JP6306747B2 - 電場／磁場案内された酸拡散 - Google Patents

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Description

本開示は、概して、基板を処理するための方法及び装置に関し、より具体的には、フォトレジストラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを制御するための方法及び装置に関する。
集積回路は、単一のチップ上に何百万もの部品（例えばトランジスタ、コンデンサ、及び抵抗）を含み得る、複雑な装置へと進化してきた。チップ上に部品を形成するために、フォトリソグラフィが使用され得る。概して、フォトリソグラフィのプロセスには、幾つかの基礎段階が含まれる。最初に、基板上にフォトレジスト層が形成される。フォトレジスト層は、例えば、スピンコーティングによって形成され得る。化学的に増幅されたフォトレジストには、レジスト樹脂及び光酸発生剤が含まれ得る。光酸発生剤は、後続する露光の段階で電磁放射に露光されると、現像プロセスにおけるフォトレジストの溶解性を変化させる。電磁放射は、超紫外線領域の波長といった、任意の適した波長を有し得る。電磁放射は、例えば、１９３ｎｍのＡｒＦレーザ、電子ビーム、イオンビーム、又は他の放射源といった、任意の適した放射源からであり得る。次いで、露光前ベークプロセスにおいて、余剰の溶媒が除去され得る。
露光段階において、基板の特定の領域を選択的に電磁放射に露光させるため、フォトマスク又はレチクルが使用され得る。他の露光法は、マスクレス露光法であり得る。光への露光によって光酸発生剤は分解され得、それによって酸が生成され、レジスト樹脂内に潜在的な酸の画像がもたらされる。露光の後、基板は、露光後ベークプロセスにおいて加熱され得る。露光後ベークプロセスの間、光酸発生剤によって生成された酸は、レジスト樹脂と反応し、後続の現像プロセスの間にレジストの溶解性を変化させる。
露光後ベークの後、基板、特にフォトレジスト層は、現像されリンスされる。使用されたフォトレジストのタイプに応じて、電磁放射に露光された基板の領域は、除去に対する耐性を有するか、又はより除去され易いかのどちらかであり得る。現像及びリンスの後、マスクのパターンは、基板に転写される。
チップの設計の進化によって、絶えず、より高速でより高密度な回路が必要とされる。より高密度の回路への需要によって、集積回路部品の寸法の縮小が必要となる。集積回路部品の寸法が縮小するにつれて、より多くの要素が半導体集積回路上の所与のエリア内に配置されることが求められる。それに応じて、リソグラフィ処理は、さらにより小さな特徴を基板上に転写しなければならず、それは、精密に、正確に、かつ損傷なく行われなければならない。特徴を精密かつ正確に基板上に転写するために、高解像度リソグラフィは、短波長の放射を提供する光源を使用し得る。短波長は、基板又はウエハ上の最小プリント可能サイズを縮小することに資する。しかしながら、そのような小さな寸法では、フォトレジスト層のエッジの粗さを制御するのがより困難になった。
従って、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを制御及び最小化するための方法及び装置が必要である。
１つの実施形態では、基板を処理するための装置が提供される。装置は、基板支持体を含む。基板支持体は、基板を支持するように構成された表面を含む。装置はまた、基板支持体上に位置付けられた基板を加熱するように構成された熱源を含む。装置はまた、電極アセンブリを含む。電極アセンブリは、少なくとも第１の電極と第２の電極とを含む。電極アセンブリは、基板支持体の表面にほぼ平行な方向に電場を生成するように構成される。
別の実施形態では、基板を処理するための装置が提供される。装置は、処理チャンバを含む。装置はまた、真空処理チャンバ内に位置付けられた基板支持体を含む。基板支持体は、表面を含む。表面は、基板を支持するように構成される。装置はまた、熱源を含む。熱源はまた、基板支持体上に位置付けられた基板を加熱するように構成される。装置は、電極アセンブリを更に含む。基板アセンブリは、第１の電極と第２の電極とを含む。電極アセンブリは、基板支持体の表面にほぼ平行な方向に電場を生成するように構成される。第１の電極は、支持体構造から突出する一又は複数のアンテナを有する支持体構造を含む。第１の電極の各アンテナは、第１の電極の他の各アンテナにほぼ平行である。第２の電極はまた、支持体構造から突出する一又は複数のアンテナを有する支持体構造を含む。第２の電極の各アンテナは、第２の電極の他の各アンテナにほぼ平行である。更に、第１の電極の各アンテナは、第２の電極の各アンテナにほぼ平行である。加えて、第１の電極の少なくとも１つのアンテナは、第２の電極の２つのアンテナの間に位置付けられ、第２の電極の少なくとも１つのアンテナは、第１の電極の２つのアンテナの間に位置付けられる。装置は、基板支持体上に位置付けられた基板と電極アセンブリとの間に相対運動を提供するように構成される。
別の実施形態では、基板を処理する方法が提供される。方法は、光酸発生剤を含むフォトレジスト層を基板に塗布することを含む。方法はまた、フォトレジスト層の中に電磁放射に露光されていないフォトレジスト層の部分と異なる化学特性を有する材料のほぼ平行な線を形成するために、フォトレジスト層の部分を電磁放射に露光することを含む。方法は、電磁放射に基板を露光した後に、基板を加熱することを更に含む。方法は、加熱中に線の方向と平行な方向において、電場を基板に印加することを更に含む。
本開示の上述の特徴を詳細に理解し得るように、上記で簡単に要約されている本開示のより詳細な説明が、実施形態を参照することによって得られ、実施形態の一部は付随する図面に示されている。しかし、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることから、付随する図面は本開示の典型的な実施形態のみを例示しており、従って本開示の範囲を限定すると見なすべきではないことに、留意されたい。
１つの実施形態による、基板を処理するための装置の概略断面図である。 図１の電極アセンブリ及びフォトレジスト層の１つの実施形態の上面図である。 基板を処理する方法のフロー図である。 本明細書で開示された実施形態による、基板を処理するために使用され得る代表的処理システムの概略図である。
理解を容易にするため、可能な場合には、上記の図に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が使用されている。さらに、１つの実施形態中の要素は、本明細書に記載される他の実施形態中での利用のために有利に適合され得る。
フォトリソグラフィによって形成された線のラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを最小化するための方法及び装置が提供される。露光後ベーク手順中に光酸発生剤によって生成される酸のランダムな拡散は、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスに寄与する。本明細書で開示された方法は、フォトリソグラフィ処理中に電場及び／又は磁場を印加する。場印加は、線及び間隔方向に沿って光酸発生剤により生成された酸の拡散を制御し、ランダムな拡散から生じるラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを防止する。前述の方法を実行するための装置がまた、本明細書で開示される。
図１は、１つの実施形態による、基板を処理するための装置の概略断面図である。図１の実施形態に示すように、装置は、真空処理チャンバ１００の形態であり得る。他の実施形態においては、処理チャンバ１００は、真空源に連結されていなくてよい。
処理チャンバ１００は、独立した処理チャンバであり得る。代替的には、処理チャンバ１００は、例えば、インライン処理システム、クラスタ処理システム、又は図４に示すトラック処理システムといった処理システムの一部であり得る。図４は、本開示の実施形態による、基板処理に使用され得る１つの代表的な処理システムを示す。示されるように、処理システム４００には、負荷ポート４１０、コーティングチャンバ４２０、処理チャンバ１００、露光チャンバ４３０（例えばスキャナ）、第２の処理チャンバ１００、現像チャンバ４４０、及び後処理チャンバ４５０が含まれる。図示されるように、処理システム４００の各チャンバは、移送チャンバ４０５又は移送チャンバ４１５によって、隣接するそれぞれのチャンバに連結される。移送チャンバ４０５及び移送チャンバ４１５は、ほぼ同じであっても良く、違っていてもよい。
