KR100560181B1 - 웨이퍼 표면상의 물질에 대한 환경 교환 제어 - Google Patents

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Abstract

웨이퍼 표면상의 폴리머에 대한 환경 교환 제어를 위한 시스템들 및 방법들이 설명된다. 환경에 위치되는 웨이퍼 표면상의 폴리머와 상기 환경 사이의 교환을 제어하는 장치는, 상기 웨이퍼를 지지하고, 상기 환경을 정의하며, 그리고 상기 환경과 인접하는 관계로 상기 폴리머를 유지하는 챔버와; 그리고 상기 챔버에 결합된 히터를 포함함한다. 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법은, 웨이퍼 표면 상에 스핀온 물질을 형성하는 단계와; 환경에 상기 스핀온 물질을 위치시킴으로써, 상기 환경이 상기 스핀온 물질에 인접해지도록 하는 단계와; 그리고 상기 스핀온 물질과 환경 사이의 교환을 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명의 시스템 및 방법들은, 환경의 온도와 환경의 종의 부분 압력(예를 들어, 상대 습도)을 신중하게 제어함으로써 부적절한 디프로텍션이 완화되기 때문에 장점들을 제공한다.

Description

웨이퍼 표면상의 물질에 대한 환경 교환 제어{ENVIRONMENT EXCHANGE CONTROL FOR MATRIAL ON A WAFER SURFACE}
본 발명은 일반적으로 마이크로 전자 제조에 관한 것이다. 좀 더 구체적으로, 본 발명은 포토레지스트 마스크들과 저 유전 상수 물질들과 같은 폴리머 마이크로 전자 구조들의 제조에 관한 것이다.
진보된 반도체들의 제조는 서브 미크론 레벨로 회로 피처(feature)들을 제조할 것을 요구한다. 이러한 특징부들을 정의하기 위해서는 상당히 민감한 포토레지스트가 필요하다. 이러한 민감한 포토레지스트의 최대 성능을 얻는 데에 있어서 당면하는 문제는 포토리소그래피 분야의 업자들에게 알려져 있다.
248nm의 노광 파장을 이용하여 0.10 내지 0.25㎛의 피처를 생성하기 위해서는, "아세탈(ACETAL)" 화학물질에 기초하는 차세대 원자외선(deep ultra-violet: DUV)으로 화학적으로 증폭된 포토레지스트의 부류가 필요하다. ACETAL에 기초하는 포토레지스트들이 갖는 제 1 문제는 이들이 리소그래피 공정 동안 화학적인 환경에 매우 민감하다는 것이다. 이 문제는, 후노광 베이크(post exposure bake)(PEB) 공정 동안 일어나는 화학적인 "디프로텍션(deprotection)" 반응이 이전 노광 단계 동안 생성된 포타시드(photacid)와 함께 수분의 존재를 요구한다는 사실 때문이다. 만일 이전의 후 애플리케이션 베이크(post application bake) 공정 조건들 및 스텝퍼 환경이 신중하게 최적화되지 않고, 필름의 수분 함유량이 특정값 아래로 떨어진다면, 이러한 포토레지스트들의 궁극적인 리소그래피적인 성능은 상당히 저하될 것이다. 디프로텍션은 공정 순서에 있어서 정확한 시간에 이루어져야 하기 때문에, 공정 순서에 있어서 어떠한 소정 시간에서의 수분 함유량이 중요하다. 이러한 수분 감도에 대한 해결책이 필요하다.
ACETAL 기반 화학 물질들이 갖는 제 2 문제는 약한 H-O 물리적 결합으로 인해 ACETAL 기반 레지스트의 디블럭킹(deblocking) 반응 속도가 T-BOC 레지스트들과 같은 덜 민감한 DUV 화학 물질 보다 훨씬 더 빠르다는 것이다. 이것이 상기 디블럭킹 반응이 상온에서 시작되는 이유이며, 이에 따라 노광 단계 동안 노광툴들(스탭 앤 스캐너)의 투사 광학기(projection optics)를 오염시킨다. 이러한 온도 감도에 대한 해결책이 또한 필요하다.
지금까지는, 상기 설명한 수분 및 온도 감도를 제거하기 위한 요건들을 완전히 만족시키지 못했다. 따라서, 이러한 모든 요건들을 동시에 만족시킬 수 있는 해결책이 필요하다.
본 발명의 주목적은, 노광 단계 이전 및/또는 이후 포토레지스트가 열처리되는 환경을 제어함으로써, 고성능 DUV 포토레지스트의 임계 치수(CD) 허용 오차를 개선하는 것이다. 본 발명의 다른 주 목적은 금속 상호연결부들의 신호 전송 속도를 증가시키는 데에 이용되는 (예를 들어, 낮은 유전 상수, 낮은 k의 액상 폴리머들과 같은) 물질들의 기계적 및 물리적인 특성들을 개선하는 것이다.
본 발명의 제 1 양상은 폴리머의 특성을 개선하는 방법을 제공하는 바, 이 방법은 웨이퍼 표면 상에 폴리머를 형성하는 단계와, 상기 웨이퍼를 환경에 위치시킴으로써 상기 환경이 상기 폴리머에 인접해지도록 하는 단계와, 상기 폴리머와 상기 환경 사이의 교환을 제어하는 단계를 포함한다. 본 발명의 제 2 양상은 환경 내에 위치된 웨이퍼 표면상의 폴리머와 환경 사이의 교환을 제어하는 장치를 제공하는 바, 이 장치는 상기 웨이퍼를 지지하고, 상기 환경을 정의하며, 그리고 상기 환경과 인접한 관계로 상기 폴리머를 유지하는 챔버와, 그리고 상기 챔버에 연결된 히터를 포함한다. 본 발명의 제 3 양상은 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법을 제공하는 바, 이 방법은 웨이퍼의 표면 상에 상기 스핀온 폴리머를 형성하는 단계와; 상기 스핀온 물질을 상기 환경 내에 위치시킴으로써 상기 환경이 상기 스핀온 물질에 인접해지도록 하는 단계와; 그리고 상기 스핀온 물질과 상기 환경 사이의 교환을 제어하는 단계를 포함한다.
