特開 2022-153352 露光後ベークのための装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022153352

(43)【公開日】2022-10-12

(54)【発明の名称】露光後ベークのための装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20221004BHJP

   G03F 7/38 20060101ALI20221004BHJP

   H01L 21/304 20060101ALI20221004BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 566

G03F7/38 511

H01L21/304 651B

H01L21/304 643

【審査請求】有

【請求項の数】20

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2022093382

(22)【出願日】2022-06-09

(62)【分割の表示】P 2020213208の分割

【原出願日】2017-05-02

(31)【優先権主張番号】15/196,725

(32)【優先日】2016-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(71)【出願人】

【識別番号】390040660

【氏名又は名称】アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＡＰＰＬＩＥＤ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ，ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】ハンソン， カイル エム．

(72)【発明者】

【氏名】ウィルソン， グレゴリー ジェー．

(72)【発明者】

【氏名】ババヤン， ヴィアチェスラフ

(57)【要約】      （修正有）

【課題】浸漬フィールドガイド式露光後ベークプロセスを実行するための方法及び装置に関する。
【解決手段】装置は、処理空間を画定するチャンバ本体を含む。処理空間に隣接して電極が配置され、電場が生成される。浸漬フィールドガイド式露光後ベークプロセスを容易にするために、複数の流体導管を介して処理空間に処理流体が供給される。基板をすすぎ、現像し、乾燥させるための後処理チャンバがまた提供される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理空間を画定するチャンバ本体であって、前記処理空間の長軸が垂直に配向され、前記処理空間の短軸が水平に配向される、チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に連結される移動可能なドアと、
前記ドアに連結され、基板をその上で支持するように構成される第１の電極と、
前記チャンバ本体に連結され、前記処理空間を少なくとも部分的に画定する第２の電極と、
前記処理空間に隣接した前記チャンバ本体の側壁に形成される第１の複数の流体ポートと、
前記第１の複数の流体ポートと反対側の前記処理空間に隣接した前記チャンバ本体の前記側壁に形成される第２の複数の流体ポートと
を含む基板処理装置。

【請求項2】

前記第１の電極と前記ドアとの間に配置されるバッキング板
を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

第１の複数のチャネル及び前記第１の複数の流体ポートを介して、前記処理空間と流体連結する処理流体源
を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

第２の複数のチャネル及び前記第２の複数の流体ポートを介して、前記処理空間と流体連結する流体出口
を更に含む、請求項３に記載の装置。

【請求項5】

前記第１の複数のチャネルのうちの２１のチャネルが、前記チャンバ本体の中に形成される、請求項３に記載の装置。

【請求項6】

前記第２の複数のチャネルのうちの２１のチャネルが、前記チャンバ本体の中に形成される、請求項４に記載の装置。

【請求項7】

前記第１の電極が、基板をその上で真空チャックするように構成される、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

真空源が、前記第１の電極と流体連結する、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記チャンバ本体が、ポリテトラフルオロエチレンから形成される、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記第１の複数の流体ポートが、前記処理空間の直径にわたって均一に分散される、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

前記第２の複数の流体ポートが、前記処理空間の前記直径にわたって均一に分散される、請求項１０に記載の装置。

【請求項12】

前記処理空間の幅が、４．０ｍｍから４．５ｍｍまでの間である、請求項１に記載の装置。

【請求項13】

前記第１の電極に連結され、前記基板の外径に隣接した基板の裏側に接触するように位置決めされる第１のＯリングと、
前記第１の電極の外径に隣接した、前記第１の電極に連結され、前記チャンバ本体の側壁の表面に接触する第２のＯリングと、
前記第２の電極の外径に連結され、前記チャンバ本体の側壁と接触して位置決めされる第３のＯリングと
を更に含む、請求項１に記載の装置。

【請求項14】

処理空間を画定するチャンバ本体と、
前記処理空間内に配置される回転可能なペデスタルと、
前記処理空間に洗浄流体を供給するように構成される流体供給アームと、
モータによって上げ下げ可能であり、前記回転可能なペデスタルの直径より大きい内径を有し、前記回転可能なペデスタルの半径方向外側に配置されるシールドと
を含む基板処理装置。

【請求項15】

基板を処理する方法であって、
処理チャンバの処理空間に隣接して基板を位置決めすることと、
５Ｌ／分未満の第１の流量で前記処理空間に処理流体を供給することと、
前記処理空間の一部を処理流体で充填した後に、５Ｌ／分を上回る第２の流量で前記処理空間に前記処理流体を供給することと、
前記処理空間を前記処理流体で完全に充填した後に、５Ｌ／分未満の第３の流量で前記処理空間に前記処理流体を供給することと、
第３の流量で前記処理空間に前記処理流体を供給する間、前記処理空間に電場を生成することと
を含む方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

