KR20210111268A - 노출 후 베이크를 위한 장치 - Google Patents

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Abstract

본원에 설명된 실시예들은 액침 필드 유도식 노출 후 베이크 프로세스들을 수행하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다. 본원에 설명된 장치의 실시예들은 처리 체적을 한정하는 챔버 본체를 포함한다. 전극들은 프로세스 체적에 인접하여 배치될 수 있고, 프로세스 유체는, 액침 필드 유도식 노출 후 베이크 프로세스들을 용이하게 하기 위해 복수의 유체 도관들을 통해 프로세스 체적에 제공된다. 기판을 헹굼, 현상 및 건조시키기 위한 후 프로세스 챔버가 또한 제공된다.

Description

노출 후 베이크를 위한 장치{APPARATUS FOR POST EXPOSURE BAKE}
본 개시내용은 일반적으로, 기판을 처리하기 위한 방법들 및 장치에 관한 것으로, 더 구체적으로 액침 필드 유도식 노출 후 베이크 프로세스들을 수행하기 위한 방법들 및 장치들에 관한 것이다.
집적 회로들은 단일 칩 상에 수백만 개의 구성요소들(예를 들어, 트랜지스터들, 커패시터들 및 저항기들)을 포함할 수 있는 복합 디바이스들로 진화되었다. 포토리소그래피는 칩 상에 구성요소들을 형성하는 데 사용될 수 있는 프로세스이다. 일반적으로, 포토리소그래피의 프로세스는 몇 개의 기본 스테이지들을 수반한다. 처음에, 포토레지스트 층이 기판 상에 형성된다. 화학적으로 증폭된 포토레지스트는 레지스트 수지 및 광산 발생제를 포함할 수 있다. 광산 발생제는, 후속 노출 단계에서 전자기 방사선에 노출 시에, 현상 프로세스에서 포토레지스트의 용해도를 변경한다. 전자기 방사선은 임의의 적합한 파장, 예를 들어, 193 nm ArF 레이저, 전자 빔, 이온 빔, 또는 다른 적합한 공급원을 가질 수 있다.
노출 단계에서, 포토마스크 또는 레티클은 기판의 특정 영역들을 전자기 방사선에 선택적으로 노출시키는 데 사용될 수 있다. 다른 노출 방법들은 마스크없는 노출 방법들일 수 있다. 광에의 노출은 광산 발생제를 분해할 수 있으며, 이는 산을 발생시키고 레지스트 수지에 산 잠상을 초래한다. 노출 후에, 기판은 노출 후 베이크 프로세스에서 가열될 수 있다. 노출 후 베이크 프로세스 동안, 광산 발생제에 의해 발생된 산은 레지스트 수지와 반응하여, 후속 현상 프로세스 동안 레지스트의 용해도를 변화시킨다.
노출 후 베이크 후에, 기판, 특히 포토레지스트 층이 현상되고 헹굼될 수 있다. 사용되는 포토레지스트의 유형에 따라, 전자기 방사선에 노출된 기판의 영역들은 제거에 저항성이거나 제거에 더 민감할 수 있다. 현상 및 헹굼 후에, 마스크의 패턴은 습식 또는 건식 식각 프로세스를 사용하여 기판에 전사된다.
칩 설계의 진화는 더 빠른 회로 및 더 큰 회로 밀도를 계속해서 요구한다. 더 큰 회로 밀도에 대한 요구들은 집적 회로 구성요소들의 치수들의 감소를 필요로 한다. 집적 회로 구성요소들의 치수들이 감소됨에 따라, 더 많은 요소들이 반도체 집적 회로 상의 주어진 영역에 배치되도록 요구된다. 이에 따라, 리소그래피 프로세스는 더욱 더 작은 피처들을 기판 상으로 전사해야 하고, 리소그래피는 정밀하게, 정확하게, 그리고 손상 없이 그렇게 행해야 한다. 피처들을 기판 상으로 정밀하고 정확하게 전사하기 위해, 고해상도 리소그래피는 작은 파장들의 방사선을 제공하는 광원을 사용할 수 있다. 작은 파장들은 기판 또는 웨이퍼 상의 최소 인쇄가능 크기를 감소시키는 것을 돕는다. 그러나, 작은 파장 리소그래피는 낮은 처리량, 증가된 라인 에지 거칠기, 및/또는 감소된 레지스트 감도와 같은 문제들을 겪는다.