본 발명의 상기 목적들, 다른 목적들 및 양상들은 첨부 도면과 함께 설명되는 하기의 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 하지만, 본 발명의 바람직한 실시예들 및 이들에 대한 특정한 많은 세부 사항들을 제시하는 하기의 상세한 설명은 한정적인 것이 아닌 예시적인 것이다. 본 발명의 원리 및 범위 내에서 많은 수정들 및 변경들이 이루어질 수 있으며, 본 발명은 이러한 모든 변경들을 포함한다.
본 발명을 구성하는 장점들 및 특징들과, 모델 시스템의 구성 요소들 및 동작에 대한 명확한 개념은, 본 발명의 일부를 형성하는 첨부 도면들을 참조하여 설명되는 하기의 실시예들로부터 명확하게 설명된다. 도면에서, (하나 이상의 도면들에 나타나는 경우) 동일한 참조 부호들은 동일한 부분을 나타낸다. 주목할 사항으로서, 도면들에 도시된 특징부들은 반드시 비례 규모적으로 그려질 필요는 없다.
도 1은 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로, 버블러(bubbler)를 갖는 물로 채워진 통(canister)을 포함하는 환경 교환 제어 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로, 분무기(atomizer)를 갖는 혼합 챔버를 포함하는 환경 교환 제어 시스템의 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예를 도시한 것으로, 환경 교환 제어 챔버의 상대 습도 퍼센트와 온도를 시간의 함수로서 도시한다.
본 발명과, 본 발명의 다양한 특징들 및 장점들은 첨부 도면을 참조하여 설명되는 하기의 상세한 설명에서 제시되는 예시적인 바람직한 실시예들로부터 좀 더 명확하게 설명된다. 공지된 요소들 및 공정 기술들은 본 발명을 쓸데없이 모호하게 하지 않도록 생략된다.
본 발명은 포토레지스트를 이용하여 마이크로 전자 구조들을 제조하고, 이 마이크로 전자 구조들을 스핀온 물질들로 코팅하는 것을 포함한다. 본 발명은 또한 상호 연결된 개별적인 하드웨어 요소들을 작동시키기 위하여, 예를 들어 환경 종(species)의 부분 압력을 변경시키거나 환경 및/또는 웨이퍼의 온도를 변경시키기 위하여 공정 모니터링 신호들을 변환하는 데이터 처리 방법들을 이용할 수 있다.
본 발명의 개념은 반도체 웨이퍼 상의 액상 폴리머 사이의 화학적 종들의 교환에 영향을 주는 제어 환경을 제공하는 구조 또는 어셈블리를 제공한다. 구체적으로, 본 발명은 웨이퍼들을 제조하기 위한 리소그래피 트랙 툴의 일부로서 웨이퍼 공정 챔버를 포함한다. 웨이퍼 공정 챔버는, 용제, 수분 및 다른 화학 물질들이 유입되고, 모니터되고, 제어되며, 그리고 상기 용제, 수분 및 다른 화학 물질들이 추출될 수 있는 환경적으로 제어된 구조가 될 수 있다. 상기 웨이퍼 공정 챔버는 (예를 들어, 포토레지스트 공정들을 위한 폴리머 필름들과 같은, 웨이퍼 표면상의 필름의 현상 및 낮은 유전 상수 액상 폴리머들에 영향을 주기 위하여) 온도, 압력, 및/또는 종들의 부분 압력 및 습도와 같은 환경 요인들을 제어할 수 있다. 환경의 온도를 제어하기 위해 히터가 챔버에 결합될 수 있다. 상기 웨이퍼 공정 챔버는 웨이퍼들 상의 필름들의 현상을 제어하기 위해 챔버 내에 적절한 환경을 형성하는 가스 및/또는 액상 혼합물들을 제공하는 주입 분기관(inlet manifold)에 결합될 수 있다. 본 발명의 이러한 구조 및 조립물은 또한 스텝퍼들과 같은 웨이퍼 제조 툴들에 결합될 수 있다. 본원에서 이용되는 "결합된"이라는 용어는, 반드시 직접적이고 기계적일 필요는 없지만, 연결된 것으로서 정의된다.
본 발명은 낮은 K의 액상 폴리머로 웨이퍼를 코팅한 다음, 바람직한 특성들을 얻기 위해 적절한 화학 물질의 양 및 적절한 시간으로, 밀폐된 웨이퍼 처리 챔버 내의 웨이퍼를 처리하는 것을 포함한다. 챔버 내부의 압력이 또한 조절된다.
도 1은 웨이퍼 상의 필름층을 현상하기 위한 본 발명의 실시예를 포함하는 시스템을 도시한다. 챔버(140)는, 후 애플리케이션 베이크(PAB) 모듈 또는 후 노광 베이크(PEB) 모듈과 같은 웨이퍼 공정 챔버이다. 바람직하게는, 상기 챔버는 예를 들어 DUV 레지스트 코팅, ACETAL DUV 처리, 저 유전 상수의 액상 폴리머, 또는 상당히 낮은 유전 상수의 스핀온 물질을 제공하는 데에 이용된다. 상기 챔버(140)는 예를 들어서, 리소그래피 트랙 툴의 일부인 스텝퍼에 결합될 수 있다. 상기 챔버(140)는 블록(144) 상에 웨이퍼를 지탱 또는 유지하도록 될 수 있고, 개시된 실시예들에 도시되는 웨이퍼들 상의 필름들의 현상에 도움을 주는 환경을 정의하는 데에 적절하다. 좀 더 구체적으로, 상기 챔버(140) 내부의 상기 웨이퍼는 폴리머층을 포함할 수 있는 바, 상기 폴리머층은 이후 환경에 노출될 수 있도록 챔버(140) 내에 위치될 수 있다. 상기 폴리머의 화학적 물리적 특성들은 폴리머와 환경 사이의 교환 제어에 영향을 받을 수 있는바, 이러한 제어는 히터들/질량 흐름 제어기/버블러들과 같은 외부 수단들을 이용하여 환경 및/또는 폴리머에 개별적으로 영향을 줌으로써 이루어진다.
