特許 7498257 露光後処理のための方法及び装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-03

(45)【発行日】2024-06-11

(54)【発明の名称】露光後処理のための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/027 20060101AFI20240604BHJP

【ＦＩ】

H01L21/30 568

【請求項の数】 18

(21)【出願番号】P 2022502067

(86)(22)【出願日】2020-06-25

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-16

(86)【国際出願番号】 US2020039508

(87)【国際公開番号】W WO2021011166

(87)【国際公開日】2021-01-21

【審査請求日】2022-03-10

(31)【優先権主張番号】62/875,300

(32)【優先日】2019-07-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【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

【住所又は居所原語表記】３０５０ Ｂｏｗｅｒｓ Ａｖｅｎｕｅ Ｓａｎｔａ Ｃｌａｒａ ＣＡ ９５０５４ Ｕ．Ｓ．Ａ．

(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】ツォ， アラン

(72)【発明者】

【氏名】リャン， チーウェイ

(72)【発明者】

【氏名】ファン， ランスロット

(72)【発明者】

【氏名】ピシャローディー， ガウタム

【審査官】植木 隆和

(56)【参考文献】

【文献】特開平１０－１０７１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－０６６０７３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－０６００１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１２－５１５４５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８３５７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１７－５２５１３１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｌ ２１／０２７

Ｇ０３Ｆ ７／２０

Ｈ０１Ｌ ２１／６８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板処理方法であって、
第１の位置に配置されている、第１の容積内の複数のリフトピン上に基板を位置づけること、
前記基板が上に位置付けられている前記複数のリフトピンを前記第１の容積内の第２の位置へと移動させること、
前記第１の容積内に配置された基板支持体を前記第２の位置へと移動させて、前記基板支持体の上面に前記基板を真空チャックすることによって前記基板を係合すること、
前記基板が係合されている前記基板支持体を、前記基板と電極とによって部分的に画定された第２の容積に隣接した第３の位置へと移動させること、及び
前記第２の容積内で前記基板を処理することであって、当該基板を処理することがさらに、前記第２の容積にプロセス流体を導入すること、及び前記第２の容積内で前記基板と前記電極との間に電界を生成することを含む、前記第２の容積内で前記基板を処理すること
を含む、方法。

【請求項2】

前記リフトピンの上端が、前記第１の位置にあるときに、前記基板支持体から１０ｍｍから１００ｍｍの間の距離で配置される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記基板支持体が、前記第２の位置に移動する前に、７５℃から１５０℃の間の温度へと加熱される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記基板支持体が、加熱後２秒から５秒の間に前記第２の位置へと移動される、請求項３に記載の方法。

【請求項5】

前記基板支持体が、０．１秒から２秒の間に、前記第２の位置から前記第３の位置へと移動される、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記基板が前記第１の位置から前記第３の位置へと移動する合計時間が、０．１秒から３秒の間である、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記基板が前記第３の位置に配置されたときに、前記基板と処理チャンバの天井に配置された電極との間に、前記第２の容積の高さが画定される、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記第２の容積の前記高さが、１ｍｍから１０ｍｍの間である、請求項７に記載の方法。

【請求項9】

基板処理方法であって、
処理チャンバの第１の容積内の複数のリフトピン上に基板を位置づけること、
前記基板を前記処理チャンバの天井に隣接した前処理位置へと移動させること、
基板支持体を前記前処理位置へと移動させて前記基板に接触させること、
前記基板を前記基板支持体に真空チャックすること、
前記基板が上に真空チャックされている前記基板支持体を処理位置へと移動させることであって、前記基板支持体を前記処理位置へと移動させた結果、前記処理チャンバに第２の容積が形成される、処理位置へと移動させること、
前記第２の容積にプロセス流体を導入すること、及び
前記第２の容積内に電界を生成すること
を含む、方法。

【請求項10】

前記リフトピンの上端が、前記前処理位置へと移動する前に、前記基板支持体から３０ｍｍから９０ｍｍの間の移送位置に配置される、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記基板支持体が、０．５秒から１．５秒の間に、前記前処理位置から前記処理位置へと移動される、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記基板が前記移送位置から前記処理位置へと移動する合計時間が、０．５秒から２．５秒の間である、請求項１１に記載の方法。

