の最大許容濃度に基づく。いくつかの場合において、Ｈ2／Ｎ2またはＨ2／不活性ガスから生成されるプラズマへの基板の暴露は、ブロック１１８に関連して以下に説明される湿式洗浄動作と併せて、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下である金属濃度（例えば、基板裏側および斜縁領域上の）を提供する。そのような結果は、非常に望ましい。さらには、そのような処理は、基板の前面におけるフォトレジストパターンおよび他の材料に対する望ましくない損傷を引き起こすことなく、これらの結果を達成することが示されている。
いくつかの実装形態において、プラズマ生成ガスは、上に説明されるものなどの少なくとも１つの酸素含有種を含む。酸素含有種は、金属または金属ハロゲン化物と反応して金属酸化物を形成し得る。いくつかの実装形態において、プラズマ生成ガスは、上に列挙されるものなどの少なくとも１つのフッ素含有種を含む。フッ素含有種は、金属または金属ハロゲン化物（例えば、いくつかの場合においては、金属臭化物）と反応して金属フッ化物を形成し得る。金属酸化物および金属フッ化物は、以前から存在する汚染種よりも安定している場合があり、以て、ガス放出および関連汚染のリスクを低減する。
様々な実施形態において、ブロック１１６における処理は、基板を光に露光することを伴う。光暴露の持続時間は、約１～１２０秒であり得る。いくつかの場合において、光は、基板を比較的短い時間期間（例えば、約６０秒以下）にわたって比較的高い温度（例えば、約２５０～４００℃）に暴露することを伴う高速熱アニールの一部として提供される。特定の場合において、同様の高速熱アニールプロセスが、実質的な光暴露なしに提供され得る。光は、ランプ、またはＬＥＤの集合によって提供され得、それらのいずれかが、ＵＶ波長、可視波長、および／またはＩＲ波長で光を提供し得る。いくつかの特定の場合において、ＵＶ光を提供するランプが使用される。これらまたは他の場合において、可視光を提供するＬＥＤが使用される。ＬＥＤは、基板支持体または他の構造体内に提供され得る。いくつかの場合において、光暴露は、そのような暴露に専念するモジュールを使用して起こり得る。他の場合において、光暴露は、図１内の１つまたは複数の動作などの他の目的のためにも使用される処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、ブロック１１６の光暴露は、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｆ Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＬＵＭＩＥＲ（商標）モジュールを使用して行われ得る。いくつかの場合において、ブロック１１４におけるＰＤＢ処理は、同様に、そのようなモジュールを使用して発生し得る。他の装置も使用され得る。
図１の実施形態に戻ると、本方法は、ブロック１１８を継続し、ここでは、湿式洗浄が、基板の裏側および斜縁領域から汚染を除去するために実施される。一般的には、ブロック１０４における湿式洗浄に関連して上に提供される詳細事項は、ブロック１１８における湿式洗浄にも当てはまり得る。ブロック１０４における湿式洗浄が、ブロック１０２におけるフォトレジストの堆積中に発生する汚染をターゲットとする一方、ブロック１１８における湿式洗浄は、ブロック１１２のフォトレジストの現像中に発生する汚染をターゲットとする。
いくつかの実施形態において、ブロック１１８における湿式洗浄は、基板の関連部分を、希ＨＦ、希ＨＣｌ、または標準洗浄１（ＳＣ－１、ＮＨ4ＯＨ：Ｈ2Ｏ2：Ｈ2Ｏの混合物）のうちの１つまたは複数に暴露することを伴う。多くの場合において、２ステップ湿式洗浄プロセスが使用され、第１のステップは、希ＨＦへの基板の暴露を伴い、第２のステップは、標準洗浄１または希ＨＣｌへの基板の暴露を伴う。希ＨＦは、最大約４９％（重量で）ＨＦであり得、これは、市販のＨＦ溶液に相当する。この溶液は、例えば、水と、最大約１：１０００（体積で）に希釈され得る。希ＨＣｌは、最大約４％（重量で）ＨＣｌであり得、水と最大約１：１００（体積で）に、いくつかの場合においては、水と最大約１：１０（体積で）に希釈され得る。各湿式洗浄ステップは、約２０～３００秒の持続時間を有し得る。基板、および／または基板を処理するために使用される溶液は、約１５～６０℃の温度に維持され得る。この溶液のための例となる流量は、約１～３Ｌ／分であり得る。
添付の図に示される実験結果は、湿式洗浄プロセスが、基板の裏側における金属／金属ハロゲン化物の濃度を低減することにおいて非常に効果的であり、以て、そのような金属がガス放出をして汚染問題を引き起こすことを防ぐことを例証する。湿式洗浄プロセスは、ブロック１１２におけるフォトレジスト現像に関連して説明される最適化のうちの１つもしくは複数、ブロック１１４のＰＤＢ処理に関連して説明されるベーク戦略のうちの１つもしくは複数、および／またはブロック１１６に関連して説明される処理戦略のうちの１つもしくは複数と組み合わされるときに特に効果的である。
金属ガス放出および汚染を最小限にするために使用され得る別の技術は、基板を処理するために使用される処理チャンバを定期的に洗浄することを伴う。上に説明されるように、図１に説明される様々な動作は、１つまたは複数の装置において実施され得、これらの装置の各々が処理チャンバを含む。これらの処理チャンバのいずれかまたはすべては、処理チャンバの内表面から金属含有汚染物を除去するために定期的に洗浄されなければならない。そのようなチャンバ洗浄は、後で処理される基板上への汚染種の再堆積を低減するのに役立つ。いくつかの場合において、チャンバ洗浄は、基板ごとに１回の頻度であり得る。例えば、チャンバは、各基板が処理された後に洗浄され得る。他の場合において、この頻度は、より少なく、例えば、２つの基板ごと、５つの基板ごと、または１０個の基板ごとであり得る。異なる処理チャンバは、関連チャンバ内で発生するプロセスに応じて、異なる頻度の洗浄から恩恵を受けることができる。乾式チャンバ洗浄のための方法は、２０２０年６月２５日に出願されたＰＣＴ出願第ＰＣＴ／ＵＳ第２０２０／０７０１８７号にさらに論じられ、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
様々な実施形態において、関連処理チャンバを洗浄することは、チャンバを、Ｈラジカルを提供するガス化学構造および／またはプラズマに暴露することを伴う。Ｈラジカルは、金属と反応して、例えば、金属水素化物を形成する。特定の例において、金属は、スズであり、プラズマへのチャンバの暴露は、ＳｎxＨy種の形成を結果としてもたらす。チャンバ洗浄は、典型的には、基板およびその上の材料を損傷することを回避するために、チャンバ内に存在する基板なしに発生する。いくつかの場合において、洗浄は、自動的に発生し、ウエハレス自動洗浄プロセス（ＷＡＣ）と称され得る。チャンバ洗浄中のチャンバ圧力は、約０．１～１０トール、例えば、約０．３～９トールであり得る。圧力は、処理ガスが提供される間、複数の圧力の間で変動され得る。いくつかの場合において、圧力は、より低い圧力（例えば、約１トール以下、いくつかの場合においては、約０．５トール）と、より高い圧力（例えば、約５トール以上、いくつかの場合においては、約９トール）との間で変動される。圧力は、ポンプおよびパージシーケンスの一部として変動され得る。例となる処理ガスは、限定されるものではないが、Ｈ2、Ｈラジカルを生成する他の水素含有種、Ｎ2、Ｏ2、Ｎ2＋Ｏ2、Ａｒ、および他の不活性ガスを含み得る。いくつかの場合において、チャンバは、プラズマへの暴露なしに洗浄される。プラズマが使用される他の場合において、プラズマは、遠隔で生成され、洗浄されているチャンバへ送達され得るか、またはそれは、洗浄されているチャンバ内で、インサイチュで直接的に生成され得る。いくつかの実施形態において、プラズマは、ＣＨ4およびＯ2またはＮＨ3およびＯ2の混合物から生成される。プラズマは、約１３．５６ｋＨｚの低周波数および／または約１０ＭＨｚの高周波数など、１つまたは複数の周波数で生成され得る。例えば、４００ｋＨｚ、１ＭＨｚ、２ＭＨｚ、２７ＭＨｚ、６０ＭＨｚなど、他の周波数も同様に使用され得る。プラズマは、約３００～４０００ＷのＲＦ電力を使用して生成され得る。プラズマは、約１０％～ＣＷのデューティサイクルを有し得る。処理チャンバ、基板支持体、シャワーヘッドなどは、洗浄中約２５～２２０℃の温度に維持され得る。いくつかの実施形態において、チャンバが洗浄されている間、１つまたは複数の特定の熱源が、処理チャンバ、基板支持体、シャワーヘッドなどのうちの１つまたは複数を加熱するために使用され得る。例えば、いくつかの場合において、ＩＲ熱源が使用され得る。これらまたは他の実施形態において、ＬＥＤチャック／基板支持体が使用され得る。他の熱源が、適切な場合に使用され得る。
いくつかの場合において、例えば、プラズマがインサイチュで生成される場合（例えば、ＴＣＰまたはＣＣＰ）、圧力は、約５～３００ｍトールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約２０～１４０℃であり得、プラズマは、約５０～３００ＷのＲＦ電力で生成され得る。いくつかの他の場合において、例えば、プラズマが遠隔で（例えば、ＭＷＳまたは他の遠隔プラズマチャンバ内で）生成される場合、圧力は、約１００ｍトール～約１０トールであり得、処理チャンバ、シャワーヘッド、基板支持体などの温度は、約１００～３００℃であり得、プラズマは、約１０００～４０００Ｗ、例えば、約１０００～３０００Ｗの電力で生成され得る。
いくつかの他の実施形態において、ブロック１０４に関連して上に説明されるものなどの乾式洗浄プロセスは、ブロック１１８における湿式洗浄プロセスの代わりに、またはこれに加えて使用され得る。
多くの場合において、本明細書に説明される技術を使用して処理される基板は、基板の裏側および／または斜縁領域上に約１Ｅ１１原子／ｃｍ2以下、例えば、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下の金属濃度を提供する。様々な実施形態において、本明細書に説明される技術は、基板の裏側および／または斜縁領域上の金属の濃度を、そのような技術なしに別途達成される（例えば、ブロック１１２における現像動作は、従来の乾式現像であり、ブロック１１４、１１６、および１１８における動作が省略される）場合よりも一桁、二桁、またはさらには三桁低いレベルまで減少させるために使用され得る。いくつかの場合において、ブロック１１４、１１６、および１１８に説明される動作は、基板の裏側および／または斜縁領域上の金属の濃度を、ブロック１１２における現像ステップの後に存在する濃度と比較して減少させるように動作する。
いくつかの場合において、既存の装置が、本明細書に説明される１つまたは複数のプロセスを実施するように修正され得る。例えば、フォトレジストを（例えば、乾式または湿式技術を使用して）現像するために使用される装置が、以下の特徴：（１）本明細書に説明される昇温に到達するように構成される基板支持体、（２）化学処理もしくはプラズマ処理により基板を処理するための適切なガスを提供するための配管、（３）プラズマを処理チャンバに提供するように構成されるプラズマ生成器、（４）ＵＶ、可視、および／もしくはＩＲ放射線を基板上に提供するように構成される１つもしくは複数の光源、ならびに／または（５）本明細書に説明される方法のいずれかを引き起こすように構成される制御器、のうちの任意の１つまたは複数の特徴を含むように修正され得る。同様に、基板をベークするために使用される装置が、これらの特徴のうちの任意の１つまたは複数を含むように修正され得る。
図１を参照すると、いくつかの実施形態において、フォトレジストは、第１の処理チャンバ内でブロック１１２において現像され、ＰＤＢ処理は、第２の処理チャンバ内でブロック１１４において実施され、ブロック１１６における化学、プラズマ、および／または光処理は、第３の処理チャンバ内で実施され、湿式洗浄は、第４の処理チャンバ内で実施される。他の実施形態において、これらのステップのうちのいくつかは、単一の処理チャンバ内で組み合わされる。例えば、ブロック１１２においてフォトレジストを現像すること、およびブロック１１４においてＰＤＢを実施することは、第１の処理チャンバ内で発生し得、ブロック１１６における処理は、第２のチャンバ内で発生し得、湿式洗浄は、第３のチャンバ内で発生し得る。別の実施形態において、ブロック１１２においてフォトレジストを現像すること、ブロック１１４においてＰＤＢを実施すること、およびブロック１１６において処理を実施することはすべて、第１のチャンバ内で発生し、ブロック１１８における湿式洗浄は、第２のチャンバ内で発生する。ブロック１１４においてＰＤＢを実施するために使用されるチャンバは、ブロック１０６におけるＰＡＢおよび／またはブロック１１０におけるＰＥＢを実施するために使用されるチャンバと同じまたは異なり得る。様々な実施形態において、本明細書に説明されるチャンバのうちの任意の２つ以上は、複数の目的を果たすマルチチャンバ装置／ツール内で組み合わされ得る。適切な基板取扱設備、ロードロックなどが、必要に応じて基板をチャンバ間で移送するために提供され得る。さらに、制御器が、本明細書に説明されるようなプロセス動作を制御するために提供され得る。特定の実施形態において、マルチチャンバ装置は乾式処理（例えば、ブロック１１２、１１４、および１１６における動作のうちの１つまたは複数を実施するために、例えば、蒸気ベース／プラズマベースの処理）のために構成される少なくとも１つのチャンバ、および湿式処理のため（例えば、ブロック１１８における洗浄動作を実施するため）に構成される少なくとも１つのチャンバを含む。
図２Ａ～図２Ｄは、湿式洗浄技術を使用した裏側および斜縁洗浄の様々な処理ステージの断面概略図を示す。これらの技術は、例えば、ブロック１０４および１１８に関連して説明される湿式洗浄技術と併せて使用され得る。
図２Ａに示されるように、ＥＵＶレジスト材料は、基板の前側、裏側、および斜縁上に堆積され得る。上に記載されるように、そのような堆積は、湿式スピンオン技術または乾式蒸気／プラズマベースの技術を通じて発生し得る。裏側および斜縁上に堆積されるＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染は、基板の前側における汚染および下流のツールの汚染の可能性を増加させる。そのようなＥＵＶレジスト材料および金属含有汚染は、望ましくない。基板の裏側および斜縁からＥＵＶレジスト材料および金属含有汚染を除去することが所望される。いくつかの場合において、基板の前側の周縁部に堆積されるＥＵＶレジスト材料を含め、基板の前側に堆積される何らかのＥＵＶレジスト材料または他の金属含有汚染を除去することが所望される。
図２Ｂに示されるように、基板の斜縁に堆積される望ましくない材料は、湿式斜縁洗浄によって除去される。標準エッジビード除去プロセスでは、ＰＧＭＥ、ＰＧＭＥＡ、または２－ヘプタノンなどの有機溶剤が、第１の処理チャンバ（チャンバ１）内で斜縁に堆積されるＥＵＶレジスト材料を除去するために分注される。第１の処理チャンバは、スピン洗浄ツールであり得る。有機溶剤は、約２０℃など低温／温和な温度で分注され得る。可燃性の溶剤の任意の加熱は、重大な火災／爆発の危険をもたらす。基板は、任意選択的に第２の処理チャンバ（チャンバ２）へ進む前に、すすぎ／乾燥動作を経る。
図２Ｃに示されるように、基板の裏側に堆積される望ましくない材料は、湿式裏側洗浄によって除去される。湿式裏側洗浄は、第２の処理チャンバ内で実施され得る。第２の処理チャンバは、基板の裏側を洗浄することができる別のスピン洗浄ツールであり得る。例えば、湿式裏側洗浄は、ｄＨＦ、ｄＨＣｌ、希硫酸、またはＳＣ－１などの洗浄剤を用い得る。洗浄剤は、約２０℃などの低温／温和な温度で分注され得る。湿式裏側洗浄は、斜縁領域上の材料も除去し得るが、それは、典型的には、斜縁領域上の材料の均一または完全な除去においては非効率的である。したがって、裏側洗浄および斜縁洗浄は、時として、第１の処理チャンバと第２の処理チャンバとに分けられる。基板は、第３の処理チャンバ（チャンバ３）へ進む前に、すすぎ／乾燥動作を経る。
図２Ｄに示されるように、基板は、任意選択のＰＡＢ熱処理を経るために第３の処理チャンバへ移送される。いくつかの実施形態において、第３の処理チャンバは、オーブンであるか、またはホットプレートを含み、これにより基板が昇温に暴露される。ＰＡＢ熱処理は、基板温度を約９０℃～２００℃などの昇温へ増加させる。これが、ＥＵＶ暴露のために基板の前側におけるＥＵＶレジストのリソグラフィ性質を安定させる。ＰＡＢ熱処理は、乾式処理である。
湿式裏側および斜縁洗浄技術とは対照的に、乾式裏側および斜縁洗浄技術は、より安価かつより環境的に安全であり得る。乾式裏側および斜縁洗浄技術は、チャンバを統合し得、その結果として、乾式処理ステップは、より少ないツール／チャンバ内で実施され得る。乾式裏側および斜縁洗浄技術は、湿式裏側および斜縁洗浄技術に関連した不均一性の問題に対処し得る。
いくつかの場合において、乾式裏側および斜縁洗浄技術は、基板の裏側および斜縁から材料を除去するためにプラズマを用いる。既存のハードウェアは、材料を除去するためにプラズマを基板の裏側および斜縁に限定し得る。いくつかの他の場合において、乾式裏側および斜縁洗浄は、プラズマを当てることなく達成され得る。例えば、乾式裏側および斜縁洗浄は、基板の裏側および斜縁から材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）を除去するために基板の特定の領域に限定されるエッチングガスを利用する。乾式裏側および斜縁洗浄は、裏側および斜縁における材料の非選択的除去を促進するために、基板を昇温に暴露する。
図３Ａ～図３Ｃは、いくつかの実施形態による、フォトレジスト材料の乾式裏側および斜縁洗浄の様々な処理ステージの断面概略図を示す。フォトレジスト材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）の堆積は、湿式または乾式堆積技術を使用して実施され得る。湿式堆積技術は、スピンコートを含む。乾式堆積技術は、化学蒸着（ＣＶＤ）または原子層堆積（ＡＬＤ）を含む。
図３Ａに示されるように、ＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染は、基板の前側、裏側、および斜縁に堆積され得る。裏側および斜縁に堆積される望ましくない材料は、基板の前側における汚染および下流のツールの汚染の可能性を増加させる。基板の裏側および斜縁から望ましくない材料を除去することが所望される。いくつかの場合において、基板の前側の周縁部に堆積されるＥＵＶレジスト材料ならびに関連した金属および金属ハロゲン化物汚染を含め、基板の前側に堆積される何らかの望ましくない材料を除去することが所望される。例えば、望ましくない材料を、前側において縁から約数ミリメートル（例えば、約１．５ｍｍ）除去することが所望され得る。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料は、有機金属含有レジスト材料または有機金属酸化物である。ＥＵＶレジスト材料は、スズ、ハフニウム、テルル、ビスマス、インジウム、アンチモン、ヨウ素、およびゲルマニウムからなる群から選択される元素を含み得る。望ましくない金属または金属ハロゲン化物汚染は、ＥＵＶレジスト材料内の金属とハロゲン系化学構造との反応から生じ得る。ＥＵＶレジスト材料内の金属は、高パターン化放射線吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態において、この元素は、高いＥＵＶ吸収断面を有し得る。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料は、一般的には、Ｓｎ、Ｏ、およびＣからなり得る。例えば、ＥＵＶレジスト材料は、有機スズ酸化物を含む。