주입 분기관이 챔버(140)에 결합될 수 있다. 이 주입 분기관은 환경적인 요소들을 유입시킬 수 있으며, 그리고 공기 및/또는 액체의 유입을 통하여 습도 및 온도와 같은 조건들에 영향을 준다. 상기 챔버(140)는 챔버(140) 내의 웨이퍼 및/또는 가스를 가열하기 위해 히터(148)에 결합될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 주입 분기관은 온도, 습도, 압력 및 화학 조성과 같은 환경적인 특성들에 영향을 주기 위해, 제어된 방식으로 웨이퍼의 상부 표면에 공기 및/또는 액체 혼합물들을 전달하는 어셈블리를 포함하거나, 또는 이에 결합될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 주입 분기관은 제어된 가스 및/또는 액체 혼합물들을 제공하기 위해 상기 챔버(140)에 결합된 흡수관(intake conduit)(172)을 포함할 수 있다. 상기 흡수관(172)은 가스들 및/또는 액체들을 포함하는 두 개 이상의 도관들에 결합되며, 상기 도관들의 내용물들은 흡수관(172) 내로 공급된다. 상기 흡수관(172)에 내용물을 공급하는 제 1 도관(122)은 버블러(120)로 연장되는 제 1 가스 공급원(118)로부터 비롯되는 바, 여기서 상기 버블러(120)로부터의 배출 혼합물은 상기 제 1 도관(122)에 의해 밸브(130)를 경유하여 흡수관(172)으로 전달된다. 상기 제 1 가스 공급원(118)은 N2와 같은 깨끗하고 건조한 공정 가스들을 제공할 수 있다. 상기 버블러(120)는 습도 또는 화학 조성과 같은 환경적인 특성들에 영향을 주기 위해 도관(122)을 경유하여 방출 혼합물을 제공하는 물로 채워진 통일 수 있다. 상기 흡수관(172)에 내용물을 공급하는 제 2 도관(124)에는 다른 가스 공급원에 의해 깨끗한 N2가 제공될 수 있다. 상기 제 2 도관(124) 내에 포함된 가스/액체는 미리 선택된 온도, 습도 또는 다른 양을 갖는다. 바람직하게, 제 1 벨브(130)와 제 2 벨브(132)는 제 1, 2 도관들의 흡수관(172)으로의 내용물 공급을 제어한다. 상기 흡수관(172)은 유체 및/또는 가스 혼합물을 분사하기 위해 챔버(140) 내부의 샤워기(shower)(142)에 결합된다.
바람직하게, 상기 챔버(140)는 블록(144) 및 샤워기(142)를 포함한다. 상기 웨이퍼는, 환경들에 인접하게 되어 샤워기(142)에 의해 분사되는 유체/가스를 수신하도록 상기 챔버(140) 내의 블록(144) 상에 놓여진다. 상기 블록(144)은 이 블록(144) 및 웨이퍼를 제어된 온도로 가열하는 히터(148)를 포함하거나, 이에 결합된다. 가열 전원 제어기(146) 및 블록 온도 센서(136)는 Tblock으로 제공되는 블록(144)의 온도를 함께 제어한다. Tair로 도시되는 상기 챔버(140) 내의 가스 또는 공기의 온도는 제 2 히터(미도시), 및/또는 샤워기(142)로부터 분사되는 유체/가스의 온도에 의해 제어된다. 온도 센서(152)가 가스의 온도를 나타내는 온도 피드백을 제공하기 위해 챔버에 결합된다. 압력 센서(154)가 또한, 챔버(140) 내의 환경의 압력을 모니터하고 제어하는 데에 이용된다. 상기 온도 센서(152) 및/또는 압력 센서(154)는 데이터 획득 장치(미도시)에 결합된다.
본 발명의 실행을 용이하게 하는 부가적인 피처들은 또한 챔버(140) 내부로부터의 웨이퍼의 적재 또는 제거를 가능하게 하도록 설계된 리드(lid)를 포함한다. 대안적으로, 상기 챔버(140)는 챔버(140) 내부로부터의 웨이퍼의 적재 및 제거를 가능하게 하도록 설계된 게이트를 포함할 수 있다. 배출 분기관(outlet manifold)(158)은 챔버(140)로부터 가스들 및/또는 액체들을 배출한다. 바람직하게, 상기 배출 분기관(158)은 진공 배출관이다. DUV 레지스트 코팅의 형성과 같은 특정한 응용들에서는, 배출 분기관을 통해 빠져나가는 방출 가스들(outgasses)이 분석된다.