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、浸漬フィールドガイド式露光後ベークプロセスを実行するための方法及び装置に関する。

【背景技術】

【0002】

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、及びレジスタ）を含むことができる、複雑なデバイスへと進化してきた。フォトリソグラフィは、チップ上に部品を形成するために使用されうるプロセスである。概して、フォトリソグラフィのプロセスには、いく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。化学的増幅型フォトレジストは、レジスト樹脂及び光酸発生剤を含みうる。光酸発生剤は、この後の露光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、例えば、１９３ｎｍのＡｒＦレーザ、電子ビーム、イオンビーム、又は他の適切な源などの任意の適切な波長を有しうる。

【0003】

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に、フォトマスク又はレチクルが使用されうる。他の露光法は、マスクレス露光法でありうる。光酸発生剤は光への露光によって分解されうるため、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うる。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、この後の現像プロセスの間のレジストの溶解性を変化させる。

【0004】

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、すすがれうる。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くなるかのどちらかでありうる。現像及びすすぎの後、マスクのパターンは、湿式又はドライエッチング処理を使用して、基板に転写される。

【0005】

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。より高密度な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、更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うる。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、短波長リソグラフィは、低スループット、ラインエッジラフネスの増大、及び／又はレジスト感度の低下といった問題に悩まされる。

【0006】

最近の展開では、リソグラフィの露光／現像解像度の向上のため、電磁放射が伝達されるフォトレジスト層の一部分の化学的特性を修正するために、露光プロセスの前又は後に基板上に配置されたフォトレジスト層に電場を形成するのに、電極アセンブリが利用される。しかしながら、そのようなシステムを実施する際の課題は、まだ十分に克服されていない。

【0007】

したがって、浸漬フィールドガイド式露光後ベーク処理を改良するための改良された方法及び装置が必要とされる。

【発明の概要】

【0008】

一実施形態では、基板処理装置が提供される。装置は、処理空間（ｐｒｏｃｅｓｓ ｖｏｌｕｍｅ）を画定するチャンバ本体を含む。処理空間の長軸は、垂直に配向され、処理空間の短軸は、水平に配向される。移動可能なドアがチャンバ本体に連結され、第１の電極がドアに連結される。第１の電極は、基板をその上で支持するように構成される。第２の基板は、チャンバ本体に連結され、処理空間を少なくとも部分的に画定する。第１の複数の流体ポートが、処理空間に隣接したチャンバ本体の側壁に形成され、第２の複数の流体ポートが、第１の複数の流体ポートと反対側の処理空間に隣接したチャンバ本体の側壁に形成される。

【0009】

別の実施形態では、基板処理装置が提供される。装置は、処理空間を画定するチャンバ本体と、処理空間内に配置された回転可能なペデスタルとを含む。流体供給アームは、処理空間に洗浄流体を供給するように構成される。装置はまた、モータによって上げ下げ可能であり、回転可能なペデスタルの半径方向外側に配置されるシールドを含む。

【0010】

更に別の実施形態では、基板を処理する方法が提供される。方法は、処理チャンバの処理空間に隣接して基板を位置決めすることと、第１の流量で処理空間に処理流体を供給することとを含む。処理空間の一部を処理流体で充填した後に、処理流体が、第１の流量を上回る第２の流量で処理空間に供給される。処理空間を処理流体で完全に充填した後に、第２の流量未満の第３の流量で処理空間に処理流体が供給される。第３の流量で処理空間に処理流体を供給する間、処理空間に電場が生成される。

【0011】

本開示の上記の特徴を詳細に理解できるように、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、実施形態のうちの一部は、添付の図面に示される。しかし、添付図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、従って、本開示の範囲を限定すると見なすべきではなく、その他の等しく有効な実施形態も許容されうることに留意されたい。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本明細書に記載の実施形態による処理チャンバの概略断面図を示す。

【図2】本明細書に記載の実施形態による、図１の処理チャンバの一部の詳細な図を示す。

【図3】本明細書に記載の実施形態による、図１の処理チャンバの様々な構成要素の概略側面図を示す。

【図4】本明細書に記載の実施形態による後処理チャンバを示す。

【図5】本明細書に記載の実施形態による、基板を処理するための方法の工程を示す。

【発明を実施するための形態】

【0013】

理解を容易にするため、可能な場合には、図に共通する同一の要素を示すのに同一の参照番号を使用した。一実施形態の要素及び特徴は、更なる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込まれうると想定される。