図３Ｂに示されるように、基板の裏側および斜縁に堆積されるＥＵＶレジスト材料は、乾式洗浄によって除去される。乾式洗浄は、基板の裏側および斜縁をエッチングガスに暴露し得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、ハロゲン化水素、水素ガス、水素ガスおよびハロゲン化物ガス、または三塩化ホウ素（ＢＣｌ3）である。１つの例において、エッチングガスは、ＨＣｌ、ＨＢｒ、またはＨＩなどのハロゲン化水素である。別の例において、エッチングガスは、水素ガス（Ｈ2）である。さらに別の例において、エッチングガスは、Ｈ2とＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2との混合物である。依然としてさらに別の例において、エッチングガスは、ＢＣｌ3である。本開示は動作の任意の特定の理論または機序に限定されるものではないが、いくつかの場合において、本手法は、蒸気を使用して揮発性生成物を形成するために、ＥＵＶフォトレジスト材料および関連汚染と洗浄化学構造（例えば、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｈ2およびＣｌ2、Ｂｒ2、またはＩ2、ＢＣｌ3）との化学反応性を利用することであると理解される。ＥＵＶフォトレジスト材料および関連汚染は、様々な温度で蒸気および／またはプラズマを使用して処理および／または除去され得る。温度、圧力、および／または反応物流が高いほど、反応性をさらに加速または強化することができると考えられる。いくつかの実施形態において、ＥＵＶレジスト材料および／または関連汚染は、最大１ｎｍ／秒のエッチング速度で除去され得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、遠隔プラズマ源によって活性化される。これは、反応性をさらに加速または強化し得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、アルゴン、ヘリウム、窒素などのキャリアガス、または他の好適なキャリアガスと共に送達される。
いくつかの実施形態において、フォトレジスト材料は、ＥＵＶレジスト材料ではないが、シリコン系材料または炭素系材料である。そのような材料の除去のためのエッチングガスは、ＥＵＶレジスト材料の除去のためのものとは異なり得る。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、炭素系材料の除去のためにＯ2、ＣＯ2、Ｎ2Ｏ、および同様のものなどの酸化ガスを含む。いくつかの実施形態において、エッチングガスは、シリコン系材料の除去のためにＣxＦyもしくはＣxＦyＨzなどのフッ素系ガス、または塩素系ガスを含む。
不活性カーテンガスは、エッチングガスを基板の裏側および斜縁に限定するために基板の前側に送達され得る。カーテンガスは、窒素（Ｎ2）、酸素（Ｏ2）、水（Ｈ2Ｏ）、アルゴン（Ａｒ）、ヘリウム（Ｈｅ）、キセノン（Ｘｅ）、ネオン（Ｎｅ）、またはそれらの混合物などのガスを含み得る。カーテンガスは、基板の前側の少なくとも中央領域をエッチングガスから保護するために基板の前側上に流される。カーテンガスが前側に流されると、カーテンガスは、前側に堆積されたＥＵＶレジスト材料を保護するために前側にわたって広がる。
カーテンガスは、エッチングガスと同時に流され得る。第１のエッチングガス流は、基板の裏側に導入され得る。第１のエッチングガス流は、基板の裏側にわたって広がり得、基板の裏側は、基板がキャリアリング上のＭＣＡ支持体によって支持されるとき、アクセス可能であり得る。いくつかの実施形態において、第２のエッチングガス流は、基板の前側の周縁部へ導入され得る。第２のエッチングガス流は、前側の周縁部に沿って流れ、基板の斜縁を包み込み得る。第１のエッチングガス流は、基板支持体の下に位置付けられる１つまたは複数の下部ガス入口から導入され得、第２のエッチングガス流は、基板支持体の上に位置付けられるガス分配器の１つまたは複数の周縁部ガス入口から導入され得る。ガス分配器は、１つまたは複数の周縁部ガス入口を有するモジュラリングを含み得る。モジュラリングは、１つまたは複数の周縁部ガス入口と基板の前側との間の空間を調節し得る。いくつかの実施形態において、カーテンガスは、ガス分配器の１つまたは複数の中央ガス入口から流され、１つまたは複数の周縁部ガス入口を前側から分離する第１の間隙は、１つまたは複数の中央ガス入口を前側から分離する第２の間隙よりも大きい。
基板は、乾式洗浄中昇温へ加熱され得、昇温は、約２０℃～約１７０℃、約２０℃～約１４０℃、約４０℃～約１４０℃、または約１００℃である。いくつかの実施形態において、乾式洗浄は、上昇した圧力で実施され得る。処理チャンバ内の圧力は、約０．０２トール～大気圧、０．１トール～大気圧、または約１トール～大気圧であり得る。いくつかの実施形態において、乾式洗浄は、高流量のエッチングガスを用いて実施され得る。エッチングガス流量は、約５０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、約１００ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約２００ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。湿式洗浄技術とは異なり、本開示の非プラズマ熱洗浄技術は、エッチング速度を制御するために、温度、圧力、およびガス流量などのプロセスパラメータを調整することができる。高エッチング速度は、より高い温度および／または圧力ならびに流量を用いて非暴露ＥＵＶレジスト材料を除去するために達成され得る。
裏側洗浄および斜縁洗浄の両方は、別個の処理チャンバではなく、第１の処理チャンバ（チャンバ１）内で実施される。これは、さもなければ洗浄動作間に発生し得るツールの汚染の可能性を低減する。単一経路は、単一ツール内での本質的に複数のプロセスステップのために実施され得る。これはまた、費用を低減し、スループットを増加させる。湿式洗浄またはすすぎ／乾燥動作は、本開示の乾式裏側および斜縁洗浄において実施されない。
いくつかの実施形態において、乾式裏側および斜縁洗浄は、エッチングガスへの暴露、それに続くパージを含む。パージは、残留エッチングガスを第１の処理チャンバからポンピング／パージするためにパージガスを導入する。パージは、基板移送中の基板の前側の望ましくないエッチングを回避するために処理チャンバから残留エッチングガスまたはエッチング副産物を除去するのに有用であり得るということを理解されたい。パージは、不活性ガスおよび／または反応性ガスを流し得る。反応性ガスは、残留エッチングガスと反応して、除去の容易性を促進し得る。反応性ガスは、例えば、有機スズ前駆体などのスズ系前駆体であり得る。不活性ガスは、Ａｒ、Ｈｅ、Ｎｅ、Ｘｅ、またはＮ2であり得る。チャンバ圧力は、約０．１トール～約６トールであり得る。パージガス流は、約１０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約５０ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。いくつかの実施形態において、ポンピング／パージは、約２０℃～約１４０℃または約８０℃～約１２０℃などの高温度で進められ得る。高温度は、第１の処理チャンバからの残留エッチングガスの除去を促進し得る。いくつかの実施形態において、チャンバ壁および他の構成要素は、残留エッチングガスを放出するために加熱され得る。残留エッチングガス（例えば、ハロゲン化物ガスまたはハロゲン化物含有ガス）は、ポンピング／パージの間に排出ラインを通って排出され得る。いくつかの実施形態において、ポンプ／パージ動作は、脱ハロゲン化とも称され得る。ハロゲン化合物は、チャンバ壁、チャンバ構成要素、またはウエハに容易にくっつき得る。ハロゲン化物がウエハにくっつくと、ハロゲン化物（例えば、臭素）がＥＵＶスキャン中にウエハから放出され、以て、スキャナを腐食または損傷させるリスクが増加される。
いくつかの実施形態において、乾式裏側および斜縁洗浄の持続時間は、約１０秒～約１５０秒である。いくつかの実施形態において、裏側および斜縁洗浄の端点は、１つまたは複数のセンサによって検出される。１つまたは複数のセンサは、基板の裏側および斜縁に堆積するＥＵＶレジストの存在または不存在を検出し得る。１つまたは複数のセンサは、ＩＲセンサおよび／または光学センサを含み得る。
図３Ｃに示されるように、基板は、任意選択のＰＡＢ熱処理に暴露される。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ熱処理は、乾式裏側および斜縁洗浄と同じ処理チャンバ（すなわち、第１の処理チャンバ）内で実施される。そのようなやり方では、乾式裏側および斜縁洗浄は、ＰＡＢ熱処理と統合される。これは、汚染の可能性をさらに低減し、費用を低減し、スループットを増加させ得る。これは、リソグラフィ性能に対して最小限の影響または良い影響を有し得る。いくつかの実施形態において、ＰＡＢ熱処理は、乾式裏側および斜縁洗浄とは異なる第２の処理チャンバ（チャンバ２）内で実施される。ＰＡＢ処理は、乾式処理である。
ＰＡＢ熱処理は、基板温度を約１００℃～約１７０℃または約１２０℃～約１５０℃などの昇温へ上昇させる。いくつかの実施形態において、基板温度は、ＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤなどの放射熱源を使用して制御され得る。放射熱源は、基板の下に位置付けられ得る。代替的に、放射熱源は、基板の上に位置付けられ得る。基板温度は、放射熱源と共に確立されるフィードバック制御ループ内の高温計によって能動的に制御され得る。ＰＡＢ熱処理中の雰囲気は、Ｎ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、またはＮｅなどの不活性ガスを流すことによって制御され得、不活性ガスは、Ｏ2および／またはＨ2Ｏと混合され得る。不活性ガスの流量は、約１０ｓｃｃｍ～約１００００ｓｃｃｍ、または約５０ｓｃｃｍ～約５０００ｓｃｃｍであり得る。ＰＡＢ熱処理中の圧力は、約０．０２トール～大気圧、約０．１トール～大気圧、または約１トール～大気圧であるように制御され得る。
装置
本開示は、本明細書に説明される方法を達成するために様々なハードウェア実装形態を提供する。多くの場合において、図１に説明される２つ以上の動作は、同じ処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、少なくとも２つの処理チャンバが提供され、１つは乾式プロセスを実施するように構成され、１つは湿式プロセスを実施するように構成される。そのようなチャンバは、本明細書に説明されるように、単一ツール上で組み合わされ得る。
本開示は、本明細書に説明される方法を達成するために様々なハードウェア実装形態を提供する。多くの場合において、図１に説明される２つ以上の動作は、同じ処理チャンバ内で起こり得る。様々な実施形態において、少なくとも２つの処理チャンバが提供され、１つは乾式プロセスを実施するように構成され、１つは湿式プロセスを実施するように構成される。そのようなチャンバは、本明細書に説明されるように、単一ツール上で組み合わされ得る。
図４は、いくつかの実施形態による、乾式裏側および斜縁洗浄を実施するための処理チャンバの概略図を示す。乾式裏側および斜縁洗浄を実施するための装置またはツールは、処理チャンバを含み得る。処理チャンバは、裏側洗浄および斜縁洗浄の両方を実施するだけでなく、ＰＡＢ処理堆積、ＰＥＢ処理、ＥＵＶ暴露、ＰＤＢ処理、化学／プラズマ／光処理、乾式現像などの１つまたは複数の追加の乾式処理技術も実施するために統合され得る。本装置は、基板を支持するため、処理チャンバ内に基板支持体を含み得る。いくつかの実施形態において、基板支持体は、基板の前側、裏側、および斜縁への材料（例えば、ＥＵＶレジスト材料）の堆積後に基板を受容し得る。複数の最小接触面（ＭＣＡ）は、エッチングガスが基板の裏側にアクセスすることができるように基板を持ち上げるために、基板支持体の主要表面から延在するように構成され得る。本装置は、基板支持体の上にガス分配器をさらに含み、これは、カーテンガスを基板の前側に送達するために処理チャンバに結合される。本装置は、基板支持体の下にエッチングガス送達源をさらに含み、これは、エッチングガスを基板の裏側に送達するために処理チャンバに結合される。本装置は、基板支持体の下に放射熱源などの熱源をさらに含み得る。
基板支持体は、キャリアリングを含み得る。キャリアリングは、基板を支持するための環状体を有し得る。図５Ａは、いくつかの実施形態による、処理チャンバ内の基板を支持するためのキャリアリングの斜視図を示す。半導体産業における基板は、典型的には、２００ｍｍ、３００ｍｍ、または４５０ｍｍの直径を有する。キャリアリングの外径は、基板の直径よりも大きく、環状体の内径は、基板の直径よりも小さい。内径は、約２８０ｍｍ以下、約２４０ｍｍ以下、または約２００ｍｍ以下であり得る。言い換えると、基板は、約１４０ｍｍ以下の半径を有するリングによって把持され得る。複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側に接触するためにキャリアリングの主要表面から延在し得る。いくつかの実施形態において、複数のＭＣＡ支持体は、キャリアリングの中心の周りに対称的に配置され得る。例えば、複数のＭＣＡ支持体は、３つのＭＣＡ支持体、４つのＭＣＡ支持体、５つのＭＣＡ支持体、６つのＭＣＡ支持体、またはそれ以上を含み得る。ＭＣＡ支持体は、ピンであり得る。複数のＭＣＡ支持体は、任意の好適な絶縁材料を含み得る。絶縁材料は、基板にひっかき傷をつけることを回避するためにペルフルオロアルコキシアルカン（ＰＦＡ）などの軟材料であり得る。図５Ｂは、いくつかの実施形態による、基板の裏側を支持し、かつこれに接触するキャリアリングの断面概略図を示す。
ＭＣＡ支持体の位置は、基板が裏側堆積を有する場合に基板に接触することを回避するために、先行する堆積プロセスに対して最適化され得る。別の言い方をすると、複数のＭＣＡ支持体は、裏側堆積（例えば、フォトレジスト堆積）がほとんど存在しない場合には、基板の裏側の領域に接触するように構成され得る。このような配置は、裏側堆積がほとんどないことを示す１つまたは複数の先の堆積動作から確認される知識またはデータに基づいて決定され得る。例えば、ＭＣＡ支持体は、基板の縁よりも基板の中心により近い領域において基板の裏側に接触し得る。同時に、ＭＣＡ支持体の位置は、エッチングガスが裏側堆積を有する領域にアクセスすることを妨げない。
複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側との最小接触を提供する。複数のＭＣＡ支持体は、キャリアリングの主要表面の上の基板を、ガスが基板の裏側に流れることを可能にする高さまで持ち上げ得る。いくつかの実施形態において、この高さは、約０．０２５ｍｍ～約０．５ｍｍまたは約０．０５ｍｍ～約０．２５ｍｍである。いくつかの実施形態において、ＭＣＡ支持体は、基板支持体の主要表面から延長可能／後退可能である。いくつかの実施形態において、この高さは、間隙サイズが制御されるように調節可能である。いくつかの実施形態において、基板の裏側は、ＭＣＡ支持体が直接触れる領域および基板を洗浄することができるように、シフト機序または回転機序を伴うＭＣＡ支持体によって支持される。エッチングガスは、ＭＣＡ支持体と直接接触状態にある領域にアクセスすることによってブロックされ得る。この領域は基板に対して非常に小さいが、それは依然として許容できないほど高い金属汚染を有し得る。したがって、この領域も同様に洗浄される必要がある。言い換えると、ＭＣＡ支持体は、基板の裏側の異なる点に接触するために位置をシフトまたは回転させ得る。シフト機序は、基板移送中に使用されるリフトピン内へ組み込まれ得る。ＭＣＡ支持体が触れる領域を除いた基板全体を洗浄する洗浄の第１の部分の後、キャリアリングは、リフトピン上へ基板を下げ得る。リフトピンは、ＭＣＡ領域の倍数だけおよそ数１０ｕｍ基板を移動させる。その後、キャリアリングは、プロセス位置へと戻り、第２の洗浄は、ＭＣＡ支持体が最初に触れる領域を洗浄するために実施される。いくつかの実施形態において、基板の裏側は、ＭＣＡ支持体の区域によって支持され、キャリアリングは、Ｘ個のＭＣＡ支持体各々の２つ以上の区域へと分割され、Ｘは、任意の整数値である。この場合、洗浄プロセスは、数回のステップへと分けられ得る。各ステップの間、スプリットリングの部分のうちの１つまたは複数は、基板表面から離れる方へ移動されて、その区域における洗浄を可能にする。すべての区域は少なくとも、洗浄中１回、持ち上げられ／洗浄されなければならない。最小数の区域が、基板がプロセス位置に確実に保持されるように適所に留まる必要がある。例えば、キャリアリングは、各々３つのピンの２つの区域へ分けられ得る。キャリアリングおよび複数のＭＣＡ支持体は、基板の裏側におけるエッチングガス流を調整するような様式で構成され得る。具体的には、ＭＣＡ支持体の高さ、キャリアリングの内径、ＭＣＡ支持体の位置付け、およびキャリアリングの他の態様は、上からのカーテンガスと下からのエッチングガスとの間のガス流を調節して、裏側および斜縁の両方がエッチングされるが、基板の前側の特定の領域がエッチングされないことを確実にするように設計され得る。
図４に戻ると、エッチングガス送達源および放射熱源は、基板支持体（例えば、キャリアリング）の下に位置付けられ得る。エッチングガス送達源は、エッチングガスを基板の裏側に送達するための１つまたは複数の下部ガス入口またはノズルを含み得る。放射熱源は、基板の裏側から離間され得るが、放射加熱によって基板を昇温へ加熱し得る。放射熱源は、制御されたランピング能力、パルシング、および迅速な温度変化を提供し得る。いくつかの実施形態において、放射熱源は、１つもしくは複数のＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤを含む。迅速な温度変化を可能にするために、熱源は、１～１０ｋＷ範囲内であり得る。いくつかの実施形態において、基板支持体は、回転するように構成され得る。基板温度の可制御性のため、１つもしくは複数のＩＲランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤは、基板の様々な領域の制御された加熱のためのゾーンへと分けられ得る。追加的に、１つもしくは複数のランプまたは１つもしくは複数のＬＥＤは各々、独立して制御可能であり得る。ＬＥＤをパルシングすることにより、ウエハの温度ランプアップが制御され得る。放射熱源は、迷光が基板の前側に到達することを防ぐ役割も果たし得る。いくつかの実施形態において、エッチングガス送達源は、放射熱源を通る１つまたは複数の穴を含む。いくつかの実施形態において、エッチングガス送達源は、放射熱源の外側に位置付けられる１つまたは複数の穴を含む。１つまたは複数の穴の位置付けは、基板の裏側におけるエッチングガス流の不均一性が基板の裏側における材料の除去に重要ではないことから、重要ではない場合がある。故に、エッチングガス送達源は、エッチングガスが基板の裏側に到達するか、または別途これにアクセスすることができるように任意の様式で位置付けられ得る。
ガス分配器は、カーテンガスを基板の前側に送達するために基板支持体の上に位置付けられる。ガス分配器は、カーテンガス流を基板の前側の中央に向けるための１つまたは複数の中央ガス入口を含み得る。いくつかの実施形態において、ガス分配器は、エッチングガス流を基板の前側の周縁部に向けるための１つまたは複数の周縁部ガス入口を含み得る。基板の前側の周縁部は、基板の前側の１５％以下、１０％以下、または５％以下の領域を占有し得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、ガス分配器はトッププレートを含み、このトッププレートは、トッププレートの中央領域に配置される複数の穴、およびトッププレートの周縁領域に配置される複数の穴を含む。いくつかの実施形態において、ガス分配器は、異なる直径のモジュラリングを含む。いくつかの場合において、モジュラリングは、異なる形状を有し得る。エッチングガスは、モジュラリングのうちの１つを通って送達され得、カーテンガスは、モジュラリングのうちの別のものを通って送達され得る。故に、ガス分配器は、少なくとも、１つまたは複数の周縁部ガス入口のためのモジュラリングを含み、少なくとも１つのモジュラリングは、基板の前側からの１つまたは複数の周縁部ガス入口の間隔を調節するように構成される。斜縁における除去は、モジュラリング内の１つまたは複数の周縁部ガス入口の間隔を調節することによって調節され得る。追加的または代替的に、ガス分配器は、エッチングガス流を基板の斜縁に向けるための１つまたは複数のノズルを含む。