웨이퍼는, 포토레지스트 필름들, 폴리머들 또는 열 경화(thermo-cured) 필름들인 낮은 유전 물질들을 포함하는, 웨이퍼 제조의 리소그래피 단계에서 사용하기 위한 폴리머 필름을 포함한다. 상기 챔버 내의 필름들은 또한, 폴리머들을 스핀 캐스팅(spin-casting)하는 것 및/또는 금속 상호연결부 상에 폴리머를 증착하는 것으로부터 형성될 수 있다. 다른 적절한 필름들로는 유기 평탄화 필름들, 반사-방지 필름들, 실록산(siloxane) 스핀온글래스 필름들, 폴리미드 필름들 및 폴리미드 실록산 필름들이 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예를 도시한다. 도 2의 시스템에서, 주입 분기관은 분무기(230)를 포함하거나, 이에 결합된다. 펌프(210)는 물과 같은 액체 혼합물을 분무기(230)에 공급한다. 상기 분무기(230)는 건조한 N2 흐름과 함께 흡입관(235)으로 미크론-크기의 액체 물방울을 제공한다. 조합의 경우, 상기 펌프(210) 및 분무기(230)는 제어된 증기 혼합물을 챔버(240)에 제공한다. 바람직하게, 상기 펌프(210)는 IVEK 타입의 펌프이고, 분무기(230)는 음파 공기 노즐 분무기이다. 상기 흡수관(235)은 미크론 크기 물방울들의 혼합물을 챔버(240)에 제공한다. 도 1의 실시예에서와 같이, 상기 챔버(240)는 웨이퍼의 표면 상에 폴리머를 지지하고, 이 폴리머를 폴리머의 화학 및 기계적인 특성들에 영향을 주는 환경적인 조건들에 노출시킨다. 상기 챔버(240)에 의해 제공되는 특정한 환경에 인접하게 폴리머들을 위치시킴으로써, 폴리머의 디프로텍션 반응이 일어나도록 환경과 폴리머 사이의 교환이 제어된다.
이 때문에, 상기 챔버(240)는 또한 웨이퍼 노광 전의 DUV 레지스트 코팅, ACETAL DUV 처리, 웨이퍼 노광 후의 ACETAL 레지스트 코팅, 또는 저 유전 상수의 액상 폴리머들에 사용되기에 적절하다. 이와 같이, 상기 챔버(240)는 또한 히터(270) 및 온도 센서(275)에 결합된 온도 제어 블럭(265)과, 샤워 헤드(280), 또는 웨이퍼 상에 미크론 크기의 물방물을 분사하는 노즐들과 같은 다른 디스펜서(dispenser)들을 포함할 수 있다. 온도 센서(275)는 챔버(240) 내부의 환경적인 가스 또는 공기의 온도를 제어한다. 챔버(240)로부터의 배출관(250)은 가스 및/또는 액상 혼합물을 데이터 획득 장치(260)에 제공한다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예를 나타내는 시스템의 주기적인 테스트에 대한 환경의 온도와 상대 습도가 도시된다. 환경의 상대 습도는 약 0%의 상대 습도에서 약 10%의 상대 습도의 범위에서 정확하게 순환된다는 것을 알 수 있다. 또한, 부가적인 수분을 통해 부가적인 시스템의 열용량을 도입한 후, 온도 반응이 느려진다는 것을 알 수 있다.
도 3은 흐름이 정상 상태에 이른 후, 흐름의 HR%와 온도가 반복됨을 보여준다. 각 주기 사이의 약간의 차이는 분사 OFF 시간의 차이와 N2 흐름의 변동에 의해 야기될 수 있다.
본 발명은 제조 동안 웨이퍼들 상에 존재하는 필름들의 감도를 제어하고 증가시키는 몇 개의 웨이퍼 공정 하위 단계들에 의해 실시되거나 또는 이에 통합된다. 이하, ACETAL 레지스트들, 저 유전 액상 폴리머들, 그리고 초저 유전 스핀온 물질들을 포함하는 본 발명의 몇 개의 실시예들을 설명한다.
제 1 실시예
웨이퍼 상에 DUV 레지스트 코팅을 형성한 후, 상기 웨이퍼와 코팅층은 후 애플리케이션 베이크(PAB) 모듈로서 이용되는 웨이퍼 공정 챔버 내에서 탈수된다. 이는 웨이퍼 공정 챔버에 의해 정의되는 주위 환경과 폴리머 코팅 사이의 교환을 제어하는 것을 포함한다. 구체적으로, 환경으로부터 수분을 유입하는 것은 폴리머 표면상의 이용가능한 물의 양을 감소시킬 것인바, 이는 웨이퍼가 평형을 달성하고자 환경과 교환하기 때문이다. 웨이퍼 공정 챔버가 DUV 레지스트 코팅을 탈수시키도록, N2와 같은 가스 혼합물들이 웨이퍼 공정 챔버에 주입된다. 이후, 웨이퍼는 스텝퍼 및/또는 스캐너 툴에 의해 통상적인 방법으로 노광된다. 상기 레지스트 코팅 물질은 공정의 노광 부분에 들어가기 전에 탈수되기 때문에, 상기 노광 동안에는 단지 미소한 양의 디프로텍션 만이 일어난다. 이와 같이, 노광 동안 가스 방출이 최소가 되며, 이러한 PAB 탈수 특성이 없는 실시예들과 비교하여 상당히 감소한다. 가스 방출을 제거하게 되면, 궁극적으로 상기 스텝퍼 노광 툴의 렌즈와 같은 장비를 손상시킬 수 있는 오염의 위험을 없애거나 감소시킨다.
상기 DUV 레지스트 코팅이 노광된 후, 웨이퍼 상의 물질은 후 노광 베이크(PEB) 단계 동안 밀폐된 웨이퍼 공정 챔버에서 탈수될 수 있다. 이러한 탈수 공정은 후 노광 베이크 웨이퍼 공정 챔버에 의해 정의된 환경과 노광된 폴리머 사이의 교환을 제어하는 것을 포함한다. 구체적으로, 환경으로의 수분의 유입은 노광된 폴리머 상의 이용가능한 물의 양을 증가시킬 것인바, 이는 평형을 달성하기위해 환경 내의 수분이 폴리머 표면과 교환하기 때문이다. 그 다음, 웨이퍼는 다른 PEB 공정을 위해 또 다른 밀폐된 웨이퍼 공정 챔버로 이송된다. 상기 웨이퍼가 디프로텍션을 일으키도록 베이크되는 동안, 제어된 양의 수분이 후 노광 밀폐된 웨이퍼 공정 챔버에 유입된다. 그 다음, 패턴이 형성된다. 이 시점 이전에 웨이퍼들이 탈수되기 때문에, 이전에는 어떠한 디프로텍션도 일어나지 않는다. 이는 디프로텍션이 한 단계에 집중될 수 있게 함으로써, 포토레지스트의 콘트라스트(광 속도)를 증가시킨다.
