KR20190141260A - 기판 프로세싱 시스템들을 위한 온도-튜닝된 기판 지지부 - Google Patents
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Abstract
기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템은 중심 존 및 방사상-외측 존을 규정하는 기판 지지부를 포함한다. 기판은 처리 동안 중심 존 및 방사상-외측 존 모두 위에 배치된다. 제 1 가열기는 중심 존을 가열하도록 구성된다. 제 2 가열기는 방사상-외측 존을 가열하도록 구성된다. 제 1 열 싱크는 중심 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 제 2 열 싱크는 방사상-외측 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 처리 동안 중심 존과 방사상-외측 존 간의 온도 차는 10 ℃보다 크다.
Description
관련된 출원들에 대한 교차 참조
본 출원은 2017년 5월 12일에 출원된 미국 실용신안 출원 번호 제 15/593,987 호의 우선권을 주장한다. 상기 출원의 전체 개시는 참조로서 본 명세서에 인용된다.
본 개시는 기판 프로세싱 시스템들과 관련되고, 특히 기판 프로세싱 시스템들을 위한 온도-튜닝된 기판 지지부와 관련된다.
본 명세서에 제공된 배경기술 기술 (description) 은 본 개시의 맥락을 일반적으로 제시하기 위한 목적이다. 이 배경기술 섹션에 기술된 정도의 본 명세서에 명명된 발명자들의 업적, 뿐만 아니라 출원시 종래 기술로서 달리 인증되지 않을 수도 있는 본 기술의 양태들은 본 개시에 대한 종래 기술로서 명시적으로나 암시적으로 인정되지 않는다.
반도체 웨이퍼들과 같은 기판들의 프로세싱 동안, 하나 이상의 막 층들이 기판들 상에 증착된다. 증착 이후, 층들은 패터닝되고 에칭될 수도 있다. 패터닝 동안, 포토레지스트 (photoresist) 층 또는 하드 마스크 층이 아래에 놓인 층들의 선택된 부분들을 보호하기 위해 사용될 수도 있다. 프로세싱 이후, 포토레지스트 층 또는 하드 마스크 층은 스트리핑 프로세스 (stripping process) 를 사용하여 제거된다.
기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템은 중심 존 (zone) 및 방사상-외측 존을 규정하는 기판 지지부를 포함한다. 기판은 처리 동안 중심 존 및 방사상-외측 존 모두 위에 배치된다. 제 1 가열기는 중심 존을 가열하도록 구성된다. 제 2 가열기는 방사상-외측 존을 가열하도록 구성된다. 제 1 열 싱크 (heat sink) 는 중심 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 제 2 열 싱크는 방사상-외측 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 처리 동안 중심 존과 방사상-외측 존 간의 온도 차는 10 ℃보다 크다.
다른 특징들에서, 기판은 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고 (held), 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는다. 기판 지지부는 제 1 두께를 가지는 중심 부분 및 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가지는 방사상-돌출 (projecting) 부분을 포함하는 제 1 컴포넌트를 포함한다. 제 2 컴포넌트는 제 1 컴포넌트의 아래 및 방사상 외부에 배치되고, 제 2 컴포넌트의 환형 부분 및 제 1 컴포넌트의 방사상-돌출 부분의 방사상-외측 에지에 연결되는 축방향-돌출 부분을 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 갭은 제 1 컴포넌트의 중심 부분과 제 2 컴포넌트의 중심 부분 사이에서 축 방향으로 규정된다. 제 2 갭은 중심 부분의 방사상-외측 표면과 축방향 돌출 부분의 방사상-내측 표면 사이에서 규정된다. 중심 부분의 상부 표면은 중심 존을 적어도 부분적으로 규정한다. 축방향-돌출 부분의 상부 표면은 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정한다.
다른 특징들에서, 제 2 컴포넌트는 복수의 구멍들 (bores) 을 포함한다. 제 1 열 싱크는 제 1 컴포넌트에 연결되고 복수의 구멍들을 통과하는 복수의 돌출부들을 포함한다.
다른 특징들에서, 기판 지지부는 중심 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는 제 1 컴포넌트를 포함한다. 제 2 컴포넌트는 제 1 컴포넌트의 방사상 외부 및 아래에 배치된다. 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트는 이격되고 서로 간의 갭을 규정한다. 제 2 컴포넌트는 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함한다.
다른 특징들에서, 제 1 컴포넌트는 원뿔 형상을 가지고 제 2 컴포넌트는 역 원뿔 형상을 갖는다. 복수의 스페이서들 (spacers) 은 처리 동안 기판과 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공하도록 기판 지지부 내에 배치된다. 제 2 열 싱크는 벨로우즈 (bellows) 열 싱크를 포함한다. 기판 지지부는 중심 존 및 방사상-외측 존에 규정되고 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 연장하는 복수의 노치들 (notches) 을 포함한다.
다른 특징들에서, 온도-제어된 열적 질량부 (thermal mass) 는 제 1 열 싱크 및 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통한다.
다른 특징들에서, 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다. 다른 특징들에서, 처리는 포토레지스트 애싱 (photoresist ashing) 을 포함하고, 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다.
기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템은 제 1 두께를 가지고 중심 존을 부분적으로 규정하는 중심 부분; 및 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 가지는 방사상-돌출 부분을 포함하는 제 1 컴포넌트를 포함하는 기판 지지부를 포함한다. 제 2 컴포넌트는 제 1 컴포넌트의 아래 및 방사상 외부에 배치되고, 환형 부분을 포함한다. 축방향-돌출 부분은 제 2 컴포넌트의 환형 부분 및 제 1 컴포넌트의 방사상-돌출 부분의 방사상-외측 에지와 연결되고, 방사상-외측 존을 부분적으로 규정한다. 기판은 처리 동안 중심 존 및 방사상-외측 존 모두 위에 배치된다. 제 1 가열기는 제 1 컴포넌트를 가열하도록 구성된다. 제 2 가열기는 제 2 컴포넌트를 가열하도록 구성된다. 제 1 열 싱크는 제 1 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 제 2 열 싱크는 제 2 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 처리 동안 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트 사이의 온도 차는 10 ℃ 내지 100 ℃의 범위 내이다.
다른 특징들에서, 기판은 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는다. 중심 부분의 상부 표면은 중심 존에 대응한다. 축방향-돌출 부분의 상부 표면은 방사상-외측 존에 대응한다.
다른 특징들에서, 제 2 컴포넌트는 복수의 구멍들을 포함한다. 제 1 열 싱크는 제 1 컴포넌트에 연결되고 복수의 구멍들을 통과하는 복수의 돌출부들을 포함한다.
