特表 2022-540080 ポリマー材料のマイクロ波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】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-09-14

(54)【発明の名称】ポリマー材料のマイクロ波処理のための方法及び装置

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/56 20060101AFI20220907BHJP

【ＦＩ】

H01L21/56 R

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022500017

(86)(22)【出願日】2020-07-02

(85)【翻訳文提出日】2022-02-28

(86)【国際出願番号】 US2020040708

(87)【国際公開番号】W WO2021007105

(87)【国際公開日】2021-01-14

(31)【優先権主張番号】62/871,181

(32)【優先日】2019-07-07

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】16/919,736

(32)【優先日】2020-07-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(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】コー， タック フン

(72)【発明者】

【氏名】シュン， チエン カン

(72)【発明者】

【氏名】オウ， ユエ シェン

(72)【発明者】

【氏名】デン， フェリックス

(72)【発明者】

【氏名】クイ， イェ

(72)【発明者】

【氏名】チェン， ヌノ イェン－チュ

(72)【発明者】

【氏名】ジュプディ， アナンクリシュナ

(72)【発明者】

【氏名】ゴー， クリントン

(72)【発明者】

【氏名】ラマチャンドラン， ビノド

【テーマコード（参考）】

5F061

【Ｆターム（参考）】

5F061AA01

5F061BA07

5F061CB03

(57)【要約】

可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化するための方法及び装置が、本明細書に提供される。幾つかの実施形態では、可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化する方法は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて、基板又はポリマーを硬化させることを含む。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化する方法であって、
基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて、前記基板又はポリマーを硬化させること
を含む、方法。

【請求項2】

前記基板又はポリマーが摂氏２００度未満の温度で硬化される、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記基板又はポリマーが１から１８０分で硬化される、請求項１に記載の方法。

【請求項4】

前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅が２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含むか、又は前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数が２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記基板又はポリマーを前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させて前記基板又はポリマーを硬化させることが、前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項6】

前記基板又はポリマーを前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて前記基板又はポリマーを硬化させることが、前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項7】

前記基板又はポリマーを前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させて前記基板又はポリマーを硬化させることが、前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項8】

前記基板又はポリマーを前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて前記基板又はポリマーを硬化させることが、前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項9】

前記基板又はポリマーの少なくとも１つの材料特性が、周波数、電力、温度、圧力、導波路構成、チャンバ構成、又はチャンバ内マイクロ波分布のうちの少なくとも１つを調整するように構成された１つ以上のチューニングノブを調整することによってチューニングされる、請求項１に記載の方法。

【請求項10】

前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数が、３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲のマイクロ波周波数で提供される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項11】

前記基板又はポリマーを前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて前記基板又はポリマーを硬化させることが、摂氏約１００度から約５００度で行われる、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項12】

前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は前記複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数が、約２５．０マイクロ秒／周波数から１０００マイクロ秒／周波数の掃引速度で提供される、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項13】

基板又はポリマーを接触させることが、減圧下、マイクロ波処理チャンバ内で前記基板又はポリマーにマイクロ波エネルギーを供給することを含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項14】

前記基板又はポリマーが、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のいずれかから形成された有機誘電体材料、若しくは酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物のいずれかから形成された無機誘電体材料のうちの１つである、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項15】

前記ポリマーが、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）である、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項16】

前記基板又はポリマーを硬化させるための複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を決定することをさらに含む、請求項１から９のいずれか一項に記載の方法。

【請求項17】

複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を選択することをさらに含む、請求項１６に記載の方法。

【請求項18】

基板処理システムであって、
使用中にチャンバ内に配置されているポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は不連続なマイクロ波周波数と接触させて前記ポリマーを硬化させるように構成された可変周波数マイクロ波チャンバ
を含む、基板処理システム。

【請求項19】

前記可変周波数マイクロ波チャンバが結合されている減圧基板移送チャンバ；及び
前記減圧基板移送チャンバに結合される追加のチャンバであって、前記基板処理システムが、減圧下で、前記可変周波数マイクロ波チャンバから前記追加のチャンバへと前記ポリマーを移動させるように構成されている、追加のチャンバ
をさらに含む、請求項１８に記載の基板処理システム。