제 2 실시예
제 2 실시예에서, ACETAL DUV 코팅된 웨이퍼는 후 애플리케이션 하위 단계 동안 베이크 유닛을 형성하는 환경적으로 제어된 챔버에서 처리된다. 상기 챔버는 제어된 방식으로 웨이퍼를 처리하기 위해 용제, 수분, 또는 화학물질(들)의 공지된 양을 조절한다. 본 실시예에서, 상기 폴리머 표면과의 제어된 교환은, 웨이퍼가 PAB 유닛에 의해 정의되는 환경에 위치되는 시간 동안으로 제한된다. 이러한 조건들 하에서, 어떠한 레지스트 화학 또는 노광 툴도 변경시키지 않으면서, 종래와 비교하여 ACETAL 레지스트의 궁극적인 성능이 개선된다.
제 3 실시예
제 3 실시예에서, 웨이퍼는 웨이퍼가 한 번 노광된 후 처리된다. 좀 더 구체적으로, DUV 코팅된 웨이퍼가 스텝퍼에서 포토리소그래피적으로 노광된 후, 웨이퍼는 PEB 유닛을 형성하는 환경적으로 제어되는 챔버로 이송된다. 이 챔버에서, 제어된 방식으로 웨이퍼를 처리하기 위해 용제, 수분 또는 화학 물질의 공지된 양이 조절된다. 이러한 실시예에서, 환경과 폴리머 사이의 제어된 교환은 웨이퍼가 PEB 유닛에 위치되는 시간으로 제한된다. 이러한 조건들 하에서, 어떠한 레지스트 화학 또는 노광 툴도 변경시키지 않으면서, 종래와 비교하여 ACETAL 레지스트의 궁극적인 성능이 개선된다.
제 4 실시예
제 4 실시예는 낮은 유전 상수의 액상 폴리머이다. 낮은 유전 상수의 액상 폴리머는 일반적으로, 포토레지스트의 증착에 이용되는 것과 유사한 트랙을 이용하여 웨이퍼 상에 스핀 코팅된다. 낮은 유전체 필름을 경화하고 바람직한 최종 필름 특성을 얻기 위해, 일련의 열 공정들이 순차적으로 사용된다. 낮은 유전 상수의 액상 폴리머들은 ULSI 회로들의 금속 상호연결 층들 사이의 정전 용량을 감소시키는 방법을 제공한다. "낮은 유전 상수 물질"이라는 구는 본원에서 약 2.5 내지 약 3.5의 유전 상수를 갖는 것으로서 정의되는 바, 공기는 약 1의 유전 상수를 갖는다. 이러한 파라미터는 단위가 없는 크기이다.
정전 용량이 작을수록, 전원 소모를 줄이면서 이러한 디바이스들의 동작 속도를 증가시킨다. 웨이퍼 공정 챔버는 이 웨이퍼 공정 챔버 내의 웨이퍼를 둘러싸는 환경 조건들을 제어함으로써, 낮은 유전 상수의 액상 폴리머의 현상에 영향을 미칠 수 있다. 좀 더 구체적으로, 본 발명의 웨이퍼 공정 챔버는 균일한 필름 두께와 같은 바람직한 필름 특성들을 형성하는데 도움이 되는 환경을 형성하기 위해 수분, 용제 및 다른 화학 물질의 유입을 제어한다. 또한, 웨이퍼 공정 챔버 내의 환경 제어는 필름이 다바이스 웨이퍼 상에 적용된 후에, 이 필름의 공극 형성(void formation) 및/또는 체적 수축(volumetric contraction)을 감소시킨다.
제 5 실시예
제 5 실시예에서, 스핀온 물질이 웨이퍼 상에 코팅된다. 이러한 스핀온 물질은 선택적으로 하나 이상의 상호연결 층들에 인접한, 극히 낮은 유전 상수층으로서 기능 한다. "극히 낮은 유전 상수 물질"이라는 구는 본원에서 약 1.5 내지 약 2.5의 유전 상수를 갖는 것으로서 정의되는 바, 공기는 약 1의 유전 상수를 갖는다. 상기 설명한 바와 같이, 이러한 파라미터는 단위가 없는 크기이다. 이러한 물질들 중 일부는 크세로겔(xerogel) 물질들로서 알려져 있다. 이러한 크세로겔 물질의 예로는 나노 다공성 실리카(nano porous silica)(SiO2, 벌크 K는 약 4)가 있다. 합성 크세로겔 물질들의 벌크 유전 상수는 약 1 내지 약 2이며, 이때 공기의 유전 상수는 1이다.
어떠한 특정한 성능 표시기 또는 특징(diagnostic) 식별기에 제한되지 않으면서, 본 발명의 바람직한 실시예들은 최소 디프로텍션의 존재를 테스트함으로써 한 번에 하나씩 식별될 수 있다. 최소 디프로텍션 존재의 테스트는 간단하고 통상적인 마찰 실험을 이용함으로써 과도한 실험없이 수행될 수 있다.
본 발명의 실질적인 응용
기술 분야에서 가치를 갖는 본 발명의 실질적인 응용은 포토레지스터의 이용하는 것이다. 또한, 본 발명은 (정전 용량을 줄이기 위해 이용되는 것과 같은) 낮은 유전 필름들과 함께, 또는 (구조 층들을 증착하기 위해 이용되는 것과 같은) 증착 공정들과 함께 이용된다. 본 발명은 수많은 용도를 갖는바, 본원에서 이들 모두를 설명할 필요는 없다.