【請求項13】

前記基板支持体が、前記前処理位置へと移動する前に、１００℃から１２５℃の間の温度へと加熱される、請求項９に記載の方法。

【請求項14】

前記基板支持体が、加熱後２秒から４秒の間に前記前処理位置へと移動される、請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

前記基板が前記処理位置に配置されたときに、前記基板と前記処理チャンバの天井に配置された電極とによって、前記第２の容積が部分的に画定される、請求項９に記載の方法。

【請求項16】

前記第２の容積が、前記基板支持体又は前記電極に配置された１つ以上のＯリングによって流体密封される、請求項１５に記載の方法。

【請求項17】

プロセス流体が、１Ｌ／分から１２Ｌ／分の間の流量で前記第２の容積内へと導入される、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

基板処理方法であって、
処理チャンバの第１の容積内の第１の位置に配置された複数のリフトピン上に基板を位置づけること、
前記複数のリフトピンを前記処理チャンバの前記第１の容積内の第２の位置へと移動させること、
基板支持体を前記第２の位置へと移動させて、前記基板に接触させ、前記基板を真空チャックすること、
前記基板が上にチャックされている前記基板支持体を前記処理チャンバの前記第１の容積内の第３の位置へと移動させることであって、前記第３の位置における前記基板支持体の配置が、前記処理チャンバ内に第２の容積を形成し、該第２の容積が前記基板によって部分的に画定される、第３の位置へと移動させること、
前記第２の容積にプロセス流体を導入すること、及び
前記第２の容積内に電界を生成すること
を含む、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、基板を処理するための方法及び装置に関し、より詳細には、フォトリソグラフィプロセスを改善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、単一チップ上に数百万個もの部品（例えば、トランジスタ、コンデンサ、及び抵抗）を含むことができる複雑なデバイスへと進化を遂げている。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することができるプロセスである。概して、フォトリソグラフィのプロセスには、幾つかの段階が包含される。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、そ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、任意の適切な波長を有しうる。次いで、露光前ベークプロセスにおいて、過剰な溶媒が除去されうる。

【0003】

露光段階では、基板のある特定の領域を電磁放射に選択的に露光させるために、フォトマスク又はレチクルが用いられうる。他の露光方法は、マスクレス露光方法でありうる。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中、光酸発生剤によって生成された酸は、フォトレジスト層のレジスト樹脂と反応し、その後の現像プロセス中のフォトレジスト層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、リンスされる。用いられる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、除去に対して耐性を有するか、あるいは除去されやすいかのいずれかでありうる。現像及びリンスの後、マスクのパターンは、ウェットエッチング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】

チップ設計の進化には、より高速な回路及びより高い回路密度が必要とされる。より高い回路密度の要求は、次に、集積回路部品の寸法の縮小を必要とする。集積回路部品の寸法が縮小されるにつれて、より多くの要素が半導体集積回路の所与の領域に配置される。したがって、リソグラフィプロセスは、集積回路部品の縮小する寸法に対応するために、さらに小さい特徴部を基板上に転写するために利用される。

【0006】

精密かつ正確なリソグラフィは、パターン化される基板上に配置されたフォトレジスト層の解像度に大きく依存する。最近の開発では、露光／現像解像度を改善するためにフォトレジスト層の所望の部分の化学的特性を変更するように、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界を提供するために、電極アセンブリが利用される。しかしながら、このようなシステムを実装する際の課題は克服されていない。

【0007】

したがって、改善された浸漬フィールドガイド式露光後ベークプロセスのための改善された方法及び装置が必要とされている。

【発明の概要】

【0008】

本開示は、概して、浸漬フィールドガイド式露光後ベークプロセスのための方法及び装置に関する。一実施形態では、該方法は、第１の容積内の複数のリフトピン上に基板を位置づけること、及びリフトピンを第１の位置へと移動させることを含む。基板支持体は、第１の位置まで移動されて基板を係合し、次に、基板と電極とによって部分的に画成された第２の容積に隣接した第２の位置へと移動される。プロセス流体が第２の容積内に導入され、該電極と基板との間に電界が生成される。