【0014】

図１は、本明細書に記載の実施形態による処理チャンバ１００の概略断面図を示す。一実施形態では、処理チャンバ１００は、浸漬フィールドガイド式露光後ベーク（ｉＦＧＰＥＢ）処理を実行するように構成される。チャンバ１００は、基板が処理されているときに、基板の長軸が垂直に配向され、基板の短軸が水平に配向されるように、垂直配向に位置決めされる。チャンバ１００は、アルミニウム、ステンレス鋼、並びにそれらの合金及び組み合わせなどの金属材料から製造されるチャンバ本体１０２を含む。代替的には、チャンバ本体１０２は、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などのポリマー材料、又はポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの高温プラスチックから製造される。

【0015】

本体１０２は、その中に少なくとも部分的に、処理空間１０４を画定する。例えば、本体１０２の側壁１４８は、処理空間１０４の直径を画定する。処理空間１０４の長軸は、垂直に配向され、処理空間１０４の短軸は、水平に配向される。第１の複数の流体ポート１２６が、側壁１４８を通ってチャンバ本体１０２に形成される。第２の複数の流体ポート１２８もまた、第１の複数の流体ポート１２６とは反対側のチャンバ本体１０２の側壁１４８に形成される。第１の複数の流体ポート１２６は、第１の導管１３４を介して処理流体源１３２と流体連結している。第２の複数の流体ポート１２８は、第２の導管１３８を介して流体出口１３６と流体連結している。処理流体源１３２は、単独で、又は他の装置と組み合わせて、流体が処理空間１０４に入る前に、処理流体を約７０℃から約１３０℃の間、例えば約１１０℃の温度に予熱するように構成される。

【0016】

一実施形態では、パージガス源１５０もまた、第１の流体導管１３４及び第１の複数の流体ポート１２６を介して、処理空間１０４と流体連結している。パージガス源１５０によって提供されるガスは、ｉＦＧＰＥＢ処理中又は処理後に処理空間１０４をパージするために、窒素、水素、不活性ガスなどを含みうる。必要に応じて、パージガスは、流体出口１３６を介して処理空間１０４から排出されうる。

【0017】

ドア１０６は、チャンバ本体１０２に動作可能に連結される。図示される実施形態では、ドア１０６は、チャンバ本体１０２に隣接して配置され、かつチャンバ本体１０２に当接するように、処理位置に配向される。ドア１０６は、チャンバ本体１０２のために選択された材料と同様の材料から形成される。代替的には、チャンバ本体は、ポリマー材料などの第１の材料から形成され、ドア１０６は、金属材料などの第１の材料とは異なる第２の材料から形成されうる。シャフト１０７は、ドア１０６を通って延び、ドア１０６を開閉するためにドア１０６が回転する軸（すなわちＺ軸）を提供する。

【0018】

ドア１０６は、トラック（図示せず）に連結されていてもよく、ドア１０６は、Ｘ軸のトラックに沿って並進するように構成される。モータ（図示せず）は、ドア１０６のＸ軸に沿った移動を容易にするために、ドア１０６及び／又はトラックに連結されうる。ドア１０６は閉じた処理位置に示されているが、ドア１０６の開閉は、ドア１０６をＺ軸の周囲で回転させる前に、ドア１０６をチャンバ本体１０２からＸ軸に沿って離すことによって実行されうる。例えば、ドア１０６は、搬入中に基板が破損する可能性を低減しつつ、第１の電極１０８上に基板１１０を位置決めすることができるように、図示された処理位置から搬入位置まで約９０°回転しうる。

【0019】

バッキング板１１２は、ドア１０６に連結され、第１の電極１０８は、バッキング板１１２に連結される。バッキング板１１２は、所望の実施態様に応じて、ドア１０６又はチャンバ本体１０２と類似の材料から形成される。第１の電極１０８は、導電性金属材料から形成されうる。更に、第１の電極１０８に利用される材料は、非酸化性材料でありうる。第１の電極１０８のために選択された材料は、第１の電極１０８の表面にわたって望ましい電流均一性及び低抵抗を提供する。特定の実施形態において、第１の電極１０８は、第１の電極１０８の表面にわたって電圧の不均一性を導入するように構成されたセグメント電極である。この実施形態では、第１の電極１０８の異なるセグメントに電力を供給するために複数の電源が利用される。

【0020】

第１の電極１０８は、その上への基板１１０の取り付けを収容するようにサイズ決定される。第１の電極１０８はまた、チャンバ本体１０２及び処理空間１０４に隣接して位置決め可能となるようにサイズ決定される。一実施形態では、第１の電極１０８は、バッキング板１１２及びドア１０６に固定可能に連結される。別の実施形態では、第１の電極１０８は、バッキング板１１２及びドア１０６に回転可能に連結される。この実施形態では、モータ１０９は、ドア１０６に連結され、バッキング板１１２又は第１の電極１０８のいずれかに回転運動を与えるように構成される。一実施形態では、第１の電極１０８は、接地電極として構成される。