負荷ポート４１０は、基板を処理システム４００に搬入する、又は処理システム４００から搬出するために使用され得る。コーティングチャンバ４２０は、例えば、基板にフォトレジストを塗布するために使用され得る。コーティングチャンバ４２０は、例えば、スピンコーターであり得る。露光チャンバ４３０は、基板上のフォトレジスト層内に潜在的な酸の画像を形成するために、基板を電磁エネルギーに露光するのに使用され得る。現像チャンバ４４０は、例えば、フォトレジスト層の部分を除去するために使用され得る。後処理チャンバ４５０は、例えば、基板に対して様々な後処理のステップを実施するために使用され得る。処理チャンバ１００は、以下により詳しく記載され、露光前ベーク、露光後ベーク、及び／又は他の処理のステップに使用され得る。以下に記載されるように、処理チャンバ１００は、電極アセンブリ１１６を含む。しかし、コーティングチャンバ４２０、露光チャンバ４３０、及び現像チャンバ４４０もまた、電極アセンブリ１１６を含みうると理解されたい。
処理チャンバ１００には、チャンバ壁１０２、電極アセンブリ１１６、及び基板支持体アセンブリ１３８が含まれる。チャンバ壁１０２には、側壁１０６、リッドアセンブリ１１０、及び底部１０８が含まれる。チャンバ壁１０２は、部分的に処理空間１１２を取り囲む。処理空間１１２は、基板１４０の、処理チャンバ１００の内外への移動を容易にするように構成された、基板移送ポート（図示せず）を通ってアクセスされる。処理チャンバ１００が処理システムの一部である実施形態においては、基板移送ポートは、基板１４０の移送チャンバの内外への移送を可能にし得る。
処理空間１１２を排気口に連結するため、処理チャンバ１００のリッドアセンブリ１１０、側壁１０６又は底部１０８のうちの１つを通じて、ポンピングポート１１４がオプションで配置され得る。排出口は、ポンピングポート１１４を真空ポンプといった様々な真空ポンプ部品と連結する。ポンピング部品によって、処理空間１１２の圧力が減少され得、任意のガス及び／又はプロセスの副産物が処理チャンバ１００から外に排出され得る。処理チャンバ１００は、一又は複数の源化合物を処理空間１１２内に供給するための一又は複数の供給源１０４に連結され得る。
基板支持体アセンブリ１３８が、処理チャンバ１００内の中央に配置される。基板支持体アセンブリ１３８は、処理の間、基板１４０を支持する。基板支持アセンブリ１３８は、少なくとも１つの埋め込み式ヒータ１３２をカプセル化するアルミニウム本体１２４を含み得る。幾つかの実施形態においては、基板支持体アセンブリ１３８は、静電チャックであり得る。抵抗要素などの埋め込み式ヒータ１３２は、基板支持体アセンブリ１３８内に配置される。ヒータ１３２は、基板支持体アセンブリ１３８及びその上に位置付けられた基板１４０を既定の温度まで制御可能に加熱する。ヒータ１３２は、基板１４０の温度を、迅速に一定の割合で上昇させ、基板１４０の温度を正確に制御するように構成される。幾つかの実施形態においては、ヒータ１３２は、電源１７４に接続され、電源１７４によって制御される。電源１７４は、代替的に又は追加的に、基板支持体アセンブリ１３８に電力を印加し得る。電源１７４は、下記の電源１７０と同様に構成され得る。
幾つかの実施形態においては、基板支持体アセンブリ１３８は、回転するように構成され得る。幾つかの実施形態においては、基板支持体アセンブリ１３８は、ｚ軸の周囲を回転するように構成される。基板支持体アセンブリ１３８は、連続的に若しくは恒常的に回転するように構成され得、又は、段階的に回転するように構成され得る。例えば、基板支持体アセンブリ１３８は、９０°、１８０°、又は２７０°といった既定の量で回転し得、既定の量の時間だけ停止し得る。
他の実施形態においては、処理チャンバ１００は、他の加熱源を含み得る。例えば、加熱ランプが、処理チャンバ１００の内部又は外部に位置付けられ得る。他の実施形態においては、基板１４０上に位置付けられたフォトレジスト層１５０（若しくは他の層）及び／又は電極アセンブリ１１６のアンテナ２２０、２２１を加熱するために、一又は複数のレーザが使用され得る。他の実施形態においては、基板支持体アセンブリ１３８は、基板支持体アセンブリ１３８上に位置付けられた基板１４０の温度をより速く上昇させるために、高効率熱交換液を循環させるように構成され得る。
概して、基板支持体アセンブリ１３８は、第１の表面１３４及び第２の表面１２６を有する。第１の表面１３４は、第２の表面１２６の反対側である。第１の表面１３４は、基板１４０を支持するように構成される。第２の表面１２６には、ステム１４２が連結されている。基板１４０は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４上に位置付けられる。基板１４０は、誘電体基板、ガラス基板、半導体基板、又は導電体基板といった、任意のタイプの基板であり得る。基板１４０は、上に配置された層１４５を有し得る。層１４５は、任意の所望の層であり得る。他の実施形態においては、基板１４０は２つ以上の層１４５を有し得る。基板１４０は、層１４５の上に配置されたフォトレジスト層１５０もまた有する。基板１４０は、フォトリソグラフィプロセスの中の露光段階において、既に電磁放射に露光されている。フォトレジスト層１５０は、露光段階から中に形成された、潜像線１５５を有する。潜像線１５５は、ほぼ平行であり得る。他の実施形態においては、潜像線１５５は、ほぼ平行でなくてよい。また図示されたように、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４は、ｚ方向に距離ｄだけ電極アセンブリ１１６から分離されている。ステム１４２は、基板支持体アセンブリ１３８を、上昇した処理位置（図示のとおり）と下降した基板移送位置との間で移動させるリフトシステム（図示せず）に連結される。リフトシステムは、基板１４０の位置をｚ方向に正確にかつ厳密に制御し得る。幾つかの実施形態においては、リフトシステムはまた、基板１４０をｘ方向、ｙ方向、又はｘ方向及びｙ方向に移動させるようにも構成され得る。ステム１４２は、追加で、基板支持体アセンブリ１３８と処理チャンバ１００の他の部品との間の電気及び熱電対の導線用の導管を提供する。処理空間１１２と処理チャンバ１００外部の大気との間に真空シールを設け、基板支持体アセンブリ１３８のｚ方向の移動を容易にするために、ベローズ１４６が基板支持体アセンブリ１３８に連結される。
オプションで、リッドアセンブリ１１０は入り口１８０を含み得、供給源１０４により供給されたガスは、入り口１８０を通って処理チャンバ１００に侵入し得る。オプションで、供給源１０４は、窒素、アルゴン、ヘリウム、その他のガス、又はそれらの組み合わせといったガスによって、処理空間１１２を制御可能に加圧し得る。供給源１０４からのガスによって、処理チャンバ１００内に制御された環境が作り出され得る。オプションで、アクチュエータ１９０は、リッドアセンブリ１１０と電極アセンブリ１１６との間に連結され得る。アクチュエータ１９０は、電極アセンブリ１１６をｘ、ｙ、及びｚ方向のうちの一又は複数の方向に移動させるように構成され得る。本明細書では、ｘ及びｙ方向は、横方向又は横寸法と称される。アクチュエータ１９０によって、電極アセンブリ１１６が基板１４０の表面をスキャンすることが可能になる。アクチュエータ１９０はまた、距離ｄが調節されることも可能にする。幾つかの実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、固定ステム（図示せず）によってリッドアセンブリ１１０に連結される。他の実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、処理チャンバ１００の底部１０８の内部、基板支持体アセンブリ１３８の第２の表面１２６、又はステム１４２に連結され得る。更に他の実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４と第２の表面１２６との間に埋め込まれ得る。