【0009】

一実施形態では、該方法は、処理チャンバの第１の容積内の複数のリフトピン上に基板を位置づけることを含む。基板は、処理チャンバの天井に隣接した前処理位置へと移動され、その際、基板支持体は前処理位置へと移動されて、基板に接触する。基板は、基板支持体に真空チャックされ、該基板支持体は処理位置へと移動されて、処理チャンバ内に第２の容積を形成する。プロセス流体が第２の容積内に導入され、そこに電界が生成される。

【0010】

一実施形態では、該方法は、処理チャンバの第１の容積内の第１の位置に配置された複数のリフトピン上に基板を位置づけること、及び複数のリフトピンを第２の位置へと移動させることを含む。基板支持体は、第２の位置へと移動されて、基板に接触し、該基板を真空チャックする。基板がその上にチャックされている基板支持体は第１の容積内の第３の位置へと移動され、この第３の位置における基板支持体の配置が、基板によって部分的に画成される処理チャンバ内の第２の容積を形成する。プロセス流体が第２の容積内に導入され、そこに電界が生成される。

【0011】

本開示の上記特徴部を詳細に理解することができるように、その一部が添付の図面に示されている実施形態を参照することにより、上に簡単に要約されている本開示のより詳細な説明を得ることができる。しかしながら、添付の図面は例示的な実施形態を示しているにすぎず、したがって、その範囲を限定するとみなすべきではなく、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】本明細書に記載される実施形態による、基板を処理するための方法の動作を示す図

【図2】本明細書に記載される実施形態による、図１の方法の第１段階における処理チャンバを示す図

【図3】本明細書に記載される実施形態による、図１の方法の第２段階における図２の処理チャンバを示す図

【図4】本明細書に記載される実施形態による、図１の方法の第３段階における図２の処理チャンバを示す図

【図5】本明細書に記載される実施形態による、図１の方法の第４段階における図２の処理チャンバを示す図

【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、図面に共通する同一の要素を示すために同一の参照番号が用いられる。一実施形態の要素及び特徴部は、さらなる記載がなくとも、他の実施形態に有益に組み込むことができることが想定されている。

【0014】

本明細書に記載される実施形態は、露光後処理のための方法及び装置に関する。より具体的には、本明細書に記載される実施形態は、フィールドガイド式露光後ベーク（ｉＦＧＰＥＢ）チャンバ及びプロセスに関する。一実施形態では、基板は、露光後処理チャンバ内へと移送され、その後、複数のリフトピンによって前処理位置へと持ち上げられる。次いで、基板支持体は、持ち上げられて基板と係合し、ｉＦＧＰＥＢ処理の前に基板をその上に真空チャックする。

【0015】

図１は、本明細書に記載される実施形態による、基板を処理するための代表的な方法１００の動作を示している。図２～５は、方法１００の異なる段階における、処理チャンバ２００内の基板２０１の概略的な断面図を示している。したがって、図２～５への言及は、図１及び必要に応じて方法１００の説明に含まれている。基板２０１を処理するための方法１００は、複数の動作を有する。該動作は、任意の順序で又は同時に実行することができ（文脈からその可能性が除外されている場合を除く）、方法１００は、定義された動作のいずれかの前、定義された２つの動作の間、又はすべての定義された動作の後に行われる１つ以上の他の動作を含みうる（文脈からその可能性が除外されている場合を除く）。すべての実施形態が、記載されたすべての動作を含むわけではない。

【0016】

概して、方法１００の動作１１０は、処理チャンバ２００内の移送位置２７０に配置された複数のリフトピン２６６上に基板２０１を位置づけること、及び基板支持体２０８を所望の温度へと加熱することを含む。動作１２０では、リフトピン２６６上に位置づけられた基板２０１が前処理位置２７２へと上昇する間、基板支持体２０８は静止したままである。その後、動作１３０において、基板支持体２０８が上昇し、基板２０１を前処理位置２７２に係合する。動作１４０において、基板支持体２０８は、処理位置２７４へとさらに上昇し、その後、基板２０１は動作１５０において処理される。