【0021】

真空源１１６は、第１の電極１０８の基板受容面と流体連結している。真空源１１６は、真空源１１６からドア１０６、バッキング板１１２、及び第１の電極１０８を通って延びる導管１１４に連結される。一般に、真空源１１６は、基板１１０を第１の電極１０８に真空チャックするように構成される。

【0022】

第１の電極１０８には、熱源１１８、温度感知装置１２０、電源１２２、及び感知装置１２４が連結される。熱源１１８は、第１の電極１０８内に配置された、抵抗ヒータなどの１つ又は複数の加熱要素に電力を供給する。熱源１１８がバッキング板１１２内に配置された加熱要素に電力を供給しうることも考えられる。熱源１１８は、一般に、ｉＦＧＰＥＢプロセス中の流体の予熱を容易にするために、第１の電極１０８及び／又はバッキング板１１２のいずれかを加熱するように構成される。熱源１１８はまた、処理流体の予熱に加えて、又はそれとは区別して、基板処理中に処理流体の所望の温度を維持するために利用されうる。一実施形態では、熱源１１８は、第１電極１０８を約７０℃から約１３０℃、例えば約１１０℃などの温度まで加熱するように構成される。

【0023】

熱電対などの温度感知装置１２０は、温度フィードバックを提供し、第１の電極１０８の加熱を容易にするために熱源１１８に通信可能に連結される。電源１２２は、例えば、約１Ｖから約２０ｋＶの間で第１の電極１０８に供給するように構成される。利用される処理流体の種類に応じて、電源１２２によって生成される電流は、数十ナノアンペアから数百ミリアンペアのオーダーでありうる。一実施形態では、電源１２２は、約１ｋＶ／ｍから約２ＭＶ／ｍの範囲の電場を生成するように構成される。いくつかの実施形態において、電源１２２は、電圧制御モード又は電流制御モードのいずれかで動作するように構成される。両方のモードで、電源は、ＡＣ、ＤＣ、及び／又はパルスＤＣ波形を出力しうる。必要ならば、方形波又は正弦波が利用されうる。電源１２２は、約０．１Ｈｚから約１ＭＨｚの間、例えば約５ｋＨｚなどの周波数で電力を供給するように構成されうる。パルスＤＣ電力又はＡＣ電力のデューティサイクルは、約５％から約９５％の間、例えば約２０％から約６０％の間でありうる。

【0024】

パルスＤＣ電力又はＡＣ電力の立ち上がり及び立ち下がり時間は、約１ｎｓから約１０００ｎｓの間、例えば約１０ｎｓから約５００ｎｓの間などでありうる。電圧計などの感知装置１２４は、電気的フィードバックを提供し、第１の電極１０８に印加される電力の制御を容易にするために、電源１２２に通信可能に連結される。感知装置１２４はまた、電源１２２を介して第１の電極１０８に印加された電流を感知するように構成されてもよい。

【0025】

第２の電極１３０は、処理空間１０４に隣接してチャンバ本体１０２に連結され、処理空間１０４を部分的に画定する。第１の電極１０８と同様に、第２の電極１３０は、熱源１４０、温度感知装置１４２、電源１４４、及び感知装置１４６に連結される。熱源１４０、温度感知装置１４２、電源１４４、及び感知装置１４６は、熱源１１８、温度感知装置１２０、電源１２２、及び感知装置１２４と同様に機能しうる。一実施形態では、第２の電極１３０は、能動的に電力供給される電極であり、第１の電極１０８は、接地電極である。前述の電極配置の結果として、基板１１０上に配置されたレジストの露光時に発生する酸は、パターニング及びレジスト保護解除特性を改善するために、ｉＦＧＰＥＢ処理中に変調されうる。

【0026】

図２は、本明細書に記載の実施形態による、図１の処理チャンバ１００の一部の詳細な図を示す。処理空間１０４は、基板１１０と第２の電極１３０との間に画定された幅２１４を有する。一実施形態では、処理空間１０４の幅２１４は、約１．０ｍｍから約１０ｍｍまでの間、例えば約４．０ｍｍから約４．５ｍｍまでの間などである。基板１１０と第２の電極１３０との間の比較的小さい間隙は、処理空間１０４の容積を減少させ、ｉＦＧＰＥＢ処理中に減少した処理流体の量を利用可能にする。加えて、第２の電極１３０と基板との間の距離を画定する幅２１４は、基板１１０の表面にわたって実質的に均一な電場を提供するように構成される。実質的に均一な電場は、ｉＦＧＰＥＢ処理の結果として、改善されたパターニング特性を提供する。幅２１４を有する間隙の他の利点は、所望の電場を発生させるために利用される電圧の減少である。