ガス分配器は、１つまたは複数の周縁部ガス入口を基板の前側から離間する第１の間隙が、１つまたは複数の中央ガス入口を基板の前側から離間する第２の間隙よりも大きくなるように構成され得る。いくつかの実施形態において、第１の間隙は、第２の間隙よりも少なくとも２倍大きい。第２の間隙は、基板の前側上のＥＵＶレジスト膜に触れることなく、できる限り小さくてもよい。図４に示されるように、ガス分配器は、階段設計を有し得る。そのようなやり方では、カーテンガス流は、基板の中央において、より高い圧力で提供され、かつより小さい間隙にわたって送達され得、エッチングガス流は、基板の周縁部において、より低い圧力で提供され、かつより大きい間隙にわたって送達され得る。基板支持体の上から送達されるエッチングガス流は、「第２のエッチングガス流」と称され得る一方、基板支持体の下から送達されるエッチングガス流は、「第１のエッチングガス流」と称され得る。基板の周縁部において送達される第２のエッチングガス流は、基板の前側および斜縁領域の部分を包み込み得る。例えば、エッチングガス流は、基板の前側の５ｍｍ以下、３ｍｍ以下、または１．５ｍｍ以下を包み込み得る。カーテンガス流は、エッチングガスが基板の前側の残部に達することを防ぐ。
放射熱源に加えて、またはこれの代替に、本装置は、１つまたは複数の加熱器をさらに含み得る。１つまたは複数の加熱器は、基板温度制御を提供し得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、ガス分配器に、および基板の上に、結合される。１つまたは複数の加熱器は、放射熱源であり得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、処理チャンバ内で周囲加熱を提供するように構成される。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の加熱器は、基板温度制御を、２０℃～１７０℃もしくは２０℃～１４０℃の範囲内、または本明細書に説明される他の温度範囲で提供する。
本装置は、基板の裏側および／または斜縁上の膜堆積の存在を検出するための１つまたは複数のセンサをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数のセンサは、端点検出としての役割を果たすＩＲセンサなどの光学デバイスを含む。
図６は、説明された乾式裏側および斜縁洗浄実施形態に好適である低圧力環境を維持するための処理チャンバ本体６０２を有するプロセスステーション６００の実施形態の概略図を描写する。複数のプロセスステーション６００は、一般的な低圧力プロセスツール環境に含まれ得る。例えば、図７は、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＶＥＣＴＯＲ（登録商標）処理ツールなどのマルチステーション処理ツール７００の実施形態を描写する。いくつかの実施形態において、以下に詳細に論じられるものを含むプロセスステーション６００の１つまたは複数のハードウェアパラメータは、１つまたは複数のコンピュータ制御器７５０によってプログラムで調節され得る。
プロセスステーションは、クラスタツール内のモジュールとして構成され得る。図９は、本明細書に説明される実施形態の実装に好適な真空一体型堆積およびパターン化モジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。そのようなクラスタプロセスツールアーキテクチャは、上に説明される、ならびに図８および図９を参照して以下にさらに説明されるような、レジスト堆積モジュール、レジスト暴露モジュール（ＥＵＶスキャナ）、レジスト現像モジュール、およびエッチングモジュールを含み得る。さらには、そのようなクラスタツールアーキテクチャは、湿式処理のために、例えば、湿式技術を使用して裏側および斜縁領域洗浄を実施するように構成される処理チャンバを含み得る。
図６に戻ると、プロセスステーション６００は、プロセスガスを分配シャワーヘッド６０６に送達するための反応物送達システム６０１ａと流体連通する。反応物送達システム６０１ａは、任意選択的に、シャワーヘッド６０６への送達のために、プロセスガスを混合および／または調整するための混合容器６０４を含む。１つまたは複数の混合容器入口弁６２０は、混合容器６０４へのプロセスガスの導入を制御し得る。プラズマ暴露が使用される場合、プラズマもまた、シャワーヘッド６０６に送達され得るか、プロセスステーション６００内で生成され得る。上に記載されるように、少なくともいくつかの実施形態において、非プラズマ熱暴露が好まれる。
図６は、混合容器６０４に供給されるべき液体反応物を蒸発させるための任意選択の蒸発点６０３を含む。いくつかの実施形態において、蒸発点６０３の上流の液流制御器（ＬＦＣ）は、プロセスステーション６００への蒸発および送達のための液体の質量流を制御するために提供され得る。例えば、ＬＦＣは、ＬＦＣの下流に位置する熱質量流計（ＭＦＭ）を含み得る。このときＬＦＣのプランジャ弁は、ＭＦＭと電気通信状態にある比例・積分・微分（ＰＩＤ）制御器によって提供されるフィードバック制御信号に応答して調節され得る。
シャワーヘッド６０６は、プロセスガスを基板６１２の方へ分配する。図６に示される実施形態において、基板６１２は、シャワーヘッド６０６の真下に位置し、台６０８の上に乗って示される。シャワーヘッド６０６は、任意の好適な形状を有し得、プロセスガスを基板６１２に分配するための任意の好適な数および配置のポートを有し得る。
いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２を、基板６１２とシャワーヘッド６０６との間の体積部に暴露するために持ち上げられるか、下げられ得る。いくつかの実施形態において、台の高さは、好適なコンピュータ制御器によってプログラムで調節され得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、シャワーヘッド６０６は、複数の温度制御を有する複数のプレナム体積部を有し得る。いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２を支持するためのキャリアリングで置き換えられ得る。
いくつかの実施形態において、台６０８は、加熱器６１０により温度制御され得る。代替的に、キャリアリングによって支持される基板６１２は、基板６１２の下に位置付けられた放射熱源によって加熱され得る。いくつかの実施形態において、基板６１２は、開示された実施形態に説明されるように、ＨＢｒまたはＨＣｌなどの乾式裏側および斜縁洗浄化学構造へのレジストの非プラズマ熱暴露中、０℃よりも高く、最大で３００℃以上、例えば、約６５～８０℃など、５０～１２０℃の温度まで加熱され得る。いくつかの実施形態において、台６０８の加熱器６１０は、複数の独立制御可能な温度制御ゾーンを含み得る。
さらに、いくつかの実施形態において、プロセスステーション６００のための圧力制御は、バタフライ弁６１８によって提供され得る。図６の実施形態において示されるように、バタフライ弁６１８は、下流の真空ポンプ（図示せず）によって提供される真空をスロットル調整する。しかしながら、いくつかの実施形態において、プロセスステーション６００の圧力制御はまた、プロセスステーション６００に導入される１つまたは複数のガスの流量を変化させることによって調節され得る。
いくつかの実施形態において、シャワーヘッド６０６の一部分は、基板６１２とシャワーヘッド６０６との間の体積部を変化させるために台６０８に対して調節され得る。さらに、台６０８および／またはシャワーヘッド６０６の垂直位置は、本開示の範囲内の任意の好適な機序によって変化され得るということを理解されたい。いくつかの実施形態において、台６０８は、基板６１２の配向を回転させるための回転軸を含み得る。いくつかの実施形態において、これらの例となる調節のうちの１つまたは複数は、１つまたは複数の好適なコンピュータ制御器によってプログラムで実施され得るということを理解されたい。
プラズマが、例えば、同じチャンバ内で実行される穏やかなプラズマベースの乾式洗浄実施形態および／またはエッチング動作において使用され得る場合、シャワーヘッド６０６および台６０８は、プラズマに電力供給するために無線周波数（ＲＦ）電源６１４およびマッチングネットワーク６１６と電気的に連通する。いくつかの実施形態において、プラズマエネルギーは、プロセスステーション圧力、ガス濃度、ＲＦ源電力、ＲＦ源周波数、およびプラズマ電力パルスタイミングのうちの１つまたは複数を制御することによって制御され得る。例えば、ＲＦ電源６１４およびマッチングネットワーク６１６は、所望の組成のラジカル種を有するプラズマを形成するために任意の好適な電力で動作され得る。好適な電力の例は、最大で約５００Ｗである。
いくつかの実施形態において、制御器のための命令は、入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令により提供され得る。１つの例において、プロセスフェーズのための条件を設定するための命令は、プロセスレシピの対応するレシピフェーズに含まれ得る。いくつかの場合において、プロセスレシピフェーズは、プロセスフェーズのためのすべての命令がそのプロセスフェーズと同時に実行されるように、連続的に配置され得る。いくつかの実施形態において、１つまたは複数の反応器パラメータを設定するための命令は、レシピフェーズに含まれ得る。例えば、レシピフェーズは、ＨＢｒまたはＨＣｌなどの乾式洗浄化学構造反応物ガスの流量を設定するための命令、およびレシピフェーズのための時間遅延命令を含み得る。いくつかの実施形態において、制御器は、図７のシステム制御器７５０に関して以下に説明される特徴のいずれかを含み得る。
上に説明されるように、１つまたは複数のプロセスステーションは、マルチステーション処理ツール内に含まれ得る。図７は、インバウンドロードロック７０２およびアウトバウンドロードロック７０４を有するマルチステーション処理ツール７００の実施形態の概略図を示し、インバウンドロードロック７０２およびアウトバウンドロードロック７０４のいずれかまたは両方が遠隔プラズマ源を含み得る。大気圧におけるロボット７０６は、ウエハを、ポッド７０８を通じて装荷されるカセットから、大気ポート７１０を介してインバウンドロードロック７０２内へ移動させるように構成される。ウエハは、ロボット７０６により、インバウンドロードロック７０２内の台７１２上に置かれ、大気ポート７１０が閉じられ、ロードロックがポンプダウンされる。インバウンドロードロック７０２が遠隔プラズマ源を含む場合、ウエハは、処理チャンバ７１４内へ導入される前にロードロック内でシリコン窒化表面を処理するために遠隔プラズマ処理に暴露され得る。さらに、ウエハはまた、例えば、水分および吸収したガスを除去するために、インバウンドロードロック７０２内でも同様に加熱され得る。次に、処理チャンバ７１４へのチャンバ移送ポート７１６が開かれ、別のロボット（図示せず）が、ウエハを、処理のために反応器内に示される第１のステーションの台上に反応器内へ置く。図７に示される実施形態は、ロードロックを含むが、いくつかの実施形態において、プロセスステーション内へのウエハの直接参入がもたらされ得るということを理解されたい。
描写された処理チャンバ７１４は、図７に示される実施形態においては１～４の数字が付けられた４つのプロセスステーションを含む。各ステーションは、加熱された台（ステーション１の場合は７１８で示される）、およびガスライン入口を有する。いくつかの実施形態において、各プロセスステーションは、異なるまたは複数の目的を有し得るということを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、プロセスステーションは、乾式洗浄プロセスモードと堆積プロセスモードとの間で切り替え可能であり得る。追加的または代替的に、いくつかの実施形態において、処理チャンバ７１４は、乾式洗浄および堆積プロセスステーションの１つまたは複数の対応対を含み得る。描写された処理チャンバ７１４は、４つのステーションを含むが、本開示による処理チャンバは、任意の好適な数のステーションを有し得るということを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態において、処理チャンバは、５つ以上のステーションを有し得るが、他の実施形態において、処理チャンバは、３つ以下のステーションを有し得る。
図７は、処理チャンバ７１４内のウエハを移送するためのウエハ取扱システム７９０の実施形態を描写する。いくつかの実施形態において、ウエハ取扱システム７９０は、ウエハを、様々なプロセスステーション間および／またはプロセスステーションとロードロックとの間で移送し得る。任意の好適なウエハ取扱システムが用いられ得るということを理解されたい。非限定的な例としては、ウエハ回転式コンベヤおよびウエハ取扱ロボットが挙げられる。図７はまた、プロセス条件およびプロセスツール７００のハードウェア状態を制御するために用いられるシステム制御器７５０の実施形態を描写する。システム制御器７５０は、１つまたは複数のメモリデバイス７５６、１つまたは複数の大容量記憶装置７５４、および１つまたは複数のプロセッサ７５２を含み得る。プロセッサ７５２は、ＣＰＵまたはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパモータ制御ボードなどを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０は、プロセスツール７００の活動のすべてを制御する。システム制御器７５０は、大容量記憶装置７５４に格納され、メモリデバイス７５６内へ読み込まれ、プロセッサ７５２上で実行されるシステム制御ソフトウェア７５８を実行する。代替的に、制御論理が、制御器７５０内にハードコードされ得る。特定用途向け集積回路、プログラマブル論理デバイス（例えば、フィールドプログラマブルゲートアレイ、またはＦＰＧＡ）、および同様のものが、これらの目的のために使用され得る。以下の議論において、「ソフトウェア」または「コード」が使用される場合はいつも、機能的に同等のハードコード論理がそこで使用され得る。システム制御ソフトウェア７５８は、タイミング、ガスの混合物、ガス流量、チャンバおよび／またはステーション圧力、チャンバおよび／またはステーション温度、ウエハ温度、ターゲット電力レベル、ＲＦ電力レベル、基板台、チャックおよび／またはサセプタ位置、ならびにプロセスツール７００によって実施される特定のプロセスの他のパラメータを制御するための命令を含み得る。システム制御ソフトウェア７５８は、任意の好適なやり方で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するために使用されるプロセスツール構成要素の動作を制御するために記述され得る。システム制御ソフトウェア７５８は、任意の好適なコンピュータ可読プログラミング言語で符号化され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェア７５８は、上に説明される様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令を含み得る。システム制御器７５０と関連付けられた大容量記憶装置７５４および／またはメモリデバイス７５６に格納される他のコンピュータソフトウェアおよび／またはプログラムが、いくつかの実施形態に用いられ得る。この目的のためのプログラムまたはプログラムの区域の例としては、基板位置決めプログラム、プロセスガス制御プログラム、圧力制御プログラム、加熱器制御プログラム、およびプラズマ制御プログラムが挙げられる。
基板位置決めプログラムは、台７１８上へ基板を装荷するため、および基板とプロセスツール７００の他の部分との間の間隔を制御するために使用されるプロセスツール構成要素のためのプログラムコードを含み得る。
プロセスガス制御プログラムは、ハロゲン化物含有ガス成分（例えば、本明細書に説明されるようなＨＢｒまたはＨＣｌガス）および流量を制御するためのコード、ならびに任意選択的に、プロセスステーション内の圧力を安定化させるために堆積の前に１つまたは複数のプロセスステーション内へガスを流すためのコードを含み得る。圧力制御プログラムは、例えば、プロセスステーションの排出システム内のスロットル弁、プロセスステーション内へのガス流などを調整することによって、プロセスステーション内の圧力を制御するためのコードを含み得る。
加熱器制御プログラムは、基板を加熱するために使用される加熱装置への電流を制御するためのコードを含み得る。代替的に、加熱器制御プログラムは、基板への伝熱ガス（ヘリウムなど）の送達を制御し得る。
プラズマ制御プログラムは、本明細書内の実施形態による１つまたは複数のプロセスステーション内のプロセス電極に印加されるＲＦ電力レベルを設定するためのコードを含み得る。
圧力制御プログラムは、本明細書内の実施形態による反応チャンバ内の圧力を維持するためのコードを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０と関連付けられたユーザインターフェースが存在し得る。ユーザインターフェースは、ディスプレイ画面、装置および／またはプロセス条件のグラフィカルソフトウェアディスプレイ、ならびにポインティングデバイス、キーボード、タッチスクリーン、マイクなどのユーザ入力デバイスを含み得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０によって調節されるパラメータは、プロセス条件に関し得る。非限定的な例としては、プロセスガス組成および流量、温度、圧力、プラズマ条件（ＲＦバイアス電力レベルなど）などが挙げられる。これらのパラメータは、ユーザインターフェースを利用して入力され得るレシピの形態でユーザに提供され得る。
プロセスを監視するための信号は、様々なプロセスツールセンサからシステム制御器７５０のアナログおよび／またはデジタル入力接続によって提供され得る。プロセスを制御するための信号は、プロセスツール７００のアナログおよびデジタル出力接続において出力され得る。監視され得るプロセスツールセンサの非限定的な例としては、質量流制御器、圧力センサ（圧力計など）、熱電対などが挙げられる。適切にプログラムされたフィードバックおよび制御アルゴリズムが、プロセス条件を維持するためにこれらのセンサからのデータと共に使用され得る。
システム制御器７５０は、上述の堆積プロセスを実施するためのプログラム命令を提供し得る。プログラム命令は、ＤＣ電力レベル、ＲＦバイアス電力レベル、圧力、温度などの様々なプロセスパラメータを制御し得る。命令は、本明細書に説明される様々な実施形態による現像および／またはエッチングプロセスを動作させるためにパラメータを制御し得る。
システム制御器７５０は、典型的には、装置が開示された実施形態による方法を実施するように命令を実行するように構成される１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含む。開示された実施形態によるプロセス動作を制御するための命令を含むマシン可読媒体が、システム制御器７５０に結合され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器７５０は、上述の例の一部であり得るシステムの一部である。そのようなシステムは、処理ツール（複数可）、チャンバ（複数可）、処理のためのプラットフォーム（複数可）、および／または特定の処理構成要素（ウエハ台、ガス流システムなど）を含む、半導体処理設備を含み得る。これらのシステムは、半導体ウエハまたは基板の処理の前、間、および後に、システムの動作を制御するための電子装置と統合され得る。電子装置は、システム（複数可）の様々な構成要素または子部品を制御し得る「制御器」と称され得る。システム制御器７５０は、プロセス条件および／またはシステムのタイプに応じて、処理ガスの送達、温度設定（例えば、加熱および／または冷却）、圧力設定、真空設定、電力設定、無線周波数（ＲＦ）生成器設定、ＲＦ整合回路設定、周波数設定、流量設定、流体送達設定、位置および動作設定、特定のシステムに接続されるか、またはこれと界面をとるツールおよび他の移送ツールおよび／またはロードロック内外へのウエハ移送を含む、本明細書に開示されるプロセスのいずれかを制御するようにプログラムされ得る。