【請求項20】

実行されると、可変周波数マイクロ波処理チャンバに請求項１から９のいずれか一項に記載の方法を遂行させる命令が格納された、コンピュータ可読媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示の実施形態は、概して、マイクロ波エネルギーを使用して材料を処理するための装置及び方法に関する。より詳細には、本開示は、マイクロ波エネルギーを使用して、基板、例えばポリマーを硬化させることに関する。

【背景技術】

【0002】

さまざまな導電性及び非導電性ポリマー材料の層が、製造のさまざまな段階で半導体ウエハに適用される。例えば、有機材料（例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）など）、又は無機材料（例えば、ケイ素、酸化ケイ素、酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物など）は、相互接続の誘電体層を形成するための半導体製造（例えば、パッケージングの再分布層プロセス（ＲＤＬ）又はバックエンド工程（ＢＥＯＬ））で頻繁に用いられる。バックエンド工程（ＢＥＯＬ）は、個々のデバイスが基板上の配線と相互接続されるＩＣ製造の第２の部分である。

【0003】

通常、誘電体層／膜を含む、形成されたポリマーなどの基板は、固定された電気的、熱機械的、及び化学的特性を有する。さらには、上記ポリマーなどの基板は、通常、従来の加熱技法を使用する場合、硬化するのにより長い時間及びより高い温度を必要とし、スループットの問題を生じ、基板上に欠陥を生成する。例えば、ポリイミドが従来の加熱技法を使用して硬化される場合、ポリマーの外面は、通常、中心部よりも速く硬化し、ボイドの形成などのさまざまな物理的欠陥をもたらし、弾性率の低下や、促進された膨潤性、溶媒の取り込み、及び熱膨張係数など、機械的特性の低下をもたらす可能性がある。さらに、従来の硬化技法に用いられる、より高い温度は、パッケージングＲＤＬプロセス中に存在する材料の熱膨張の差に起因して、多くの反りを生じさせる。

【0004】

したがって、本発明者らは、より低い温度で、より速く硬化することができる、ポリマーなどの基板を形成する改良された方法を開発した。

【発明の概要】

【0005】

可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化する方法が本明細書に提供される。幾つかの実施形態では、可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化する方法は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることを含む。

【0006】

幾つかの実施形態では、基板処理システムは、ポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は不連続なマイクロ波周波数と接触させて該ポリマーを硬化させるように構成された可変周波数マイクロ波チャンバを含む。

【0007】

幾つかの実施形態では、コンピュータ可読媒体は、実行されると、可変周波数マイクロ波処理チャンバに本明細書に開示される実施形態のいずれかに記載される方法を遂行させる命令を有している。幾つかの実施形態では、該方法は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることを含む。

【0008】

本開示の他の実施形態及びさらなる実施形態について以下に説明する。

【0009】

上記で簡潔に要約し、以下により詳細に述べる本開示の実施形態は、添付の図面に示される本開示の例示的な実施形態を参照することにより、理解することができる。しかしながら、本開示は他の等しく有効な実施形態を許容しうることから、添付の図面は、本開示の典型的な実施形態のみを例示しており、したがって、範囲を限定していると見なされるべきではない。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本開示の幾つかの実施形態による硬化する方法のフロー図

【図2】本開示の幾つかの実施形態によるマイクロ波硬化プロセス用の処理チャンバの概略的な側面図

【図3】本開示の幾つかの実施形態による基板又はポリマーを硬化する方法のフロー図

【図4】本開示の幾つかの実施形態による図２の装置を含む処理ツールの上面図

【発明を実施するための形態】

【0011】

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。図は縮尺どおりには描かれておらず、分かり易くするために簡略化されることがある。一実施形態の要素及び特徴は、さらなる記述がなくとも、他の実施形態に有益に組み込むことができる。

【0012】

可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマー、例えば基板上のポリマー層を硬化させる装置及び方法を含む本開示の実施形態が、本明細書に提供される。例えば、本開示の方法は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて該基板又はポリマーを硬化させることを含む。本開示の実施形態は、可変周波数マイクロ波（ＶＦＭ）技術を使用した製造中のフレキシブルな半導体材料形成プロセスを有利に可能にすることにより、（１）基板、ポリマー、又はポリマー層などの材料を低温で硬化させ、したがって熱膨張の差を低減させて、パッケージングＲＤＬプロセスにおける反りを低減する、及び／又は（２）基板、ポリマー、又はポリマー層を変更して、電気的（例えば、より低い寄生容量、より高い破壊電圧）及び熱機械的（例えば、より強い機械的応力、良好な熱伝導率などを示す、より高いガラス転移温度又はより高い伸びなど）特性を向上させる。