다른 특징들에서, 중심 존에 배치된 복수의 스페이서들은 처리 동안 기판과 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공한다. 기판 지지부는 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 돌출하는 복수의 노치들을 포함한다.
다른 특징들에서, 온도-제어된 열적 질량부는 제 1 열 싱크 및 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통한다. 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도에서 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다.
다른 특징들에서, 처리는 포토레지스트 애싱을 포함한다. 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다. 기판은 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는다.
기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템은 중심 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는 제 1 컴포넌트를 포함하는 기판 지지부를 포함한다. 제 2 컴포넌트는 제 1 컴포넌트의 방사상 외부 및 아래에 배치된다. 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트는 이격되고 서로 간의 갭을 규정한다. 제 2 컴포넌트는 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함한다. 제 1 가열기는 제 1 컴포넌트를 가열하도록 구성된다. 제 2 가열기는 제 2 컴포넌트를 가열하도록 구성된다. 제 1 열 싱크는 제 1 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 제 2 열 싱크는 제 2 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 갖는다. 처리 동안 제 1 컴포넌트와 제 2 컴포넌트 사이의 온도 차는 10 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다.
다른 특징들에서, 기판은 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는다. 제 1 컴포넌트는 원뿔 형상을 가지고 제 2 컴포넌트는 역 원뿔 형상을 갖는다. 제 2 열 싱크는 벨로우즈-유형 열 싱크를 포함한다.
중심 존에 배치된 복수의 스페이서들은 처리 동안 기판과 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공한다. 기판 지지부는 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 돌출하는 복수의 노치들을 포함한다.
다른 특징들에서, 온도-제어된 열적 질량부는 제 1 열 싱크 및 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통한다. 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다.
다른 특징들에서, 처리는 포토레지스트 애싱을 포함한다. 중심 존 및 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다. 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내이다.
본 개시의 적용가능성의 추가 영역들은 상세한 기술, 청구항들 및 도면들로부터 분명해질 것이다. 상세한 기술 및 구체적인 예들은 예시의 목적으로만 의도되었으며 개시의 범위를 제한하기 위해 의도된 것이 아니다.
본 개시는 상세한 기술 및 첨부한 도면들로부터 보다 충분히 이해될 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 도 1의 기판 지지부의 예의 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지부의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 기판의 중심으로부터의 거리의 함수로서 온도 변화의 예들을 예시하는 그래프들이다.
도 6 및 도 7은 본 개시에 따른 도 1의 기판 지지부의 또 다른 예의 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시에 따른 상이한 프로세싱 온도들에 대한 기판의 중심으로부터의 거리의 함수로서 포토레지스트 제거를 예시하는 그래프들이다.
도 9는 본 개시에 따른 기판을 처리하기 위한 단계들을 예시하는 플로우차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
도 1은 본 개시에 따른 기판 프로세싱 시스템의 예의 기능적 블록도이다.
도 2는 본 개시에 따른 도 1의 기판 지지부의 예의 단면도이다.
도 3은 도 2의 기판 지지부의 평면도이다.
도 4 및 도 5는 기판의 중심으로부터의 거리의 함수로서 온도 변화의 예들을 예시하는 그래프들이다.
도 6 및 도 7은 본 개시에 따른 도 1의 기판 지지부의 또 다른 예의 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 개시에 따른 상이한 프로세싱 온도들에 대한 기판의 중심으로부터의 거리의 함수로서 포토레지스트 제거를 예시하는 그래프들이다.
도 9는 본 개시에 따른 기판을 처리하기 위한 단계들을 예시하는 플로우차트이다.
도면들에서, 참조 번호들은 유사한 그리고/또는 동일한 엘리먼트들을 식별하기 위해 재사용될 수도 있다.
일부 포토레지스트 스트립 프로세스들에서, 포토레지스트 층은 불균일한 두께를 갖는다. 즉, 포토레지스트 층은 기판의 에지에서 보다 두껍고 (또는 보다 얇고), 기판의 중심에서 보다 얇다 (또는 보다 두껍다). 포토레지스트 두께는 또한 기판에서 기판으로 또는 배치 (batch) 에서 배치로부터 가변할 수 있다. 포토레지스트 층이 균일한 웨이퍼 온도를 사용하여 스트리핑될 수 있지만, 스트립 프로세스는 에지 (또는 중심) 에서 보다 두꺼운 포토레지스트를 완전히 제거하도록 충분히 길게 실행되어야 한다. 그러나, 웨이퍼의 중심 (또는 에지) 은 오버-에칭되고, 이는 아래에 놓인 층들의 손상을 야기할 수도 있다.
다른 예들에서, 사용되는 포토레지스트 스트립 프로세스는 중심에서 에지까지 불균일한 애시 레이트 (ash rate) 를 가질 수도 있다. 즉, 포토레지스트 층이 중심에서 에지까지 균일한 두께를 가지더라도, 포토레지스트 스트립 프로세스는 에지와 비교해서 중심에서 보다 많이 (또는 보다 적게) 제거할 수도 있다.
포토레지스트 스트립 레이트들은 일반적으로 온도에 강하게 의존한다. 본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 온도-튜닝된 기판 지지부를 사용하여 불균일한 웨이퍼 온도 프로파일을 생성함으로써 포토레지스트 층의 두께 불균일성 및/또는 프로세스의 애시 레이트 불균일성을 보상한다. 일부 예들에서, 10 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도 차가 +/- 10 ％, 20 ％ 또는 그 이상까지 보다 크게 가변할 수 있는 상이한 애시 레이트들을 생성하도록 중심과 에지 사이에 생성된다. 일부 예들에서, 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도 차가 +/- 10 ％, 20 ％ 또는 그 이상까지 보다 크게 가변할 수 있는 상이한 애시 레이트들을 생성하도록 중심과 에지 사이에 생성된다. 일부 예들에서, 25 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도 차가 +/- 10 ％, 20 ％ 또는 그 이상까지 보다 크게 가변할 수 있는 상이한 애시 레이트들을 생성하도록 중심과 에지 사이에 생성된다.