大まかに言うと、システム制御器７５０は、命令を受信する、命令を発行する、動作を制御する、洗浄動作を可能にする、端点測定を可能にする、および同様のことを行う様々な集積回路、論理、メモリ、および／またはソフトウェアを有する電子装置として規定され得る。集積回路は、プログラム命令を格納するファームウェアの形態にあるチップ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）として規定されるチップ、および／または１つもしくは複数のマイクロプロセッサ、またはプログラム命令（例えば、ソフトウェア）を実行するマイクロコントローラを含み得る。プログラム命令は、様々な個々の設定（またはプログラムファイル）の形態でシステム制御器１４５０に通信される命令であり得、半導体ウエハに対して、もしくはこれのために、またはシステムに対して、特定のプロセスを実行するための動作パラメータを規定する。動作パラメータは、いくつかの実施形態において、ウエハの１つまたは複数の層、材料、金属、酸化物、シリコン、二酸化シリコン、表面、回路、および／またはダイの製作中に１つまたは複数の処理ステップを達成するためにプロセスエンジニアによって規定されるレシピの一部であり得る。
システム制御器７５０は、いくつかの実施形態において、システムと統合される、システムに結合される、システムに別途ネットワーク接続される、もしくはそれらの組み合わせであるコンピュータの一部であるか、またはこれに結合され得る。例えば、システム制御器７５０は、「クラウド」内にあり得るか、またはファブホストコンピュータシステムのすべてもしくは一部の中にあり得、これによりウエハ処理の遠隔アクセスを可能にし得る。コンピュータは、製作動作の現在の進捗を監視するため、過去の製作動作の履歴を調査するため、複数の製作動作からトレンドもしくは性能メトリックを調査するため、現在の処理のパラメータを変化させるため、現在の処理に従うように処理ステップを設定するため、または新規プロセスを開始するために、システムへの遠隔アクセスを可能にし得る。いくつかの例において、遠隔コンピュータ（例えば、サーバ）は、ローカルネットワークまたはインターネットを含み得るネットワークを通じて、プロセスレシピをシステムに提供し得る。遠隔コンピュータは、後に遠隔コンピュータからシステムへ通信されるパラメータおよび／または設定の入力またはプログラミングを可能にするユーザインターフェースを含み得る。いくつかの例において、システム制御器７５０は、処理ステップの各々が１つまたは複数の動作中に実施されるようにパラメータを指定する、データの形態にある命令を受信する。パラメータは、実施されるべきプロセスのタイプ、およびシステム制御器７５０が界面をとる、または制御するように構成されるツールのタイプに特有であり得るということを理解されたい。故に、上に説明されるように、システム制御器７５０は、一緒にネットワーク化され、本明細書に説明されるプロセスおよび制御などの共通の目的に向けて作動する１つまたは複数の別個の制御器を含むことなどにより、分散され得る。そのような目的のための分散制御器の例は、一緒になってチャンバ上でプロセスを制御する、遠隔に位置する（プラットフォームレベルで、または遠隔コンピュータの一部として、など）１つまたは複数の集積回路と通信状態にあるチャンバ上の１つまたは複数の集積回路である。
限定することなく、例となるシステムは、プラズマエッチングチャンバまたはモジュール、湿式堆積チャンバまたはモジュール、乾式堆積チャンバまたはモジュール、スピン－すすぎチャンバまたはモジュール、金属めっきチャンバまたはモジュール、湿式洗浄チャンバまたはモジュール、乾式洗浄チャンバまたはモジュール、斜縁エッチングチャンバまたはモジュール、物理蒸着（ＰＶＤ）チャンバまたはモジュール、化学蒸着（ＣＶＤ）チャンバまたはモジュール、ＡＬＤチャンバまたはモジュール、原子層エッチング（ＡＬＥ）チャンバまたはモジュール、イオン注入チャンバまたはモジュール、トラックチャンバまたはモジュール、ＥＵＶリソグラフィチャンバ（スキャナ）またはモジュール、湿式フォトレジスト現像チャンバまたはモジュール、乾式フォトレジスト現像チャンバ、化学、プラズマ、および／または光ベースの処理チャンバまたはモジュール、ならびに半導体ウエハの製作および／または製造に関連付けられ得る、またはこれに使用され得る任意の他の半導体処理システムを含み得る。
上に記載されるように、ツールによって実施されることになるプロセスステップ（複数可）に応じて、システム制御器７５０は、他のツール回路もしくはモジュール、他のツール構成要素、クラスタツール、他のツールインターフェース、隣接ツール、近傍ツール、工場全体にわたって位置するツール、メインコンピュータ、別の制御器、または、ウエハの容器を、ツール場所および／もしくは半導体製造工場内のロードポートへ、もしくはそこから運ぶ、材料移送に使用されるツールのうちの１つまたは複数と通信し得る。
特定の実施形態において、いくつかの実施形態の実装に好適なエッチング動作に好適であり得る誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）反応器がこれより説明される。ＩＣＰ反応器が本明細書では説明されるが、いくつかの実施形態において、容量結合プラズマ反応器も使用され得るということを理解されたい。
図８は、乾式裏側および斜縁洗浄などの開示された実施形態の特定の実施形態または態様を実施するのに適切な誘導結合プラズマ装置８００の断面図を概略的に示し、その例は、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡのＬａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐ．によって生産されるＫｉｙｏ（登録商標）反応器である。他の実施形態において、本明細書に説明される乾式裏側および斜縁洗浄を実行するための機能性を有する他のツールまたはツールタイプが、実装のために使用され得る。
誘導結合プラズマ装置８００は、チャンバ壁８０１および窓８１１によって構造的に規定される全体的な処理チャンバを含む。チャンバ壁８０１は、ステンレス鋼、アルミニウム、またはプラスチックから製作され得る。窓８１１は、石英または他の誘電材料から製作され得る。任意選択の内部プラズマグリッド８５０が、全体的な処理チャンバを上方サブチャンバ８０２と下方サブチャンバ８０３とに分割する。大半の実施形態において、プラズマグリッド８５０は、除去され得、以て、サブチャンバ８０２および８０３で作られるチャンバ空間を利用する。チャック８１７は、下方サブチャンバ８０３内に底部内表面近くに位置付けられる。チャック８１７は、エッチングおよび堆積プロセスが実施される半導体ウエハ８１９を受容および保持するように構成される。チャック８１７は、ウエハ８１９が存在するときこれを支持するための静電チャックであり得る。いくつかの実施形態において、エッジリング（図示せず）は、チャック８１７を包囲し、ウエハ８１９がチャック８１７の上に存在するとき、その上表面とほぼ平面である上方表面を有する。チャック８１７は、ウエハ８１９をチャックおよびデチャックするための静電電極も含む。フィルタおよびＤＣクランプ電源（図示せず）が、この目的のために提供され得る。ウエハ８１９をチャック８１７から持ち上げるための他の制御システムも提供され得る。チャック８１７は、ＲＦ電源８２３を使用して帯電され得る。ＲＦ電源８２３は、接続８２７を通じて整合回路８２１に接続される。整合回路８２１は、接続８２５を通じてチャック８１７に接続される。この様式では、ＲＦ電源８２３は、チャック８１７に接続される。様々な実施形態において、静電チャックのバイアス電力は、約５０Ｖに設定され得るか、または開示された実施形態に従って実施されるプロセスに応じて異なるバイアス電力に設定され得る。例えば、バイアス電力は、約２０Ｖ～約１００Ｖ、または約３０Ｖ～約１５０Ｖであり得る。
プラズマ生成のための要素は、窓８１１の上に位置付けられるコイル８３３を含む。いくつかの実施形態において、コイルは、開示された実施形態において使用されない。コイル８３３は、導電性材料から製作され、少なくとも１つの完全な巻きを含む。図８に示されるコイル８３３の例は、３つの巻きを含む。コイル８３３の断面は、符号を伴って示され、「Ｘ」を有するコイルは、ページ内へ回転可能に延在する一方、「●」を有するコイルは、ページの外へ回転可能に延在する。プラズマ生成のための要素は、コイル８３３にＲＦ電力を供給するように構成されるＲＦ電源５４１も含む。一般に、ＲＦ電源８４１は、接続８４５を通じて整合回路８３９に接続される。整合回路８３９は、接続８４３を通じてコイル８３３に接続される。この様式では、ＲＦ電源８４１は、コイル８３３に接続される。任意選択のファラデーシールド８４９ａが、コイル８３３と窓８１１との間に位置付けられる。ファラデーシールド８４９ａは、コイル８３３に対して離間した関係性で維持され得る。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ａは、窓８１１のすぐ上に配設される。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ｂは、窓８１１とチャック８１７との間にある。いくつかの実施形態において、ファラデーシールド８４９ｂは、コイル８３３に対して離間した関係性に維持されない。例えば、ファラデーシールド８４９ｂは、間隙なしに窓８１１のすぐ下にあり得る。コイル８３３、ファラデーシールド８４９ａ、および窓８１１は各々、互いに実質的に平行であるように構成される。ファラデーシールド８４９ａは、金属または他の種が処理チャンバの窓８１１に堆積することを防ぎ得る。
プロセスガスは、上方サブチャンバ８０２内に位置付けられた１つまたは複数の主ガス流入口８６０を通じて、および／または１つもしくは複数の側ガス流入口８７０を通じて処理チャンバ内へ流され得る。同様に、明示的には示されないが、同様のガス流入口が、プロセスガスを容量結合プラズマ処理チャンバに供給するために使用され得る。真空ポンプ、例えば、１もしくは２段式機械ドライポンプおよび／またはターボ分子ポンプ８４０が、プロセスガスを処理チャンバから引き出すため、および処理チャンバ内の圧力を維持するために使用され得る。例えば、真空ポンプは、ＡＬＤのパージ動作中に下方サブチャンバ８０３を真空状態にするために使用され得る。弁制御された導管が、真空ポンプによって提供される真空環境の適用を選択的に制御するように、真空ポンプを処理チャンバに流体接続するために使用され得る。これは、動作プラズマ処理中、スロットル弁（図示せず）または振り子弁（図示せず）などの閉ループ制御された流れ制限デバイスを用いることによって行われ得る。同様に、真空ポンプ、および用量結合プラズマ処理チャンバへの弁制御された流体接続も用いられ得る。
装置８００の動作中、１つまたは複数のプロセスガスは、ガス流入口８６０および／または８７０を通じて供給され得る。特定の実施形態において、プロセスガスは、主ガス流入口８６０のみを通じて、または側ガス流入口８７０のみを通じて供給され得る。いくつかの場合において、図に示されるガス流入口は、より複雑なガス流入口、例えば、１つまたは複数のシャワーヘッドにより置き換えられ得る。ファラデーシールド８４９ａおよび／または任意選択のグリッド８５０は、処理チャンバへのプロセスガスの送達を可能にする内部チャネルおよび穴を含み得る。ファラデーシールド８４９ａおよび任意選択のグリッド８５０のいずれかまたは両方が、プロセスガスの送達のためのシャワーヘッドとしての役割を果たし得る。いくつかの実施形態において、液体蒸発および送達システムは、液体反応物または前駆体が一旦気化されると、気化した反応物または前駆体が、ガス流入口８６０および／または８７０を介して処理チャンバに導入されるように、処理チャンバの上流に位置し得る。
無線周波数電力は、ＲＦ電源８４１からコイル８３３へ供給されて、ＲＦ電流がコイル８３３を通って流れることを引き起こす。コイル５３３を通って流れるＲＦ電流は、コイル８３３の周りに電磁場を生成する。この電磁場は、上方サブチャンバ８０２内に誘導電流を生成する。様々な生成されたイオンおよびラジカルとウエハ８１９との物理的および化学的相互作用が、ウエハ８１９上の特徴部をエッチングし、ウエハ８１９上に層を選択的に堆積させる。
プラズマグリッド８５０が、上方サブチャンバ８０２および下方サブチャンバ８０３の両方が存在するように使用される場合、誘導電流は、上方サブチャンバ８０２内に存在するガスに対して作用して、上方サブチャンバ８０２内に電子－イオンプラズマを生成する。任意選択の内部プラズマグリッド８５０は、下方サブチャンバ８０３内のホット電子の量を制限する。いくつかの実施形態において、装置８００は、下方サブチャンバ８０３内に存在するプラズマがイオン－イオンプラズマであるように設計および動作される。
上方の電子－イオンプラズマおよび下方のイオン－イオンプラズマの両方が、正イオンおよび負イオンを含み得るが、イオン－イオンプラズマは、正イオンに対してより大きい割合の負イオンを有する。揮発性のエッチングおよび／または堆積副産物は、ポート８２２を通じて下方サブチャンバ８０３から除去され得る。本明細書に開示されるチャック８１７は、約１０℃～約２５０℃の範囲に及ぶ昇温で動作し得る。温度は、プロセス動作および特定のレシピに依存する。
装置８００は、洗浄室または製作設備内に設置されるとき、設備（図示せず）に結合され得る。設備は、処理ガス、真空、温度制御、および環境粒子制御を提供する配管を含む。これらの設備は、装置８００がターゲット製作設備内に設置されるとき、装置８００に結合される。追加的に、装置８００は、ロボットが典型的な自動化を使用して半導体ウエハを装置８００の内外へ移送することを可能にする移送チャンバに結合され得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器８３０（１つまたは複数の物理または論理制御器を含み得る）は、処理チャンバの動作の一部またはすべてを制御する。システム制御器８３０は、１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含み得る。いくつかの実施形態において、装置８００は、開示された実施形態が実施されるときに流量および持続時間を制御するためのスイッチングシステムを含む。いくつかの実施形態において、装置８００は、最大で約５００ミリ秒または最大で約７５０ミリ秒のスイッチング時間を有し得る。スイッチング時間は、流れ化学構造、選択されるレシピ、反応器アーキテクチャ、および他の因子に依存し得る。
いくつかの実施形態において、システム制御器８３０は、上述の例の一部であり得るシステムの一部である。システム制御器８３０は、図７に関連して上にさらに説明される。
ＥＵＶＬパターン化は、多くの場合スキャナと称される任意の好適なツール、例えば、Ｖｅｌｄｈｏｖｅｎ、ＮＬのＡＳＭＬによって供給されるＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）プラットフォームを使用して実行され得る。ＥＵＶＬパターン化ツールは、スタンドアロンデバイスであり得、その内外へ、基板が本明細書に説明されるような堆積およびエッチングのために移動される。または、以下に説明されるように、ＥＵＶＬパターン化ツールは、より大きいマルチコンポーネントツール上のモジュールであり得る。図９は、本明細書に説明されるプロセスの実装に好適な、真空移送モジュールと界面をとる真空一体型の堆積、裏側および斜縁洗浄、ＥＵＶパターン化、ならびに乾式現像／エッチングモジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。プロセスは、そのような真空一体型装置なしで実行され得るが、そのような装置は、いくつかの実施形態において有利であり得る。
図９は、本明細書に説明されるプロセスの実装に好適な、真空移送モジュールと界面をとる真空一体型堆積およびパターン化モジュールを有する半導体プロセスクラスタツールアーキテクチャを描写する。複数の格納設備および処理モジュール間でウエハを「移送する」ための移送モジュールの配置は、「クラスタツールアーキテクチャ」システムと称され得る。堆積およびパターン化モジュールは、特定のプロセスの要件によると、真空一体型である。エッチングのためなどの他のモジュールもまた、クラスタ上に含まれ得る。
真空移送モジュール（ＶＴＭ）９３８は、４つの処理モジュール９２０ａ～９２０ｄと界面をとり、これらは様々な製作プロセスを実施するために個々に最適化され得る。例として、処理モジュール９２０ａ～９２０ｄは、堆積、蒸発、ＥＬＤ、乾式現像、エッチング、ストリップ、および／または他の半導体プロセスを実施するために実装され得る。例えば、モジュール９２０ａは、Ｌａｍ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ、Ｆｒｅｍｏｎｔ、ＣＡから入手可能なＶｅｃｔｏｒツールなど、本明細書に説明されるような非プラズマの熱原子層堆積において実施するように動作され得るＡＬＤ反応器であり得る。また、モジュール９２０ｂは、Ｌａｍ Ｖｅｃｔｏｒ（登録商標）などのＰＥＣＶＤツールであり得る。図は必ずしも縮尺通りに描かれないということを理解されたい。
ロードロックまたは移送モジュールとしても知られるエアロック９４２および９４６は、ＶＴＭ９３８およびパターン化モジュール９４０と界面をとる。例えば、上に記載されるように、好適なパターン化モジュールは、Ｖｅｌｄｈｏｖｅｎ、ＮＬのＡＳＭＬによって供給されるＴＷＩＮＳＣＡＮ ＮＸＥ：３３００Ｂ（登録商標）であり得る。このツールアーキテクチャは、半導体基板またはウエハなどの加工物が、暴露前に反応しないように真空下で移送されることを可能にする。堆積モジュールとリソグラフィツールとの統合は、ＥＵＶＬもまた、Ｈ2Ｏ、Ｏ2、などの周囲ガスによる入射光子の強力な光学吸収を前提として、大きく低減された圧力を必要とするということにより促進される。
上に記載されるように、この統合されたアーキテクチャは、説明されたプロセスの実装のためのツールの１つの可能な実施形態にすぎない。本プロセスはまた、例えば、図９を参照して説明されるようなモジュールとして、しかしながら統合したパターン化モジュールなしで、スタンドアロンであるか、またはエッチング、ストリップなどの他のツール（例えば、Ｌａｍ ＫｉｙｏまたはＧａｍｍａツール）を伴うクラスタアーキテクチャに統合されるかのいずれかである、Ｌａｍ Ｖｅｃｔｏｒツールなどのより従来型のスタンドアロンＥＵＶＬスキャナおよび堆積反応器を用いて実施され得る。
エアロック９４２は、堆積モジュール９２０ａにサーブするＶＴＭ９３８からパターン化モジュール９４０への基板の移送を指す「外向き」ロードロックであり得、エアロック９４６は、パターン化モジュール９４０からＶＴＭ９３８へ戻る基板の移送を指す、「内向き」ロードロックであり得る。内向きロードロック９４６はまた、基板のアクセスおよび退出のためのツールの外側に対する界面を提供し得る。各プロセスモジュールは、モジュールとＶＴＭ９３８とつなぐファセットを有する。例えば、堆積プロセスモジュール９２０ａは、ファセット９３６を有する。各ファセットの内側で、センサ、例えば、示されるようなセンサ１～１８が、ウエハ９２６がそれぞれのステーション間を移動されるときに、ウエハ９２６の通過を検出するために使用される。パターン化モジュール９４０ならびにエアロック９４２および９４６には、追加のファセットおよびセンサが同様に装備され得るが、図示されない。
メインＶＴＭロボット９２２は、ウエハ９２６を、エアロック９４２および９４６を含むモジュール間で移送する。１つの実施形態において、ロボット９２２は、１つのアームを有し、別の実施形態において、ロボット９２２は、２つのアームを有し、各アームは、移送のためにウエハ９２６などのウエハを掴み取るためにエンドエフェクタ９２４を有する。フロントエンドロボット９４４は、外向きエアロック９４２からパターン化モジュール９４０内へ、パターン化モジュール９４０から内向きエアロック９４６内へ、ウエハ９２６を移送するために使用される。フロントエンドロボット９４４はまた、内向きロードロックと基板のアクセスおよび退出のためのツールの外側との間でウエハ９２６を移送し得る。内向きエアロックモジュール９４６が、大気と真空との間の環境に整合する能力を有するため、ウエハ９２６は、２つの圧力環境の間を損傷されることなしに移動することができる。
ＥＵＶＬツールは、典型的には、堆積ツールよりも高い真空で動作するということに留意されたい。このような場合、基板がパターン化ツール内へ入る前にガスを抜かれることを可能にするために、堆積とＥＵＶＬツールとの間の移送中に基板の真空環境を増加させることが望ましい。外向きエアロック９４２は、移送されたウエハを、ある時間期間にわたって、パターン化モジュール９４０内の圧力を超えないより低い圧力に保持し、パターン化モジュール９４０の光学素子が基板からの排出ガスによって汚染されないように任意の排出ガスを排出することによって、この機能を提供し得る。外向きの排出ガスエアロックのための好適な圧力は、１Ｅ－８トールを超えない。