【0013】

図１は、本開示の幾つかの実施形態による、基板、ポリマー、又は半導体基板上のポリマー層などの材料を硬化させる方法１００のフロー図である。半導体基板又はポリマー、例えば基板上に配置されたポリマー層は、図２に関して以下に論じられるような適切なマイクロ波処理チャンバ内に配置される。

【0014】

幾つかの実施形態では、本明細書に記載される硬化に適した基板は、結晶シリコン（例えば、Ｓｉ＜１００＞又はＳｉ＜１１１＞）、シリコンゲルマニウム、ドープされた又はドープされていないポリシリコン、ドープされた又はドープされていないシリコンウエハ、パターン形成された又はパターン形成されていないウエハ、シリコンオンインシュレータ（ＳＯＩ）、炭素をドープされた酸化ケイ素、窒化ケイ素、ドープされたケイ素、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、ガラス、サファイア、及びそれらの組合せなどの材料を含む。幾つかの実施形態では、無機基板は、本開示に従った硬化に適している。無機基板の非限定的な例には、ケイ素、酸化ケイ素、酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物のいずれかから形成された１つ以上の無機誘電体材料が含まれる。

【0015】

実施形態では、基板は、円形基板では、２００ｍｍ、３００ｍｍ、４５０ｍｍ、又は他の寸法など、さまざまな寸法を有しうる。基板はまた、フラットパネルディスプレイの製造に用いられる多角形ガラス基板など、任意の多角形、正方形、長方形、湾曲した又は非円形のワークピースであってもよい。別途明記されない限り、本明細書に記載される実装形態及び例は、直径２００ｍｍの基板、直径３００ｍｍ、又は直径４５０ｍｍの基板など、基板上で実施される。

【0016】

幾つかの実施形態では、本明細書における硬化のための基板は、１つ以上の低誘電率誘電体層を単独で含むか、又は任意の適切な原子層堆積プロセス又は化学気相堆積プロセスによって基板上に所望の厚さへと堆積される。実施形態では、低誘電率誘電体層は、概して、絶縁材料に適した低誘電率値を有する材料から形成される。低誘電率誘電体材料として適した非限定的な材料は、例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）、窒化ケイ素、又は酸窒化ケイ素（ＳｉＯＮ）、若しくはそれらの組合せなどのケイ素含有材料を含みうる。幾つかの実施形態では、低誘電率の誘電体材料は、約３．９未満（例えば、約２．５から約３．５）の低誘電率値を有しうる。実施形態では、低誘電率の誘電体層は、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、パリレン、ポリシルセスキオキサン、フッ素化ポリ（アリールエーテル）、フッ素化アモルファスカーボン、シリコンオキシカーバイド、及び炭化ケイ素のうちの１つ以上を含む材料を含む。幾つかの実施形態では、低誘電率誘電体層などの基板は、例えば、さまざまなケイ素、炭素、酸素、及び水素含有材料を含むシリコンオキシカーバイドを含めた、シリコンオキシカーバイドを含む。

【0017】

幾つかの実施形態では、ポリマー又はポリマー層は、本開示に従った硬化に適している。ポリマー又はポリマー層の非限定的な例には、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のいずれかから形成された１つ以上の有機誘電体材料が含まれる。

【0018】

幾つかの実施形態では、方法１００は、１ＡＴＭなどの雰囲気又は減圧（例えば、約５０から約１ｅ－６Ｔｏｒｒ以下）で行われる。本発明者らは、幾つかの実施形態において、雰囲気中でポリマーを硬化させることにより、選択された有効周波数のより多くのマイクロ波電力を処理チャンバ及びポリマー又はポリマー層へと供給可能にすることを観察した。しかしながら、幾つかの実施形態では、方法１００を減圧で行うことは、溶媒、添加物、及び硬化プロセス中に形成される反応副生成物を追い出すのに役立つ。従来の非マイクロ波硬化は、約１気圧、又は最低でも亜雰囲気で行われ、したがって、溶媒、添加剤、又は反応副生成物を追い出すために高温を使用する。