일부 예들에서, 기판 지지부는 높은 열 전도성을 가지는 알루미늄과 같은 재료로 만들어질 수도 있다. 따라서, 불균일한 온도를 생성하는 것은 문제가 있다. 일부 예들에서, 기판은 중력에 의해 홀딩되고 기계적으로 클램핑되거나 정전 척에 의해 홀딩되지 않는다. 또한, 프로세싱 챔버의 가스 압력은 상대적으로 낮을 수도 있다 (예를 들어, 1 Torr 내지 2 Torr의 범위에서). 결과로서, 가스 전달 매체는 낮은 열 전도성을 갖는다. 이 조건들은 기판의 온도가 기판 지지부의 온도보다 훨씬 낮다는 것을 의미한다. 따라서, 포토레지스트 두께 변화를 보상하도록 기판 상에 목표된 온도 불균일성을 생성하기 위해, 기판 지지부에 걸쳐 온도로 매우 큰 변화가 요구된다.
일부 예들에서, 온도 불균일성에 대한 설정들은 기판들의 배치에 대해 사용된다. 다른 예들에서, 온도 불균일성에 대한 설정들은 인입 (incoming) 기판의 측정된 포토레지스트 두께 프로파일을 기반으로 개별적인 기판들에 대해 설정된다. 예를 들어, 포토레지스트 층의 두께를 측정하기 위한 다른 방법들이 사용될 수 있지만, 포토레지스트 층의 두께는 챔버로 기판 전달 전에, 기판이 프로세싱 챔버로 진입할 때 또는 기판이 챔버 내에 있을 때, 인시츄 및 비접촉의 광학 간섭 측정을 사용하여 측정될 수 있다.
본 개시에 따른 시스템들 및 방법들은 중심에서 에지까지 기판의 열 경사도를 구동하도록 두 개의 독립적으로 제어된 존들, 중심 존 및 방사상-외측 존을 제공한다. 시스템들 및 방법들은 중심에서 에지로 프로세싱 튜닝-능력을 제공한다. 제 1 예에서, 기판 지지부는 기판에 균일한 표면을 제공하고 중심 존과 방사상-외측 존 사이에 상대적으로 얇은 구역에 걸쳐 열 경사도를 구동한다. 또 다른 예에서, 중심 존 및 방사상-외측 존은 중심 존과 방사상-외측 존들 사이에 보다 큰 온도 차를 생성하고 기판에서 보다 큰 열 경사도를 구동하도록 갭에 의해 분리된다. 두 예들에서, 존 각각은 정확한 온도 제어를 하기 위해 열 싱크를 구비할 수도 있다. 일부 예들에서, 두 열 싱크들은 온도-제어된 열적 질량부와 열적으로 연통한다.
이제 도 1을 참조하면, 기판 프로세싱 시스템 (10) 의 예가 도시된다. 특정한 프로세싱 챔버가 도시되었지만, 다른 유형들의 챔버들이 사용될 수 있다. 기판 프로세싱 시스템 (10) 은 하부 챔버 (12), 및 이격된 쓰루홀들 (through holes) 을 포함하는 대면 플레이트 또는 샤워헤드 (14) 와 같은 가스 분배 디바이스 (13) 를 포함한다. 기판 지지부 (16) 는 하부 챔버 (12) 에 배치될 수도 있다. 사용하는 동안, 반도체 웨이퍼 또는 다른 유형들의 기판과 같은 기판 (18) 은 기판 지지부 (16) 상에 배치된다.
기판 프로세싱 시스템 (10) 은 (포토레지스트 스트리핑 프로세스 가스들과 같은) 가스 혼합물들 및/또는 퍼지 가스를 공급하도록 가스 전달 시스템 (20) 을 포함한다. 단지 예를 들면, 가스 전달 시스템 (20) 은 N이 0보다 큰 정수인 하나 이상의 가스 소스들 (22-1, 22-2, …, 및 22-N) (집합적으로 가스 소스들 (22)), 밸브들 (24-1, 24-2, …, 및 24-N) (집합적으로 밸브들 (24)), 및 MFC (Mass Flow Controllers) (26-1, 26-2, …, 및 26-N) (집합적으로 MFC (26)) 를 포함할 수도 있다.
가스 전달 시스템 (20) 의 출력들은 매니폴드 (30) 에서 혼합되고 가스 분배 디바이스 (13) 위에 배치된 상부 챔버 (32) 로 전달될 수도 있다. 일부 예들에서, 상부 챔버 (32) 는 돔형이다. 플라즈마 소스는 상부 챔버 (32) 주위에 배치된 유도 코일 (34) 을 포함한다. 플라즈마 전력 소스 및 매칭 네트워크 (38) 는 유도 코일 (34) 에 RF (Radio Frequency) 또는 MW (Microwave) 플라즈마 전력을 선택적으로 공급한다. ICP (Inductively Coupled Plasma) 시스템이 도시되지만, 다른 유형들의 플라즈마 생성이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 리모트 플라즈마 소스가 사용될 수도 있다. 대안적으로, 플라즈마는 프로세싱 챔버에서 직접 생성될 수도 있다. 단지 예를 들면, CCP (Capatively Coupled Plasma) 시스템 또는 임의의 다른 적합한 유형들의 플라즈마 시스템이 사용될 수도 있다. 여전히 다른 예들에서, 프로세싱 챔버는 플라즈마 없이 증착 또는 에칭을 수행한다.
제어기 (40) 는 온도, 압력, 등과 같은 프로세싱 챔버 내의 동작 파라미터들을 모니터하는 하나 이상의 센서들 (41) 에 연결될 수도 있다. 두 개 이상의 가열기들 (42) 은 기판 지지부 (16) 의 두 개 이상 존들 및 기판 (18) 을 목표된 프로세스 온도들로 가열하도록 제공될 수도 있다. 가열기들 (42) 은 저항성 가열기들, 유체 채널들, 열전기 디바이스들, 등을 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 가열기들 (42) 은 제어기 (40) 에 의해 독립적으로 제어가능한 두 개 이상의 존들을 포함한다. 일부 예들에서, 가열기들 (42) 은 두 개 이상의 존들로의 열을 독립적으로 제어한다.
제어기 (40) 는 압력을 제어하고 프로세싱 챔버로부터 가스를 배출하도록 선택 가능한 밸브 (50) 및 펌프 (52) 를 제어한다. 일부 예들에서, 펌프 (52) 는 터보-분자 펌프이다. 일부 예들에서, 챔버 내의 압력은 0.5 Torr 내지 3 Torr의 범위로 유지된다. 일부 예들에서, 챔버 내의 압력은 1 Torr 내지 2 Torr의 범위로 유지된다. 제어기 (40) 는 가스 전달 시스템 (20), 가열기들 (42), 밸브 (50), 펌프 (52), 및 플라즈마 소스에 의해 생성된 플라즈마를 제어하도록 사용될 수도 있다.