【0027】

動作中、処理空間１０４には、ｉＦＧＰＥＢ処理中に処理流体が充填される。処理流体が処理空間から漏れる可能性を減らすために、処理空間の流体封じ込めの完全性を維持するために複数のＯリングが利用される。第１のＯリング２０２は、第１の電極１０８の基板受容面上の第１の電極１０８内に配置される。第１のＯリング２０２は、基板１１０の外径から半径方向内側の第１の電極上に位置決めされうる。

【0028】

一例では、第１のＯリング２０２は、基板１１０の外径から半径方向内側に約１ｍｍから約１０ｍｍまでの間の距離で第１の電極１０８上に位置決めされる。第１のＯリングは、基板が第１の電極１０８にチャックされるときに、基板１１０の裏側に接触するように位置決めされる。側壁１４８の第１の表面２０６は、基板１１０が図示された処理位置にあるときに、基板１１０のエッジ領域と接触するように形状及びサイズが決定される。

【0029】

一実施形態では、第１のＯリング２０２は、側壁１４８の第１の表面２０６とは反対側の第１の電極１０８内に配置される。第１のＯリング２０２は、処理空間１０４から、第１の電極１０８の基板支持面などの基板１１０の背後の領域への処理流体の漏れを防止しうると考えられる。有利には、基板１１０の真空チャックが維持され、処理流体が真空源１１６に到達するのを防止する。

【0030】

第１の電極１０８は、第１のＯリングの半径方向外側に配置されたレッジ２１０を有する。レッジ２１０は、第１のＯリング２０２の位置から半径方向外側に配置される。第２のＯリング２０４は、レッジ２１０の半径方向外側で第１の電極１０８に連結される。側壁１４８の第２の表面２０８は、第１の電極１０８の外径に隣接し、かつそこから半径方向内側に延びる第１の電極１０８と接触するように形状及びサイズが決定される。一実施形態では、第２のＯリング２０４は、基板１１０が処理位置に配置されるときに、側壁１４８の第２の表面２０８と接触するように配置される。第２のＯリング２０４は、第１の電極１０８の外径を超えて処理空間１０８から処理流体が漏れるのを防止しうると考えられる。

【0031】

第３のＯリング２１２は、第２の電極１３０の外径に沿って第２の電極１３０に連結される。第３のＯリング２１２もまた、チャンバ本体１０２の側壁１４８と接触して配置される。第３のＯリング２１２は、処理流体が第２の電極１３０の背後を流れるのを防止するように構成される。Ｏリング２０２、２０４、２１２の各々は、ポリマーなどのエラストマー材料から形成される。一実施形態では、Ｏリング２０２、２０４、２１２は、円形の断面を有する。別の実施形態では、Ｏリング２０２、２０４、２１２は、三角形の断面などのような非円形の断面を有する。また、Ｏリング２０２、２０４、２１２の各々が、Ｏリング２０２、２０４、２１２を越えて処理流体が通過するのを防止し、処理空間１０４を流体的に密閉するのに適した圧縮力を受けることも考えられる。

【0032】

図３は、本明細書に記載の実施形態による、図１の処理チャンバ１００の様々な構成要素の概略側面図を示す。処理空間１０４が、その中に形成された第１の複数の流体ポート１２６及び第２の複数の流体ポート１２８と共に示される。第１の複数のチャネル３０２は、第１の複数の流体ポート１２６と第１の導管１３４との間に連結される。第２の複数のチャネル３０４は、第２の複数の流体ポート１２８と第２の導管１３８との間に連結される。

【0033】

第１の複数のチャネル３０２のうちの１０のチャネルが図示されているが、約５のチャネルと約３０のチャネルの間、例えば、約９のチャネルと約２１のチャネルの間で実施されうると考えられる。同様に、約５のチャネルから約３０のチャネルの間、例えば、約９のチャネルから約２１のチャネルの間で、第２の複数のチャネル３０４に利用されうる。チャネル３０２、３０４の数は、処理空間１０４の充填中に適切な流体流量を可能にするように選択される。チャネル３０２、３０４はまた、第１の電極１０８及び基板１１０がチャンバ本体１０２の第１の表面２０６に対して位置決めされるときに、処理空間１０４の剛性を維持するように構成される。一実施形態では、９の第１のチャネル３０２及び９の第２のチャネル３０４が、処理空間１０４に連結される。別の実施形態では、２１の第１のチャネル３０２及び２１の第２のチャネル３０４が、第１の処理空間１０４に連結される。