【0019】

幾つかの実施形態では、方法１００は１０２から開始し、ここで、硬化を必要とするポリマーなどの基板又は基板上のポリマー層は上記のものなどの材料で形成されている。幾つかの実施形態では、約１．０ミクロンから約１０００ミクロンの厚さの基板、ポリマー、又はポリマー層が堆積される。幾つかの実施形態では、ポリマー又はポリマー層は、誘電体材料、例えば、有機をベースとした誘電体材料、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のうちの１つ以上でありうる。幾つかの実施形態では、形成される基板は、酸化物、酸化ケイ素、ケイ素、酸窒化物、窒化物、又は炭化物などのいずれかから形成された無機誘電体材料でありうる。

【0020】

幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、該基板、ポリマー、又はポリマー層に含まれるか、若しくは他の方法で有機又は無機誘電体材料に添加される、（ａ）硬化プロセスを高速化し、硬化温度を下げるための高極性添加物、（ｂ）ある特定の望ましい特性（電気的、機械的及び熱的、化学的など）を備えたマイクロ波応答性添加物、及び／又は（ｃ）ある特定の望ましい特性を備えた非極性材料である材料など、少なくとも１つのマイクロ波チューニング可能材料をさらに含みうる。極性添加物の非限定的な例は、水、エタノール、メタノール、イソプロパノール（ＩＰＡ）、酢酸、アセトン、ｎ－プロパノール、ｎ－ブタノール、ギ酸、プロピレン、カーボネート、酢酸エチル、ジメチルスルホキシド、アセトニトリル（ＭＥＣＮ）、ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、及び／又はジクロロメタンを含みうる。幾つかの実施形態では、非極性添加物は、ペンタン、シクロペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエン、ジオキサン、クロロホルム、及び／又はジエチルエーテルを含みうる。非極性添加物とは対照的に、極性添加物は、著しく高い比誘電率及び双極子モーメントを有する。水分子と同様に、マイクロ波エネルギーの存在下で、これらの極性分子は、（利用可能なスペースで可能な）回転運動をし始める。これらの溶媒の蒸気が堆積する可能性がある場所ならどこでも（多孔質誘電体膜のポアの奥深くでさえ）、マイクロ波エネルギーはこれらの分子を攪拌して反応を引き起こす能力を有している。実施形態では、プロセス条件は、溶媒又は試薬の沸点未満にとどまり、より高いプロセス温度へと移行する前にポア内での追加の回転運動を可能にする。

【0021】

本開示に従った硬化に適したマイクロ波周波数を選択することができる電磁スペクトル内の周波数の範囲は、３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲、又は幾つかの実施形態では１ＧＨｚから１００ＧＨｚの範囲である。幾つかの実施形態では、本開示に従って処理される基板、ポリマー、又はポリマー層は、２つ以上の帯域幅を含む、若しくは２つ以上の帯域幅の反応性又は吸収の増加を示す、基板、ポリマー、又はポリマー層を硬化するのに適した周波数の範囲を含む、マイクロ波エネルギーに曝露される。帯域幅及びその中の特定の周波数は、硬化用に事前に選択することができる。１０４では、ポリマー層を硬化させるために、複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を識別するための決定がなされる。実施形態では、どのマイクロ波エネルギー帯域幅又はマイクロ波エネルギー周波数が効率的な硬化を促進するかを決定し、かつ効率が低いか、又は対象の基板、ポリマー、又はポリマー層に吸収されないマイクロ波エネルギー帯域幅又はマイクロ波エネルギー周波数を除外するために、基板、ポリマー、又はポリマー層などの材料の吸収バンドが調査される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層の吸収バンドは、RubriceらのDielectric Characteristics and Microwave Absorption of Graphene Composite Materials, Materials 9,825 (2016)に記載されているものなど、材料のマイクロ波吸収特性を決定する当技術分野で知られている方法で評価される。実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層におけるマイクロ波の反射及び吸収を測定することにより、ポリマー層の硬化に適した複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を決定又は事前決定するための詳細が提供される。実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層におけるマイクロ波の反射及び吸収を測定することにより、ポリマー層の硬化に適した複数の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を決定又は事前決定するための詳細が提供される。本開示によれば、２つ以上又は複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅とは、帯域幅間に１つ以上のギャップを有する帯域幅のことを指す。例えば、不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅は、低周波数範囲に第１の帯域幅、及び第２の周波数範囲に第２の帯域幅を有していてよく、ここで、第１の帯域幅と第２の帯域幅とは重複せず、周波数範囲の限界を共有しない。不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の非限定的な例は、５．２５ＧＨｚから約５．８５ＧＨｚの第１の帯域幅、及び５．９５ＧＨｚ及び６．２２ＧＨｚの第２の帯域幅、あるいは、実施形態では、５．２５ＧＨｚから約５．８５ＧＨｚの第１の帯域幅、５．９５ＧＨｚ及び６．２２ＧＨｚの第２の帯域幅、並びに６．４ＧＨｚから６．８８ＧＨｚの第３の帯域幅を含む。これらの例の各々において、記載された帯域幅間の周波数又は周波数範囲におけるマイクロ波エネルギーは、本開示による硬化中に提供されない。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含む。