일부 예들에서, 제어기 (40) 는 미리 결정된 비율의 가스들을 가지는 가스 혼합물을 프로세싱 챔버에 공급하도록 구성된다. 플라즈마가 사용되면, 제어기 (40) 는 또한 프로세싱 챔버 내에서 플라즈마를 스트라이킹하거나 리모트 플라즈마 소스로부터 플라즈마를 공급하도록 구성된다.
광학 간섭 센서들과 같은 하나 이상의 센서들 (80) 은 기판의 중심으로부터 다양한 방사상 거리들에서 (포토레지스트 층과 같은) 기판의 외측 층의 두께를 측정하도록 사용될 수도 있다. 센서들 (80) 은 기판이 챔버로 진입하기 이전, 또는 기판이 챔버로 진입할 때 프로세싱 챔버에서 인-시츄로 또는 또 다른 스테이션에서 측정을 수행할 수 있다. 두께 측정값들은 제어기 (40) 에 출력될 수 있다. 일부 예들에서, 제어기 (40) 는 센서들 (80) 에 의해 측정된 상이한 두께들에 기반하여 목표된 온도 경사도 (중심에서 에지로 온도 상승 또는 감소) 를 유발하도록 중심 존 및 방사상 외측 존으로 가열기들 (42) 의 출력들을 가변시킨다.
일부 예들에서, 온도-제어된 열적 질량부 (84) 는 하나 이상의 열 싱크들과 열적으로 연통한다 (아래에 기술됨). 온도-제어된 열적 질량부 (84) 는 액체 소스와 같은 유체 소스 (86) 와 유체로 연통한다. 펌프 (88) 는 온도-제어된 열적 질량부 (84) 에서 채널들 (89) 로 유체의 흐름을 제어하도록 사용될 수도 있다. 온도 센서들 (90) 은 유체 및/또는 온도-제어된 열적 질량부 (84) 의 온도를 센싱하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 온도-제어된 열적 질량부 (84) 는 알루미늄의 블록을 포함한다.
이제 도 2를 참조하면, 기판 지지부 (16) 는 중심 원통형 부분 (110) 및 환형 방사상-돌출 부분 (114) 을 가지는 제 1 컴포넌트 (100) 를 포함하도록 도시된다. 제 1 컴포넌트 (100) 의 중심 원통형 부분 (110) 및 환형 방사상-돌출 부분 (114) 은 일반적으로 동일 평면상인 (coplanar) 상부 표면들 (118, 120) 을 규정한다. 기판 (18) 은 프로세싱 동안 상부 표면들 (118, 120) 상에 배치된다. 축 방향에서 중심 원통형 부분 (110) 의 두께는 환형 방사상-돌출 부분 (114) 의 두께보다 두껍다. 일부 예들에서, 제 1 컴포넌트 (100) 의 중심 원통형 부분 (110) 의 두께는 제 1 컴포넌트 (100) 의 환형 방사상-돌출 부분 (114) 의 두께의 2 배 또는 4 배보다 크다.
제 2 컴포넌트 (126) 는 중심 원통형 부분 (128) 및 환형 축방향-돌출 부분 (130) 을 포함한다. 갭 (132) 이 중심 원통형 부분 (110) 의 방사상-외측 표면 (133) 과 환형 축방향-돌출 부분 (130) 의 방사상-내측 표면 (134) 사이의 방사상 방향 그리고 방사상-돌출 부분의 하부 표면과 제 2 컴포넌트의 상부 표면 사이에서 생성된다. 일부 예들에서, 갭 (132) 은 환형 형상을 갖는다. 갭 (136) 은 제 1 컴포넌트 (100) 의 하부 표면 (137) 과 제 2 컴포넌트 (126) 의 상부 표면 (138) 사이에 규정된다. 일부 예들에서, 갭 (136) 은 일반적으로 방사상 방향에서 일정하다.
가열기들 (139, 140) 은 각각 제 1 컴포넌트 및 제 2 컴포넌트 (100 및 126) 의 가열을 개별적으로 제어하도록 사용된다. 환형 축방향-돌출 부분 (130) 의 단부 (141) 는 제 1 컴포넌트 (100) 의 환형 방사상-돌출 부분 (114) 의 단부 (144) 에 부착될 수도 있다. 일부 예들에서, 환형 축방향-돌출 부분 (130) 은 제 1 컴포넌트 (100) 의 환형 방사상-돌출 부분 (114) 의 단부 (144) 에 용접된다 (welded). 일부 예들에서, 전자 빔 용접이 사용된다.
제 2 컴포넌트 (126) 는 복수의 이격된 구멍들 (150) 을 포함한다. 복수의 돌출 부분들 (160) 은 제 1 열 싱크로서 작용하고, 제 1 컴포넌트 (100) 의 하부 표면 (137) 으로부터 연장되거나 하부 표면과 연결된다. 복수의 돌출 부분들 (160) 은 제 2 컴포넌트 (126) 에 형성된 복수의 이격된 구멍들 (150) 을 통해 연장하고, 제 2 컴포넌트 (126) 아래에 배치된 열 싱크 구조체 (170) 에 연결된다. 갭 (162) 은 복수의 돌출 부분들 (160) 과 복수의 이격된 구멍들 (150) 사이에 형성된다.
제 2 열 싱크 (180) 는 제 2 컴포넌트 (126) 를 열 싱크 구조체 (170) 에 연결한다. 일부 예들에서, 열 싱크 구조체 (170) 는 온도-제어된 열적 질량부 (84) 에 열적으로 연결될 수도 있다. 기판 및 기판 지지부가 플라즈마에 의해 가열될 수도 있기 때문에, 열 싱크들 그리고 온도-제어된 열적 질량부 (84) 의 크기 및/또는 구성은 프로세싱 동안 기판에 대해 가장 낮은 목표된 프로세스 온도에 의해 부분적으로 결정된다.
이제 도 3을 참조하면, 기판 지지부 (16) 는 기판 지지부의 방사상-외측 에지 (202) 로부터 내향으로 연장하는 복수의 노치들 (200) (또는 핑거들 (fingers)) 을 포함할 수도 있다. 노치들 (200) 은 기판 (18) 이 기판 지지부 (16) 로부터 배치되고 픽킹되도록 (picked) 간격 (clearance) 을 제공한다. 동작에서, 기판 지지부 (16) 의 온도는 온도 경사도를 생성한다. 즉, 상이한 온도들이 동심원 온도 링들 (210-1, 210-2, 210-3, 210-4) 사이에 제공된다. 온도 차가 온도 링 (210-1) 내부에 위치된 기판 지지부 (16) 의 부분들과 온도 링 (210-4) 의 외부 부분들 사이에 제공될 수 있다. 온도 차는 온도 링 (210-1) 과 온도 링 (210-4) 사이에 규정된다. 일부 예들에서, 온도 차는 10 ℃, 18 ℃, 25 ℃보다 크고 또는 100 ℃까지의 또 다른 값이다.