최근의 개발에서, 리소그래피 노출/현상 해상도를 개선하기 위해 전자기 방사선이 투과되는 포토레지스트 층의 일부의 화학적 특성을 변경하기 위해서 노출 프로세스 이전에 또는 이후에 기판 상에 배치된 포토레지스트 층에 전기장을 발생시키는 데 전극 조립체가 사용된다. 그러나, 그러한 시스템들을 구현하는 데 있어서의 난제들은 아직 충분히 극복되지 않았다.
그러므로, 액침 필드 유도식 노출 후 베이크 프로세스들을 개선하기 위한 개선된 방법들 및 장치들에 대한 필요성이 존재한다.
일 실시예에서, 기판 처리 장치가 제공된다. 장치는 프로세스 체적을 한정하는 챔버 본체를 포함한다. 프로세스 체적의 장축은 수직으로 배향되고 프로세스 체적의 단축은 수평으로 배향된다. 이동가능한 도어가 챔버 본체에 결합되고 제1 전극이 도어에 결합된다. 제1 전극은 상부에 기판을 지지하도록 구성된다. 제2 전극은 챔버 본체에 결합되고 제2 전극은 프로세스 체적을 적어도 부분적으로 한정한다. 제1 복수의 유체 포트들은, 프로세스 체적에 인접한, 챔버 본체의 측벽에 형성되고, 제2 복수의 유체 포트들은, 제1 복수의 유체 포트들에 대향하고 프로세스 체적에 인접한, 챔버 본체의 측벽에 형성된다.
또 다른 실시예에서, 기판 처리 장치가 제공된다. 장치는 프로세스 체적을 한정하는 챔버 본체 및 프로세스 체적 내에 배치된 회전가능한 페디스털을 포함한다. 유체 전달 암은 세정 유체를 프로세스 체적에 전달하도록 구성된다. 장치는 또한, 모터에 의해 상승 및 하강될 수 있는 차폐부를 포함하고, 차폐부는 회전가능한 페디스털의 방사상 외측에 배치된다.
또 다른 실시예에서, 기판을 처리하는 방법이 제공된다. 방법은, 기판을 프로세스 챔버의 프로세스 체적에 인접하여 위치시키는 단계 및 프로세스 유체를 제1 유량으로 프로세스 체적에 전달하는 단계를 포함한다. 프로세스 체적의 일부를 프로세스 유체로 채운 후에, 프로세스 유체는 제1 유량보다 큰 제2 유량으로 프로세스 체적에 전달된다. 프로세스 체적을 프로세스 유체로 완전히 채운 후에, 프로세스 유체는 제2 유량보다 적은 제3 유량으로 프로세스 체적에 전달된다. 프로세스 유체가 제3 유량으로 프로세스 체적에 전달되는 동안 프로세스 체적에 전기장이 발생된다.
본 개시내용의 위에서 언급된 특징들이 상세히 이해될 수 있도록, 위에 간략히 요약된 본 개시내용의 더 구체적인 설명이 실시예들을 참조하여 이루어질 수 있으며, 이들 중 일부는 첨부 도면들에 예시되어 있다. 그러나, 첨부 도면들은 단지 예시적인 실시예들만을 예시하고 따라서 그의 범위를 제한하는 것으로 간주되어서는 안 되며, 다른 동등하게 효과적인 실시예들을 허용할 수 있다는 점에 주목해야 한다.
도 1은 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 챔버의 개략적인 단면도를 예시한다.
도 2는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 도 1의 프로세스 챔버의 일부의 상세도를 예시한다.
도 3은 본원에 설명된 실시예들에 따른, 도 1의 프로세스 챔버의 다양한 구성요소들의 개략적인 측면도를 예시한다.
도 4는 본원에 설명된 실시예들에 따른 후 프로세스 챔버를 예시한다.
도 5는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 기판들을 처리하기 위한 방법의 작동들을 예시한다.
이해를 용이하게 하기 위해, 가능한 경우, 도면들에 공통된 동일한 요소들을 지시하는 데에 동일한 참조 번호들이 사용되었다. 일 실시예의 요소들 및 특징들이 추가의 언급 없이 다른 실시예들에 유익하게 통합될 수 있다는 것이 고려된다.
도 1은 본원에 설명된 실시예들에 따른 프로세스 챔버(100)의 개략적인 단면도를 예시한다. 일 실시예에서, 프로세스 챔버(100)는 액침 필드 유도식 노출 후 베이크(iFGPEB) 프로세스들을 수행하도록 구성된다. 챔버(100)는, 기판이 처리되고 있을 때 기판의 장축이 수직으로 배향되고 기판의 단축이 수평으로 배향되도록, 수직 배향으로 위치된다. 챔버(100)는, 금속성 물질, 예컨대, 알루미늄, 스테인리스강, 및 이들의 합금들 및 조합들로 제조된 챔버 본체(102)를 포함한다. 대안적으로, 챔버 본체(102)는 중합체 물질들, 예컨대, 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 또는 고온 플라스틱들, 예컨대, 폴리에테르 에테르 케톤(PEEK)으로 제조된다.