いくつかの実施形態において、システム制御器９５０（１つまたは複数の物理または論理制御器を含み得る）は、クラスタツールおよび／またはその別々のモジュールの動作の一部またはすべてを制御する。制御器は、クラスタアーキテクチャに対してローカルであり得るか、または製造フロア内のクラスタアーキテクチャの外部に、もしくは遠隔地においてネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続されて、位置し得るということに留意されたい。システム制御器９５０は、１つまたは複数のメモリデバイスおよび１つまたは複数のプロセッサを含み得る。プロセッサは、中央処理装置（ＣＰＵ）またはコンピュータ、アナログおよび／またはデジタル入力／出力接続、ステッパモータ制御ボード、ならびに他の同様の構成要素を含み得る。適切な制御動作を実施するための命令は、プロセッサ上で実行される。これらの命令は、制御器と関連付けられたメモリデバイスに格納され得るか、またはそれらは、ネットワークを通じて提供され得る。特定の実施形態において、システム制御器は、システム制御ソフトウェアを実行する。
システム制御ソフトウェアは、ツールまたはモジュール動作の任意の態様の適用のタイミングおよび／または度合いを制御するための命令を含み得る。システム制御ソフトウェアは、任意の好適なやり方で構成され得る。例えば、様々なプロセスツール構成要素サブルーチンまたは制御オブジェクトは、様々なプロセスツールプロセスを実行するのに必要なプロセスツール構成要素の動作を制御するために記述され得る。システム制御ソフトウェアは、任意の好適なコンピュータ可読プログラミング言語で符号化され得る。いくつかの実施形態において、システム制御ソフトウェアは、上に説明される様々なパラメータを制御するための入力／出力制御（ＩＯＣ）シーケンシング命令を含む。例えば、半導体製作プロセスの各フェーズは、システム制御器による実行のための１つまたは複数の命令を含み得る。濃縮、堆積、蒸発、パターン化、および／またはエッチングフェーズのためのプロセス条件を設定するための命令は、例えば、対応するレシピフェーズに含まれ得る。
様々な実施形態において、ネガパターンマスクを形成するための装置が提供される。本装置は、パターン化、堆積、およびエッチングための処理チャンバ、ならびにネガパターンマスクを形成するための命令を含む制御器を含み得る。命令は、処理チャンバ内で、基板の表面を暴露するためのＥＵＶ暴露により半導体基板上の化学増幅（ＣＡＲ）レジスト内の特徴部をパターン化し、光パターン化されたレジストを現像し、パターン化されたレジストをマスクとして使用して下位層または層スタックをエッチングするためのコードを含み得る。現像は、ハロゲン化物含有化学構造を使用して実施され得る。
ウエハ移動を制御するコンピュータは、クラスタアーキテクチャに対してローカルであり得るか、または製造フロア内のクラスタアーキテクチャの外部に、もしくは遠隔地においてネットワークを介してクラスタアーキテクチャに接続されて、位置し得るということに留意されたい。図６、図７、または図８のいずれかに関して上に説明されるような制御器は、図９内のツールと共に実装され得る。
図１０は、様々な実施形態による、湿式処理チャンバ１０００の簡略図を描写する。湿式処理チャンバ１０００は、湿式フォトレジスト堆積、湿式裏側および斜縁洗浄、ならびに／または湿式フォトレジスト現像などの本明細書に説明される１つまたは複数の動作のために使用され得る。湿式処理チャンバ１０００は、処理中基板１００１を支持するように構成される基板支持体１００２を含み得る。図１０の実施形態において、基板支持体１００２は、その周辺部において基板１００１を支持する一連のピン１００４を含む。これは、基板の一方の側面に対する処理を可能にし、反対側での最小基板接触を伴う。そのような実施形態は、基板が、基板の前側を損傷することなく、逆さまに（例えば、前側を下に）装荷され得るため、基板の裏側を処理するのに特に有用である。基板支持体１００２は、両矢印によって示されるように、処理中回転するように構成され得る。ノズル１００３は、処理液を基板１００１の表面に分注するために提供され得る。適切な配管（図示せず）が、ノズル１００３に関連処理液を提供するため、および処理チャンバ１０００から処理液を除去するために提供され得る。いくつかの場合において、処理液は、リサイクルされ得る。
実験結果
図１１は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズの濃度を示す実験結果を描写する。結果は、４つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂ、現像後ベーク、およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の後、ならびに（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１１の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
図１１は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズの濃度を示す実験結果を描写する。結果は、４つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂ、現像後ベーク、およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の後、ならびに（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１１の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
時間Ａにおいて、スズの濃度は、約０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2～１Ｅ１０原子／ｃｍ2である。時間Ｂにおいて、スズの濃度は、乾式現像ステップ中に生成される汚染に起因して、実質的により高い。例えば、時間Ｂにおいて、スズの濃度は、約１２Ｅ１２原子／ｃｍ2～１５Ｅ１２原子／ｃｍ2である。スズ濃度は、ＰＤＢ処理およびＨ2／Ｎ2プラズマ処理の結果として時間ＢとＣとの間で実質的に低減される。時間Ｃにおいて、スズの濃度は、約３Ｅ１０原子／ｃｍ2～１３Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、湿式裏側および斜縁洗浄動作の結果として時間ＣとＤとの間でさらに低減される。時間Ｄにおいて、スズ濃度は、＜０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2へ低減される。これらの濃度は、時間Ａにおける開始濃度に匹敵し、またそれよりもさらに低い。
図１２は、本明細書に説明される様々な処理ステップ後の基板の裏側におけるスズ汚染の濃度を示す実験結果を描写する。結果は、５つの異なる時間：（Ａ）フォトレジスト堆積後、（Ｂ）Ａおよびフォトレジストの乾式現像の後、（Ｃ）Ｂおよび現像後ベークの後、（Ｄ）Ｃおよび基板裏側および斜縁に対する湿式洗浄の後、ならびに（Ｅ）ＤおよびＨ2プラズマによる基板裏側に対する乾式洗浄の後、に取られた。各時点で、（１）基板の中央、（２）基板の縁から１ｃｍ、および（３）基板の縁から０．５ｃｍを含む３つの異なる測定値が取られた。例として、図１２の縦棒Ａ１は、時間Ａにおける場所１での基板上のスズ濃度を示す。
時間Ａにおいて、スズの濃度は、約０．５Ｅ１０原子／ｃｍ2～１Ｅ１０原子／ｃｍ2である。時間Ｂにおいて、スズの濃度は、乾式現像ステップ中に生成される汚染に起因して、実質的により高い。例えば、時間Ｂにおいて、スズの濃度は、約１２Ｅ１２原子／ｃｍ2～１５Ｅ１２原子／ｃｍ2である。スズ濃度は、現像後ベーク処理の結果として時間ＢとＣとの間で実質的に低減される。時間Ｃにおいて、スズの濃度は、約６Ｅ１０原子／ｃｍ2～６５Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、湿式裏側および斜縁洗浄動作の結果として時間ＣとＤとの間でさらに低減される。時間Ｄにおいて、スズ濃度は、約０．１Ｅ１０原子／ｃｍ2～０．２Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。スズ濃度は、基板の裏側がＨ2プラズマに暴露されるため、時間ＤとＥとの間で減少し続ける。時間Ｅにおいて、スズ濃度は、約０．０１Ｅ１０原子／ｃｍ2～０．０５Ｅ１０原子／ｃｍ2の範囲に及ぶ。
とりわけ、図１２は、現像後ベークが基板の裏側におけるスズ濃度のかなりの低減を可能にしたことを示す。さらに、裏側湿式洗浄が、スズ濃度を＜１Ｅ１０原子／ｃｍ2へと低減し、基板の裏側を洗浄するためのＨ2プラズマの追加が、裏側スズ濃度を約４倍さらに低減した。
図１３Ａおよび図１３Ｂは、プラズマ処理を現像後ベークに追加する利点を示す実験結果を描写する。この例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）現像後ベークを実施すること（プラズマ処理ステップありおよびなしで）、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）様々な持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）異なるキュー持続時間の後、基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。スズ濃度は、０日、３日、および５日のキュー時間を含む３つの異なる時間に測定された。０日目、および３日目、および５日目に、スズ濃度は、基板の中央、および基板の縁から０．５ｃｍのところで測定された。さらに、５日目に、スズ濃度は、三日月形状（ＣＭ）に沿って基板の縁から０．５ｃｍのところで測定された。測定は、基板の裏側で行われた。
図１３Ａは、現像後ベークステップがいかなるプラズマ処理も含まなかった場合の結果を示す。対照的に、図１３Ｂは、現像後ベークステップがプラズマ処理を含んでいた場合の結果を示す。この例におけるプラズマ処理は、現像後ベークプロセス中に基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるように、両方の処理プロセスは、キュー時間が０日または３日であるとき、同様の裏側スズ濃度を結果としてもたらした。キュー時間が５日に増加されると、現像後ベークステップ中にプラズマ処理に暴露された基板は、このステップ中にプラズマに暴露されなかった基板と比較して実質的により低い裏側スズ濃度を示した。これらの結果は、現像後ベークステップ中のプラズマ処理が、利用可能なキュー時間（例えば、裏側スズ濃度が本明細書に説明される問題の結果として許容できないほど高いレベルまで上がる前に利用可能な時間）に悪影響を及ぼさないことを示す。実際、そのようなプラズマ処理は、多くの場合において、利用可能なキュー時間を長くし得る。
図１４は、プラズマ処理を現像後ベークに追加する有効性を示す実験結果を示す。これらの結果は、図１３Ａおよび図１３Ｂに示されるものと一致する。図１４の例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）現像後ベークを実施すること（プラズマ処理ステップありおよびなしで）、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）約２日の持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）キュー持続時間後の基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。現像後ベーク中のプラズマ処理は、基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１４に示されるように、プラズマ処理が現像後ベーク中に使用されなかった場合、２日のキュー時間後の結果として生じる裏側スズ濃度は、約３８Ｅ１０原子／ｃｍ2であった。プラズマ処理が現像後ベークに追加されたとき、２日のキュー時間後の結果として生じる裏側スズ濃度は、たったの約４．２Ｅ１０原子／ｃｍ2であった。これは、裏側スズ濃度におけるほぼ一桁の低減を表す。
図１５は、３つの異なる分析ゾーン（Ｚ１～Ｚ３）に分割される基板、および各ゾーン内の裏側スズ濃度を報告する表を描写する。第１のゾーン（Ｚ１）は、約７５ｍｍの半径に至るまでの基板の中央円形部分に対応する。第２のゾーン（Ｚ１）は、約７５ｍｍの半径から約１３５ｍｍの半径までの基板の中間環状部分に対応する。第３のゾーン（Ｚ３）は、約１３５ｍｍの半径から約１４８ｍｍの半径までの基板の外側環状部分に対応する。この例では、プロセスフローは、（１）フォトレジストを堆積させること、（２）基板の裏側を湿式洗浄すること、（３）フォトレジストを乾式現像すること、（４）プラズマ処理ステップありで現像後ベークを実施すること、（５）基板の裏側を再び湿式洗浄すること、（６）約４．５日の持続時間にわたって基板を典型的なキュー条件に暴露すること、ならびに（７）キュー持続時間後の基板の裏側におけるスズの濃度を測定するために計測を実施することを伴っていた。現像後ベークステップ中のプラズマ処理は、基板をＨ2／Ｎ2プラズマに暴露することを伴っていた。図１５内の結果は、この一連の動作の後、基板の裏側に残っているスズ汚染の大半が、第３のゾーン、例えば、基板の縁の近くに位置することを示す。
図１６Ａおよび図１６Ｂは、基板をＨ2／Ｎ2プラズマ処理に暴露することを伴っていた現像後ベークステップの結果としての、典型的なＥＵＶ用量の範囲にわたるライン臨界直径（図１６Ａ）およびライン幅ラフネス（図１６Ｂ）における改善を示す実験結果を描写する。これらの図は、現像後ベークステップの前および現像後ベークステップの後を含む、２つの時間において取られた測定値を示す。図１６Ａは、現像後ベークおよびプラズマ処理ステップが、ＥＵＶ用量範囲にわたって約０．４～０．５ｎｍのライン臨界直径の低減を結果としてもたらしたことを示す。これは、各用量において約２～４％の低減を表している。同様に、図１６Ｂは、現像後ベークおよびプラズマ処理ステップが、ＥＵＶ用量範囲にわたってライン幅ラフネスの低減を結果としてもたらしたことを示す。
図１７Ａおよび図１７Ｂは、様々な温度で実施される現像後ベークにおける処理後の基板の前側における残留臭素の濃度（図１７Ａ）および基板の裏側におけるスズ汚染の濃度（図１７Ｂ）を示す実験結果を描写する。この例では、現像プロセスは、乾式現像プロセスであり、湿式洗浄（または他の洗浄プロセス）は、現像後ベークプロセスと計測の間に実施されなかった。図１７Ａは、基板を現像後ベークプロセスに暴露することが、基板における臭素の濃度を劇的に低減することを示す。現像後ベークの温度が増加すると、残留臭素濃度は実質的に減少する。より高い温度（例えば、約２５０℃を上回る）では、この恩恵は、徐々に小さくなる。図１７Ｂは、現像後ベーク温度が増加すると、基板の裏側におけるスズ汚染の濃度が減少することを示す。スズ濃度は、基板の中央および縁の両方において減少しており、基板の中央近くの減少が特に大きかった。
図１８Ａおよび図１８Ｂは、現像後ベークプロセスを実施するために使用される処理チャンバを定期的に洗浄する利点を示す実験結果を描写する。図１８Ａに示される第１の一連の基板は、チャンバ洗浄が基板間で実施されることなく、現像後ベークステップを使用して処理された。図１８Ｂに示される第２の一連の基板は、各基板がベークされた後にチャンバが洗浄されることを伴って、現像後ベークステップを使用して処理された。両方の場合において、スズ濃度は、各々５番目の基板が処理された後（例えば、５つの基板の後、１０個の基板の後など）に測定された。図１８Ａは、チャンバが定期的に洗浄されないとき、さらなる基板が処理されると裏側スズ汚染の濃度が増加し続けることを示す。実際、裏側スズ濃度は、１０個の基板が処理された後は約２桁より高く、１００Ｅ１０原子／ｃｍ2超に達する。このような増加は、大きく、望ましくない。対照的に、図１８Ｂは、チャンバが定期的に洗浄されるとき、裏側スズ汚染の濃度が、１Ｅ１０原子／ｃｍ2を下回るレベルで、低くかつ安定したままであることを示す。このような低くかつ安定したスズ濃度は、開始濃度が、桁違いにより高く、１０Ｅ１０原子／ｃｍ2を超えていたときにさえ達成された。
図１９Ａおよび図１９Ｂは、より低い温度における様々な実施形態によるプラズマ処理の最適化に関連した実験結果を示す。図１９Ａは、裏側スズ濃度に対する異なるキャリアガスの効果に着目する一方、図１９Ｂは、裏側スズ濃度に対する合計流量の影響に着目する。図１９Ａおよび図１９Ｂに関連した例のすべてにおいて、プラズマ処理は、水素（Ｈ2）から生成されたプラズマに基板を暴露することを伴っており、ヘリウム、窒素（Ｎ2）、またはヘリウムおよび窒素の組み合わせが、キャリアガスとして使用される。水素は、各々の場合において体積で約５％の濃度で存在していた。図１９Ａに示されるように、Ｈ2／Ｈｅプラズマ処理は、Ｈ2／Ｎ2プラズマ処理と比較して実質的により低い裏側スズ濃度を結果としてもたらした。これは、ヘリウムが、水素のためのキャリアガスとして作用するとき窒素と比較してより良好なスズ低減結果を提供することを示唆する。図１９Ｂは、３つの異なるプラズマ処理からの結果を示す。第１のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅから生成されたプラズマに暴露される低い流れ状況を伴っていた。第２のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅから生成されたプラズマに暴露される中間の流れ状況を伴っており、Ｈ2／Ｈｅの流れは、第１のプラズマ処理と比較して約２倍の流れであった。第３のプラズマ処理は、基板がＨ2／Ｈｅ／Ｎ2から生成されたプラズマに暴露される高い流れ状況を伴っており、Ｈ2／Ｈｅ／Ｎ2の流れは、第１のプラズマ処理において使用されるＨ2／Ｈｅの流れの約３倍であった。この例では、Ｈ2／Ｈｅの流量を倍にすることは、裏側スズ汚染の濃度を低減することを結果としてもたらした。第３のプラズマ処理における相当量のＮ2の追加は、裏側スズ汚染を増加させることを結果としてもたらした。
追加の実施形態
図２０および図２１は、様々な実施形態による、例となるプロセスフローを例証する。図２０の例において、基板は、湿式現像技術を使用して処理される。図２１の例において、基板は、乾式現像技術を使用して処理される。図２０および図２１に説明されるステップは、本明細書に説明される技術のうちの任意の１つまたは複数と組み合わされ得る。さらに、特定のステップに関して本明細書に提供される任意の詳細事項は、図２０および図２１内の対応するステップを実践するときにも当てはまり得る。簡潔性のため、そのような詳細事項は繰り返されない。
図２０および図２１は、様々な実施形態による、例となるプロセスフローを例証する。図２０の例において、基板は、湿式現像技術を使用して処理される。図２１の例において、基板は、乾式現像技術を使用して処理される。図２０および図２１に説明されるステップは、本明細書に説明される技術のうちの任意の１つまたは複数と組み合わされ得る。さらに、特定のステップに関して本明細書に提供される任意の詳細事項は、図２０および図２１内の対応するステップを実践するときにも当てはまり得る。簡潔性のため、そのような詳細事項は繰り返されない。
図２０の湿式現像方法２０００は、動作２００１で開始し、フォトレジストが基板上に堆積される。フォトレジストは、本明細書に説明されるような金属含有フォトレジストであり得る。動作２００３において、基板は、特に基板の裏側および斜縁領域をターゲットにした、湿式洗浄技術を使用して洗浄される。動作２００５において、基板は、塗布後ベークに暴露される。動作２００７において、基板は、フォトレジストをパターン化することを開始するためにＥＵＶ放射線に暴露される。動作２００９において、基板は、暴露後ベークに暴露される。動作２０１１において、フォトレジストは、湿式現像技術を使用して現像される。動作２０１３において、基板は、計測またはさらなる処理に暴露され得る。さらなる処理は、本明細書に説明される技術のうちの１つまたは複数を伴い得る。