電極アセンブリ１１６は、少なくとも第１の電極１５８と第２の電極１６０とを含む。図示されたように、第１の電極１５８は、電源装置１７０に連結され、第２の電極１６０は、オプションの電源装置１７５に連結される。他の実施形態においては、第１の電極１５８及び第２の電極１６０のうちの１つが、電源装置に連結され得、もう一方の電極が、接地に連結され得る。幾つかの実施形態においては、第１の電極１５８及び第２の電極１６０は、接地に連結され、電源装置１７４は、電力を基板支持体に供給し、正バイアスと負バイアスとの間で切り替わる二極電源装置である。幾つかの実施形態においては、電源装置１７０又は電源装置１７５は、第１の電極１５８及び第２の電極１６０の両方に連結され得る。他の実施形態においては、電源装置１７０又は電源装置１７５は、第１の電極１５８、第２の電極１６０、及び基板支持体アセンブリ１３８に連結され得る。そのような実施形態においては、第１の電極１５８、第２の電極１６０、及び基板支持体アセンブリ１３８の各々へのパルス遅延は、異なり得る。電極アセンブリ１１６は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面によって画定されるｘ−ｙ平面に平行な電場を生成するように構成され得る。例えば、電極アセンブリ１１６は、ｙ方向、ｘ方向又はｘ−ｙ平面の他の方向のうちの１つに、電場を生成するように構成され得る。
電源装置１７０及び／又は電源装置１７５は、例えば、約５００Ｖと約１００ｋＶの間の電圧を、電極アセンブリ１１６に供給するように構成される。幾つかの実施形態においては、電源装置１７４はまた、電力を電極アセンブリ１１６に供給するようにも構成され得る。幾つかの実施形態においては、電源供給装置１７０、電源供給装置１７４、若しくは電源供給装置１７５の何れか又はすべてが、パルス直流（ＤＣ）電源装置である。パルスＤＣ波は、半波整流器又は全波整流器からであり得る。電源装置１７０、電源装置１７４及び／又は電源装置１７５は、約１０Ｈｚと約１ＭＨｚの間、例えば約５ｋＨｚの周波数で電力を供給するように構成され得る。パルスＤＣ電力のデューティサイクルは、約２０％と約６０％の間といった、約５％と約９５％の間であり得る。幾つかの実施形態においては、パルスＤＣ電力のデューティサイクルは、約２０％と約４０％の間であり得る。他の実施形態においては、パルスＤＣ電力のデューティサイクルは、約６０％であり得る。パルスＤＣ電力の立ち上がり及び立ち下がり時間は、約１０ｎｓと約５００ｎｓの間といった、約１ｎｓと約１０００ｎｓの間であり得る。他の実施形態においては、パルスＤＣ電力の立ち上がり及び立ち下がり時間は、約１０ｎｓと約１００ｎｓの間であり得る。幾つかの実施形態においては、パルスＤＣ電力の立ち上がり及び立ち下がり時間は、約５００ｎｓであり得る。幾つかの実施形態においては、電源供給装置１７０、電源供給装置１７４、及び電源供給装置１７５の何れか又はすべてが、交流電源装置である。他の実施形態においては、電源供給装置１７０、電源供給装置１７４、及び電源供給装置１７５の何れか又はすべてが、直流電源装置である。
幾つかの実施形態においては、電源供給装置１７０、電源供給装置１７４、及び電源供給装置１７５の何れか又はすべてが、ＤＣオフセットを使用し得る。ＤＣオフセットは、例えば、印加電圧の約５％から約６０％の間といった、印加電圧の約０％から約７５％の間であり得る。幾つかの実施形態においては、第１の電極１５８及び第２の電極１６０が負にパルス化される一方で、基板支持体アセンブリもまた、負にパルス化される。これらの実施形態においては、第１の電極１５８及び第２の電極１５０並びに基板支持体アセンブリ１３８は、同期されるがオフセットされる。例えば、第１の電極１５８は、基板支持体アセンブリ１３８が「０」の状態である間、「１」の状態であり、次に、基板支持体アセンブリ１３８は、第１の電極１５８が０の状態である間、１の状態であり得る。
電極アセンブリ１１６は、ほぼ、基板支持体アセンブリ１３８の幅にわたって広がっている。他の実施形態においては、電極アセンブリ１１６の幅は、基板支持体アセンブリ１３８の幅よりも小さくてよい。例えば、電極アセンブリ１１６は、基板支持体アセンブリ１３８の幅の、約２０％から約４０％といった、約１０％から約８０％の間にわたって広がり得る。電極アセンブリ１１６の幅が基板支持体アセンブリ１３８の幅よりも小さい実施形態においては、アクチュエータ１９０は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４上に位置付けられた基板１４０の表面にわたって、電極アセンブリ１１６をスキャンし得る。例えば、アクチュエータ１９０は、電極アセンブリ１１６が基板１４０の表面全体をスキャンするように、スキャンし得る。他の実施形態においては、アクチュエータ１９０は、基板１４０のある一部分だけをスキャンし得る。代わりに、基板支持体アセンブリ１３８は、電極アセンブリ１１６の下をスキャンし得る。
幾つかの実施形態においては、処理チャンバ１００内に、一又は複数の磁石１９６が位置付けられ得る。図１に示す実施形態においては、磁石１９６は、側壁１０６の内側表面に連結される。他の実施形態においては、磁石１９６は、処理チャンバ１００内の他の場所、又は処理チャンバ１００の外部に位置付けられ得る。磁石１９６は、例えば、永久磁石又は電磁石であり得る。代表的な永久磁石には、セラミック磁石及びレアアース磁石が含まれる。磁石１９６に電磁石が含まれる実施形態においては、磁石１９６は、電源（図示せず）に連結され得る。磁石１９６は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４で電極アセンブリ１１６によって生成された電場線の方向と直角又は平行な方向に磁場を生成するように構成される。例えば、磁石１９６は、電極アセンブリ１１６により生成された電場がｙ方向にあるときには、ｘ方向に磁場を生成するように構成され得る。磁場は、潜像線１５５と平行な方向といった磁場に直角な方向に、フォトレジスト層１５０の光酸発生剤によって生成された荷電種２５５（図２に図示）及び分極種（図示されず）を駆動する。潜像線１５５と平行な方向に荷電種２５５及び分極種を駆動することによって、ラインラフネスが低減され得る。荷電種２５５及び分極種の均一な方向への移動は、図２の両矢印２７０によって示される。一方、磁場が印加されないときには、荷電種２５５及び分極種は、矢印２７０’で示されるように、ランダムに移動し得る。
続けて図２を参照すると、電極アセンブリ１１６は、少なくとも第１の電極１５８及び第２の電極１６０を含む。第１の電極１５８には、第１の端子２１０、支持体構造２３０、及び一又は複数のアンテナ２２０が含まれる。第２の電極１６０には、第２の端子２１１、支持体構造２３１、及び一又は複数のアンテナ２２１が含まれる。第１の電極１５８の第１の端子２１０、支持体構造２３０、及び一又は複数のアンテナ２２０は、単一の本体を形成し得る。代わりに、第１の電極１５８は、連結され得る、別個の部分を含み得る。例えば、一又は複数のアンテナ２２０は、支持体構造２３０から取外し可能であり得る。同様に、第２の電極１６０は、単一の本体であり得るか、又は取外し可能な別個の部品から成り得る。第１の電極１５８及び第２の電極１６０は、任意の適した方法によって用意され得る。例えば、第１の電極１５８及び第２の電極１６０は、機械加工、鋳造、又は積層造形によって製作され得る。
支持体構造２３０は、金属といった導電性材料から作られ得る。例えば、支持体構造２３０は、シリコン、ポリシリコン、炭化ケイ素、モリブデン、アルミニウム、銅、グラファイト、銀、プラチナ、金、パラジウム、亜鉛、他の材料、又はこれらの混合物から作られ得る。支持体構造２３０は、任意の所望の寸法を有し得る。例えば、支持体構造２３０の長さＬは、約２５ｍｍから約４５０ｍｍの間、例えば、約１００ｍｍから約３００ｍｍの間であり得る。幾つかの実施形態においては、支持体構造２３０は、標準的な半導体ウエハの直径とおよそ等しい長さＬを有している。他の実施形態においては、支持体構造２３０は、標準的な半導体ウエハの直径より大きい又は小さい長さＬを有している。例えば、様々な典型的実施形態では、支持体構造２３０の長さＬは、約２５ｍｍ、約５１ｍｍ、約７６ｍｍ、約１００ｍｍ、約１５０ｍｍ、約２００ｍｍ、約３００ｍｍ、又は約４５０ｍｍであり得る。支持体構造２３０の幅Ｗは、約２ｍｍから約２５ｍｍの間であり得る。他の実施形態では、支持体構造２３０の幅Ｗは、約２ｍｍを下回る。他の実施形態においては、支持体構造２３０の幅Ｗは、約２５ｍｍを上回る。支持体構造２３０の厚さは、約５ｍｍなど、約２ｍｍから約８ｍｍの間といった、約１ｍｍから約１０ｍｍの間であり得る。幾つかの実施形態においては、支持体構造２３０は、正方形、円筒形、長方形、楕円形、棒状、又は他の形状であり得る。丸い外表面を有する実施形態は、アーク放電を回避し得る。