【0017】

図２は、動作１１０での処理チャンバ２００を示している。一実施形態では、処理チャンバ２００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。図２に示されるように、チャンバ２００は、容積２０３を少なくとも部分的に画成する、側壁２０４及び底部２０６を有するチャンバ本体２０２を含む。基板２０１の通過に適応するサイズのスリットバルブ２０５が側壁２０４に配置される。一実施形態では、チャンバ本体２０２は、実質的に円筒形状を有する。別の実施形態では、チャンバ本体２０２は、立方体形状などの多角形を有する。チャンバ本体２０２は、金属材料など、その中の真空圧を維持するのに適した材料から製造される。例えば、チャンバ本体２０２は、アルミニウム、ステンレス鋼、及び合金、並びにそれらの組合せから製造される。あるいは、チャンバ本体２０２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。

【0018】

天井２１０は、チャンバ本体２０２に結合され、さらに容積２０３を画成する。一実施形態では、天井２１０は、アルミニウム、ステンレス鋼、及び合金、並びにそれらの組合せなどの金属材料から製造される。別の実施形態では、天井２１０は、ＰＴＦＥ、ＰＥＥＫなどのポリマー材料から製造される。天井２１０は、チャンバ本体２０２を製造するために利用される材料と同じ材料から形成されてもよい。あるいは、天井２１０は、チャンバ本体２０２とは異なる材料から形成されてもよい。

【0019】

天井２１０は、電極２１２に結合され、電極２１２を支持する。一実施形態では、電極２１２は、天井２１０に取り外し可能に結合される。別の実施形態では、電極２１２は、天井２１０に固定的に結合される。電極２１２は、導電性金属材料から形成されうる。加えて、電極２１２に利用される材料は、非酸化性材料でありうる。電極２１２用に選択される材料は、電極２１２の表面全体にわたり、望ましい電流均一性及び低い抵抗をもたらす。第１のＯリング２１４が、電極２１２の外径に沿って電極２１２にさらに結合される。第１のＯリング２１４はまた、天井２１０の側壁２１６と接触して配置される。第１のＯリング２１４は、処理中にプロセス流体が電極２１２の後ろに流れることを防止するように構成される。

【0020】

熱源２１８、温度感知装置２２０、電源２２２、及び感知装置２２４が、電極２１２に結合される。熱源２１８は、電極２１２内に配置された、１つ以上の加熱素子（図示せず）、例えば抵抗ヒータに電力を供給する。熱源２１８は、ｉＦＧＰＥＢプロセス中のプロセス流体の予熱を促進するように構成される。熱源２１８はまた、プロセス流体の予熱に加えて、又はそれとは区別して、基板処理中にプロセス流体の所望の温度を維持するために利用することができる。一実装形態では、熱源２１８は、電極２１２を、約７０℃から約１５０℃の間、例えば約９０℃から約１３０℃の間の温度に加熱するように構成される。例えば、熱源２１８は、電極２１２を、約１００℃から約１２０℃の間、例えば約１１０℃の温度に加熱するように構成される。

【0021】

熱電対などの温度感知装置２２０は、熱源２１８に通信可能に結合されて、温度のモニタリングを提供し、電極２１２の加熱を促進する。電源２２２は、例えば、約０Ｗから約１００Ｗの間、例えば約２５Ｗから約７５Ｗの間で電極２１２に供給するように構成される。利用されるプロセス流体のタイプに応じて、電源２２２によって生成される電流は、約数十ナノアンペアから数百ミリアンペアでありうる。一実施形態では、電源２２２は、約０Ｖ／ｍｍから約２０００Ｖ／ｍｍの範囲の電界を生成するように構成される。例えば、電源２２２は、約１００Ｖ／ｍｍから約１８００Ｖ／ｍｍの範囲、例えば約５００Ｖ／ｍｍから約１２００Ｖ／ｍｍの間、例えば約８００Ｖ／ｍｍから約１０００Ｖ／ｍｍの間の電界を生成するように構成される。幾つかの実施形態では、電源２２２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。両方のモードにおいて、電源２２２は、ＡＣ、ＤＣ、及び／又はパルスＤＣ波形を出力しうる。必要に応じて、方形波又は正弦波が利用されうる。電源２２２は、約０．１Ｈｚから約１ｋＨｚの間の周波数、例えば約１００Ｈｚから約７５０Ｈｚの間の周波数、例えば約２５０Ｈｚから約５００Ｈｚの間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２５％から約７５％の間でありうる。