図２１の乾式現像方法２０５０は、図２０の方法と同様の様式で開始する。例えば、動作２００１、２００３、２００５、２００７、および２００９は、図２０のものと同じである。動作２００９の後、図２１の方法は、動作２０２１を継続し、フォトレジストが、乾式現像技術を使用して現像される。次に、動作２０２３において、基板は、現像後ベークに暴露される。動作２０２５において、基板は、化学処理に暴露される。様々な例において、動作２０２５における化学処理は、動作２０２１におけるフォトレジスト乾式現像および／または動作２０２３における現像後ベークと同時発生し得る。他の例において、動作２０２５における化学処理は、例えば、動作２０２１と２０２３との間に、または動作２０２３と２０２７との間に、別個に発生し得る。動作２０２７において、基板は、基板の裏側を洗浄するために湿式洗浄動作に暴露される。動作２０２９において、基板は、計測またはさらなる処理に暴露され得る。
図２０および図２１は、いくつかの特定の動作を提示するが、これらのステップのうちの１つまたは複数は、様々な実施形態において省略され得るということを理解されたい。図２０または図２１に示されるステップの任意のサブセットが、様々な実施形態において使用され得る。
結論
半導体基板上の金属汚染を制御するためのプロセスおよび装置が開示される。多くの実施形態において、本プロセスおよび装置は、ＥＵＶフォトレジストなどの金属含有フォトレジストの堆積、現像、および／または処理と関連して使用され得る。インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化、およびフォトレジストデスカム用途などの他の用途もまた、開示された実施形態から恩恵を受け得る。
半導体基板上の金属汚染を制御するためのプロセスおよび装置が開示される。多くの実施形態において、本プロセスおよび装置は、ＥＵＶフォトレジストなどの金属含有フォトレジストの堆積、現像、および／または処理と関連して使用され得る。インサイチュ洗浄、マンドレル引き抜き、平滑化、およびフォトレジストデスカム用途などの他の用途もまた、開示された実施形態から恩恵を受け得る。
本明細書に説明される例および実施形態は、単に例証の目的のためであること、ならびにそれらを踏まえた様々な修正形態または変更が当業者に提案されるということを理解されたい。様々な詳細事項は簡潔性の目的のために省略されているが、様々な設計代替形態が実装され得る。したがって、本例は制限的ではなく例証的であると見なされるものとし、本開示は、本明細書内に提供される詳細事項に限定されないものとするが、本開示の範囲内で修正され得る。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板上の汚染を制御する方法であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれかと、
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱と、
を含む、方法。
適用例２：
請求項１の方法であって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、方法。
適用例３：
請求項２の方法であって、
（ａ）は、（ｉ）前記基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを含み、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、方法。
適用例４：
請求項３の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中、前記基板は、約１～１０分の持続時間にわたって約１６０～３００℃の温度でベークされる、方法。
適用例５：
請求項３の方法であって、前記基板を処理ガスに暴露することをさらに含み、前記処理ガスは、Ｎ 2 、Ｈ 2 、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例６：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例７：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例８：
請求項３の方法であって、塩素含有ガス、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、アンモニア（ＮＨ 3 ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二原子ヨウ素（Ｉ 2 ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される反応性処理ガスに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
適用例９：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記塩素含有ガスに暴露され、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ 3 、Ｃｌ 2 、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ 4 、ＳＯＣｌ 2 、ＰＣｌ 3 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１０：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記酸素含有ガスに暴露され、前記酸素含有ガスは、Ｏ 2 、Ｏ 3 、Ｈ 2 Ｏ、ＳＯ 2 、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＯＳ、Ｈ 2 Ｏ 2 、ＮＯ x 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１１：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記フッ素含有ガスに暴露され、前記フッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｃ x Ｆ y Ｈ z 、ＮＦ 3 、ＳＦ 6 、Ｆ 2 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１２：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例１３：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例１４：
請求項３の方法であって、二原子水素（Ｈ 2 ）、二原子窒素（Ｎ 2 ）、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、メタン（ＣＨ 4 ）、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、ハロゲン化水素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含むプラズマ生成ガスから生成されるプラズマに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
適用例１５：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、酸素含有ガスを含み、前記酸素含有ガスは、Ｏ 2 、Ｏ 3 、ＣＯ、ＣＯ 2 、ＣＯＳ、ＳＯ 2 、ＮＯｘ、Ｈ 2 Ｏ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１６：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、フッ素含有ガスを含み、前記フッ素含有ガスは、ＮＦ 3 、ＣＦ 4 、ＣＨ 3 Ｆ 3 、ＣＨ 2 Ｆ 2 、ＣＨＦ 3 、Ｆ 2 、ＳＦ 6 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１７：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、前記塩素含有ガスを含み、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ 3 、Ｃｌ 2 、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ 4 、ＳＯＣｌ 2 、ＰＣｌ 3 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１８：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、（ｉ）前記二原子水素（Ｈ 2 ）、および（ｉｉ）二原子窒素（Ｎ 2 ）または貴ガスのうちの少なくとも一方を含む、方法。
適用例１９：
請求項３の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁低減する、方法。
適用例２０：
請求項３の方法であって、前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱し、前記基板をプラズマに暴露することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも二桁低減する、方法。
適用例２１：
請求項３の方法であって、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減するために、前記基板を光に暴露することをさらに含む、方法。
適用例２２：
請求項２１の方法であって、前記光は、ＵＶ波長、可視波長、またはＩＲ波長のうちの少なくとも１つを含む、方法。
適用例２３：
請求項２２の方法であって、前記光は、ＩＲランプまたは複数のＬＥＤにより提供され、前記基板は、前記基板が前記光に暴露される間、約６０秒以下の持続時間にわたって約２５０～４００℃の温度に加熱される、方法。
適用例２４：
請求項３の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記フォトレジストの層が依然として前記基板上に現像されている間に開始する、方法。
適用例２５：
請求項３の方法であって、（ａ）が第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）が第２の処理チャンバで発生するように、（ａ）の後に前記基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送することをさらに含む、方法。
適用例２６：
請求項３の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記フォトレジストの層が（ａ）において現像される間、前記処理チャンバを約４０℃以上の温度まで加熱することをさらに含む、方法。
適用例２７：
請求項３の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバを約１００℃以上の温度に維持しながら前記処理チャンバをパージすることをさらに含み、前記パージは（ａ）の後に発生する、方法。
適用例２８：
請求項２７の方法であって、前記方法は、前記処理チャンバを不活性ガスで掃引することをさらに含み、前記パージおよび前記掃引は、ポンプパージシーケンスの一部である、方法。
適用例２９：
請求項３の方法であって、（ａ）および（ｂ）の後、前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。
適用例３０：
請求項２９の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁さらに低減する、方法。
適用例３１：
請求項２９の方法であって、前記湿式洗浄は、前記基板の前記前側の斜縁領域も洗浄する、方法。
適用例３２：
請求項２９の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を希ＨＦに暴露することを含む、方法。
適用例３３：
請求項３２の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を、希ＨＣｌに、またはＮＨ 4 ＯＨ、Ｈ 2 Ｏ 2 、およびＨ 2 Ｏを含む標準洗浄１溶液に暴露することをさらに含む、方法。
適用例３４：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式堆積を使用して形成される、方法。
適用例３５：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式堆積を使用して形成される、方法。
適用例３６：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式処理を使用して現像される、方法。
適用例３７：
請求項３６の方法であって、前記フォトレジストの層は、ハロゲン含有化学構造を使用して現像される、方法。
適用例３８：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式処理を使用して現像される、方法。
適用例３９：
請求項３の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセスは、処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールに維持される、
（ｉｉ）塩素含有ガスが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供される、
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素の温度が、約２０～１５０℃に維持される、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、（ｂ）の間プラズマに暴露されない
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。
適用例４０：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、処理チャンバ内で（ａ）において現像され、（ｂ）は、（ａ）と同じ処理チャンバ内で発生し、前記方法は、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールである、
（ｉｉ）パージガスの流れが、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供され、前記パージガスは、二原子窒素（Ｎ 2 ）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み、前記パージガスは、約１～１０分の持続時間にわたって前記処理チャンバに提供される、ならびに
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素が、約１００～３００℃に維持され、前記処理チャンバ内の基板支持体が、約１２０～３００℃に維持される、
を使用して前記処理チャンバをパージすることをさらに含む、方法。
適用例４１：
請求項３の方法であって、（ａ）は、第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記第２の処理チャンバ内の圧力が、約０．１～７６０トールである、
（ｉｉ）ガスの流れが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記第２の処理チャンバに提供され、前記基板は、前記ガスの流れに暴露され、前記ガスの流れは、空気、二原子窒素（Ｎ 2 ）、二原子酸素（Ｏ 2 ）、水（Ｈ 2 Ｏ）、貴ガス、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、ならびに
（ｉｉｉ）前記基板が、約１４０～３００℃の温度でベークされる
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。
適用例４２：
請求項３の方法であって、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１トールである、
（ｉｉ）プラズマ生成ガスが、約３～３０秒の持続時間にわたって約５０～５，０００ｓｃｃｍの速度で提供され、前記プラズマ生成ガスは、（ａ）Ｈ 2 、（ｂ）Ｈ 2 およびＮ 2 、（ｃ）Ｈ 2 および貴ガス、（ｄ）Ｈ 2 なしのＮ 2 、（ｅ）Ｈ 2 なしの貴ガス、（ｆ）酸素含有ガス、（ｇ）フッ素含有ガス、ならびに（ｈ）それらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスまたはガス混合物を含む、ならびに
（ｉｉｉ）プラズマが、前記プラズマ生成ガスから生成され、前記基板が、前記プラズマに暴露される
の下で、処理チャンバ内で前記基板をプラズマに暴露することをさらに含む、方法。
適用例４３：
請求項３の方法であって、（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバの内表面から前記金属を除去するために前記処理チャンバを洗浄することをさらに含む、方法。
適用例４４：
請求項４３の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールである、
（ｉｉ）Ｈラジカルを含むプラズマが、前記処理チャンバに暴露され、前記Ｈラジカルは、前記処理チャンバの前記内表面上の前記金属と反応して金属水素化物を形成する、
（ｉｉｉ）前記プラズマが、約３００～４，０００ワットのＲＦ電力を使用して生成される、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。
適用例４５：
請求項４３の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり、ポンピングおよびパージプロセスの一部としてより低い圧力とより高い圧力との間でサイクルされる、
（ｉｉ）前記処理チャンバが、洗浄中にプラズマに暴露されない、
（ｉｉｉ）ガス流が、洗浄中に前記処理チャンバに提供され、前記ガス流は、二原子窒素（Ｎ 2 ）、二原子酸素（Ｏ 2 ）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。
適用例４６：
請求項３の方法であって、以下の条件：
（ｉ）第１のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第１の洗浄液に暴露され、前記第１の洗浄液は、希ＨＦを含む、
（ｉｉ）第２のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第２の洗浄液に暴露され、前記第２の洗浄液は、希ＨＣｌ、標準洗浄１、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される溶液を含む、
（ｉｉｉ）前記第１のステップおよび第２のステップが合わせて、約２０～３００秒の持続時間を有する、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、約１５～６０℃に維持される、
を使用して前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。
適用例４７：
請求項３の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１１原子／ｃｍ 2 以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
適用例４８：
請求項４７の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１０原子／ｃｍ 2 以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
適用例４９：
請求項３の方法であって、前記金属はスズである、方法。
適用例５０：
基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
請求項１～４９の方法、または本明細書に別途説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を引き起こすように構成される制御器と