支持体構造２３１は、支持体構造２３０と同一の材料から作られ得る。支持体構造２３０にとって適した寸法の範囲は、支持体構造２３１にとってもまた適している。幾つかの実施形態においては、支持体構造２３０及び支持体構造２３１は、同一の材料から作られる。他の実施形態においては、支持体構造２３０及び支持体構造２３１は、異なる材料から作られる。支持体構造２３０と支持体構造２３１の長さＬ、幅Ｗ及び厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
第１の電極１５８の一又は複数のアンテナ２２０もまた、導電性材料から作られてもよい。一又は複数のアンテナ２２０は、支持体構造２３０と同一の材料から作られてよい。第１の電極１５８の一又は複数のアンテナ２２０は、任意の所望の寸法を有しうる。例えば、一又は複数のアンテナ２２０の長さＬ１は、約２５ｍｍから約４５０ｍｍの間、例えば、約１００ｍｍから約３００ｍｍの間であり得る。幾つかの実施形態においては、支持体構造２３０は、標準的なウエハの直径とおよそ等しい長さＬ１を有している。他の実施形態においては、一又は複数のアンテナ２２０の長さＬ１は、標準的なウエハの直径の約７５％から９０％の間であり得る。一又は複数のアンテナ２２０の幅Ｗ１は、約２ｍｍから約２５ｍｍの間であり得る。他の実施形態においては、一又は複数のアンテナ２２０の幅Ｗ１は、約２ｍｍを下回る。他の実施形態においては、一又は複数のアンテナ２２０の幅Ｗ１は、２５ｍｍを上回る。一又は複数のアンテナ２２０の厚さは、約２ｍｍから約８ｍｍの間といった、約１ｍｍから約１０ｍｍの間であり得る。一又は複数のアンテナ２２０は、正方形、長方形、楕円形、円形、円筒形、又は別の形状の断面を有し得る。丸い外表面を有する実施形態は、アーク放電を回避し得る。
各アンテナ２２０は、同一の寸法を有し得る。代わりに、一又は複数のアンテナ２２０のうちの幾つかは、一又は複数の他のアンテナ２２０とは異なる寸法を有し得る。例えば、一又は複数のアンテナ２２０のうちの幾つかは、一又は複数の他のアンテナ２２０とは異なる長さＬ１を有し得る。一又は複数のアンテナ２２０の各々は、同一の材料から作られ得る。他の実施形態においては、アンテナ２２０のうちの幾つかは、その他のアンテナ２２０と異なる材料で作られ得る。
アンテナ２２１は、アンテナ２２０と同じ範囲の材料から作られ得る。アンテナ２２０にとって適した寸法の範囲は、アンテナ２２１にとってもまた適したものである。幾つかの実施形態においては、支持体構造２２０及びアンテナ２２１は、同一の材料から作られる。他の実施形態においては、アンテナ２２０及びアンテナ２２１は、異なる材料から作られる。アンテナ２２０とアンテナ２２１の長さＬ１、幅Ｗ１及び厚さは、同じであってもよく、異なっていてもよい。
アンテナ２２０は、１から約４０のアンテナ２２０を含み得る。例えば、アンテナ２２０は、約１０から約２０のアンテナ２２０といった、約４から約４０のアンテナ２２０を含み得る。他の実施形態においては、アンテナ２２０は、４０を上回るアンテナ２２０を含み得る。幾つかの実施形態においては、各アンテナ２２０は、引き続き、支持体構造２３０にほぼ直角であり得る。例えば、支持体構造２３０が真っすぐである実施形態では、各アンテナ２２０は、支持体構造２３０にほぼ平行であり得る。各アンテナ２２０は、他の各アンテナ２２０とほぼ平行であり得る。各アンテナ２２１は、支持体構造２３１及び他の各アンテナ２２１に対して、同様に位置付けられ得る。
アンテナ２２０の各々は、アンテナ２２１の各々とほぼ平行であり得る。幾つかの実施形態においては、アンテナ２２０の少なくとも１つは、アンテナ２２１の少なくとも１つとほぼ平行である。アンテナ２２０の各々は、アンテナ２２１の各々と垂直に位置合わせされ得る。幾つかの実施形態においては、アンテナ２２０の少なくとも１つは、アンテナ２２１の少なくとも１つと垂直に位置合わせされる。
支持体構造２３０及び支持体構造２３１は、真っすぐである。他の実施形態においては、支持体構造２３０及び支持体構造２３１は、真っすぐでなくてもよい。他の例では、支持体構造２３０及び支持体構造２３１は、湾曲したり、ギザギザであったり、又は他の輪郭若しくは形状を有していてもよい。これらの実施形態において、各アンテナ２２０は、引き続き他の各アンテナ２２０とほぼ平行であり得る。これらの実施形態において、各アンテナ２２１は、引き続き他の各アンテナ２２１とほぼ平行であり得る。
各アンテナ２２０は、終端部２２３を有する。各アンテナ２２１は、終端部２２５を有する。支持体構造２３０と終端部２２５との間に、距離Ｃが規定される。支持体構造２３１と終端部２２３との間に、距離Ｃ’が規定される。距離ＣとＣ’の各々は、約１ｍｍから約１０ｍｍの間であり得る。他の実施形態においては、距離ＣとＣ’は、約１ｍｍ未満であってもよく、又は約１０ｍｍを上回ってもよい。幾つかの実施形態においては、距離Ｃと距離Ｃ’とは等しい。他の実施形態では、距離Ｃと距離Ｃ’とは異なる。
アンテナ２２１のうちの１つと隣接するアンテナ２２１のうちの１つとの相対する表面間に、距離Ａが規定される。１つのアンテナ２２０と隣接する１つのアンテナ２２０の接面間に、距離Ａ’が規定される。距離ＡとＡ’は、約６ｍｍを上回り得る。例えば、距離ＡとＡ’は、約１０ｍｍから約１５ｍｍの間といった、約６ｍｍから約２０ｍｍの間であり得る。各隣接するアンテナ２２１、２２０間の距離ＡとＡ’は、同じであっても異なっていてもよい。例えば、一又は複数のアンテナ２２０の第１と第２のアンテナ、第２の第３のアンテナ、及び第３と第４のアンテナの間の距離Ａ’は異なっていてもよい。他の実施形態では、距離Ａ’は同じであってもよい。
アンテナ２２０のうちの１つと隣接するアンテナ２２１のうちの１つとの接面間に、距離Ｂが規定される。距離Ｂは、例えば、約１ｍｍを上回り得る。例えば、距離Ｂは、約４ｍｍから約６ｍｍの間といった、約２ｍｍから約１０ｍｍの間であり得る。既定された距離Ｂは同じであってもよく、各距離Ｂは異なっていてもよく、又は幾つかの距離Ｂは同じであってもよく、いくつかの距離Ｂは異なっていてもよい。距離Ｂを修正することによって、電場強度を容易に制御することが可能になる。
アンテナ２２０、２２１は、フォトレジスト層１５０上方で交互の配置で配向され得る。例えば、第１の電極１５８のアンテナ２２０及び第２の電極１６０のアンテナ２２１は、アンテナ２２０の少なくとも１つが、アンテナ２２１の２つの間に位置付けられるように、位置付けられ得る。加えて、少なくとも１つのアンテナ２２１は、アンテナ２２０の２つの間に位置付けられ得る。幾つかの実施形態においては、アンテナ２２０の１つを除くすべてが、アンテナ２２１の２つの間に位置付けられる。これらの実施形態においては、アンテナ２２１の１つを除くすべてが、アンテナ２２０の２つの間に位置付けられる。幾つかの実施形態においては、アンテナ２２０及びアンテナ２２１は各々、アンテナを１つだけ有していてもよい。
幾つかの実施形態においては、第１の電極１５８は、第１の端子２１０を有しており、第２の電極１６０は、第２の端子２１１を有している。第１の端子２１０は、第１の電極１５８と、電源装置１７０、電源装置１７５又は接地との間の接点であり得る。第２の端子２１１は、第２の電極１６０と、電源装置１７０、電源装置１７５又は接地との間の接点であり得る。第１の端子２１０及び第２の端子２１１は、それぞれ第１の電極１５８及び第２の電極１６０の一端にあるものとして示されている。他の実施形態においては、第１の端子２１０及び第２の端子２１１は、それぞれ第１の電極１５８及び第２の電極１６０の他の位置に位置付けられ得る。第１の端子２１０及び第２の端子２１１は、それぞれ支持体構造２３０及び支持体構造２３１と異なる形状及びサイズを有している。他の実施形態においては、第１の端子２１０及び第２の端子２１１は、概して、それぞれ支持体構造２３０及び支持体構造２３１と同一の形状及びサイズを有し得る。