동작 동안, 제 1 컴포넌트 (100) 가 제 2 컴포넌트 (126) 보다 높은 온도에 있을 때, 복수의 돌출 부분들 (160) 을 통해 제 1 컴포넌트 (100) 에서 열 싱크 구조체 (170) 로 열이 흐른다. 열은 또한 환형 방사상-돌출 부분 (114) 을 통해 제 1 컴포넌트 (100) 에서 제 2 컴포넌트 (126) 의 축방향-돌출 부분 (130) 으로 흐른다. 환형 방사상-돌출 부분 (114) 의 공기 갭 (132) 및 보다 얇은 상대적 두께의 결과로서, 환형 방사상-돌출 부분 (114) 은 제 1 컴포넌트 (100) 의 온도로 제 2 컴포넌트 (126) 의 온도로 온도 경사도를 보여준다. 제 1 컴포넌트 (100) 가 제 2 컴포넌트 (126) 보다 낮은 온도에 있을 때 반대 방향으로 열이 흐른다.
이제 도 4 및 도 5를 참조하면, 온도 변화의 예는 기판의 중심 부분으로부터 거리의 함수로서 도시된다. 도 4에서, 온도는 중심 온도에서 에지 온도로 상승한다. 도 5에서, 온도는 중심 온도에서 에지 온도로 감소한다.
이제 도 6 및 도 7을 참조하면, 기판 지지부 (16) 는 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 를 포함한다. 갭 (261) 이 중심 컴포넌트 (250) 와 외측 컴포넌트 (260) 사이에 규정된다. 중심 컴포넌트 (250) 와 외측 컴포넌트 (150) 의 가열은 변화한다. 일부 예들에서, 개별적인 열 싱크들은 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 에 연결된다.
중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 의 상부 표면들 (262 및 264) 은 기판 (18) 을 수용하기 위한 표면을 규정한다. 일부 예들에서, 중심 컴포넌트 (250) 는 일반적으로 원뿔 형상의 하부 표면을 가지고, 외측 컴포넌트 (260) 는 상호보완적인 핏 (fit) 을 제공하기 위해 역 원뿔 형상인 상부 표면을 가진다. 외측 컴포넌트 (260) 는 방사상 내측으로 연장하는 하부 부분 (280) 및 축방향 상향으로 연장하는 상부 부분 (282) 을 포함한다. 상부 부분 (282) 은 중심 컴포넌트 (250) 의 방사상-외측 에지 (266) 주위에 배치된다.
가열 코일들 (284 및 286) 은 각각 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 의 온도의 개별적 제어를 허용하도록 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 와 열적으로 콘택트하여 배치된다. 제 1 열 싱크 (288) 는 중심 컴포넌트 (250) 와 외측 컴포넌트 (260) 의 아래에 배치되고, 중심 컴포넌트 (250) 와 열적으로 콘택트하는 일 단부를 포함한다. 제 2 열 싱크 (290) 는 중심 컴포넌트 (250) 와 외측 컴포넌트 (260) 의 아래에 배치되고, 외측 컴포넌트 (260) 와 열적으로 콘택트하는 일 단부를 포함한다. 일부 예들에서, 열 싱크 (290) 는 벨로우즈-유형 열 싱크이지만, 다른 유형들의 열 싱크들이 사용될 수도 있다. 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 는 이전에 상기 기술된 바와 같이 기판이 배치되고 픽킹되도록 하는 노치들 (294) 을 포함할 수도 있다.
도 7에서, 제 1 열전대 (thermocouple) 및 제 2 열전대 (300 및 310) 가 각각 중심 컴포넌트 (250) 및 외측 컴포넌트 (260) 의 온도를 모니터링하도록 사용될 수도 있다.
도 6에서, 복수의 높이 조정 메커니즘들 (320) 은 상부 표면 (262) 상에 배치될 수도 있고, 기판 지지부 (16) 의 상부 표면에 상대적으로 기판 (18) 의 높이를 조정하도록 사용될 수도 있다. 일부 예들에서, 높이 조정 메커니즘들 (320) 은 기판 지지부 (16) 의 상부 표면 위로 0.003”내지 0.01”범위로 기판의 높이를 설정한다. 일부 예들에서, 기판의 높이는 기판 지지부의 상부 표면 위로 0.006”에서 유지된다. 일부 예들에서, 복수의 높이 조정 메커니즘들 (320) 은 기판 (18) 을 지지하도록 중심 컴포넌트 (250) 의 주변부 주위 이격된 위치들에 배치된다. 인정되는 바와 같이, 높이 조정 메커니즘들 (320) 은 기판 지지부 (16) 에서 기판 (18) 으로 열 커플링의 양을 바꾸는 갭의 조정을 허용한다. 일부 예들에서, 높이 조정 메커니즘들 (320) 은 중심 컴포넌트 (250) 의 상부 표면에 형성된 캐비티 (cavity) (354) 에 배치된 볼 (ball) (350) 및 높이 조정 디바이스 (352) 를 포함한다. 볼 (350) 은 기판의 하단-대면 표면과 함께 감소된 콘택트 면적을 제공한다.
도 7에서, 복수의 높이 조정 메커니즘들 (340) 은 외측 컴포넌트 (260) 에 상대적으로 중심 컴포넌트 (250) 의 높이를 조정하도록 제공될 수도 있다. 일부 예들에서, 복수의 높이 조정 메커니즘들 (340) 은 이격된 위치들에 배치된 세 개 이상의 높이 조정 메커니즘들 (340) 을 포함한다. 인정되는 바와 같이, 높이 조정 메커니즘들 (340) 은 중심 컴포넌트 (250) 와 외측 컴포넌트 (260) 사이 열 커플링의 양을 변경하는 갭의 조정을 허용한다. 일부 예들에서, 높이 조정 메커니즘들 (340) 은 외측 컴포넌트 (260) 에 형성된 캐비티 (374) 에 배치된 볼 (370) 및 높이 조정 디바이스 (372) 를 포함한다.
일부 예들에서, 볼 (370) 은 중심 컴포넌트 (250) 의 하단 표면 (382) 의 슬롯 (380) 에 의해 수용된다. 일부 예들에서, 볼 (370) 은 사파이어로 만들어지지만, 다른 재료들이 사용될 수도 있다.