본체(102)는, 적어도 부분적으로, 그 안에 프로세스 체적(104)을 한정한다. 예를 들어, 본체(102)의 측벽(148)은 프로세스 체적(104)의 직경을 한정한다. 프로세스 체적(104)의 장축은 수직으로 배향되고 프로세스 체적(104)의 단축은 수평으로 배향된다. 제1 복수의 유체 포트들(126)은 측벽(148)을 통해 챔버 본체(102)에 형성된다. 제2 복수의 유체 포트들(128)은 또한, 제1 복수의 유체 포트들(126)에 대향하는, 챔버 본체(102)의 측벽(148)에 형성된다. 제1 복수의 유체 포트들(126)은 제1 도관(134)을 통해 프로세스 유체 공급원(132)과 유체 연통한다. 제2 복수의 유체 포트들(128)은 제2 도관(138)을 통해 유체 배출구(136)와 유체 연통한다. 프로세스 유체 공급원(132)은, 단독으로 또는 다른 장치와 조합하여, 유체가 프로세스 체적(104)에 진입하기 이전에, 약 70 ℃ 내지 약 130 ℃, 예컨대, 약 110 ℃의 온도로 프로세스 유체를 예열하도록 구성된다.
일 실시예에서, 퍼지 가스 공급원(150)이 또한, 제1 유체 도관(134) 및 제1 복수의 유체 포트들(126)을 통해 프로세스 체적(104)과 유체 연통한다. 퍼지 가스 공급원(150)에 의해 제공되는 가스들은 iFGPEB 처리 동안 또는 그 후에 처리 체적(104)을 퍼지하기 위해 질소, 수소, 불활성 가스들 등을 포함할 수 있다. 원하는 경우, 퍼지 가스들은 유체 배출구(136)를 통해 처리 체적(104)으로부터 배출될 수 있다.
도어(106)는 챔버 본체(102)에 작동가능하게 결합된다. 예시된 실시예에서, 도어(106)는, 도어(106)가 챔버 본체(102)에 인접하여 배치되고 그에 접하도록 처리 위치에 배향된다. 도어(106)는 챔버 본체(102)에 대해 선택된 물질들과 유사한 물질들로 형성된다. 대안적으로, 챔버 본체는 제1 물질, 예컨대, 중합체 물질로 형성될 수 있고, 도어(106)는 제1 물질과 상이한 제2 물질, 예컨대, 금속성 물질로 형성될 수 있다. 샤프트(107)는 도어(106)를 통해 연장되며, 도어(106)를 개폐하기 위해 도어(106)가 회전하는 축(즉, Z 축)을 제공한다.
도어(106)는 트랙(도시되지 않음)에 결합될 수 있고, 도어(106)는 트랙을 따라 X 축으로 병진운동하도록 구성된다. 모터(도시되지 않음)는 X 축을 따른 도어(106)의 이동을 용이하게 하기 위해 도어(106) 및/또는 트랙에 결합될 수 있다. 도어(106)가 폐쇄된 처리 위치로 예시되지만, 도어(106)의 개방 및 폐쇄는, 도어(106)를 Z 축을 중심으로 회전시키기 이전에 X 축을 따라 챔버 본체(02)로부터 멀리 도어(106)를 이동시킴으로써 수행될 수 있다. 예를 들어, 도어(106)는, 로딩 동안 기판 파손의 확률이 감소된 상태로 제1 전극(108) 상에의 기판(110)의 위치결정이 수행될 수 있도록, 예시된 처리 위치로부터 로딩 위치로 약 90 도 회전할 수 있다.
후면판(112)은 도어(106)에 결합되고, 제1 전극(108)은 후면판(112)에 결합된다. 후면판(112)은, 원하는 구현에 따라, 도어(106) 또는 챔버 본체(102)와 유사한 물질들로 형성된다. 제1 전극(108)은 전기 전도성 금속성 물질로 형성될 수 있다. 추가적으로, 제1 전극(108)에 활용되는 물질은 비산화성 물질일 수 있다. 제1 전극(108)에 대해 선택된 물질들은 제1 전극(108)의 표면에 걸쳐 바람직한 전류 균일성 및 낮은 저항을 제공한다. 특정 실시예들에서, 제1 전극(108)은 제1 전극(108)의 표면에 걸쳐 전압 불균일성들을 도입하도록 구성된 세그먼트화된 전극이다. 이러한 실시예에서, 제1 전극(108)의 상이한 세그먼트들에 전력을 공급하기 위해 복수의 전원들이 활용된다.