動作中に、電源装置１７０、電源１７４、又は電源装置１７５などの電源装置から、第１の端子２１０、第２の端子２１１、及び／又は基板支持体アセンブリ１３８に、電圧が供給され得る。供給された電圧によって、一又は複数のアンテナ２２０の各アンテナと、一又は複数のアンテナ２２１の各アンテナとの間に電場が作り出される。電場は、一又は複数のアンテナ２２０の各アンテナと、一又は複数のアンテナ２２１の隣接するアンテナとの間で、最も強力である。アンテナ２２０及び２２１の、交互のかつ位置合わせされた空間的関係によって、基板アセンブリ１３８の第１の表面１３４によって画定される面に平行な方向に電場が作り出される。基板１４０は、潜像線１５５が、電極アセンブリ１１６によって生成された電場の線と平行になるように、第１の表面１３４上に位置付けられる。荷電種２５５は荷電しているため、荷電種２５５は、電場によって影響される。フォトレジスト層１５０内で光酸発生剤によって生成された荷電種２５５は、電場によって、電場の方向に駆動される。潜像線１５５と平行な方向に荷電種２５５を駆動することによって、ラインラフネスが低減され得る。均一な方向への移動は、両矢印２７０によって表される。対照的に、第１の端子２１０又は第２の端子２１１に対して電圧が印加されていない場合、任意の特定の方向に荷電種２５５を駆動する電場は作り出されない。結果として、矢印２７０’で示すように、荷電種２５５はランダムに移動し得る。
図３は、基板１４０を処理する代表的な方法のフロー図である。基板１４０を処理するための方法は、複数の段階を有する。各段階は、（文脈からその可能性が除外されている場合を除いて）任意の順序で又は同時に実施され得、方法は、（文脈からその可能性が除外されている場合を除いて）いかなる既定の段階よりも前に、又は既定の段階のうちの２つの段階の間に、又は既定の全段階の後に実施される、一又は複数の他の段階を含むことができる。全ての実施形態が、必ずしも全ての段階を含んでいるわけではない。
概して、方法は、段階３１０を含む。段階３１０は、光酸発生剤を含むフォトレジストを基板１４０に塗布することを含む。方法はまた、段階３２０を含み得る。段階３２０は、露光前ベークで基板１４０を加熱することを含む。概して、方法はまた、段階３３０を含む。段階３３０は、基板１４０を電磁放射に露光することを含む。方法は、段階３４０を更に含み得る。段階３４０は、露光後ベークで基板１４０を加熱することを含む。方法はまた、段階３５０と段階３６０とを含み得る。段階３５０及び段階３６０は、それぞれ、基板１４０を現像することと、基板１４０を後処理することとを含む。
概して、方法はまた、段階３０１を含む。段階３０１は、加熱中に潜像線１５５の方向と平行な方向に、光酸発生剤により生成された荷電種２５５を駆動するために、電場及び／又は磁場を基板１４０に印加することを含む。段階３０１は、段階３４０中に生じると本明細書中には記載されている。しかしながら、段階３０１は、他の段階の何れか又は何れかの組み合わせ中に生じ得る。
段階３１０において、フォトレジストは、フォトレジスト層１５０を形成するために基板１４０に塗布される。フォトレジスト層１５０は、例えば、スピンコーティング装置内側のスピンコーティングによって、塗布され得る。基板１４０は、スピンコーターの回転可能なチャックに導入され位置付けられ得る。この後に、フォトレジストを含む溶液が基板１４０に塗布され、基板１４０は、迅速にスピンし得るので、結果として、均一なフォトレジスト層１５０がもたらされる。
幾つかの実施形態においては、スピンコーターは、処理システム４００といった、処理システムの一部であり得る。スピンコーターが処理システム４００の一部である実施形態においては、スピンコーターは、コーティングチャンバ４２０内にあり得る。こうした実施形態においては、基板１４０は、負荷ポート４１０を経由して処理システム４００内に搬入され得、その後、移送チャンバ４０５を経由してコーティングチャンバ４２０へ移送され得る。
スピンコーターは、一又は複数の電源に連結された電極アセンブリ１１６を含み得る。例えば、コーティングチャンバ４２０は、一又は複数の電源に連結された電極アセンブリ１１６を含み得る。基板１４０は、電極アセンブリ１１６が、基板１４０の横寸法に平行な電場を生成し得るように、電極アセンブリ１１６に対して位置付けられ得る。幾つかの実施形態においては、スピンコーターの電極アセンブリ１１６はまた、アクチュエータ１９０に連結され得る。スピンコーターはまた、磁石１９６を含み得る。磁石１９６は、電極アセンブリ１１６によって生成された電場線の方向と直角又は平行な方向に磁場を生成するように構成され得る。
フォトレジストは、溶媒、フォトレジスト樹脂、及び光酸発生剤を含み得る。フォトレジスト樹脂は、任意のポジ型のフォトレジスト樹脂、又は任意のネガ型のフォトレジスト樹脂であり得る。代表的なフォトレジスト樹脂には、アクリレート、ノボラック樹脂、ポリメタクリル酸メチル、及びポリオレフィンスルホンが含まれる。他のフォトレジスト樹脂もまた、使用され得る。
電磁放射への露光前に、光酸発生剤は、酸性カチオン及びアニオンといった荷電種２５５を生成する。光酸発生剤は、分極種もまた生成し得る。光酸発生剤は、樹脂に、電磁放射に対する感光性を与える。代表的な光酸発生剤には、例えば、スルホン酸塩類、スルホン酸エステル、及びスルホニルオキシケトンといった、スルホン酸化合物が含まれる。他の適した光酸発生剤には、アリールジアゾニウム塩、ハロニウム塩、芳香族スルホニウム塩、及びスルホキソニウム塩といったオニウム塩、又はセレニウム塩が含まれる。他の代表的な光酸発生剤には、ニトロベンジルエステル、ｓ−トリアジン誘導体、イオン性スルホン酸ヨードニウム（ｉｏｎｉｃ ｉｏｄｏｎｉｕｍ ｓｕｌｆｏｎａｔｅｓ）、パーフルオロアルカンスルホン酸、アリールトリフラート、並びにこれらの誘導体及び類似体、ピロガロール誘導体、並びにアルキルジスルホンが含まれる。他の光酸発生剤もまた、使用され得る。
オプションの段階３２０で、基板１４０が露光前ベークで加熱される。露光前ベーク中に、フォトレジスト用溶媒を部分的に蒸発させるため、基板が加熱される。段階３２０の露光前ベーク及び段階３１０のフォトレジスト塗布は、同一のチャンバで起こり得る。例えば、両段階がスピンコーターの中で起こり得る。１つの実施形態では、両段階がコーティングチャンバ４２０の中で起こり得る。代替的には、基板１４０は、異なる処理チャンバに移送され得る。例えば、処理システム４００を使用する実施形態では、基板１４０はコーティングチャンバ４２０から、移送チャンバ４０５を経由して処理チャンバ１００へと移送され得る。
上述のように、処理チャンバ１００は、電極アセンブリ１１６を含む。基板１４０は、電極アセンブリ１１６が、基板１４０の横寸法に平行な電場を生成し得るように、電極アセンブリ１１６に対して処理チャンバ１００に位置付けられ得る。幾つかの実施形態においては、処理チャンバ１００の電極アセンブリ１１６はまた、アクチュエータ１９０に連結され得る。処理チャンバ１００はまた、磁石１９６を含み得る。磁石１９６は、電極アセンブリ１１６によって生成された電場線の方向と直角又は平行な方向に磁場を生成するように構成され得る。
段階３３０で、基板１４０及びフォトレジスト層１５０の一部は、電磁放射に露光される。段階３３０は、露光チャンバで実行され得る。１つの実施形態では、段階３２０完了後に、基板１４０は、露光チャンバに移送される。処理システム４００を使用する実施形態においては、基板１４０は、処理チャンバ１００から、移送チャンバ４０５を経由して露光チャンバ４３０へと移送され得る。露光チャンバはまた、一又は複数の電源及び／又はアクチュエータ１９０に連結された電極アセンブリ１１６並びに磁石１９６を含み得る。基板１４０は、コーティングチャンバ４２０に関連して記載されるように、電極アセンブリ１１６及び磁石１９６に対して露光チャンバ６４０に位置付けられ得る。
段階３３０では、フォトレジスト層１５０の一部は、選択的に露光され、フォトレジスト層１５０の一部は、選択的に露光されない。電磁放射に露光されたフォトレジスト層１５０の一部は、電磁放射に露光されないフォトレジスト層１５０の一部とは、異なる化学的特性を有し得る。光酸発生剤によって生成された酸は、結果的にレジスト樹脂中の潜在的な酸の画像になる。幾つかの実施形態においては、フォトマスク又はレチクルは、フォトレジスト層１５０の間に配置され得、フォトレジスト層１５０は、マスク又はレチクルを通して電磁放射に露光され得る。マスク又はレチクルは、フォトレジスト層１５０に対して線を含むパターンを転写するように構成され得る。他の実施形態においては、線を含むパターンが、マスクレスリソグラフィ技法を用いてフォトレジスト層１５０に転写され得る。転写された潜像線１５５は、任意の所望の長さ、幅及び潜像線１５５間の間隔を有し得る。例えば、幾つかの実施形態においては、ラインの幅とラインの間隔は、約１０ｎｍと約１６ｎｍの間であり得る。他の実施形態においては、ラインの幅と間隔は、約１０ｎｍ未満であっても良く、約１６ｎｍより大きくてもよい。幾つかの実施形態においては、潜像線１５５の長さは、当該潜像線１５５の幅の約１５０％の大きさであり得る。他の実施形態においては、潜像線１５５の長さは、例えば、当該潜像線１５５の幅の約１０００％よりも大きいというように、当該潜像線１５５の幅の約２００％よりも大きくてよい。