【0022】

本開示によれば、２つ以上又は複数の不連続なマイクロ波エネルギー周波数とは、周波数間に１つ以上のギャップを有する周波数のことを指す。例えば、不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、第２の周波数より低い周波数の第１の周波数を有していてよく、ここで、第１の周波数と第２の周波数とは重複せず、電磁スペクトルにおいて互いに隣接しない。不連続なマイクロ波エネルギー周波数の非限定的な例は、５．２５ＧＨｚの第１の周波数、及び５．９５ＧＨｚの第２の周波数、又は、実施形態では、５．２７ＧＨｚの第１の周波数、５．９７ＧＨｚの第２の周波数、及び６．４ＧＨｚの第３の周波数を含む。これらの例の各々において、記載された周波数間の周波数でのマイクロ波エネルギーは、本開示による硬化中には提供されない。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む。

【0023】

材料吸収特性に基づいて、当業者は、吸収バンドを広い周波数範囲のマイクロ波供給と相関させ、かつ本開示に従って使用するのに適した入射不連続マイクロ波エネルギー周波数及び／又は不連続マイクロ波エネルギー帯域幅を決定又は選択することができる。例えば、１０６において、プロセスシーケンスは、本開示に従った硬化に適した複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を選択することを含む。実施形態では、選択された不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は周波数には、対象の基板又はポリマーによって高度に吸収される帯域幅又は周波数が含まれ、十分に吸収されない帯域幅又は周波数は除外される。

【0024】

１０８では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触して、基板、ポリマー、又はポリマー層を硬化させる。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー又はポリマー層は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含む、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触する。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー又はポリマー層は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触する。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。例えば、硬化は、所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間のギャップにマイクロ波エネルギーを提供することなく、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることによって行うことができる。

【0025】

幾つかの実施形態では、基板、ポリマー又はポリマー層は、摂氏２００度未満、例えば摂氏１００度から摂氏２００度の間の温度で硬化される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、１分から１８０分、例えば１分から６０分で硬化される。実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数との接触は、基板（例えば、半導体基板）、ポリマー、又はポリマー層を加熱して、基板、ポリマー、又はポリマー層を第１の温度へと加熱する。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、約室温（例えば、摂氏約２５度）から、摂氏約１００度から約２００度の第１の温度（すなわち、浸漬温度）へと加熱される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、該ポリマー層内の残留溶媒を除去するために加熱される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、室温から第１の温度へと、摂氏約０．０１度／秒から摂氏約４度／秒、例えば摂氏約２度／秒の第１の速度で加熱される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、残留溶媒を除去するのに十分な第１の期間、第１の温度で維持される。幾つかの実施形態では、第１の期間は、約１分から約１８０分、例えば１分から６０分である。さらには、幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、該基板、ポリマー、又はポリマー層の材料特性を調整又は制御するように選択された第１の期間、第１の温度で維持される。

【0026】

幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層の温度は、基板、ポリマー、又はポリマー層に、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅として、又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数として印加されるマイクロ波エネルギーの量によって制御される。実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の事前選択は、ポリマー、ポリマー層、及び／又は半導体基板にマイクロ波エネルギーを効率的に印加する。