【0034】

第１の複数のチャネル３０２及び第２の複数のチャネル３０４は、処理チャンバ１００の本体１０２内に形成される。第１の複数のチャネル３０２及び第２の複数のチャネル３０４の各々は、第１の流体ポート１２６及び第２の流体ポート１２８において、それぞれ約３．０ｍｍから約３．５ｍｍ、例えば約３．２ｍｍの直径を有する。別の実施形態では、処理空間１０４の直径に沿った各チャネルの直径は異なる。一実施形態では、第１の複数のチャネル３０２のチャネルは、処理空間１０４の直径にわたって均等に離間している。同様に、第２の複数のチャネル３０４のチャネルは、処理空間１０４の直径にわたって均等に離間している。また、第１の複数のチャネル３０２及び第２の複数のチャネル３０４のチャネルは、処理空間１０４の直径にわたって不均一に離間していてもよいと考えられる。

【0035】

第１の複数のチャネル３０２及び第２の複数のチャネル３０４のチャネルの間隔は、処理空間１０４に出入りする処理流体の乱流を減少させるように構成される。乱流は処理流体中に気泡を発生させ、気泡はその後に印加される電場内で絶縁体として作用するので、気泡の形成を減少させるための手段が取られる。以下で詳細に説明されるように、処理流体の流量は、乱流を減少させるために、第１の複数のチャネル３０２及び第２の複数のチャネル３０４の設計と組み合わせて調整される。

【0036】

処理流体の流路は、処理流体源１３２から始まり、第１の導管１３４を通って第１の複数のチャネル３０２へと進む。流体は、第１の複数のチャネル３０２を出て第１の流体ポート１２６を介して処理空間１０４に入る。処理空間１０４に処理流体がいったん充填されると、処理流体は、処理空間１０４を出て第２の流体ポート１２８を介して第２の複数のチャネル３０４に入る。処理流体は、第２の導管１３８内へと続き、最終的に流体出口１３６内で処理チャンバ１００から除去される。

【0037】

１つの動作可能な実施形態では、電場の活性化の前に処理空間１０４に処理流体が充填されるのに利用される第１の流量は、約５Ｌ／分から約１０Ｌ／分までの間である。処理空間１０４に処理流体がいったん充填されると、電場が印加され、約０Ｌ／分から約５Ｌ／分までの間の第２の流量の処理流体が、ｉＦＧＰＥＢ処理中に利用される。処理流体充填及び処理時間は、約３０秒から約９０秒までの間、例えば約６０秒などである。一実施形態において、処理流体は、ｉＦＧＰＥＢ処理中に流れ続ける。この実施形態では、処理空間１０４の容積は、処理される基板当たり約１倍から約１０倍までの間で交換される。別の実施形態では、処理流体は、処理中に大部分が静止している。この実施形態では、処理空間１０４の容積は、各基板の基板処理中に交換されない。

【0038】

別の動作可能な実施形態では、処理空間１０４を最初に充填するために、第１の流量が利用される。第１の流体ポート１２６が水没するように、処理空間１０４を充填するための時間において、第１の流量は、５Ｌ／分未満である。次いで、５Ｌ／分を超える第２の流量が、処理空間１０４の残りを充填するために利用される。ｉＦＧＰＥＢ処理において電場を印加する間、５Ｌ／分未満の第３の流量が利用される。第１の流量と第２の流量との間の流量変調は、処理空間１０４内での流体の乱流を減少させ、その中の気泡の形成を減少又は排除するように構成される。しかし、気泡が形成されると、気泡の浮力により、気泡が第２の流体ポート１２８を介して処理空間１０４から逃げることができるようになり、それによってｉＦＧＰＥＢ処理中の電場に対する気泡の絶縁効果が最小化される。したがって、ｉＦＧＰＥＢ処理を改善するためにより均一な電場が実現されうる。

【0039】

図４は、本明細書に記載の実施形態による後処理チャンバ４００を示す。処理チャンバ１００内で基板をｉＦＧＰＥＢ処理した後、基板は、後処理チャンバ４００に搬送される。後処理チャンバ４００は、処理空間４０４を画定するチャンバ本体４０２と、処理空間４０４内に配置されるペデスタル４０８とを含む。ペデスタル４０８上に位置決めされた基板４０６は、基板４０６を冷却し、すすぐことによって後処理される。冷却とすすぎを組み合わせることによって、基板処理のベークから冷却までの遅延が最小化される。