電磁放射は概して、フォトレジスト層１５０を露光させるのに適した波長を有している。例えば、電磁放射は、約１０ｎｍと約１２４ｎｍの間といった、超紫外線（ＥＵＶ）の範囲の波長を有し得る。他の実施形態においては、電磁放射は、フッ化アルゴンレーザによって生成され得る。こうした実施形態においては、電磁放射は、約１９３ｎｍの波長を有し得る。幾つかの実施形態においては、波長は２４８ｎｍであり得る。他の実施形態においては、異なる波長が使用され得る。幾つかの実施形態においては、電磁放射は、電子ビーム又はイオンビームからである。
段階３４０では、基板１４０は、露光後ベークプロセスで加熱される。１つの実施形態では、段階３３０完了後に、基板１４０は、処理チャンバに移送される。幾つかの実施形態において、処理チャンバは、処理チャンバ１００であり得る。処理システム４００を使用する実施形態においては、基板１４０は、露光チャンバ４３０から、移送チャンバ４１５を経由して処理チャンバ１００へと移送され得る。基板１４０は、基板支持体アセンブリ１３８の第１の表面１３４上に配置され得る。基板１４０を加熱するため、電源１７４は、埋め込み式ヒータ１３２に電力を供給し得る。埋め込み式ヒータ１３２は、基板１４０及びフォトレジスト層１５０を迅速に加熱し得る。例えば、埋め込み式ヒータ１３２は、フォトレジスト層１５０の温度を、外気温から、例えば約９０℃と約１４０℃の間といった、約７０℃と約１６０℃の間の温度まで、約２秒未満で上昇させ得る。基板１４０及びフォトレジスト層１５０の温度は、段階３４０中に、約９０℃から１４０℃の間といった、約７０℃から約１６０℃の間に維持され得る。他の実施形態においては、基板１４０は、抵抗ヒータ、加熱ランプ、レーザ又は他の熱源によって加熱され得る。更に他の実施形態においては、基板１４０は、埋め込み式ヒータ１３２、抵抗ヒータ、加熱ランプ、レーザ、及び他の熱源のうちの複数によって加熱され得る。幾つかの実施形態においては、電源装置１７０及び電源装置１７５はまた、基板１４０を加熱し得る。
加熱ランプ、レーザ、又は他の熱源はまた、アンテナ２２０及びアンテナ２２１を加熱しうる。例えば、加熱ランプ、レーザ、又は他の熱源は、段階３４０中に、約９０℃から約１４０℃の間といった、約７０℃から約１６０℃の間まで、アンテナ２２０及びアンテナ２２１を加熱し得る。幾つかの実施形態においては、アンテナ２２０及びアンテナ２２１の温度は、基板支持体アセンブリ１３８の温度とほぼ一致するように制御される。基板支持体アセンブリ１３８の温度をアンテナ２２０及びアンテナ２２１の温度に一致させることにより、段階３４０中に、フォトレジスト層１５０の温度のより均一な制御が可能になる。露光後ベークの間、フォトレジスト層１５０内の光酸発生剤は、フォトレジスト層１５０の露光された部分の化学的特性を変化させ続け得る。
オプションで段階３４０の間、処理チャンバ１００の圧力は、真空源によって低下し得る。処理空間１１２は、例えば、ポンピングポート１１４を通して処理空間１１２に連結された真空ポンプによって、低減され得る。幾つかの実施形態においては、処理チャンバ１００の圧力は、少なくとも１０−５Ｔｏｒｒにまで低下し得る。例えば、圧力は、約１０−６Ｔｏｒｒから約１０−８Ｔｏｒｒの間まで低下し得る。圧力の低下により、処理中にアーク放電が低減又は除去され得る。幾つかの実施形態においては、処理チャンバ１００の圧力は、低下しない。圧力を低下させないことにより、熱源からの熱が、基板１４０により容易に移送され得る。幾つかの実施形態においては、処理空間１１２の圧力は、大気圧から１０−５Ｔｏｒｒの間の圧力まで低下する。
段階３４０中に、潜像線１５５の方向に光酸発生剤により形成された荷電種２５５を駆動するために、場がフォトレジスト層１５０に印加される。場は、電場であってもよく、又は電場及び磁場の両方であってもよい。電場は、例えば、電極アセンブリ１１６によって、フォトレジスト層１５０に印加され得る。幾つかの実施形態では、電極アセンブリ１１６及びフォトレジスト層１５０は、電極アセンブリ１１６が電場を生成する間、互いに対して静止したままである。他の実施形態では、電極アセンブリ１１６及びフォトレジスト層１５０は、電極アセンブリ１１６が電場を生成する間、互いに対して移動する。相対運動により、例えば、電場が基板１４０の表面をスキャンすることができるようになる。以下で検討されるように、電場で基板１４０の表面をスキャンすることにより、より高いスループット、及び基板１４０に対する電場印加のより精密な制御が可能になり得る。またスキャンすることにより、基板１４０へのより均一な電場の印加が可能になり、これにより均一なラインエッジラフネスの低減が可能になる。
幾つかの実施形態においては、基板１４０と電極アセンブリ１１６との距離は、調節されてもよい。例えば、図１に示された実施形態では、距離ｄは、アクチュエータ１９０により、又は基板支持体アセンブリ１３８に連結されたリフトシステムよりのどちらかで調節され得る。アクチュエータ１９０は、電極アセンブリ１１６を基板１４０に向かって移動させ得る。追加的に又は代替的に、基板支持体アセンブリ１３８に連結されたリフトシステムは、基板１４０を電極アセンブリ１１６に向かって移動させ得る。幾つかの実施形態においては、距離ｄは、約０．１ｍｍから約１００ｍｍの間である。例えば、距離ｄは、約８ｍｍから約１４ｍｍの間であり得る。他の実施形態では、距離ｄは、約０．１ｍｍを下回る、又は約１００ｍｍを上回る。距離ｄを調節することによって、荷電種２５５に印加された電場の強度を調節することが可能になる。距離ｄが短くなれば、より強力な電場が荷電種２５５に印加される。
電極アセンブリ１１６及びフォトレジスト層１５０が互いに対して静止状態を維持する実施形態では、電極アセンブリ１１６は、フォトレジスト層１５０の横寸法より大きいかほぼ同じ横寸法を有し得る。他の実施形態では、電極アセンブリ１１６の横寸法は、フォトレジスト層１５０の横寸法より小さくてもよい。電極アセンブリ１１６の横寸法がフォトレジスト層１５０の横寸法より小さい１つの実施形態では、電極アセンブリ１１６は、フォトレジスト層１５０の特定の領域にわたり位置付けられ得る。例えば、フォトレジスト層１５０の特定の領域は、段階３３０中に潜像線１５５の少なくとも幾つかが移送される所であり得る。
電極アセンブリ１１６は、潜像線１５５の長さに沿った方向に電場を生成し得る。要するに、電極アセンブリ１１６は、潜像線１５５に平行な電場を生成し得る。生成された電場は、約０．５ＭＶ／ｍから約１０ＭＶ／ｍの間といった、約０．１ＭＶ／ｍから約１００ＭＶ／ｍの間の場強度を有し得る。電場は、例えば、電源装置１７０、電源装置１７５、及び／又は電源装置１７４によって、生成され得る。一又は複数の電源装置によって供給された電力は、図１に関して先ほど記載された特性を有し得る。先述の電力条件により、潜像線１５５に直角な拡散を約５ｎｍ未満に限定しつつ、荷電種２５５が約１０ｎｍから約５０ｎｍの間のような潜像線１５５の方向に拡散することが可能になり得る。幾つかの実施形態においては、直角の拡散が約５ｎｍであるのに対して、潜像線１５５の方向への拡散は、約１０ｎｍを下回り又は約５０ｎｍを上回り得る。幾つかの実施形態においては、パルスＤＣ電力条件により、電場は、極性の切り替え前に、約１０ｎｍから約５０ｎｍの間で荷電種２５５を移動させるほど十分に長く荷電種２５５に作用することが可能になる。他の実施形態では、荷電種は、極性切り替え前に、約１０ｎｍを下回り又は約５０ｎｍを上回り移動し得る。幾つかの実施形態においては、電力条件により、約５：１を上回る潜像線１５５の方向にほぼ直角な方向の荷電種２５５の拡散に対する潜像線１５５の方向にほぼ沿って、荷電種２５５の拡散比率が提供される。例えば、比率は、約２０：１を上回るなど、約１０：１を上回ってもよい。幾つかの実施形態では、比率は、約５：１から約２０：１の間である。他の実施形態では、比率は、約１０：１から約２０：１の間である。