본 발명의 장점들
본 발명의 실시예를 나타내는 방법 또는 장치는 최소한 하기의 이유들에서 비용 효율적이며 유익하다. 본 발명은 ACETAL 기반 또는 임의의 환경적으로 민감한 DUV 포토레지스트들의 리소그래피적 성능 및 공정 제어를 개선하고, 이들이 더 작은 크기의 피처들에서 성공적으로 이용될 수 있도록 한다. 본 발명은 노광 단계 동안 ACETAL 기반 또는 임의의 환경적으로 민감한 포토레지스트들의 배기를 제거/최소화함으로써, 노광 툴들의 투사 광학기의 오염을 막을 수 있는 방법을 제공한다. 본 발명은 낮은 유전 상수의 액상 폴리머 필름들의 기계적 및 물리적 특성들을 개선한다. 본 발명은 스텝퍼 광학기가 오염되는 것을 막는다.
상기 개시된 본 발명의 모든 실시예들은 과도한 실험 없이 구현 및 실행될 수 있다. 발명자들에 의해 본 발명을 실행하는 최상의 방법으로 고안된 것들이 설명되었지만, 본 발명은 개시된 형태로 한정되지 않는다. 따라서, 당업자들에 의해 본 발명이 본원에서 특정하게 개시된 것과 다르게 수행될 수 있음은 당연하다.
예를 들어, 개별적인 요소들은 개시된 형상들로 형성되거나, 개시된 구성으로 조립될 필요는 없으며, 실질적으로 어떠한 형상으로도 형성될 수 있고, 어떠한 구성으로도 조립될 수 있다. 또한, 상기 개별적인 요소들은 상기 개시된 물질들로 제조될 필요가 없으며, 임의의 적절한 물질들로 제조될 수 있다. 또한, 본원에서 설명된 밀폐된 열 챔버는 물리적으로 분리된 모듈이지만, 이러한 밀폐된 열 챔버가 이것이 결합된 장치 내에 통합될 수 있음은 명백하다. 또한, 개시된 각 실시예의 개시된 모든 설명된 요소들 및 구조들은, 이러한 요소들 및 특징들이 서로 배타적인 경우를 제외하고는, 개시된 다른 모든 실시예들의 요소들 및 특징들과 결합 또는 대체될 수 있다. 본 발명의 정신 및 범위 내에서 본 발명의 특징의 많은 추가, 변경 및 재배열이 이루어질 수 있다. 첨부된 청구항들 및 그들의 균등물에 의해 정의되는 본 발명의 범위는 이러한 모든 추가, 변경 및 재배열을 포함한다. 첨부된 청구항들은 소정의 청구항에서 "-을 위한 수단"이라는 구를 이용하여 명확하게 인용하지 않는 한, 기능식 한정(means-plus-function limitation)을 포함하는 것으로서 해석되지 않는다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 종속항들에 의해 차별화된다.

Claims (67)

  1. 물질의 광감 특성을 개선하는 방법으로서,
    상기 물질의 표면상에 광감성 물질 층을 형성하는 단계와;
    상기 물질을 공정 챔버 내의 제 1 유동체 환경에 위치시키는 단계와, 여기서 제 1 유동체는 상기 광감성 물질과 접촉 상태로 있으며;
    상기 광감성 물질과 상기 제 1 유동체 환경 사이의 물질교환(exchange of mass)을 제어하는 단계와, 여기서 상기 물질교환은 상기 제 1 유동체의 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하고 그리고 상기 측정에 응답하여 상기 제 1 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출함으로써 제어되며;
    상기 광감성 물질을 노광하는 단계와;
    제 2 유동체 환경을 확립하는 단계와, 여기서 제 2 유동체는 상기 광감성 물질과 접촉 상태로 있으며; 그리고
    상기 광감성 물질과 상기 제 2 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 물질교환은 상기 제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하고 그리고 상기 측정에 응답하여 상기 제 2 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 광감성 물질은 액체 상태인 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 광감성 물질은 열 경화 폴리머인 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 형성 단계는 상기 표면상에 상기 광감성 물질을 스핀 캐스팅하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 표면상에 상기 광감성 물질을 형성하는 단계는 금속 상호연결부상에 상기 광감성 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 후 애플리케이션 베이크 챔버에서 적어도 부분적으로, 상기 광감성 물질과 상기 제 1 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 스테퍼에서 적어도 부분적으로, 상기 광감성 물질과 상기 제 1 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 후 노광 베이크 챔버에서 적어도 부분적으로, 상기 광감성 물질과 상기 제 2 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 물질교환을 제어하는 단계는 가스 종의 부분 압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 가스 종은 헬륨과 아르곤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종인 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  11. 제 9 항에 있어서, 상기 가스 종은 H2O, H2, N2, 및 NH3로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종을 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  12. 제 1 항에 있어서, 스테퍼에서 적어도 부분적으로, 상기 광감성 물질과 상기 제 2 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  13. 제 1 항에 있어서, 상기 광감성 층은 포토레지스트 폴리머층인 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  14. 제 1 항에 있어서, 상기 제 2 유동체 환경을 확립하는 단계는 후 노광 베이크 환경에 상기 물질을 다시 위치시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  15. 제 1항에 있어서, 0.25 미크론보다 작은 피처 크기를 해결하도록 상기 물질교환이 제어되는 것을 특징으로 하는 물질의 광감 특성을 개선하는 방법.