【0022】

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１ナノ秒から約１ミリ秒の間、例えば約１００ナノ秒から約１マイクロ秒の間でありうる。電圧計などの感知装置２２４は、電気的フィードバックを提供し、電極２１２に印加される電力の制御を容易にするために、電源２２２に通信可能に結合される。感知装置２２４はまた、電源２２２を介して電極２１２に印加された電流を感知するように構成されうる。

【0023】

第１の複数の流体ポート２２６は、側壁２１６を通って天井２１０に形成される。第２の複数の流体ポート２２８も、第１の複数の流体ポート２２６とは反対側の側壁２１６に形成される。第１の複数の流体ポート２２６は、第１の導管２３４を介してプロセス流体源２３２と流体連結している。第２の複数の流体ポート２２８は、第２の導管２３８を介して流体出口２３６と流体連結している。プロセス流体源２３２は、単独で、又は他の装置と組み合わせて、プロセス流体を、基板２０１の処理の前に、約７０℃から約１５０℃の間、例えば約８０℃から約１４０℃の間の温度に予熱し、ｉＦＧＰＥＢプロセス中に流体を供給するように構成される。例えば、プロセス流体は、約１００℃から約１２０℃の間、例えば約１１０℃の温度に加熱される。

【0024】

一実施形態では、パージガス源２５０もまた、第１の導管２３４を介して第１の複数の流体ポート２２６と流体連結する。パージガス源２５０によって供給されるガスは、ｉＦＧＰＥＢ処理の前、最中、又は後に処理容積２９０（図５に示される）をパージするために、窒素、水素、不活性ガスなどのうちの１つ以上を含みうる。必要に応じて、パージガスは、流体出口２３６を介して処理容積２９０から排出されうる。

【0025】

基板支持体２０８は、容積２０３内に配置される。一実施形態では、基板支持体２０８は、チャンバ本体２０２の底部２０６にある開口部２４０を通って配置されたシャフト２４４に結合される。基板支持体２０８は、シャフト２４４に結合されたアクチュエータアセンブリ２４６によって、容積２０３内を上昇及び下降する。幾つかの実施形態では、基板支持体２０８は、その中心軸の周りをさらに回転可能である。

【0026】

真空チャック２４２が基板支持体２０８に結合される。真空チャック２４２は、非金属材料又は他の絶縁材料、例えばセラミック材料などから形成することができる。加えて、真空チャック２４２は、非酸化性材料から形成されて、プロセス流体と真空チャック２４２との反応を介した基板酸化の可能性を実質的に低減又は防止することができる。電極２１２と同様に、真空チャック２４２に利用される材料は、基板２０１の処理中に望ましい電流均一性を提供する。具体的には、真空チャック２４２に利用される材料は、処理中に処理チャンバ２００内に生成される電界に無視できる程度の影響を与えるように選択される。

【0027】

真空チャック２４２は、処理中に基板２０１をその上に支持するように構成されており、平面支持面２４２Ａを有している。支持面２４２Ａは、その上への基板２０１の取り付けに適応し、天井２１０に隣接して位置づけるようにサイズ決めされる。真空源２５８は、基板支持面２４２Ａと流体連結している。概して、真空源２５８は、基板支持体２０８を通って真空チャック２４２に結合される。真空源２５８は、処理中に基板２０１を真空チャック２４２の支持面２４２Ａに真空チャックするように構成される。