電源装置１７０、電源装置１７４、及び／又は電源装置１７５は、暫くの間、第１の端子２１０及び／又は第２の端子２１１に電圧を印加し続け得る。例えば、電源装置は、約６０秒など、約４５秒から約９０秒の間といった、約３０秒から約１８０秒の間、電圧を供給し続け得る。他の実施形態では、電圧は、３０秒未満又は１８０秒を上回る間、印加され得る。電圧が印加される時間の長さは、フォトレジスト層１５０の寸法、電極アセンブリ１１６、フォトレジスト層１５０に包含される光酸発生剤の量、電場強度、及び他の変数次第で決まり得る。第１の端子２１０、第２の端子２１１、又は基板支持体アセンブリ１３８が電力供給されない場合、それぞれの構成要素は、接地に接続され得る。
フォトレジスト層１５０に印加された電場の強度は、幾つかの変数を変えることにより修正することができる。例えば、電場強度は、第１の端子２１０及び／又は第２の端子２１１に印加された電圧の量により修正することができる。幾つかの実施形態においては、電場強度はまた、電極アセンブリ１１６とフォトレジスト層１５０との間の距離ｄを変えることによって制御され得る。電場強度はまた、電極アセンブリ１１６の寸法によって修正され得る。例えば、寸法Ａ、Ｂ、及びＣは、フォトレジスト層１５０で電場の強度に影響を与え得る。
電極アセンブリ１１６及びフォトレジスト層１５０が互いに対して移動する実施形態においては、電極アセンブリ１１６及びフォトレジスト層１５０は、同一の横寸法、ほぼ類似の横寸法、又は異なる横寸法を有し得る。１つの実施形態では、ｘ寸法といった横寸法の１つは、フォトレジスト層１５０及び／又は基板１４０のｘ寸法と少なくともほぼ同じサイズである。そのような実施形態では、電極アセンブリ１１６は、ｙ寸法のフォトレジスト層及び／又は基板１４０より小さな、ｙ寸法といった別の横寸法のサイズを有し得る。そのような実施形態では、電極アセンブリ１１６とフォトレジスト層１５０との間の相対運動は、電極アセンブリ１１６のｘ寸法がフォトレジスト層１５０のｙ寸法に沿って相対的に移動するようなものであり得る。相対運動は、フォトレジスト層１５０の表面の全体又は一部の上方をスキャンする電極アセンブリ１１６を生じさせ得る。スキャンすることによって、より高いスループット、及びフォトレジスト層１５０への電場印加のより精密な制御が可能になり得る。例えば、幾つかの実施形態においては、フォトレジスト層１５０に移送されるパターンは、第１の場所において第１の組の潜像線１５５、及び第２の場所において第２の組の潜像線１５５を含み得る。第１の組の潜像線１５５及び第２の組の潜像線１５５は、異なる方向に配向され得る。スキャンすることによって、電場は、第１の組の潜像線１５５に平行になるように、電極アセンブリ１１６によって、第１の組の潜像線１５５に印加することが可能になる。その後、アクチュエータ１９０は、電極アセンブリ１１６を第２の場所に移動させ、電極アセンブリによって生成された電場が第２の組の潜像線１５５に平行になるように、電極アセンブリ１１６を配向し得る。
電極アセンブリ１１６がフォトレジスト層１５０より小さい別の実施形態においては、電極アセンブリ１１６の両横寸法が、フォトレジスト層１５０の横寸法より小さい。これらの実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、フォトレジスト層１５０の表面の全体又は一部をスキャンし得る。電極アセンブリ１１６の両横寸法がフォトレジスト層１５０の横寸法より小さい幾つかの実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、基板１４０上のダイの横寸法にほぼ類似するようにサイズ決定された横寸法を有し得る。これらの実施形態では、電極アセンブリ１１６は、順次、基板１４０上の各ダイに又はダイの幾つかのみに電場を印加し得る。
１つの実施形態では、アクチュエータ１９０は、フォトレジスト層１５０と電極アセンブリ１１６との間に相対運動を提供し得る。他の実施形態では、基板支持体アセンブリ１３８は、フォトレジスト層１５０と電極アセンブリ１１６との間に相対運動を提供するように構成され得る。更に他の実施形態では、アクチュエータ１９０及び可動式基板支持体アセンブリ１３８の両方が、相対運動を実施し得る。他の実施形態では、基板１４０は、コンベヤシステム上に位置付けられ得、コンベヤシステムは、一又は複数の電極アセンブリ１１６に対して基板１４０を移動させ得る。電極アセンブリ１１６とフォトレジスト層１５０との間の相対運動は、約５００ｍｍ／ｓｅｃなど、約１０ｍｍ／ｓｅｃから約１００ｍｍ／ｓｅｃの間といった、約１ｍｍ／ｓｅｃから約１０００ｍｍ／ｓｅｃの間の速度を有し得る。相対運動の速度は、フォトレジスト層１５０が、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを所望のレベルまで低減するのに十分長い時間、確実に電場に露光されるように調節され得る。速度は、光酸発生剤の濃度及び固有性、並びにフォトレジスト樹脂の組成物を含む、幾つかの変数によって決定され得る。
電極アセンブリ１１６とフォトレジスト層１５０との間の相対運動を含むいくつかの実施形態においては、距離ｄ（ｚ方向）は、経時的に変化する。スキャン中にｄが変わると、電場強度も変わり、したがって、フォトレジスト層１５０の特性が調節される。本明細書に記載の相対運動を含む他の実施形態においては、基板支持体アセンブリ１３８は、電極アセンブリ１１６に対して回転する。例えば、基板支持体アセンブリ１３８は、ｚ軸の周囲を回転し得る。基板支持体アセンブリ１３８は、連続的に若しくは恒常的に回転するように構成され得、又は、段階的に回転するように構成され得る。例えば、基板支持体アセンブリ１３８は、９０°、１８０°、又は２７０°といった既定の量で回転し得、既定の量の時間だけ停止し得る。他の実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、基板支持体アセンブリ１３８に対して回転する。電極アセンブリ１１６は、基板支持体アセンブリ１３８と同じように回転し得る。
相対運動を含む実施形態において、電場はまた、電源装置１７０、電源装置１７４、及び電源装置１７５の何れか又はすべてによって生成され得る。印加電圧及び電力の特性は、相対運動を含む実施形態において、相対運動を含まない実施形態と同じであり得る。スキャニングの実施形態では、電力は、約９０秒など、約４５秒から約１８０秒の間といった、約３０秒から約３６０秒の間、印加され得る。電圧が印加される時間の長さは、フォトレジスト層１５０の寸法、電極アセンブリ１１６、フォトレジスト層１５０に包含される光酸発生剤の量、電場強度、相対運動の速度、及び他の変数次第で決まり得る。基板１４０と電極アセンブリ１１６との間の相対運動を含む実施形態では、電場が印加される間のみ、電場が印加されない間のみ、又は電場が印加される間と電場が印加されない間の両方で、相対運動が発生し得る。例えば、相対運動が基板支持体アセンブリ１３８の回転によって引き起こされる実施形態では、電場は回転中に印加され得、電場は回転中に印加され得ず、又は電場は基板支持体アセンブリ１３８が回転している間及び回転していない間の両方で印加され得る。
幾つかの実施形態においては、潜像線１５５の方向に荷電種２５５を駆動するために、磁場が生成される。磁石１９６などの磁石は、潜像線１５５に直角又は平行な方向に磁場を印加し得、その結果、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスが低減した線を生じさせる。磁石１９６は、例えば、永久磁石又は電磁石であり得る。他の実施形態においては、磁石１９６は、処理チャンバ１００の中のどこか他の場所、又は処理チャンバ１００の外部に位置付けられ得る。フォトレジスト層１５０における磁場強度は、約１テスラ（Ｔ）から約５Ｔの間といった、約０．１Ｔから約１０Ｔの間であり得る。磁場を含む実施形態では、磁石１９６は、フォトレジスト層１５０及び基板１４０に対して静止状態を維持しても移動してもよい。
幾つかの実施形態においては、電極アセンブリ１１６は、電場を生成し、磁石１９６は、磁場を生成する。電場は、潜像線１５５の方向に形成され得、磁場は、潜像線１５５に直角な方向に形成され得る。磁場と電場を含む実施形態においては、磁場は、電場に直角であり得る。
オプションの段階３５０では、フォトレジストが現像される。１つの実施形態では、段階３４０完了後に、基板１４０は、現像チャンバに移送される。処理システム４００を使用する実施形態においては、基板１４０は、処理チャンバ１００から、移送チャンバ４０５を経由して現像チャンバ４４０へと移送され得る。現像チャンバ４４０はまた、一又は複数の電源及び／又はアクチュエータ１９０に連結された電極アセンブリ１１６並びに磁石１９６を含み得る。コーティングチャンバ４２０に関連して記載されるように、基板１４０は、電極アセンブリ１１６及び磁石１９６に対して、現像チャンバ４４０の中に位置付けられ得る。