【0027】

幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、約３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲のマイクロ波周波数で、供給源から事前に選択されたマイクロ波エネルギーに供される。例えば、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲のマイクロ波周波数で提供される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、マイクロ波エネルギーに供され、ここで、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、約５．８５ＧＨｚから約６．６５ＧＨｚの範囲のマイクロ波周波数を有する広域Ｃバンド源（broad C-band source）に由来する。幾つかの実施形態では、掃引速度は、Ｃバンドの４０９６周波数にわたり、約２５．０マイクロ秒／周波数から１０００マイクロ秒／周波数である。

【0028】

幾つかの実施形態では、１０９において、基板、ポリマー、又はポリマー層の材料特性は、任意選択的に、異なるチューニングノブを調整することによってさらにチューニングすることができる。チューニングの目的で調整することができるノブ／コントロールの例には、周波数、電力、温度、圧力、導波路構成、チャンバ構成、チャンバ内のマイクロ波分布をチューニングするための補助ハードウェアなどのチャンバ処理パラメータを制御するコントロールが含まれうる。幾つかの実施形態では、可変マイクロ波周波数、又は他のチャンバ処理パラメータは、基板のある特定の（一又は複数の）構成要素（すなわち、特定の層、若しくは基板又はポリマー層などに形成された特定の構造）又は処理チャンバ自体を選択的に加熱するようにチューニングすることができる。幾つかの実施形態では、本明細書に記載される可変周波数マイクロ波は、化学官能基、若しくは基板又はポリマー中の事前に選択された化学官能基又はナノ粒子の活性化に適している。幾つかの実施形態では、本明細書に記載される可変周波数マイクロ波は、化学官能基、若しくはエポキシ中の事前に選択された化学官能基又はナノ粒子の活性化に適している。実施形態では、マイクロ波は、マイクロ波エネルギーの帯域幅又は周波数を所定の不連続パターンで変化させるノブを含みうる。

【0029】

１１０において、追加のポリマー層が形成される場合、方法は１０２に戻り、すべての層が形成され、かつ半導体構造を形成するために所望の特性へとチューニングされるまで、この方法が再び繰り返される。１１０において、追加のポリマー層が形成されない場合、方法は１１２で終了する。

【0030】

方法１００は、有利には、硬化した基板、ポリマー、又はポリマー層を有し、かつ、チューニングすることができる電気的材料特性（比誘電率、損失係数、損失正接、破壊電圧など）、チューニングすることができる機械的材料特性（例えば、伸び、弾性率、引張強度など）、チューニングすることができる熱的材料特性（ＣＴＥ、熱伝導率、５％重量損失、熱安定性など）、及びチューニングすることができる化学的材料特性（さまざまな化学物質に対する耐性）を有しうる半導体構造を生成する。

【0031】

幾つかの実施形態では、上記の方法を使用することにより、本明細書に記載される可変マイクロ波周波数を使用して、基板上に複数のポリマー層を形成することができ、該複数のポリマー層の各々は、硬化され、かつ少なくとも１つのベース誘電体材料及び少なくとも１つのマイクロ波チューニング可能材料を含むことができ、また、異なる可変周波数マイクロ波エネルギーが複数のポリマー層の各々に印加され、複数のポリマー層のそれぞれの各々が、隣接する層とは異なる材料特性を示すようにチューニングされている。