일부 예들에서, 기판 지지부 (16) 는 중심 존과 방사상-외측 존 사이에서 10 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도 차를 규정한다. 일부 예들에서, 기판 지지부 (16) 는 중심 존과 방사상-외측 존 사이에서 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위의 온도 차를 규정한다. 일부 예들에서, 애시 레이트는 중심 존과 방사상-외측 존 사이에서 +/- 10 ％로 변화한다. 일부 예들에서, 애시 레이트는 중심 존과 방사상-외측 존 사이에서 +/- 20 ％로 변화한다. 일부 예들에서, 기판 지지부 (16) 는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지된다.
이제 도 8a 및 도 8b를 참조하면, 포토레지스트 제거는 기판의 중심으로부터 거리의 함수로서 도시된다. 상이한 기판 온도들은 도 8a에 도시된 바와 같이 상이한 애시 레이트들을 생성한다. 200 ℃에서 정규화될 때, 온도 기반 튜닝 능력이 입증된다. 온도 튜닝 능력은 포토레지스트 처리 프로세스와 같은 처리 프로세스에서 변동들 및/또는 인입 포토레지스트 층들의 두께 변화들에 대해 보상하도록 사용될 수 있다.
이제 도 9를 참조하면, 기판을 처리하기 위한 방법 (400) 이 도시된다. (404) 에서, 기판은 프로세싱 챔버의 기판 지지부 상에 배치된다. (408) 에서, 기판의 외측 층의 다양한 위치들의 두께가 측정될 수 있다. 일부 예들에서, 측정은 광학 간섭 센서를 사용하여 이루어질 수도 있다. (412) 에서, 기판 지지부의 온도는 10 ℃보다 큰 온도 차를 생성하도록 변화된다. 일부 예들에서, 온도 차는 (408) 에서 이루어진 측정들 또는 미리 결정된 측정 추정치에 기반한다. (414) 에서, 기판의 외측 층의 처리가 수행된다. 일부 예들에서, 처리는 포토레지스트 층을 스트리핑하는 것을 포함한다. (416) 에서, 방법은 프로세스 기간이 끝났는지 여부를 결정한다. (416) 이 거짓일 때, 방법은 (414) 에서 계속된다. (416) 이 참이면, 방법은 복귀한다.
전술한 기술은 본질적으로 단지 예시이고, 어떠한 방식으로도 본 개시, 이의 적용예, 또는 사용들을 제한하도록 의도되지 않는다. 본 개시의 광범위한 교시들은 다양한 형태들로 구현될 수 있다. 따라서, 본 개시가 특정한 예들을 포함하지만, 본 개시의 진정한 범위는 다른 수정들이 도면들, 명세서, 및 이하의 청구항들을 연구함으로써 자명해질 것이기 때문에 이렇게 제한되지 않아야 한다. 방법의 하나 이상의 단계들은 본 개시의 원리들을 변경하지 않고 상이한 순서로 (또는 동시에) 실행될 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 또한, 실시예들 각각이 특정한 피처들을 갖는 것으로 상기 기술되었지만, 본 개시의 임의의 실시예에 대해 기술된 이들 피처들 중 임의의 하나 이상은, 조합이 명시적으로 기술되지 않더라도, 임의의 다른 실시예들의 피처들에서 그리고/또는 이 피처들과 조합하여 구현될 수 있다. 달리 말하면, 기술된 실시예들은 상호 배타적이지 않고, 하나 이상의 실시예들의 또 다른 실시예들과의 치환들이 본 개시의 범위 내에 남는다.
엘리먼트들 간 (예를 들어, 모듈들, 회로 엘리먼트들, 반도체 층들, 등 간) 의 공간적 및 기능적 관계들은, "연결된 (connected)", "인게이지된 (engaged)", "커플링된 (coupled)", "인접한 (adjacent)", "옆에 (next to)", "~의 상단에 (on top of)", "위에 (above)", "아래에 (below)", 및 "배치된 (disposed)"을 포함하는, 다양한 용어들을 사용하여 기술된다. "직접적 (direct)"인 것으로 명시적으로 기술되지 않는 한, 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 간의 관계가 상기 개시에서 기술될 때, 이 관계는 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 다른 중개하는 엘리먼트가 존재하지 않는 직접적인 관계일 수 있지만, 또한 제 1 엘리먼트와 제 2 엘리먼트 사이에 (공간적으로 또는 기능적으로) 하나 이상의 중개하는 엘리먼트들이 존재하는 간접적인 관계일 수 있다. 본 명세서에서 논의된 바와 같이, 구 A, B, 및 C 중 적어도 하나는 비배타적인 논리 OR를 사용하여, 논리적으로 (A 또는 B 또는 C) 를 의미하는 것으로 해석되어야 하고, "적어도 하나의 A, 적어도 하나의 B, 및 적어도 하나의 C"를 의미하도록 해석되지 않아야 한다.
일부 구현예들에서, 제어기는 상술한 예들의 일부일 수도 있는 시스템의 일부일 수 있다. 이러한 시스템들은, 프로세싱 툴 또는 툴들, 챔버 또는 챔버들, 프로세싱용 플랫폼 또는 플랫폼들, 및/또는 특정 프로세싱 컴포넌트들 (웨이퍼 페데스탈, 가스 플로우 시스템, 등) 을 포함하는, 반도체 프로세싱 장비를 포함할 수 있다. 이들 시스템들은 반도체 웨이퍼 또는 기판의 프로세싱 이전에, 프로세싱 동안에 그리고 프로세싱 이후에 그들의 동작을 제어하기 위한 전자장치에 통합될 수도 있다. 전자장치들은 시스템 또는 시스템들의 다양한 컴포넌트들 또는 하위부분들을 제어할 수도 있는 "제어기"로서 지칭될 수도 있다. 제어기는, 시스템의 프로세싱 요건들 및/또는 유형에 따라서, 프로세싱 가스들의 전달, 온도 설정사항들 (예를 들어, 가열 및/또는 냉각), 압력 설정사항들, 진공 설정사항들, 전력 설정사항들, 무선 주파수 (RF) 생성기 설정사항들, RF 매칭 회로 설정사항들, 주파수 설정사항들, 플로우 레이트 설정사항들, 유체 전달 설정사항들, 위치 및 동작 설정사항들, 툴들 및 다른 이송 툴들 및/또는 특정 시스템과 연결되거나 인터페이싱된 로드록들 내외로의 웨이퍼 이송들을 포함하는, 본 명세서에 개시된 프로세스들 중 임의의 프로세스들을 제어하도록 프로그램될 수도 있다.