を備える、システム。
適用例５１：
基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
制御器であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれか、および
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱
を引き起こすように構成される、制御器と
を備える、システム。
適用例５２：
請求項５１のシステムであって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、システム。
適用例５３：
請求項５２のシステムであって、前記制御器は、（ｉ）基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを引き起こすことによって、（ａ）を引き起こすように構成され、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、システム。
適用例５４：
請求項５３のシステムであって、（ａ）および（ｂ）の両方が、同じ処理チャンバ内で発生する、システム。
適用例５５：
請求項５３のシステムであって、（ａ）は、前記処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、前記第２の処理チャンバは、前記処理チャンバとは異なる処理チャンバである、システム。
適用例５６：
請求項５３のシステムであって、前記処理チャンバ内にプラズマを提供するように構成されるプラズマ生成器をさらに備える、システム。
適用例５７：
請求項５６のシステムであって、前記プラズマ生成器は、前記プラズマが前記処理チャンバの外側の第１の場所において生成され、前記処理チャンバの内側の第２の場所へ送達されるように、遠隔プラズマ生成器である、システム。
本発明は、たとえば、以下のような態様で実現することもできる。
適用例１：
基板上の汚染を制御する方法であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれかと、
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱と、
を含む、方法。
適用例２：
請求項１の方法であって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、方法。
適用例３：
請求項２の方法であって、
（ａ）は、（ｉ）前記基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを含み、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、方法。
適用例４：
請求項３の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中、前記基板は、約１～１０分の持続時間にわたって約１６０～３００℃の温度でベークされる、方法。
適用例５：
請求項３の方法であって、前記基板を処理ガスに暴露することをさらに含み、前記処理ガスは、Ｎ 2 、Ｈ 2 、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例６：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例７：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例８：
請求項３の方法であって、塩素含有ガス、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、アンモニア（ＮＨ 3 ）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二原子ヨウ素（Ｉ 2 ）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される反応性処理ガスに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
適用例９：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記塩素含有ガスに暴露され、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ 3 、Ｃｌ 2 、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ 4 、ＳＯＣｌ 2 、ＰＣｌ 3 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１０：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記酸素含有ガスに暴露され、前記酸素含有ガスは、Ｏ 2 、Ｏ 3 、Ｈ 2 Ｏ、ＳＯ 2 、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＯＳ、Ｈ 2 Ｏ 2 、ＮＯ x 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１１：
請求項８の方法であって、前記基板は、前記フッ素含有ガスに暴露され、前記フッ素含有ガスは、ＨＦ、Ｃ x Ｆ y Ｈ z 、ＮＦ 3 、ＳＦ 6 、Ｆ 2 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１２：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例１３：
請求項３の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
適用例１４：
請求項３の方法であって、二原子水素（Ｈ 2 ）、二原子窒素（Ｎ 2 ）、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、メタン（ＣＨ 4 ）、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、ハロゲン化水素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含むプラズマ生成ガスから生成されるプラズマに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
適用例１５：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、酸素含有ガスを含み、前記酸素含有ガスは、Ｏ 2 、Ｏ 3 、ＣＯ、ＣＯ 2 、ＣＯＳ、ＳＯ 2 、ＮＯｘ、Ｈ 2 Ｏ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１６：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、フッ素含有ガスを含み、前記フッ素含有ガスは、ＮＦ 3 、ＣＦ 4 、ＣＨ 3 Ｆ 3 、ＣＨ 2 Ｆ 2 、ＣＨＦ 3 、Ｆ 2 、ＳＦ 6 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１７：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、前記塩素含有ガスを含み、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ 3 、Ｃｌ 2 、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ 4 、ＳＯＣｌ 2 、ＰＣｌ 3 、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
適用例１８：
請求項１４の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、（ｉ）前記二原子水素（Ｈ 2 ）、および（ｉｉ）二原子窒素（Ｎ 2 ）または貴ガスのうちの少なくとも一方を含む、方法。
適用例１９：
請求項３の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁低減する、方法。
適用例２０：
請求項３の方法であって、前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱し、前記基板をプラズマに暴露することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも二桁低減する、方法。
適用例２１：
請求項３の方法であって、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減するために、前記基板を光に暴露することをさらに含む、方法。
適用例２２：
請求項２１の方法であって、前記光は、ＵＶ波長、可視波長、またはＩＲ波長のうちの少なくとも１つを含む、方法。
適用例２３：
請求項２２の方法であって、前記光は、ＩＲランプまたは複数のＬＥＤにより提供され、前記基板は、前記基板が前記光に暴露される間、約６０秒以下の持続時間にわたって約２５０～４００℃の温度に加熱される、方法。
適用例２４：
請求項３の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記フォトレジストの層が依然として前記基板上に現像されている間に開始する、方法。
適用例２５：
請求項３の方法であって、（ａ）が第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）が第２の処理チャンバで発生するように、（ａ）の後に前記基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送することをさらに含む、方法。
適用例２６：
請求項３の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記フォトレジストの層が（ａ）において現像される間、前記処理チャンバを約４０℃以上の温度まで加熱することをさらに含む、方法。
適用例２７：
請求項３の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバを約１００℃以上の温度に維持しながら前記処理チャンバをパージすることをさらに含み、前記パージは（ａ）の後に発生する、方法。
適用例２８：
請求項２７の方法であって、前記方法は、前記処理チャンバを不活性ガスで掃引することをさらに含み、前記パージおよび前記掃引は、ポンプパージシーケンスの一部である、方法。
適用例２９：
請求項３の方法であって、（ａ）および（ｂ）の後、前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。
適用例３０：
請求項２９の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁さらに低減する、方法。
適用例３１：
請求項２９の方法であって、前記湿式洗浄は、前記基板の前記前側の斜縁領域も洗浄する、方法。
適用例３２：
請求項２９の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を希ＨＦに暴露することを含む、方法。
適用例３３：
請求項３２の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を、希ＨＣｌに、またはＮＨ 4 ＯＨ、Ｈ 2 Ｏ 2 、およびＨ 2 Ｏを含む標準洗浄１溶液に暴露することをさらに含む、方法。
適用例３４：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式堆積を使用して形成される、方法。
適用例３５：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式堆積を使用して形成される、方法。
適用例３６：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式処理を使用して現像される、方法。
適用例３７：
請求項３６の方法であって、前記フォトレジストの層は、ハロゲン含有化学構造を使用して現像される、方法。
適用例３８：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式処理を使用して現像される、方法。
適用例３９：
請求項３の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセスは、処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールに維持される、
（ｉｉ）塩素含有ガスが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供される、
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素の温度が、約２０～１５０℃に維持される、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、（ｂ）の間プラズマに暴露されない
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。
適用例４０：
請求項３の方法であって、前記フォトレジストの層は、処理チャンバ内で（ａ）において現像され、（ｂ）は、（ａ）と同じ処理チャンバ内で発生し、前記方法は、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールである、
（ｉｉ）パージガスの流れが、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供され、前記パージガスは、二原子窒素（Ｎ 2 ）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み、前記パージガスは、約１～１０分の持続時間にわたって前記処理チャンバに提供される、ならびに
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素が、約１００～３００℃に維持され、前記処理チャンバ内の基板支持体が、約１２０～３００℃に維持される、
を使用して前記処理チャンバをパージすることをさらに含む、方法。
適用例４１：
請求項３の方法であって、（ａ）は、第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記第２の処理チャンバ内の圧力が、約０．１～７６０トールである、
（ｉｉ）ガスの流れが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記第２の処理チャンバに提供され、前記基板は、前記ガスの流れに暴露され、前記ガスの流れは、空気、二原子窒素（Ｎ 2 ）、二原子酸素（Ｏ 2 ）、水（Ｈ 2 Ｏ）、貴ガス、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、ならびに
（ｉｉｉ）前記基板が、約１４０～３００℃の温度でベークされる
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。
適用例４２：
請求項３の方法であって、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１トールである、
（ｉｉ）プラズマ生成ガスが、約３～３０秒の持続時間にわたって約５０～５，０００ｓｃｃｍの速度で提供され、前記プラズマ生成ガスは、（ａ）Ｈ 2 、（ｂ）Ｈ 2 およびＮ 2 、（ｃ）Ｈ 2 および貴ガス、（ｄ）Ｈ 2 なしのＮ 2 、（ｅ）Ｈ 2 なしの貴ガス、（ｆ）酸素含有ガス、（ｇ）フッ素含有ガス、ならびに（ｈ）それらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスまたはガス混合物を含む、ならびに
（ｉｉｉ）プラズマが、前記プラズマ生成ガスから生成され、前記基板が、前記プラズマに暴露される
の下で、処理チャンバ内で前記基板をプラズマに暴露することをさらに含む、方法。
適用例４３：
請求項３の方法であって、（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバの内表面から前記金属を除去するために前記処理チャンバを洗浄することをさらに含む、方法。
適用例４４：
請求項４３の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールである、
（ｉｉ）Ｈラジカルを含むプラズマが、前記処理チャンバに暴露され、前記Ｈラジカルは、前記処理チャンバの前記内表面上の前記金属と反応して金属水素化物を形成する、
（ｉｉｉ）前記プラズマが、約３００～４，０００ワットのＲＦ電力を使用して生成される、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。
適用例４５：
請求項４３の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり、ポンピングおよびパージプロセスの一部としてより低い圧力とより高い圧力との間でサイクルされる、
（ｉｉ）前記処理チャンバが、洗浄中にプラズマに暴露されない、
（ｉｉｉ）ガス流が、洗浄中に前記処理チャンバに提供され、前記ガス流は、二原子窒素（Ｎ 2 ）、二原子酸素（Ｏ 2 ）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。
適用例４６：
請求項３の方法であって、以下の条件：
（ｉ）第１のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第１の洗浄液に暴露され、前記第１の洗浄液は、希ＨＦを含む、
（ｉｉ）第２のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第２の洗浄液に暴露され、前記第２の洗浄液は、希ＨＣｌ、標準洗浄１、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される溶液を含む、
（ｉｉｉ）前記第１のステップおよび第２のステップが合わせて、約２０～３００秒の持続時間を有する、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、約１５～６０℃に維持される、
を使用して前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。
適用例４７：
請求項３の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１１原子／ｃｍ 2 以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
適用例４８：
請求項４７の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１０原子／ｃｍ 2 以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
適用例４９：
請求項３の方法であって、前記金属はスズである、方法。
適用例５０：
基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
請求項１～４９の方法、または本明細書に別途説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を引き起こすように構成される制御器と
を備える、システム。
適用例５１：
基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
制御器であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれか、および
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱
を引き起こすように構成される、制御器と
を備える、システム。
適用例５２：
請求項５１のシステムであって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、システム。