  16. 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법으로서:
    공정 챔버에서 웨이퍼의 표면상에 스핀온 물질을 형성하는 단계와, 여기서 상기 물질은 공기에 대해 대략 1 내지 대략 3.5 범위의 유전 상수를 가지며;
    제 1 유동체 환경에 상기 웨이퍼를 위치시키는 단계와, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 챔버에 대해 고정되어 있으며 상기 제 1 유동체 환경은 상기 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며;
    상기 스핀온 물질과 상기 제 1 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계와, 여기서 상기 물질교환은 상기 제 1 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하고 그리고 상기 측정에 응답하여 상기 제 1 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출함으로써 제어되며;
    제 2 유동체 환경에 상기 웨이퍼를 다시 위치시키는 단계와, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 챔버에 대해 고정되어 있으며 제 2 유동체는 상기 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며; 그리고
    상기 스핀온 물질과 상기 제 2 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 물질교환은 상기 제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학적 변수들을 측정하고 그리고 상기 측정에 응답하여 상기 제 2 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 물질은 나노 다공성 실리카인 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  18. 제 16 항에 있어서, 상기 표면상에 상기 스핀온 물질을 형성하는 단계는 금속 상호연결부상에 상기 스핀온 물질을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  19. 제 18 항에 있어서, 상기 스핀온 물질은 공기에 대해 대략 2.5 내지 대략 1.0의 유전 상수를 가지며, 상기 금속 상호연결부상에 상기 스핀온 물질을 형성하는 단계는 상기 금속 상호연결부에 관련된 저항성 및 용량성 손실을 감소시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  20. 제 16 항에 있어서, 후 애플리케이션 베이크 챔버에서 적어도 부분적으로, 상기 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  21. 제 16 항에 있어서, 공정 챔버에서 적어도 부분적으로, 상기 스핀온 물질과 상기 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계가 수행되는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  22. 제 16 항에 있어서, 상기 스핀온 물질과 상기 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계는 상기 환경에서 가스 종의 부분 압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 가스 종은 헬륨과 아르곤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종인 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  24. 제 22 항에 있어서, 상기 가스 종은 H2O, H2, N2 및 NH3로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종을 포함하는 것을 특징으로 하는 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  25. 크세로겔 함유 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법으로서:
    공정 챔버에서 웨이퍼의 표면상에 상기 크세로겔 함유 스핀온 물질을 형성하는 단계와;
    유동체 환경에 상기 웨이퍼를 위치시키는 단계와, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 챔버에 대해 고정적이며 상기 유동체 환경은 상기 크세로겔 함유 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며; 그리고
    상기 크세로겔 함유 스핀온 물질과 상기 유동체 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계와, 여기서 상기 물질교환은 상기 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출함으로써 제어되고, 스테퍼에서 적어도 부분적으로 물질교환이 수행되는 것을 특징으로 하는 크세로겔 함유 스핀온 물질의 특성을 개선하는 방법.
  26. 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법으로서:
    가스 환경을 포함하는 후 애플리케이션 베이크(PAB) 모듈 내에 비노광 광감성 물질층이 코팅된 웨이퍼를 위치시키는 단계와, 여기서 상기 비노광 물질이 상기 가스 환경에 노출되며; 그리고
    상기 비노광 광감성 물질과 상기 가스 환경 사이의 물질교환을 제어하는 단계를 포함하며, 여기서 상기 물질교환은 상기 가스 환경의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하고 그리고 상기 열역학 변수들의 측정에 응답하여 상기 PAB에서 화학적 종들을 주입 및 추출함으로써 제어되는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  27. 제 26 항에 있어서, 상기 웨이퍼 표면상에 상기 비노광 광감성 물질을 스핀 캐스팅하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  28. 제 26 항에 있어서, 상기 웨이퍼 상에 위치한 금속 상호연결부상에 상기 비노광 광감성 물질을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  29. 제 26 항에 있어서, 상기 물질교환을 제어하는 단계는 상기 가스 환경에서 가스 종의 부분압력을 제어하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  30. 제 26 항에 있어서, 상기 화학적 종은 헬륨과 아르곤 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  31. 제 26 항에 있어서, 상기 화학적 종은 H2O, H2, N2 및 NH3 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  32. 제 26 항에 있어서, 상기 비노광 광감성 물질은 ACETAL 기반 포토레지스트인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정 동안에 환경에 따른 제어환경을 제공하는 방법.
  33. 공정 챔버로서:
    웨이퍼의 표면상에 비노광 포토레지스트 폴리머층을 형성하는 수단과, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 공정 챔버에 대해 고정적이며;
    제 1 유동체의 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단과, 여기서 상기 제 1 유동체는 상기 비노광 포토레지스트 폴리머에 접촉 상태로 있고 제 1 유동체 환경을 정의하며;
    상기 제 1 유동체의 상기 측정된 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 1 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출하는 수단과;
    제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단과, 여기서 상기 제 2 유동체는 노광 포토레지스트 폴리머에 접촉 상태로 있고 제 2 유동체 환경을 정의하며; 그리고
    상기 제 2 유동체의 상기 측정된 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 2 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  34. 제 33 항에 있어서, 상기 비노광 포토레지스트 폴리머는 액체 상태인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  35. 제 33 항에 있어서, 상기 비노광 포토레지스트 폴리머는 열 경화 비노광 포토레지스트 폴리머인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  36. 제 33 항에 있어서, 상기 형성하는 수단은 상기 웨이퍼 표면상에 상기 비노광 포토레지스트 폴리머를 스핀 캐스팅하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  37. 제 33 항에 있어서, 히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  38. 제 37 항에 있어서, 상기 히터는 전기적 저항 소자를 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  39. 제 37 항에 있어서, 상기 히터는 상기 웨이퍼가 그 위에 위치한 받침대 내에 위치한 전도성 히터인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  40. 제 39 항에 있어서, 상기 가스 종은 헬륨과 아르곤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  41. 제 37 항에 있어서, 상기 히터는 상기 공정 챔버 내 및 상기 폴리머로부터의 챔버 갭에 걸쳐 위치하는 복사 히터인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  42. 제 41 항에 있어서, 상기 가스 종은 헬륨과 아르곤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  43. 제 37 항에 있어서, 상기 히터는 상기 웨이퍼 아래에 위치한 복사 히터인 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  44. 제 33 항에 있어서, 스테퍼를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  45. 제 33 항에 있어서, 상기 제 1 유동체의 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단은 가스 종의 부분압력을 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  46. 제 45항에 있어서, 상기 가스 종은 H2O, H2, N2, 공기 및 NH3로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  47. 제 33항에 있어서, 상기 제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단은 가스 종의 부분압력을 측정하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  48. 제 47항에 있어서, 상기 가스 종은 H2O, H2, N2, 공기 및 NH3로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종을 포함하는 것을 특징으로 하는 공정 챔버.