【0040】

基板４０６がペデスタル４０８上に位置決めされると、基板は、真空源４１４からの真空の適用によって真空チャックされる。基板４０６がいったんチャックされると、基板４０６の冷却が始まる。流体導管４１０がペデスタル４０８内に形成され、流体導管４１０が冷却流体源４１２と流体連結する。冷却流体が流体導管４１０を通って流れ、基板４０６を冷却する。

【0041】

冷却中に、基板４０６もまたすすがれて、基板表面上に依然として存在するあらゆる残留処理流体を除去する。洗浄液は、流体供給ノズル４２０を含みうる流体供給アーム４１８から基板４０６のデバイス側に分配される。脱イオン水などのすすぎ流体が、アーム４１８及びノズル４２０を介してすすぎ流体源４２２から供給される。

【0042】

洗浄及び冷却の後、ペデスタル４０８を回転させることによって、基板４０６がスピン乾燥される。ペデスタル４０８は、ペデスタル４０８を回転可能にする電源４１６に連結される。基板４０６のスピン乾燥中に、シールド４２４が上昇して、基板４０６から振り落とされた流体を集める。シールド４２４は、リングのような形状であり、ペデスタル４０８の直径よりも大きい内径を有するサイズである。シールド４２４もまた、ペデスタル４０８の半径方向外側に配置される。シールド４２４は、スピン乾燥中に基板４０６の上方に延びるように、シールド４２４を上下させるモータ４２８に連結される。スピン乾燥中にシールド４２４によって集められた流体は、ドレイン４２６を介して処理空間４０４から除去される。基板４０６の冷却中及びすすぎ中に、シールド４２４は、下降位置に配置され、続いて基板４０６のスピン乾燥中に上昇しうることに留意されたい。シールド４２４はまた、基板４０６の装填及び装填解除中に下げられてもよい。

【0043】

基板４０６がいったん乾燥されると、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）などのデベロッパを塗布することによって、基板４０６上のレジストが現像される。一実施形態では、デベロッパは、アーム４１８及びノズル４２０から分配される。現像後、基板４０６は、次の処理のため基板４０６を準備するために、オプションで、脱イオン水ですすぎ、再び乾燥させてもよい。

【0044】

図５は、本明細書に記載の実施形態による、基板を処理するための方法５００の工程を示す。工程５１０において、基板は、処理チャンバ１００などの処理チャンバの処理空間に隣接して又はその中に位置決めされる。工程５２０で、処理空間が処理流体で充填され、工程５３０で、ｉＦＧＰＥＢ処理が行われる。工程５４０で、処理流体を処理空間から除去し、工程５５０で、基板を後処理チャンバ４００などの後処理チャンバに移送する。オプションで、基板ハンドリング中に処理流体がこぼれるのを防止するために、工程５４０中に、基板がスピン乾燥されてもよい。

【0045】

工程５６０において、基板は、基板から処理流体を除去するために洗浄流体ですすがれる。工程５６０はまた、特定の実施形態では基板のスピン乾燥を含みうる。工程５７０において、基板上に配置されたレジストが現像され、工程５８０において、基板が洗浄流体で再度すすがれる。工程５９０において、基板が、スピン乾燥され、その後の処理のために準備される。

【0046】

要約すると、ｉＦＧＰＥＢ処理を改善するための装置及び方法が提供される。本明細書に記載の処理チャンバは、ｉＦＧＰＥＢ動作中の処理流体の効率的な使用及び改善された電場の印加を可能にする。基板の後処理もまた、同時冷却及びすすぎ動作を可能にする装置を利用することによってベークからクール遅延を減らすことによって改善される。したがって、ｉＦＧＰＥＢ処理動作は、本明細書に記載の装置及び方法を利用することによって改善することができる。

【0047】

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から逸脱することなく本開示の他の実施形態及び更なる実施形態が考案されてもよく、本開示の範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【手続補正書】

【提出日】2022-07-04

【手続補正1】

【補正対象書類名】特許請求の範囲

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正の内容】

【特許請求の範囲】

【請求項1】

処理空間を部分的に画定するチャンバ本体であって、第１のシール面を有する、チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に移動可能に連結されるドアであって、軸の周りに回転可能なドアと、
前記ドアに連結される第１の電極であって、前記第１のシール面に当接して前記処理空間を流体シールするように構成された第２のシール面を有する、第１の電極と、
前記チャンバ本体に連結される第２の電極であって、前記第１のシール面よりも半径方向内側に配置されている第２の電極と、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の側壁に形成された第１の複数の流体ポートと、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の前記側壁に形成された第２の複数の流体ポートであって、前記第１の複数の流体ポートと反対側に配置された第２の複数の流体ポートと
を備える基板処理装置。