제1 전극(108)은 상부에 기판(110)의 부착을 수용하도록 크기가 정해진다. 제1 전극(108)은 또한, 챔버 본체(102) 및 프로세스 체적(104)에 인접한 위치결정을 허용하도록 크기가 정해진다. 일 실시예에서, 제1 전극(108)은 후면판(112) 및 도어(106)에 고정가능하게 결합된다. 또 다른 실시예에서, 제1 전극(108)은 후면판(112) 및 도어(106)에 회전가능하게 결합된다. 이러한 실시예에서, 모터(109)는 도어(106)에 결합되고, 후면판(112) 또는 제1 전극(108) 상에 회전 운동을 부여하도록 구성된다. 일 실시예에서, 제1 전극(108)은 접지 전극으로서 구성된다.
진공원(116)은 제1 전극(108)의 기판 수용 표면과 유체 연통한다. 진공원(116)은 도어(106), 후면판(112), 및 제1 전극(108)을 통해 진공원(116)으로부터 연장되는 도관(114)에 결합된다. 일반적으로, 진공원(116)은 기판(110)을 제1 전극(108)에 진공 척킹하도록 구성된다.
열원(118), 온도 감지 장치(120), 전원(122), 및 감지 장치(124)가 제1 전극(108)에 결합된다. 열원(118)은 제1 전극(108) 내에 배치된 하나 이상의 가열 요소, 예컨대, 저항성 가열기에 전력을 제공한다. 또한, 열원(118)이, 후면판(112) 내에 배치된 가열 요소들에 전력을 제공할 수 있다는 점이 고려된다. 열원(118)은 일반적으로, iFGPEB 프로세스들 동안 유체의 예열을 용이하게 하기 위해, 제1 전극(108) 및/또는 후면판(112) 중 어느 하나를 가열하도록 구성된다. 열원(118)은 또한, 프로세스 유체를 예열하는 것에 추가하여 또는 그와 별개로 기판 처리 동안 프로세스 유체의 원하는 온도를 유지하는 데 활용될 수 있다. 일 실시예에서, 열원(118)은 제1 전극(108)을 약 70 ℃ 내지 약 130 ℃, 예컨대, 약 110 ℃의 온도로 가열하도록 구성된다.
온도 감지 장치(120), 예컨대, 열전대 등은 온도 피드백을 제공하고 제1 전극(108)의 가열을 용이하게 하기 위해 열원(118)에 통신가능하게 결합된다. 전원(122)은, 예를 들어, 약 1 V 내지 약 20 kV를 제1 전극(108)에 공급하도록 구성된다. 활용되는 프로세스 유체의 유형에 따라, 전원(122)에 의해 발생되는 전류는 수십 나노암페어 내지 수백 밀리암페어 정도일 수 있다. 일 실시예에서, 전원(122)은 약 1 kV/m 내지 약 2 MV/m 범위의 전기장들을 발생시키도록 구성된다. 일부 실시예들에서, 전원(122)은 전압 제어식 또는 전류 제어식 모드들로 작동하도록 구성된다. 두 모드들 모두에서, 전원은 AC, DC, 및/또는 펄싱된 DC 파형들을 출력할 수 있다. 원하는 경우, 직사각형파 또는 사인파가 활용될 수 있다. 전원(122)은 약 0.1 Hz 내지 약 1 MHz, 예컨대, 약 5 kHz의 주파수의 전력을 제공하도록 구성될 수 있다. AC 전력 또는 펄싱된 DC 전력의 듀티 사이클은 약 5% 내지 약 95%, 예컨대, 약 20% 내지 약 60%일 수 있다.
AC 전력 또는 펄싱된 DC 전력의 상승 및 하강 시간은 약 1 ns 내지 약 1000 ns, 예컨대, 약 10 ns 내지 약 500 ns일 수 있다. 감지 장치(124), 예컨대, 전압계 등은 전기 피드백을 제공하고 제1 전극(108)에 인가되는 전력의 제어를 용이하게 하기 위해, 전원(122)에 통신가능하게 결합된다. 감지 장치(124)는 또한, 전원(122)을 통해 제1 전극(108)에 인가되는 전류를 감지하도록 구성될 수 있다.