【0032】

図２は、上記の方法１００を実行するための適切なマイクロ波処理チャンバ２００を示している。例えば、マイクロ波処理チャンバ２００は、基板、ポリマー、又はポリマー層を、該基板、ポリマー、又はポリマー層を硬化させるのに十分な、複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させるように構成することができる。幾つかの実施形態では、マイクロ波処理チャンバ２００は、円筒形、又は幾つかの実施形態では八角形の本体、例えば本体２０２を含む。幾つかの実施形態では、本体２０２は、マイクロ波チャンバとして使用するのに十分な厚さを有する。幾つかの実施形態では、本体２０２は、第１の容積２０６を有するキャビティ２０４などの円筒形又は八角形のキャビティを含む。マイクロ波硬化される材料を有する、１つ以上の基板２１０、ポリマー、又はポリマー層、例えば、半導体ウエハ又は他の基板は、硬化動作中、キャビティ２０４内に配置されうる。本体２０２の上部２１８は、第１の容積２０６を密封するためのリッド２２０を有する。幾つかの実施形態では、上部２１８はリッドを含まず、マイクロ波エネルギーを絶縁するために金属メッシュにドアが設けられていてもよい。幾つかの実施形態では、導波路２０９は、リッド２２０又は底部からチャンバに入っていてよい。幾つかの実施形態では、第１の容積２０６を取り囲むようにライナ２１１が含まれうる。実施形態では、ライナは円筒形又は八角形であり、第１の容積２０６内のマイクロ波エネルギーを減衰又は変調するように構成されている。実施形態では、ライナ２１１は、基板２１０、ポリマー、又はポリマー層の熱条件を高めるように構成される。

【0033】

幾つかの実施形態では、本体２０２は、本開示に従った基板又はポリマーの硬化に十分な複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む可変周波数マイクロ波エネルギーを受け入れるのに適している。本体２０２は、第１の容積２０６に流体的に結合された複数の開口部２０８又は上部開口部２０７をさらに含む。実施形態では、複数の開口部２０８又は上部開口部２０７は、ガスの流れを変化させるために異なる孔サイズであってよく、リッド及び／又は本体２０２を通って延びうる。幾つかの実施形態では、複数の開口部２０８は、第１の容積２０６へのマイクロ波エネルギーの供給を容易にする。複数の開口部２０８は、本開示に従った基板、ポリマー、又はポリマー層の硬化に十分な複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を提供するように構成されたマイクロ波源など、適切な可変周波数マイクロ波源２３８に結合される。幾つかの実施形態では、各開口部２０８は長方形でありうる。幾つかの実施形態では、各開口部２０８は、第１の容積２０６に面する開口部の側方に、開口部を広げる角度の付いた側壁を含みうる。幾つかの実施形態では、開口部２０８は、本体２０２に沿って、互い違いに配置されるか、又は間隔を置いて配置される。幾つかの実施形態では、本体２０２は４つの開口部２０８を含み、該４つの開口部２０８のうちの２つは、本体２０２に沿って対向して配置され、他の２つの開口部２０８は、本体２０２に沿って対向して配置されるが、最初の２つの開口部２０８には対向してない。幾つかの実施形態では、各開口部２０８は、本体２０２に沿った単一の開口部である。幾つかの実施形態では、各開口部２０８は、本体２０２に沿った複数の開口部を含む。

【0034】

幾つかの実施形態では、本体２０２は、第１の容積２０６に流体的に結合された１つ以上のポート２１２を含む。１つ以上の温度センサ２１４、２１６は、ポート２１２内に配置されて、第１の容積２０６内の１つ以上の半導体基板の温度を測定する。温度センサ２１４、２１６は、ＰＩＤコントローラ２３６に結合され、該ＰＩＤコントローラ２３６は、可変周波数マイクロ波源２３８に結合されて、マイクロ波処理チャンバ２００に供給されるマイクロ波電力の量を制御する。実施形態では、温度制御は、処理チャンバ内のウエハ支持体又は他の構成要素に接続することによって、ＩＲセンサ、熱電対／光ファイバを使用して実現することができる。幾つかの実施形態では、方法１００の実行に適した減圧を第１の容積２０６内に作り出すために、排気口（図示せず）が本体２０２に結合され、かつ第１の容積２０６に流体的に結合されうる。

【0035】

幾つかの実施形態では、マイクロ波処理チャンバ２００は、下部チャンバ２２４を有する基板移送装置２２２をさらに含む。下部チャンバ２２４は、本体２０２の下に配置され、かつ本体２０２に結合される。下部チャンバ２２４は、１つ以上の基板２１０（半導体基板、ポリマー、又はポリマー層など）を保持する第２の容積２２６を含む。第２の容積２２６は、第１の容積２０６に流体的に結合される。幾つかの実施形態では、１つ以上の基板２１０、例えばポリマー又はポリマー層は、積み重ねられた構成で互いに平行に位置合わせされる。