일반적으로 말하면, 제어기는 인스트럭션들을 수신하고, 인스트럭션들을 발행하고, 동작을 제어하고, 세정 동작들을 인에이블하고, 엔드 포인트 측정들을 인에이블하는 등을 하는 다양한 집적 회로들, 로직, 메모리, 및/또는 소프트웨어를 갖는 전자장치로서 규정될 수도 있다. 집적 회로들은 프로그램 인스트럭션들을 저장하는 펌웨어의 형태의 칩들, 디지털 신호 프로세서들 (DSP), ASIC (application specific integrated circuit) 으로서 규정되는 칩들 및/또는 프로그램 인스트럭션들 (예를 들어, 소프트웨어) 을 실행하는 하나 이상의 마이크로프로세서들, 또는 마이크로제어기들을 포함할 수도 있다. 프로그램 인스트럭션들은 반도체 웨이퍼 상에서 또는 반도체 웨이퍼에 대한 특정 프로세스를 실행하기 위한 동작 파라미터들을 규정하는, 다양한 개별 설정사항들 (또는 프로그램 파일들) 의 형태로 제어기로 또는 시스템으로 전달되는 인스트럭션들일 수도 있다. 일부 실시예들에서, 동작 파라미터들은 하나 이상의 층들, 재료들, 금속들, 산화물들, 실리콘, 이산화 실리콘, 표면들, 회로들, 및/또는 웨이퍼의 다이들의 제조 동안에 하나 이상의 프로세싱 단계들을 달성하도록 프로세스 엔지니어들에 의해서 규정된 레시피의 일부일 수도 있다.
제어기는, 일부 구현예들에서, 시스템에 통합되거나, 시스템에 커플링되거나, 이와 달리 시스템에 네트워킹되거나, 또는 이들의 조합으로 될 수 있는 컴퓨터에 커플링되거나 이의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 제어기는 웨이퍼 프로세싱의 원격 액세스를 가능하게 할 수 있는 공장 (fab) 호스트 컴퓨터 시스템의 전부 또는 일부이거나 "클라우드" 내에 있을 수도 있다. 컴퓨터는 제조 동작들의 현 진행을 모니터링하고, 과거 제조 동작들의 이력을 조사하고, 복수의 제조 동작들로부터 경향들 또는 성능 계측치들을 조사하고, 현 프로세싱의 파라미터들을 변경하고, 현 프로세싱을 따르는 프로세싱 단계들을 설정하고, 또는 새로운 프로세스를 시작하기 위해서 시스템으로의 원격 액세스를 인에이블할 수도 있다. 일부 예들에서, 원격 컴퓨터 (예를 들어, 서버) 는 로컬 네트워크 또는 인터넷을 포함할 수도 있는 네트워크를 통해서 프로세스 레시피들을 시스템에 제공할 수 있다. 원격 컴퓨터는 차후에 원격 컴퓨터로부터 시스템으로 전달될 파라미터들 및/또는 설정사항들의 입력 또는 프로그래밍을 인에이블하는 사용자 인터페이스를 포함할 수도 있다. 일부 예들에서, 제어기는 하나 이상의 동작들 동안에 수행될 프로세스 단계들 각각에 대한 파라미터들을 특정한, 데이터의 형태의 인스트럭션들을 수신한다. 이 파라미터들은 제어기가 제어하거나 인터페이싱하도록 구성된 툴의 유형 및 수행될 프로세스의 유형에 특정적일 수도 있다는 것이 이해되어야 한다. 따라서, 상술한 바와 같이, 제어기는 예를 들어 서로 네트워킹되어서 함께 공통 목적을 위해서, 예를 들어 본 명세서에 기술된 프로세스들 및 제어들을 위해서 협력하는 하나 이상의 개별 제어기들을 포함함으로써 분산될 수도 있다. 이러한 목적들을 위한 분산형 제어기의 예는 챔버 상의 프로세스를 제어하도록 조합되는, (예를 들어, 플랫폼 레벨에서 또는 원격 컴퓨터의 일부로서) 원격으로 위치한 하나 이상의 집적 회로들과 통신하는 챔버 상의 하나 이상의 집적 회로들일 수 있다.
비한정적으로, 예시적인 시스템들은 플라즈마 에칭 챔버 또는 모듈, 증착 챔버 또는 모듈, 스핀-린스 챔버 또는 모듈, 금속 도금 챔버 또는 모듈, 세정 챔버 또는 모듈, 베벨 에지 에칭 챔버 또는 모듈, PVD (physical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, CVD (chemical vapor deposition) 챔버 또는 모듈, ALD (atomic layer deposition) 챔버 또는 모듈, ALE (atomic layer etch) 챔버 또는 모듈, 이온 주입 챔버 또는 모듈, 트랙 (track) 챔버 또는 모듈, 및 반도체 웨이퍼들의 제조 및/또는 제작 시에 사용되거나 연관될 수도 있는 임의의 다른 반도체 프로세싱 시스템들을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 툴에 의해서 수행될 프로세스 단계 또는 단계들에 따라서, 제어기는, 반도체 제작 공장 내의 툴 위치들 및/또는 로드 포트들로부터/로드 포트들로 웨이퍼들의 컨테이너들을 이동시키는 재료 이송 시에 사용되는, 다른 툴 회로들 또는 모듈들, 다른 툴 컴포넌트들, 클러스터 툴들, 다른 툴 인터페이스들, 인접 툴들, 이웃하는 툴들, 공장 도처에 위치한 툴들, 메인 컴퓨터, 또 다른 제어기 또는 툴들 중 하나 이상과 통신할 수도 있다.