【0028】

電極２１２と同様に、真空チャック２４２は、熱源２４８、温度感知装置２５２、及び電源２５４に結合される。熱源２４８、温度感知装置２５２、電源２５４、及び感知装置２５６は、熱源２１８、温度感知装置２２０、電源２２２、及び感知装置２２４と同様に機能しうる。例えば、熱源２４８は、真空チャック２４２内に配置された、抵抗ヒータ又はセラミックヒータなどの１つ以上の加熱素子に電力を供給する。概して、熱源２４８は、真空チャック２４２を加熱して、ｉＦＧＰＥＢプロセス中の基板２０１及び／又はプロセス流体の加熱を促進するように構成される。一実施形態では、熱源２４８は、真空チャック２４２を、約７５℃から約１５０℃の間、例えば約１００℃から約１２５℃の間、例えば約１１０℃から約１２０℃の間の温度に加熱するように構成される。熱電対などの温度感知装置２５２は、熱源２４８に通信可能に結合されて、温度のモニタリングを提供し、真空チャック２４２の加熱を促進する。

【0029】

一実施形態では、第２のＯリング２８０が、基板支持面２４２Ａの真空チャック２４２に配置される。第２のＯリング２８０は、その上に配置されたときに、基板２０１の外径から半径方向内側に約１ｍｍから約１２ｍｍの間の距離で真空チャック２４２上に位置づけられうる。例えば、第２のＯリング２８０は、基板２０１の外径から半径方向内側に約２ｍｍから約１０ｍｍの間、例えば約４ｍｍから約８ｍｍの間の距離で真空チャック２４２上に位置づけられうる。第２のＯリング２８０は、処理中の処理容積２９０から基板２０１の後ろの領域へのプロセス流体の漏れを防止することができると考えられる。

【0030】

真空チャック２４２は、第２のＯリング２８０の半径方向外側に配置され、基板支持面２４２Ａを真空チャック２４２の上面２４２Ｂに結合する、レッジ２８２をさらに含む。上面２４２Ｂは、レッジ２８２及び基板支持面２４２Ａの下かつ半径方向外側に配置される。一実施形態では、第３のＯリング２８４は、上面２４２Ｂの真空チャック２４２に配置される。天井２１０の第１の下面２１５は、基板支持体２０８が処理位置２７４にあるときに、基板２０１のエッジ領域に接触するように形状及びサイズが決定される。天井２１０の第２の下面２１７は、基板支持面２４２Ａの外径に隣接し、かつその外径から半径方向内側に延びる真空チャック２４２に接触するように形状及びサイズが決定される。天井２１０の第３の下面２１９は、上面２４２Ｂに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３のＯリング２８４は、基板支持体２０８が処理位置２７４に配置されているときに、第３の下面２１９に接触する。第３のＯリング２８４は、処理中に、プロセス流体が真空チャック２４２の外径を超えて処理容積２９０から漏れるのを防止することができると考えられる。

【0031】

基板支持体２０８及び真空チャック２４２の各々は、それぞれ、複数のリフトピン孔２６２、２６４を含む。複数のリフトピン孔２６２は、複数のリフトピン孔２６４と位置合わせされる。複数のリフトピン２６６は、複数のリフトピン孔２６２、２６４を通して、並びにチャンバ底部２０６の複数の孔２４１を通して移動可能に配置される。複数のリフトピン２６６は、チャンバ底部２０６、基板支持体２０８、並びに、移送位置２７０、前処理位置２７２（図３に示される）、及び処理位置２７４（図５に示される）間の真空チャック２４２を通してリフトピン２６６を変位させる、リフトピンアクチュエータ２６８に結合される。

【0032】

動作１１０では、基板２０１は、ロボットブレード又は他の適切な移送デバイス（図示せず）によってスリットバルブ２０５を通って容積２０３へと移送され、複数のリフトピン２６６の上端２６７に位置づけられる。リフトピン２６６の上端２６７は、基板支持体２０８より上に上昇しているが、スリットバルブ２０５よりわずかに低い移送位置２７０に配置される。真空チャック２４２が結合されている基板支持体２０８は、動作１１０中に基板２０１と基板支持面２４２Ａとの間に接触がなされないように、下降位置（例えば、チャンバ底部２０６に対して）に位置づけられる。一例では、リフトピン２６６の上端２６７は、基板支持面２４２Ａから約１０ｍｍから約１１０ｍｍの間、例えば約３０ｍｍから約９０ｍｍの間の距離で配置される。別の例では、リフトピン２６６の上端２６７は、基板支持面２４２Ａから約５０ｍｍから約９０ｍｍの間、例えば約６０ｍｍから約８０ｍｍの間の距離で配置される。処理チャンバ２００内に基板２０１が位置づけられると、真空チャック２４２は、熱源２４８によって、約７５℃から約１５０℃の間、例えば約１００℃から約１２５℃の間、例えば、約１１５℃の温度に加熱される。