段階３５０において、フォトレジスト層１５０は、例えば、フォトレジスト層１５０を水酸化ナトリウム溶液、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶液、キシレン、又はストダード溶剤といった現像液に曝すことによって、現像され得る。基板１４０は、例えば、水又は酢酸ｎ−ブチルによってリンスされ得る。段階３５０によって、潜像線１５５は、もはや潜在的でなくてよい。基板１４０上の線１５５は、従来の技法に比べると、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスがより少なくなるだろう。
オプションの段階３６０では、追加の後処理ステップが実行され得る。追加の後処理ステップは、例えば、後処理チャンバの中で実行され得る。処理システム４００を使用する実施形態においては、基板１４０は、後処理のため、現像チャンバ４４０から、移送チャンバ４０５を経由して後処理チャンバ４５０へと移送され得る。例えば、リンスの後、基板１４０はハードベークされ検査され得る。検査の後、基板１４０にはエッチングプロセスが実施され得る。パターンを層１４５に転写するために、エッチングプロセスでは、線１５５といった、フォトレジスト層１５０の特徴が使用される。
上記の実施形態は、以下を含む多数の利点を有している。例えば、本明細書で開示された実施形態は、ラインエッジラフネス／ライン幅ラフネスを低減又は除去し得る。加えて、本明細書で開示された実施形態は、新たな製造処理フローを可能にし得る。上記の利点は、例示的であり、限定的ではない。全ての実施形態が、全ての利点を有する必要はない。
以上の説明は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の基本的な範囲を逸脱することなく本開示の他の及び更なる実施形態を考案することができ、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって定められる。

Claims (12)

  1. 基板をフォトリソグラフィ処理するための装置であって、
    表面で基板を支持する基板支持体と、
    前記基板支持体の表面に配置された基板を加熱するように構成された熱源と、
    前記基板支持体の表面の反対側に配置された電極アセンブリであって、
    第１の電極及び第２の電極を備え、
    前記第１の電極が一又は複数のアンテナを備え、
    前記第２の電極が一又は複数のアンテナを備え、
    前記第１の電極の少なくとも１つのアンテナ及び前記第２の電極の少なくとも１つのアンテナが交互配置され、
    前記基板支持体の表面にほぼ平行な方向に電場を生成するように構成された電極アセンブリと、
    前記電場にほぼ垂直かつ前記基板支持体の前記表面に平行な方向に磁場を生成するように構成された磁場源と
    を備え、
    さらに、
    フォトリソグラフィ処理中に基板内に発生する酸の拡散を、前記電極アセンブリによる電場及び／または前記磁場源による磁場によって制御する酸拡散制御手段を備える装置。
  2. 前記第１の電極の前記一又は複数のアンテナが、第１の支持体構造から突出しており、前記第１の電極の各アンテナが、前記第１の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第２の電極の前記一又は複数のアンテナが、第２の支持体構造から突出しており、前記第２の電極の各アンテナが、前記第２の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第１の電極の各アンテナが、前記第２の電極の各アンテナにほぼ平行である、請求項１に記載の装置。
  3. 前記第１の電極の隣接する各アンテナ間の距離がほぼ同一であり、前記第２の電極の隣接する各アンテナ間の距離がほぼ同一であり、前記第１の電極の隣接する各アンテナと前記第２の電極の隣接する各アンテナとの間の距離がほぼ同一である、請求項２に記載の装置。
  4. 前記第１の電極及び前記第２の電極の各々が、約４から約４０の間のアンテナを有している、請求項３に記載の装置。
  5. 前記基板支持体の上に配置された基板と前記電極アセンブリとの間に相対運動を提供するように構成されている、請求項４に記載の装置。
  6. 前記基板支持体と電極アセンブリが、真空チャンバの中に配置されている、請求項４に記載の装置。
  7. 前記磁場源が、前記基板支持体の前記表面の上方に約０．１Ｔから約１０Ｔの間の磁場強度を提供する、請求項１に記載の装置。
  8. 前記第１の電極の前記一又は複数のアンテナが、第１の支持体構造から突出しており、前記第１の電極の各アンテナが、前記第１の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第２の電極の前記一又は複数のアンテナが、第２の支持体構造から突出しており、前記第２の電極の各アンテナが、前記第２の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第１の電極の各アンテナが、前記第２の電極の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第１の電極の隣接する各アンテナ間の距離が、ほぼ同一であり、前記第２の電極の隣接する各アンテナ間の距離が、ほぼ同一であり、前記第１の電極の隣接する各アンテナと前記第２の電極の隣接する各アンテナとの間の距離が、ほぼ同一であり、
    前記第１の電極及び前記第２の電極の各々が、約４から約４０の間のアンテナを有しており、
    前記基板支持体の上に配置された基板と前記電極アセンブリとの間に相対運動を提供するように構成されている、請求項１に記載の装置。
  9. 基板をフォトリソグラフィ処理するための装置であって、
    表面で基板を支持する基板支持体と、
    前記基板支持体の表面に配置された基板を加熱するように構成された熱源と、
    前記基板支持体の表面の反対側に配置された電極アセンブリであって、
    第１の電極及び第２の電極を備え、
    前記第１の電極が約４〜約４０のアンテナを備え、前記第１の電極の少なくとも１つのアンテナが、第１の支持体構造から突出しており、前記第１の電極の各アンテナが、前記第１の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第２の電極が約４〜約４０のアンテナを備え、前記第２の電極の少なくとも１つのアンテナが、第２の支持体構造から突出しており、前記第２の電極の各アンテナが、前記第２の電極の他の各アンテナにほぼ平行であり、前記第１の電極の各アンテナが、前記第２の電極の各アンテナにほぼ平行であり、
    前記第１の電極の少なくとも１つのアンテナ及び前記第２の電極の少なくとも１つのアンテナが交互配置され、
    電極アセンブリが、前記基板支持体の前記表面にほぼ平行な方向に電場を生成するように構成されており、
    前記第１の電極の隣接する各アンテナ間の距離がほぼ同一であり、前記第２の電極の隣接する各アンテナ間の距離がほぼ同一であり、前記第１の電極の隣接する各アンテナと前記第２の電極の隣接する各アンテナとの間の距離がほぼ同一である、電極アセンブリと、
    前記電場にほぼ垂直かつ前記基板支持体の前記表面に平行な方向に磁場を生成するように構成された磁場源と
    を備え、
    さらに、
    フォトリソグラフィ処理中に基板内に発生する酸の拡散を、前記電極アセンブリによる電場及び／または前記磁場源による磁場によって制御する酸拡散制御手段を備える装置。
  10. 前記基板支持体の上に配置された基板と前記電極アセンブリとの間に相対運動を提供するように構成されている、請求項９に記載の装置。
  11. 前記基板支持体と電極アセンブリが、真空チャンバの中に配置されている、請求項９に記載の装置。
  12. 前記磁場源が、前記基板支持体の前記表面の上方に約０．１Ｔから約１０Ｔの間の磁場強度を提供する、請求項９に記載の装置。
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