제2 전극(130)은 프로세스 체적(104)에 인접하여 챔버 본체(102)에 결합되고, 프로세스 체적(104)을 부분적으로 한정한다. 제1 전극(108)과 유사하게, 제2 전극(130)은 열원(140), 온도 감지 장치(142), 전원(144) 및 감지 장치(146)에 결합된다. 열원(140), 온도 감지 장치(142), 전원(144), 및 감지 장치(146)는 열원(118), 온도 감지 장치(120), 전원(122), 및 감지 장치(124)와 유사하게 기능할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 전극(130)은 능동적으로 전력을 공급받는 전극이고 제1 전극(108)은 접지 전극이다. 전술된 전극 배열의 결과로서, 기판(110) 상에 배치된 레지스트의 노출 시에 발생된 산은, 패터닝 및 레지스트 탈보호 특성들을 개선하기 위해, iFGPEB 처리 동안에 조절될 수 있다.
도 2는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 도 1의 프로세스 챔버(100)의 일부의 상세도를 예시한다. 프로세스 체적(104)은 기판(110)과 제2 전극(130) 사이에 한정된 폭(214)을 갖는다. 일 실시예에서, 프로세스 체적(104)의 폭(214)은 약 1.0 mm 내지 약 10 mm, 예컨대, 약 4.0 mm 내지 약 4.5 mm이다. 기판(110)과 제2 전극(130) 사이의 비교적 작은 갭은, iFGPEB 처리 동안, 감소된 양들의 프로세스 유체의 활용을 가능하게 하는 프로세스 체적(104)의 체적을 감소시킨다. 추가적으로, 제2 전극(130)과 기판 사이의 거리를 한정하는 폭(214)은, 기판(110)의 표면에 걸쳐 실질적으로 균일한 전기장을 제공하도록 구성된다. 실질적으로 균일한 장은 iFGPEB 처리의 결과로서 개선된 패터닝 특성들을 제공한다. 폭(214)을 갖는 갭의 또 다른 이점은, 원하는 전기장을 발생시키는데 활용되는 전압의 감소이다.
작동 시에, 프로세스 체적(104)은 iFGPEB 처리 동안 프로세스 유체로 채워진다. 프로세스 체적 밖으로의 프로세스 유체 누설의 확률을 감소시키기 위해, 프로세스 체적의 유체 격납 무결성을 유지하기 위해 복수의 O-링이 활용된다. 제1 O-링(202)은 제1 전극(108)에, 제1 전극(108)의 기판 수용 표면 상에 배치된다. 제1 O-링(202)은 제1 전극 상에, 기판(110)의 외측 직경으로부터 방사상 내측으로 위치될 수 있다.
일 예에서, 제1 O-링(202)은 제1 전극(108) 상에, 기판(110)의 외측 직경으로부터 방사상 내측으로 약 1 mm 내지 약 10 mm의 거리에 위치된다. 제1 O-링은 기판이 제1 전극(108)에 척킹될 때 기판(110)의 후면과 접촉하도록 위치된다. 측벽(148)의 제1 표면(206)은, 기판(110)이, 예시된 처리 위치에 있을 때 기판(110)의 에지 영역과 접촉하도록 성형되고 크기가 정해진다.
일 실시예에서, 제1 O-링(202)은 제1 전극(108)에, 측벽(148)의 제1 표면(206)에 대향하여 배치된다. 제1 O-링(202)이 프로세스 체적(104)으로부터, 기판(110) 뒤의 영역, 예컨대, 제1 전극(108)의 기판 지지 표면으로의 프로세스 유체의 누설을 방지할 수 있다는 것이 고려된다. 유리하게, 기판(110)의 진공 척킹이 유지되고, 프로세스 유체는 진공원(116)에 도달하는 것이 방지된다.
제1 전극(108)은 제1 O-링의 방사상 외측에 배치된 레지(210)를 갖는다. 레지(210)는 제1 O-링(202)의 위치로부터 방사상 외측에 배치된다. 제2 O-링(204)은 레지(210)의 방사상 외측으로 제1 전극(108)에 결합된다. 측벽(148)의 제2 표면(208)은, 제1 전극(108)의 외측 직경으로부터 방사상 내측으로 연장되고 그에 인접하여 제1 전극(108)과 접촉하도록 성형되고 크기가 정해진다. 일 실시예에서, 제2 O-링(204)은 기판(110)이 처리 위치에 배치될 때 측벽(148)의 제2 표면(208)과 접촉하여 배치된다. 제2 O-링(204)이, 프로세스 체적(108)으로부터 제1 전극(108)의 외측 직경을 넘는 프로세스 유체의 누설을 방지할 수 있다는 것이 고려된다.