Claims (33)
- 기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템에 있어서,
중심 존 (zone) 및 방사상-외측 존을 규정하는 기판 지지부로서, 기판은 처리 동안 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 모두 위에 배치되는, 상기 기판 지지부;
상기 중심 존을 가열하도록 구성된 제 1 가열기;
상기 방사상-외측 존을 가열하도록 구성된 제 2 가열기;
상기 중심 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 1 열 싱크 (heat sink); 및
상기 방사상-외측 존과 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 2 열 싱크를 포함하고,
상기 중심 존과 상기 방사상-외측 존 간의 온도 차는 처리 동안 10 ℃보다 큰, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고 (held), 기계적 클램핑 (clamping) 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 지지부는,
제 1 컴포넌트로서,
제 1 두께를 가지는 중심 부분; 및
상기 제 1 두께보다 얇은 제 2 두께를 가지는 방사상-돌출 (projecting) 부분을 포함하는, 상기 제 1 컴포넌트;
상기 제 1 컴포넌트의 아래 및 방사상 외부에 배치된 제 2 컴포넌트로서,
환형 (annular) 부분; 및
상기 제 2 컴포넌트의 상기 환형 부분 및 상기 제 1 컴포넌트의 상기 방사상-돌출 부분의 방사상-외측 에지에 연결된 축방향-돌출 부분을 포함하는, 상기 제 2 컴포넌트를 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 3 항에 있어서,
제 1 갭이 상기 제 1 컴포넌트의 상기 중심 부분과 상기 제 2 컴포넌트의 상기 중심 부분 사이에서 축 방향으로 규정되고, 제 2 갭이 상기 중심 부분의 방사상-외측 표면과 상기 축방향 돌출 부분의 방사상-내측 표면 사이에서 규정되는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 중심 부분의 상부 표면은 상기 중심 존을 적어도 부분적으로 규정하고, 상기 축방향-돌출 부분의 상부 표면은 상기 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 컴포넌트는 복수의 구멍들 (bores) 을 포함하고; 그리고
상기 제 1 열 싱크는 상기 제 1 컴포넌트에 연결되고 상기 복수의 구멍들을 통과하는 복수의 돌출부들을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 지지부는,
상기 중심 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는 제 1 컴포넌트; 및
상기 제 1 컴포넌트의 방사상 외부 및 아래에 배치되는 제 2 컴포넌트를 포함하고,
상기 제 1 컴포넌트 및 상기 제 2 컴포넌트는 이격되고 서로 간의 갭을 규정하고, 그리고
상기 제 2 컴포넌트는 상기 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 컴포넌트는 원뿔 형상을 가지고 상기 제 2 컴포넌트는 역 원뿔 형상을 가지는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
처리 동안 상기 기판과 상기 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공하도록 상기 기판 지지부 내에 배치된 복수의 스페이서들 (spacers) 을 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 열 싱크는 벨로우즈 (bellows) 열 싱크를 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존에 규정되고 상기 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 연장하는 복수의 노치들 (notches) 을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 열 싱크 및 상기 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통하는 온도-제어된 열적 질량부 (thermal mass) 를 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 처리는 포토레지스트 애싱 (photoresist ashing) 을 포함하고, 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 그리고 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템에 있어서,
기판 지지부로서,
제 1 컴포넌트로서,
제 1 두께를 가지고 중심 존을 부분적으로 규정하는 중심 부분; 및
상기 제 1 두께보다 두꺼운 제 2 두께를 가지는 방사상-돌출 부분을 포함하는, 상기 제 1 컴포넌트; 및
상기 제 1 컴포넌트의 아래 및 방사상 외부에 배치된 제 2 컴포넌트로서,
환형 부분; 및
상기 제 2 컴포넌트의 상기 환형 부분 및 상기 제 1 컴포넌트의 상기 방사상-돌출 부분의 방사상-외측 에지와 연결되고, 방사상-외측 존을 부분적으로 규정하는 축방향-돌출 부분을 포함하고, 상기 기판은 처리 동안 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 모두 위에 배치되는, 상기 제 2 컴포넌트를 포함하는, 상기 기판 지지부;
상기 제 1 컴포넌트를 가열하도록 구성된 제 1 가열기;
상기 제 2 컴포넌트를 가열하도록 구성된 제 2 가열기;
상기 제 1 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 1 열 싱크; 및
상기 제 2 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 2 열 싱크를 포함하고,
처리 동안 상기 제 1 컴포넌트와 상기 제 2 컴포넌트 간의 온도 차는 10 ℃ 내지 100 ℃의 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 중심 부분의 상부 표면은 상기 중심 존에 대응하고, 그리고 상기 축방향-돌출 부분의 상부 표면은 상기 방사상-외측 존에 대응하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 2 컴포넌트는 복수의 구멍들을 포함하고; 그리고
상기 제 1 열 싱크는 상기 제 1 컴포넌트에 연결되고 상기 복수의 구멍들을 통과하는 복수의 돌출부들을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
처리 동안 상기 기판과 상기 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공하도록 상기 중심 존에 배치된 복수의 스페이서들을 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 돌출하는 복수의 노치들을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 제 1 열 싱크 및 상기 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통하는 온도-제어된 열적 질량부를 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 처리는 포토레지스트 애싱을 포함하고, 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 그리고 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 15 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 기판 프로세싱 시스템에서 처리 동안 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템에 있어서,
기판 지지부로서,
중심 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는 제 1 컴포넌트;
상기 제 1 컴포넌트의 방사상 외부 및 아래에 배치되는 제 2 컴포넌트를 포함하고, 상기 제 1 컴포넌트 및 상기 제 2 컴포넌트는 이격되고 서로 간의 갭을 규정하고, 그리고 상기 제 2 컴포넌트는 방사상-외측 존을 적어도 부분적으로 규정하는 상부 표면을 포함하는, 상기 기판 지지부;
상기 제 1 컴포넌트를 가열하도록 구성된 제 1 가열기;
상기 제 2 컴포넌트를 가열하도록 구성된 제 2 가열기;
상기 제 1 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 1 열 싱크; 및
상기 제 2 컴포넌트와 열적으로 연통하는 일 단부를 가지는 제 2 열 싱크를 포함하고,
상기 처리 동안 상기 제 1 컴포넌트와 상기 제 2 컴포넌트 간의 온도 차는 10 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 기판은 상기 기판 지지부 상에 중력에 의해 홀딩되고, 기계적 클램핑 또는 정전 척에 의해 홀딩되지 않는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 1 컴포넌트는 원뿔 형상을 가지고 상기 제 2 컴포넌트는 역 원뿔 형상을 가지는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 2 열 싱크는 벨로우즈-유형 열 싱크를 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
처리 동안 상기 기판과 상기 기판 지지부 사이에 미리 결정된 갭을 제공하도록 상기 중심 존에 배치된 복수의 스페이서들을 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 기판 지지부는 상기 기판 지지부의 외측 에지로부터 방사상 내측으로 돌출하는 복수의 노치들을 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 제 1 열 싱크 및 상기 제 2 열 싱크의 마주보는 단부들과 열적으로 연통하는 온도-제어된 열적 질량부를 더 포함하는, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템. - 제 25 항에 있어서,
상기 처리는 포토레지스트 애싱을 포함하고, 상기 중심 존 및 상기 방사상-외측 존 중 적어도 하나는 90 ℃ 내지 350 ℃ 범위의 온도로 유지되고, 그리고 상기 온도 차는 18 ℃ 내지 100 ℃ 범위 내인, 기판의 온도를 제어하기 위한 시스템.
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