【0033】

動作１２０では、図３に示されるように、リフトピン２６６上に配置された基板２０１は、前処理位置２７２へと上昇される。リフトピンアクチュエータ２６８は、複数のリフトピン２６６を移送位置２７０から前処理位置２７２へと上昇させる。一実施形態では、基板２０１は、約２から約６秒の間、例えば約２から約４秒の間、例えば約３秒で移送位置２７０から前処理位置２７２へと移動される。一実施形態では、基板２０１は、電極２１２の下面２１３から約１ｍｍから約２５ｍｍの間の距離、例えば約５ｍｍから約２０ｍｍの間の距離を有する前処理位置２７２へと上昇される。例えば、前処理位置２７２は、約１０ｍｍから約１５ｍｍの間、例えば約１２ｍｍの距離を有する。

【0034】

動作１３０では、図４に示されるように、基板支持体２０８は、真空チャック２４２の基板支持面２４２Ａがリフトピン２６６の上端２６７よりわずかに高いか、又は実質的に同一平面上になるように、前処理位置２７２へと持ち上げられる。したがって、基板支持体２０８は、基板２０１と係合して、その上に基板２０１を支持する。次に、真空源２５８が作動して、基板２０１を真空チャック２４２の支持面２４２Ａに真空チャックする。一実施形態では、基板支持体２０８は、約２から約５秒の間、例えば約２から約４秒の間、例えば約３秒で、前処理位置２７２まで持ち上げられ、基板２０１を係合する。動作１３０の前の基板支持体２０８と基板２０１との間の接触を回避することによって、真空チャック２４２は、基板２０１への直接の熱伝達なしに所望の温度へと加熱することができ、基板２０１の加熱は、ｉＦＧＰＥＢ処理中に電界の印加と実質的に同時に開始するように遅延させることができる。

【0035】

動作１４０では、図５に示されるように、基板２０１を真空チャック２４２にチャックした後、基板支持体２０８は、真空チャック２４２及び基板２０１が天井２１０に接触する処理位置２７４まで持ち上げられる。例えば、基板２０１のエッジ領域は第１の下面２１５に接触し、基板支持面２４２Ａのエッジ領域は第２の下面２１７に接触し、上面２４２Ｂ及び第３のＯリング２８４は第３の下面２１９に接触する。処理位置２７４における基板支持体２０８の配置は、第１のＯリング２１４、第２のＯリング２８０、及び第３のＯリング２８４によって流体密封されている、基板２０１と電極２１２との間の処理容積の形成をもたらす。

【0036】

一実施形態では、基板支持体２０８は、約０．１秒から約２秒の間、例えば約０．５秒から約１．５秒の間に前処理位置２７２から処理位置２７４まで持ち上げられる。例えば、基板支持体２０８は、約０．７５秒から約１．２５秒の間、例えば約１秒で前処理位置２７２から処理位置２７４まで持ち上げられる。したがって、基板を移送位置２７０から処理位置２７４へと移動させるのに必要とされる合計時間は、約０．１秒から約３秒の間、例えば約０．５秒から約２．５秒の間でありうる。例えば、基板２０１を移送位置２７０から処理位置２７４へと移動させるのに必要とされる合計時間は、約１秒から約２秒の間、例えば約１．５秒である。