제3 O-링(212)은 제2 전극(130)의 외측 직경을 따라 제2 전극(130)에 결합된다. 제3 O-링(212)은 또한, 챔버 본체(102)의 측벽(148)과 접촉하여 배치된다. 제3 O-링(212)은 프로세스 유체가 제2 전극(130) 뒤에서 유동하는 것을 방지하도록 구성된다. O-링들(202, 204, 212) 각각은, 엘라스토머 물질, 예컨대, 중합체 등으로 형성된다. 일 실시예에서, O-링들(202, 204, 212)은 원형 단면을 갖는다. 또 다른 실시예에서, O-링들(202, 204, 212)은 비원형 단면, 예컨대, 삼각형 단면 등을 갖는다. 또한, O-링들(202, 204, 212) 각각이, O-링들(202, 204, 212)을 넘는 프로세스 유체의 통과를 방지하고 프로세스 체적(104)을 유체 밀봉하기에 적합한 압축력을 받는 것이 고려된다.
도 3은 본원에 설명된 실시예들에 따른, 도 1의 프로세스 챔버(100)의 다양한 구성요소들의 개략적인 측면도를 예시한다. 프로세스 체적(104)은, 제1 복수의 유체 포트들(126) 및 제2 복수의 유체 포트들(128)이 프로세스 체적에 형성된 것으로 예시된다. 제1 복수의 채널들(302)은 제1 복수의 유체 포트들(126)과 제1 도관(134) 사이에 결합된다. 제2 복수의 채널들(304)은 제2 복수의 유체 포트들(128)과 제2 도관(138) 사이에 결합된다.
제1 복수의 채널들(302) 중 10개의 채널들이 예시되어 있지만, 약 5개 채널들 내지 약 30개 채널들, 예를 들어, 약 9개 채널들 내지 약 21개 채널들이 구현될 수 있다는 것이 고려된다. 유사하게, 제2 복수의 채널들(304)에 대해 약 5개 채널들 내지 약 30개 채널들, 예를 들어, 약 9개 채널들 내지 약 21개 채널들이 활용될 수 있다. 채널들(302, 304)의 개수는 프로세스 체적(104)의 충전 동안 적합한 유체 유량들을 가능하게 하도록 선택된다. 채널들(302, 304)은 또한, 제1 전극(108) 및 기판(110)이 챔버 본체(102)의 제1 표면(206)에 대해 위치될 때 프로세스 체적(104)의 강성을 유지하도록 구성된다. 일 실시예에서, 9개의 제1 채널들(302) 및 9개의 제2 채널들(304)이 프로세스 체적(104)에 결합된다. 또 다른 실시예에서, 21개의 제1 채널들(302) 및 21개의 제2 채널들(304)이 제1 프로세스 체적(104)에 결합된다.
제1 복수의 채널들(302) 및 제2 복수의 채널들(304)은 프로세스 챔버(100)의 본체(102)에 형성된다. 제1 및 제2 복수의 채널들(302, 304) 각각은 제1 유체 포트들(126) 및 제2 유체 포트들(128)에서, 각각, 약 3.0 mm 내지 약 3.5 mm, 예컨대, 약 3.2 mm의 직경을 갖는다. 또 다른 실시예에서, 프로세스 체적(104)의 직경에 따른 각각의 채널의 직경은 상이하다. 일 실시예에서, 제1 복수의 채널들(302)의 채널들은 프로세스 체적(104)의 직경에 걸쳐 균등하게 이격된다. 유사하게, 제2 복수의 채널들(304)의 채널들은 프로세스 체적(104)의 직경에 걸쳐 균등하게 이격된다. 또한, 제1 및 제2 복수의 채널들(302, 304)의 채널들이 또한, 프로세스 체적(104)의 직경에 걸쳐 불균등하게 이격될 수 있다는 것이 고려된다.
제1 및 제2 복수의 채널들(302, 304)의 채널들의 간격은, 프로세스 유체의 난류가 프로세스 체적(104)에 진입하고 빠져나가는 것을 감소시키도록 구성된다. 난류는 프로세스 유체에 기포들을 발생시키고 기포들은 후속하여 인가되는 전기장 내에서 절연체들로서 작용하기 때문에, 기포들의 형성을 감소시키기 위한 방안이 취해진다. 이하에 상세히 설명되는 바와 같이, 프로세스 유체의 유량들은 난류를 감소시키기 위해 제1 및 제2 복수의 채널들(302, 304)의 설계와 함께 조절된다.