適用例５３：
請求項５２のシステムであって、前記制御器は、（ｉ）基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを引き起こすことによって、（ａ）を引き起こすように構成され、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、システム。
適用例５４：
請求項５３のシステムであって、（ａ）および（ｂ）の両方が、同じ処理チャンバ内で発生する、システム。
適用例５５：
請求項５３のシステムであって、（ａ）は、前記処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、前記第２の処理チャンバは、前記処理チャンバとは異なる処理チャンバである、システム。
適用例５６：
請求項５３のシステムであって、前記処理チャンバ内にプラズマを提供するように構成されるプラズマ生成器をさらに備える、システム。
適用例５７：
請求項５６のシステムであって、前記プラズマ生成器は、前記プラズマが前記処理チャンバの外側の第１の場所において生成され、前記処理チャンバの内側の第２の場所へ送達されるように、遠隔プラズマ生成器である、システム。
Claims (57)
- 基板上の汚染を制御する方法であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれかと、
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱と、
を含む、方法。 - 請求項１に記載の方法であって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、方法。
- 請求項２に記載の方法であって、
（ａ）は、（ｉ）前記基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを含み、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中、前記基板は、約１～１０分の持続時間にわたって約１６０～３００℃の温度でベークされる、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板を処理ガスに暴露することをさらに含み、前記処理ガスは、Ｎ2、Ｈ2、Ａｒ、Ｈｅ、Ｘｅ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板を反応性処理ガスに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、塩素含有ガス、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、アンモニア（ＮＨ3）、ヨウ化水素（ＨＩ）、二原子ヨウ素（Ｉ2）、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される反応性処理ガスに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
- 請求項８に記載の方法であって、前記基板は、前記塩素含有ガスに暴露され、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項８に記載の方法であって、前記基板は、前記酸素含有ガスに暴露され、前記酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、Ｈ2Ｏ、ＳＯ2、ＣＯ２、ＣＯ、ＣＯＳ、Ｈ2Ｏ2、ＮＯx、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項８に記載の方法であって、前記基板は、前記フッ素含有ガスに暴露され、前記フッ素含有ガスは、ＨＦ、ＣxＦyＨz、ＮＦ3、ＳＦ6、Ｆ2、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板上の金属含有材料の揮発性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板上の金属含有材料の安定性を増加させるために前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記金属含有材料は、前記金属を含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、二原子水素（Ｈ2）、二原子窒素（Ｎ2）、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、メタン（ＣＨ4）、酸素含有ガス、フッ素含有ガス、塩素含有ガス、ハロゲン化水素、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含むプラズマ生成ガスから生成されるプラズマに、前記基板を暴露することをさらに含む、方法。
- 請求項１４に記載の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、酸素含有ガスを含み、前記酸素含有ガスは、Ｏ2、Ｏ3、ＣＯ、ＣＯ2、ＣＯＳ、ＳＯ2、ＮＯｘ、Ｈ2Ｏ、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項１４に記載の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、フッ素含有ガスを含み、前記フッ素含有ガスは、ＮＦ3、ＣＦ4、ＣＨ3Ｆ3、ＣＨ2Ｆ2、ＣＨＦ3、Ｆ2、ＳＦ6、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項１４に記載の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、前記塩素含有ガスを含み、前記塩素含有ガスは、ＢＣｌ3、Ｃｌ2、ＨＣｌ、ＳｉＣｌ4、ＳＯＣｌ2、ＰＣｌ3、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、方法。
- 請求項１４に記載の方法であって、前記プラズマ生成ガスは、（ｉ）前記二原子水素（Ｈ2）、および（ｉｉ）二原子窒素（Ｎ2）または貴ガスのうちの少なくとも一方を含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁低減する、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板をプラズマに暴露することをさらに含み、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱し、前記基板をプラズマに暴露することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも二桁低減する、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減するために、前記基板を光に暴露することをさらに含む、方法。
- 請求項２１に記載の方法であって、前記光は、ＵＶ波長、可視波長、またはＩＲ波長のうちの少なくとも１つを含む、方法。
- 請求項２２に記載の方法であって、前記光は、ＩＲランプまたは複数のＬＥＤにより提供され、前記基板は、前記基板が前記光に暴露される間、約６０秒以下の持続時間にわたって約２５０～４００℃の温度に加熱される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記現像後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することは、前記フォトレジストの層が依然として前記基板上に現像されている間に開始する、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、（ａ）が第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）が第２の処理チャンバで発生するように、（ａ）の後に前記基板を前記第１の処理チャンバから前記第２の処理チャンバへ移送することをさらに含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記フォトレジストの層が（ａ）において現像される間、前記処理チャンバを約４０℃以上の温度まで加熱することをさらに含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、（ａ）は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバを約１００℃以上の温度に維持しながら前記処理チャンバをパージすることをさらに含み、前記パージは（ａ）の後に発生する、方法。
- 請求項２７に記載の方法であって、前記方法は、前記処理チャンバを不活性ガスで掃引することをさらに含み、前記パージおよび前記掃引は、ポンプパージシーケンスの一部である、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、（ａ）および（ｂ）の後、前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。
- 請求項２９に記載の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側における前記金属の前記濃度を少なくとも一桁さらに低減する、方法。
- 請求項２９に記載の方法であって、前記湿式洗浄は、前記基板の前記前側の斜縁領域も洗浄する、方法。
- 請求項２９に記載の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を希ＨＦに暴露することを含む、方法。
- 請求項３２に記載の方法であって、前記基板の前記裏側において前記湿式洗浄を実施することは、前記基板の前記裏側を、希ＨＣｌに、またはＮＨ4ＯＨ、Ｈ2Ｏ2、およびＨ2Ｏを含む標準洗浄１溶液に暴露することをさらに含む、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式堆積を使用して形成される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式堆積を使用して形成される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、乾式処理を使用して現像される、方法。
- 請求項３６に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、ハロゲン含有化学構造を使用して現像される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、湿式処理を使用して現像される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記（ｂ）の現像後ベークプロセスは、処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールに維持される、
（ｉｉ）塩素含有ガスが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供される、
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素の温度が、約２０～１５０℃に維持される、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、（ｂ）の間プラズマに暴露されない
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、前記フォトレジストの層は、処理チャンバ内で（ａ）において現像され、（ｂ）は、（ａ）と同じ処理チャンバ内で発生し、前記方法は、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．０１～１トールである、
（ｉｉ）パージガスの流れが、約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記処理チャンバに提供され、前記パージガスは、二原子窒素（Ｎ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含み、前記パージガスは、約１～１０分の持続時間にわたって前記処理チャンバに提供される、ならびに
（ｉｉｉ）前記処理チャンバの１つまたは複数の構成要素が、約１００～３００℃に維持され、前記処理チャンバ内の基板支持体が、約１２０～３００℃に維持される、
を使用して前記処理チャンバをパージすることをさらに含む、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、（ａ）は、第１の処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、以下の条件：
（ｉ）前記第２の処理チャンバ内の圧力が、約０．１～７６０トールである、
（ｉｉ）ガスの流れが、約１～１０分の持続時間にわたって約２００～１０，０００ｓｃｃｍの速度で前記第２の処理チャンバに提供され、前記基板は、前記ガスの流れに暴露され、前記ガスの流れは、空気、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、水（Ｈ2Ｏ）、貴ガス、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つを含む、ならびに
（ｉｉｉ）前記基板が、約１４０～３００℃の温度でベークされる
が前記（ｂ）の現像後ベークプロセス中に使用される、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１トールである、
（ｉｉ）プラズマ生成ガスが、約３～３０秒の持続時間にわたって約５０～５，０００ｓｃｃｍの速度で提供され、前記プラズマ生成ガスは、（ａ）Ｈ2、（ｂ）Ｈ2およびＮ2、（ｃ）Ｈ2および貴ガス、（ｄ）Ｈ2なしのＮ2、（ｅ）Ｈ2なしの貴ガス、（ｆ）酸素含有ガス、（ｇ）フッ素含有ガス、ならびに（ｈ）それらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスまたはガス混合物を含む、ならびに
（ｉｉｉ）プラズマが、前記プラズマ生成ガスから生成され、前記基板が、前記プラズマに暴露される
の下で、処理チャンバ内で前記基板をプラズマに暴露することをさらに含む、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、（ａ）および（ｂ）のうちの少なくとも一方は、処理チャンバ内で発生し、前記方法は、前記処理チャンバの内表面から前記金属を除去するために前記処理チャンバを洗浄することをさらに含む、方法。
- 請求項４３に記載の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールである、
（ｉｉ）Ｈラジカルを含むプラズマが、前記処理チャンバに暴露され、前記Ｈラジカルは、前記処理チャンバの前記内表面上の前記金属と反応して金属水素化物を形成する、
（ｉｉｉ）前記プラズマが、約３００～４，０００ワットのＲＦ電力を使用して生成される、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。 - 請求項４３に記載の方法であって、前記処理チャンバは、以下の条件：
（ｉ）前記処理チャンバ内の圧力が、約０．１～１０トールであり、ポンピングおよびパージプロセスの一部としてより低い圧力とより高い圧力との間でサイクルされる、
（ｉｉ）前記処理チャンバが、洗浄中にプラズマに暴露されない、
（ｉｉｉ）ガス流が、洗浄中に前記処理チャンバに提供され、前記ガス流は、二原子窒素（Ｎ2）、二原子酸素（Ｏ2）、貴ガス、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される少なくとも１つのガスを含む、ならびに
（ｉｖ）前記処理チャンバが、約２５～２５０℃に維持される、
を使用して洗浄される、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、以下の条件：
（ｉ）第１のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第１の洗浄液に暴露され、前記第１の洗浄液は、希ＨＦを含む、
（ｉｉ）第２のステップにおいて、前記基板が、約１～３Ｌ／分の速度で提供される第２の洗浄液に暴露され、前記第２の洗浄液は、希ＨＣｌ、標準洗浄１、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される溶液を含む、
（ｉｉｉ）前記第１のステップおよび第２のステップが合わせて、約２０～３００秒の持続時間を有する、ならびに
（ｉｖ）前記基板が、約１５～６０℃に維持される、
を使用して前記基板の前記裏側において湿式洗浄を実施することをさらに含む、方法。 - 請求項３に記載の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１１原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
- 請求項４７に記載の方法であって、前記基板の前記裏側または斜縁領域のうちの少なくとも１つにおける前記金属の前記濃度は、約１Ｅ１０原子／ｃｍ2以下まで少なくとも一桁低減される、方法。
- 請求項３に記載の方法であって、前記金属はスズである、方法。
- 基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
請求項１～４９に記載の方法、または本明細書に別途説明される方法のうちの任意の１つまたは複数を引き起こすように構成される制御器と
を備える、システム。 - 基板を処理するためのシステムであって、
処理チャンバと、
ガスおよび／またはプラズマを前記処理チャンバに導入するための前記処理チャンバへの入口と、
前記処理チャンバから材料を除去するための前記処理チャンバへの出口と、
加熱器と、
基板支持体と、
制御器であって、
（ａ）（ｉ）前記基板の前側を処理し、以て、前記基板の裏側において、金属を含む汚染の形成を引き起こすこと、または（ｉｉ）前記基板の前記裏側に汚染を伴う前記基板を受容することのいずれか、および
（ｂ）（ａ）の後、処理後ベークプロセスにおいて前記基板を加熱することであって、前記基板を加熱することは、前記基板の前記裏側における前記金属の濃度を低減する、基板の加熱
を引き起こすように構成される、制御器と
を備える、システム。 - 請求項５１に記載のシステムであって、前記基板の前記前側を処理することは、フォトレジストの層を現像すること、前記基板をインサイチュ洗浄すること、パターン化適用においてマンドレルを引き抜くこと、基板上の特徴部を平滑化すること、およびフォトレジストの層をデスカムすることからなる群から選択される少なくとも１つのプロセスを含む、システム。
- 請求項５２に記載のシステムであって、前記制御器は、（ｉ）基板上に前記フォトレジストの層を現像すること、または（ｉｉ）前記基板の前記前側に現像されるフォトレジストの層、および前記基板の前記裏側に汚染を有する前記基板を受容すること、のいずれかを引き起こすことによって、（ａ）を引き起こすように構成され、
前記汚染内の前記金属は、前記基板の前記前側における前記フォトレジストの層から生じ、
前記（ｂ）の処理後ベークプロセスは、前記フォトレジストの層が少なくとも部分的に現像されるときに発生する現像後ベークプロセスである、システム。 - 請求項５３に記載のシステムであって、（ａ）および（ｂ）の両方が、同じ処理チャンバ内で発生する、システム。
- 請求項５３に記載のシステムであって、（ａ）は、前記処理チャンバ内で発生し、（ｂ）は、第２の処理チャンバ内で発生し、前記第２の処理チャンバは、前記処理チャンバとは異なる処理チャンバである、システム。
- 請求項５３に記載のシステムであって、前記処理チャンバ内にプラズマを提供するように構成されるプラズマ生成器をさらに備える、システム。
- 請求項５６に記載のシステムであって、前記プラズマ生成器は、前記プラズマが前記処理チャンバの外側の第１の場所において生成され、前記処理チャンバの内側の第２の場所へ送達されるように、遠隔プラズマ生成器である、システム。
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