【0037】

一実施形態では、処理容積２９０は、基板２０１と電極２１２の下面２１３との間に画成される高さ２９２を有する。一例では、処理容積２９０の高さ２９２は、約１ｍｍから約１０ｍｍの間、例えば約２ｍｍから約８ｍｍの間である。例えば、処理容積２９０の高さ２９２は、約４ｍｍから約６ｍｍの間、例えば約５ｍｍである。基板２０１と電極２１２との間の比較的短い距離は、処理容積２９０の容積を減少させ、ｉＦＧＰＥＢ処理中に減少した量のプロセス流体を利用可能にする。さらには、低減された高さ２９２は、基板２０１の表面全体にわたって実質的により均一な電界をもたらし、その結果、ｉＦＧＰＥＢ処理中のパターニング特性を改善することができる。加えて、所望の電界を生成し、ｉＦＧＰＥＢ中にプロセス流体を加熱するために必要とされる電力を削減することができる。

【0038】

処理位置２７４に基板支持体２０８を位置づけ、処理容積２９０を形成した後、基板２０１は動作１５０においてｉＦＧＰＥＢプロセスにさらされる。ｉＦＧＰＥＢ処理中に、処理容積２９０は、プロセス流体源２３２から始まり、第１の導管２３４を通って移動する流路を有する、プロセス流体、例えばガス又は液体で満たされる。プロセス流体は、第１の導管２３４から出て、第１の複数の流体ポート２２６を介して処理容積２９０に入る。処理容積２９０へのプロセス流体の流量は、処理容積２９０内の流体の乱流を低減し、その中の気泡の形成を低減又は排除するように調節されうる。例えば、処理容積２９０へのプロセス流体の流量は１Ｌ／分から約１２Ｌ／分の間、例えば約５Ｌ／分から約１０Ｌ／分の間に調節されうる。プロセス流体はまた、処理容積２９０に導入される前に、処理温度へと予熱されうる。例えば、プロセス流体は、プロセス流体源２３２によって、約９０℃から約１５０℃の間など、約７０℃から約１７０℃の間の温度へと予熱されうる。例えば、プロセス流体は、約１１０℃から約１３０℃の間、例えば約１２０℃の温度に加熱される。

【0039】

処理容積２９０がプロセス流体で満たされると、電極２１２によって基板２０１に電界が印加される。一実施形態では、電界は、約１０秒から約９０秒の間、例えば約２５秒から約７５秒の間、例えば約４０秒から約６０秒の間、例えば約５０秒の時間量で、基板２０１に印加されうる。幾つかの実施形態では、処理容積２９０内に配置された流体は、基板２０１の処理中、停滞している。幾つかの実施形態では、処理容積２９０の流体体積は、循環又は交換される。このような実施形態では、処理容積２９０が第１の導管２３４及び第１の流体ポート２２６を介してプロセス流体で満たされると、該プロセス流体もまた第２の流体ポート２２８及び第２の導管２３８を介して処理容積２９０から出て、最終的には流体出口２３６において処理チャンバ２００から除去される。電界の印加後、プロセス流体は、処理容積２９０から排出されてよく、処理された基板２０１がその上にチャックされている基板支持体２０８は下降されうる。

【0040】

上述の方法及び装置は、電界を印加する前に基板が熱に曝露される時間量を短縮することにより、ｉＦＧＰＥＢ処理性能を向上させる。電界を印加する直前に基板を加熱された基板支持体と係合させることにより、加熱された基板支持体と基板との間の望ましくない熱伝達が最小限に抑えられる。したがって、フォトレジスト内の光酸発生剤によって生成される酸のランダムな熱拡散は、実質的に低減させることができ、したがって、フォトレジストの熱によって引き起こされる脱保護を低減させる。フォトレジストの前処理による脱保護の低減により、フォトレジストの現像／露光解像度が向上し、光酸発生剤によって生成される帯電種の拡散の制御が向上し、それにより、リソグラフィ中の回路の特徴部をより正確に転写することができるようになる。

【0041】

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。本明細書に記載される処理チャンバは、プロセス流体の効率的な利用、及びｉＦＧＰＥＢ動作中の電界の改善された印加を可能にする。フォトレジストの解像度も、電界を印加する前に基板が高温に曝露される時間量を短縮することによって改善され、したがって、ｉＦＧＰＥＢ処理前のフォトレジスト化学種の反応を低減する。したがって、ｉＦＧＰＥＢ処理動作は、本明細書に記載される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。

【0042】

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、本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態が考案されてよく、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】