프로세스 유체의 유동 경로는 프로세스 유체 공급원(132)으로부터 유래하여 제1 도관(134)을 통해 제1 복수의 채널들(302)로 이어진다. 유체는 제1 복수의 채널들(302)을 빠져나가 제1 유체 포트들(126)을 통해 프로세스 체적(104) 내로 유동한다. 일단 프로세스 체적(104)이 프로세스 유체로 채워지면, 프로세스 유체는 프로세스 체적(104)을 빠져나가 제2 유체 포트들(128)을 통해 제2 복수의 채널들(304)로 유동한다. 프로세스 유체는 계속해서 제2 도관(138) 내로 유동하고, 궁극적으로, 유체 배출구(136)에서 프로세스 챔버(100)로부터 제거된다.
하나의 작동 실시예에서, 전기장의 활성화 이전에 프로세스 유체로 프로세스 체적(104)을 채우는 데에 활용되는 제1 유량은 약 5 L/분 내지 약 10 L/분이다. 일단 프로세스 체적(104)이 프로세스 유체로 채워지면, 전기장이 인가되고, iFGPEB 처리 동안 프로세스 유체의 약 0 L/분 내지 약 5 L/분의 제2 유량이 활용된다. 프로세스 유체 충전 및 처리 시간은 약 30 초 내지 약 90 초, 예컨대, 약 60 초이다. 일 실시예에서, 프로세스 유체는 iFGPEB 처리 동안 계속 유동한다. 이러한 실시예에서, 프로세스 체적(104)의 체적은 처리되는 기판당 약 1 회 내지 약 10 회 교환된다. 또 다른 실시예에서, 프로세스 유체는 처리 동안 주로 정적(static)이다. 이러한 실시예에서, 프로세스 체적(104)의 체적은 각각의 기판의 기판 처리 동안 교환되지 않는다.
또 다른 작동 실시예에서, 처음에 프로세스 체적(104)을 채우기 위해 제1 유량이 활용된다. 제1 유량은, 제1 유체 포트들(126)이 침지되도록 프로세스 체적(104)을 채우기 위해 소정의 양의 시간 동안 5 L/분 미만이다. 그 다음, 5 L/분 초과의 제2 유량은, 프로세스 체적(104)의 나머지를 채우기 위해 활용된다. iFGPEB 처리에서 전기장의 인가 동안, 5 L/분 미만의 제3 유량이 활용된다. 제1 유량과 제2 유량 사이의 유량 조절은, 프로세스 체적(104) 내의 유체의 난류를 감소시키고 프로세스 체적에서의 기포들의 형성을 감소시키거나 제거하도록 구성된다. 그러나, 기포들이 형성되는 경우, 기포들의 부력은 기포들이 제2 유체 포트들(128)을 통해 프로세스 체적(104)으로부터 탈출할 수 있게 하고, 이로써, iFGPEB 처리 동안 전기장에 대한 기포들의 절연 효과를 최소화한다. 이에 따라, iFGPEB 처리를 개선하기 위해 더 균일한 전기장이 달성될 수 있다.
도 4는 본원에 설명된 실시예에 따른 후 프로세스 챔버(400)를 예시한다. 프로세스 챔버(100)에서의 기판의 iFGPEB 처리 후에, 기판은 후 프로세스 챔버(400)로 이송된다. 후 프로세스 챔버(400)는 프로세스 체적(404)을 한정하는 챔버 본체(402) 및 프로세스 체적(404)에 배치된 페디스털(408)을 포함한다. 페디스털(408) 상에 위치된 기판(406)은 기판(406)을 냉각 및 헹굼함으로써 후 처리된다. 냉각 및 헹굼을 결합함으로써, 기판 처리의 베이크로부터 냉각으로의 지연이 최소화된다.
기판(406)이 페디스털(408) 상에 위치될 때, 진공원(414)로부터 진공의 인가에 의해 기판이 진공 척킹된다. 기판(406)의 냉각은 일단 기판(406)이 척킹되면 시작한다. 유체 도관들(410)은 페디스털(408)에 형성되고, 유체 도관들(410)은 냉각 유체 공급원(412)과 유체 연통한다. 냉각 유체는 기판(406)을 냉각하기 위해 유체 도관들(410)을 통해 유동된다.