  49. 웨이퍼 공정기로서:
    공정 챔버와;
    제 1 복수의 센서와, 여기서 상기 제 1 복수의 센서는 제 1 유동체의 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정할 수 있으며, 상기 제 1 유동체는 웨이퍼 상의 비노광 폴리머층에 접촉 상태로 있으며 제 1 유동체 환경을 정의하고;
    상기 제 1 유동체의 상기 측정된 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 1 유동체 환경에 화학적 종을 주입하는 제 1 분기관과;
    제 2 복수의 센서와, 여기서 상기 제 2 복수의 센서는 제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정할 수 있으며, 상기 제 2 유동체는 노광 포토레지스트 폴리머에 접촉 상태로 있으며 제 2 유동체 환경을 정의하고; 그리고
    상기 제 2 유동체의 상기 측정된 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 2 유동체 환경에 화학적 종을 주입하는 제 2 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  50. 제 49항에 있어서, 상기 분기관에 연결된 물질 흐름 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  51. 제 49항에 있어서, 상기 분기관은 상기 분기관에 연결된 구부릴 수 있는 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  52. 제 49항에 있어서,
    상기 분기관에 연결된 펌프와; 그리고
    상기 분기관에 연결된 분무기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  53. 제 49항에 있어서, 상기 분기관에 연결된 버블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  54. 제 49항에 있어서,
    상기 복수의 센서 각각은 압력, 온도 및 종 농도 센서들로 구성된 그룹의 요소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  55. 제 54항에 있어서,
    상기 센서들 그룹의 상기 종 농도 센서는 발진하는 다공성 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  56. 웨이퍼 공정기로서:
    공정 챔버와;
    복수의 센서와, 여기서 상기 복수의 센서는 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정할 수 있으며, 상기 유동체는 웨이퍼상에 포토레지스트 폴리머층에 접촉 상태로 있으며 유동체 환경을 정의하고; 그리고
    상기 유동체의 상기 측정된 복수의 독립적인 열역학적 변수들에 응답하여 상기 유동체 환경에 화학적 종을 주입하는 분기관을 포함하며, 여기서 상기 분기관은 상기 분기관에 연결된 구부러질 수 있는 반도체 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  57. 제 56항에 있어서, 상기 분기관에 연결된 물질 흐름 제어기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  58. 제 56항에 있어서,
    상기 분기관에 연결된 펌프와; 그리고
    상기 분기관에 연결된 분무기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  59. 제 56항에 있어서, 상기 분기관에 연결된 버블러를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  60. 제 56항에 있어서, 상기 복수의 센서 각각은 압력, 온도 및 종 농도 센서로 구성된 센서들 그룹의 요소인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  61. 제 60항에 있어서, 상기 센서들 그룹의 상기 종 농도 센서는 발진하는 다공성 막을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  62. 웨이퍼 공정기로서:
    공정 챔버와;
    웨이퍼 표면상에 스핀온 물질 층을 형성하는 수단과, 여기서 상기 물질은 공기에 대해 대략 1 내지 대략 3.5 범위의 유전 상수를 가지며;
    제 1 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단과, 여기서 상기 제 1 유동체는 상기 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며 제 1 유동체 환경을 정의하고; 그리고
    상기 제 1 유동체의 상기 측정된 적어도 두 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 1 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출하는 수단과;
    제 2 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정하는 수단과, 여기서 상기 제 2 유동체는 상기 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며 제 2 유동체 환경을 정의하고; 그리고
    상기 제 2 유동체의 상기 측정된 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 제 2 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출하는 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  63. 제 62항에 있어서, 상기 물질은 나노 다공성 실리카를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  64. 웨이퍼 공정기로서:
    공정 챔버와;
    상기 공정 챔버에 연결된 스테퍼와;
    상기 공정 챔버에서 웨이퍼 표면상에 크세로겔 함유 스핀온 물질을 형성하는 수단과;
    유동체 환경에 상기 웨이퍼를 위치시키는 수단과, 여기서 상기 웨이퍼는 상기 공정 챔버에 대해 고정되어 위치하고 상기 유동체 환경은 상기 크세로겔 함유 스핀온 물질과 접촉 상태로 있으며;
    상기 유동체 환경에 화학적 종을 주입 및 추출하는 수단과; 그리고
    상기 유동체 환경 내의 가스 종의 부분 압력에 민감한 압력 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  65. 제 64항에 있어서, 상기 가스 종은 헬륨과 아르곤으로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종인 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  66. 제 64항에 있어서, 상기 가스 종은 H2O, H2, N2, 공기 및 NH3로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 종을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
  67. 웨이퍼 공정기로서:
    공정 챔버와:
    복수의 센서와, 여기서 상기 복수의 센서는 유동체의 적어도 세 개의 독립적인 열역학 변수들을 측정할 수 있으며, 상기 유동체는 웨이퍼상의 포토레지스트 폴리머층에 접촉 상태로 있으며 유동체 환경을 정의하고, 여기서 상기 복수의 센서 각각은 압력, 온도 및 종 농도 센서들로 구성된 센서들 그룹의 요소이고, 상기 종 농도 센서는 발진하는 다공성 막을 포함하며; 그리고
    상기 유동체의 상기 측정된 복수의 독립적인 열역학 변수들에 응답하여 상기 유동체 환경에 화학적 종을 주입하는 분기관을 포함하는 것을 특징으로 하는 웨이퍼 공정기.
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