【請求項2】

前記処理空間の長軸が実質的に垂直に配向され、前記処理空間の短軸が実質的に水平に配向される、請求項１に記載の装置。

【請求項3】

前記チャンバ本体がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成されている、請求項１に記載の装置。

【請求項4】

前記第１の電極と移動可能な前記ドアとの間に配置されるバッキング板を更に備える、請求項１に記載の装置。

【請求項5】

前記ドア、前記バッキング板および前記第１の電極を通って延びる導管を更に備える、請求項４に記載の装置。

【請求項6】

前記第１の電極が、該第１の電極の上に基板を真空チャックするように構成されている、請求項５に記載の装置。

【請求項7】

前記チャンバ本体内に形成された第１の複数のチャネルをさらに備え、前記第１の複数のチャネルは、前記第１の複数の流体ポートと、前記チャンバ本体の外部との間に流体連結されている、請求項１に記載の装置。

【請求項8】

前記チャンバ本体内に形成された第２の複数のチャネルをさらに備え、前記第２の複数のチャネルは、前記第２の複数の流体ポートと、前記チャンバ本体の前記外部との間に流体連結されている、請求項７に記載の装置。

【請求項9】

前記第１の複数の流体ポートは、前記処理空間の直径にわたって均一に分散されている、請求項１に記載の装置。

【請求項10】

前記第２の複数の流体ポートは、前記処理空間の直径にわたって均一に分散されている、請求項１に記載の装置。

【請求項11】

処理空間を部分的に画定するチャンバ本体であって、第１のシール面を有する、チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に移動可能に連結されるドアであって、軸の周りに回転可能なドアと、
前記ドアに連結される第１の電極であって、前記第１のシール面に当接して前記処理空間を流体シールするように構成された第２のシール面を有し、かつ、前記処理空間の直径よりも大きな直径を有する、第１の電極と、
前記チャンバ本体に連結される第２の電極であって、前記第１のシール面よりも半径方向内側に配置されており、かつ、前記処理空間の前記直径よりも小さな直径を有する、第２の電極と、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の側壁に形成された第１の複数の流体ポートと、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の前記側壁に形成された第２の複数の流体ポートであって、前記第１の複数の流体ポートと反対側に配置された第２の複数の流体ポートと
を備える基板処理装置。

【請求項12】

前記処理空間の長軸が実質的に垂直に配向され、前記処理空間の短軸が実質的に水平に配向される、請求項１１に記載の装置。

【請求項13】

前記チャンバ本体がポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）で形成されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項14】

前記第１の電極と移動可能な前記ドアとの間に配置されるバッキング板を更に備える、請求項１１に記載の装置。

【請求項15】

前記ドア、前記バッキング板および前記第１の電極を通って延びる導管であって、真空源に流体連結された導管を更に備える、請求項１４に記載の装置。

【請求項16】

前記チャンバ本体内に形成された第１の複数のチャネルをさらに備え、前記第１の複数のチャネルは、前記第１の複数の流体ポートと、前記チャンバ本体の外部との間に流体連結されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項17】

前記チャンバ本体内に形成された第２の複数のチャネルをさらに備え、前記第２の複数のチャネルは、前記第２の複数の流体ポートと、前記チャンバ本体の前記外部との間に流体連結されている、請求項１６に記載の装置。

【請求項18】

前記第１の複数の流体ポートは、前記処理空間の前記直径にわたって均一に分散されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項19】

前記第２の複数の流体ポートは、前記処理空間の前記直径にわたって均一に分散されている、請求項１１に記載の装置。

【請求項20】

処理空間を部分的に画定するチャンバ本体であって、前記チャンバ本体は第１のシール面を有し、前記処理空間の長軸が実質的に垂直に配向され、前記処理空間の短軸が実質的に水平に配向される、チャンバ本体と、
前記チャンバ本体に移動可能に連結されるドアであって、軸の周りに移動可能なドアと、
前記ドアに連結される第１の電極であって、前記第１のシール面に当接して前記処理空間を流体シールするように構成された第２のシール面を有し、かつ、前記処理空間の直径よりも大きな直径を有する、第１の電極と、
前記チャンバ本体に連結される第２の電極であって、前記第１のシール面よりも半径方向内側に配置されており、かつ、前記処理空間の前記直径よりも小さな直径を有する、第２の電極と、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の側壁に形成された第１の複数の流体ポートと、
前記処理空間の周囲に沿って、前記チャンバ本体の前記側壁に形成された第２の複数の流体ポートであって、前記第１の複数の流体ポートと反対側に配置された第２の複数の流体ポートと
を備える基板処理装置。

【外国語明細書】