냉각 동안, 기판(406)은 또한, 기판 표면 상에 여전히 존재하는 임의의 남아있는 프로세스 유체를 제거하기 위해 헹굼된다. 헹굼 유체는, 유체 전달 노즐들(420)을 포함할 수 있는 유체 전달 암(418)으로부터 기판(406)의 디바이스 측 상에 분배된다. 헹굼 유체, 예컨대, 탈이온수 등이 헹굼 유체 공급원(422)으로부터 암(418) 및 노즐들(420)을 통해 제공된다.
헹굼 및 냉각 후에, 기판(406)은 페디스털(408)을 회전시킴으로써 회전 건조된다. 페디스털(408)은 페디스털(408)의 회전을 가능하게 하는 전원(416)에 결합된다. 기판(406)의 회전 건조 동안, 차폐부(424)는 기판(406)으로부터 떨어져나온 유체를 수집하기 위해 상승된다. 차폐부(424)는 페디스털(408)의 직경보다 큰 내측 직경을 갖는 형상 및 크기의 링형이다. 차폐부(424)는 또한, 페디스털(408)의 방사상 외측에 배치된다. 차폐부(424)는, 차폐부(424)가 회전 건조 동안 기판(406) 위로 연장되도록 차폐부(424)를 상승 및 하강시키는 모터(428)에 결합된다. 회전 건조 동안 차폐부(424)에 의해 수집된 유체는 배수구(426)를 통해 프로세스 체적(404)으로부터 제거된다. 기판(406)의 냉각 및 헹굼 동안, 차폐부(424)는 하강된 위치에 배치될 수 있고 기판(406)의 회전 건조 동안에 후속하여 상승될 수 있다는 점에 주목한다. 차폐부(424)는 또한, 기판(406)의 로딩 및 언로딩 동안 하강될 수 있다.
일단 기판(406)이 건조되면, 기판(406) 상의 레지스트는 현상액, 예컨대, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(TMAH)의 도포에 의해 현상된다. 일 실시예에서, 현상액은 암(418) 및 노즐들(420)로부터 분배된다. 현상 후에, 기판(406)은, 후속 처리를 위해 기판(406)을 준비시키기 위해, 선택적으로 탈이온수로 헹굼되고 다시 건조될 수 있다.
도 5는 본원에 설명된 실시예들에 따른, 기판들을 처리하기 위한 방법(500)의 작동들을 예시한다. 작동(510)에서, 기판은 프로세스 챔버, 예컨대, 프로세스 챔버(100)의 프로세스 체적에 인접하여 또는 프로세스 체적 내에 위치된다. 작동(520)에서 프로세스 체적은 프로세스 유체로 채워지고, 작동(530)에서 iFGPEB 처리가 수행된다. 작동(540)에서, 프로세스 유체가 프로세스 체적으로부터 제거되고, 작동(550)에서, 기판은 후 프로세스 챔버, 예컨대, 후 프로세스 챔버(400)로 이송된다. 선택적으로, 기판은 기판 취급 동안 프로세스 유체의 유출을 방지하기 위해 작동(540) 동안 회전 건조될 수 있다.
작동(560)에서, 기판은 기판으로부터 프로세스 유체를 제거하기 위해 세정 유체로 헹굼된다. 작동(560)은 또한, 특정 실시예들에서 기판의 회전 건조를 포함할 수 있다. 작동(570)에서, 기판 상에 배치된 레지스트가 현상되고, 작동(580)에서, 기판은 다시 세정 유체로 헹굼된다. 작동(590)에서, 기판은 회전 건조되고 후속 처리를 위해 준비된다.
요약하면, iFGPEB 처리를 개선하기 위한 장치 및 방법이 제공된다. 본원에서 설명된 프로세스 챔버들은 iFGPEB 작동들 동안에 프로세스 유체의 효율적인 사용 및 전기장의 개선된 인가를 가능하게 한다. 또한, 동시적인 냉각 및 헹굼 작동들을 가능하게 하는 장치를 활용함으로써 베이크로부터 냉각으로의 지연을 감소시키는 것에 의해 기판의 후 처리가 개선된다. 따라서, iFGPEB 처리 작동들은 본원에 설명된 장치 및 방법들을 활용함으로써 개선될 수 있다.
전술한 내용은 본 개시내용의 실시예들에 관한 것이지만, 본 개시내용의 다른 그리고 추가적인 실시예들은 그의 기본 범위로부터 벗어나지 않고 안출될 수 있으며, 그의 범위는 후속하는 청구항들에 의해 결정된다.

Claims (1)

  1. 제1항에 따른 장치.
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