【0036】

１つ以上の基板２１０を下部チャンバ２２４からキャビティ２０４の第１の容積２０６まで持ち上げるために、リフト機構２２８が提供される。リフト機構２２８は、アクチュエータ、モータなどの任意の適切なリフト機構でありうる。幾つかの実施形態では、リフト機構２２８は、下部チャンバ２２４内に配置することができるか、又はキャビティ２０４の第１の容積２０６内へと移動することができる基板支持体２３０に結合される。

【0037】

１つ以上の基板２１０がキャビティ２０４の第１の容積２０６へと持ち上げられると、基板支持体２３０に結合された下部プレート２３２は、マイクロ波の漏れを防ぎ、第１の容積２０６内の所定の圧力を維持するために、キャビティ２０４の第１の容積２０６から下部チャンバ２２４の第２の容積２２６を密閉する。下部プレート２３２は、該下部プレート２３２とアダプタ２３４との間に間隙が存在しないか又は最小限の間隙しか存在しないように、アダプタ２３４に当接するか又はそれと嵌合し、それによって第１の容積２０６を密封する。アダプタ２３４は、下部チャンバ２２４の内面に結合される。

【0038】

図３は、本開示の幾つかの実施形態による、基板、ポリマー、又はポリマー層を硬化する方法のフロー図を示している。幾つかの実施形態では、可変マイクロ波周波数を使用して基板、ポリマー、又は基板上のポリマー層を硬化する方法３００は、任意選択的に、基板上にポリマー層を形成することを含みうる。実施形態では、方法３００は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させる、３０２から開始する。幾つかの実施形態では、基板又はポリマー、例えばポリマー層は、摂氏５００度未満又は摂氏２００度未満、例えば摂氏５０度から摂氏２００度の間の温度で硬化される。幾つかの実施形態では、基板又はポリマー、例えばポリマー層は、１分から６０分で硬化される。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅は、２から２０、又は５から１０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含む。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、２から２０、又は５から１０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマー、例えばポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、ポリマー層の少なくとも１つの材料特性は、１つ以上のチューニングノブを調整することによってチューニングされる。実施形態では、本開示の方法を実行するように構成されたマイクロ波は、周波数、電力、温度、圧力、導波路構成、チャンバ構成、又はチャンバ内マイクロ波分布のうちの少なくとも１つを調整するように構成されたチューニングノブを含む。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲のマイクロ波周波数で提供される。幾つかの実施形態では、ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、摂氏約１００度から約２００度で行われる。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、約２５．０マイクロ秒／周波数から１０００マイクロ秒／周波数の掃引速度で提供される。幾つかの実施形態では、硬化は、減圧下、マイクロ波処理チャンバ内で行われる。幾つかの実施形態では、ポリマー層は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のいずれかから形成された有機誘電体材料、若しくは酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物のいずれかから形成された無機誘電体材料のうちの１つである。

【0039】

幾つかの実施形態では、該方法は、ポリマー層を硬化させるための複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を決定することをさらに含む。幾つかの実施形態では、該方法は、複数の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を選択することをさらに含む。

【0040】

図４は、図２に示される本開示に従って使用するように構成された堆積処理チャンバ１０１及び／又はマイクロ波処理チャンバ２００のうちの１つ以上を含む、例示的な集積化システム４００の概略的な上面図である。幾つかの実施形態では、集積化システム４００は、米国カリフォルニア州サンタクララ所在のＡｐｐｌｉｅｄ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ，Ｉｎｃ．社から市販されている、ＣＥＮＴＵＲＡ（登録商標）集積化処理システムでありうる。他の処理システム（他の製造業者からのものを含む）は、本開示から利益を得るように適合させることができる。

【0041】

幾つかの実施形態では、集積化システム４００は、真空気密処理プラットフォーム、例えば処理プラットフォーム４０４、ファクトリインターフェース４０２、及びシステムコントローラ４４４を含む。処理プラットフォーム４０４は、少なくとも１つの堆積処理チャンバ１０１、少なくとも１つのマイクロ波処理チャンバ２００、例えば図２に示されるマイクロ波処理チャンバ２００、並びに任意選択的に、複数の処理チャンバ４２８、４２０、４１０と、減圧基板移送チャンバ、例えば移送チャンバ４３６に結合された少なくとも１つのロードロックチャンバ４２２とを含む。２つのロードロックチャンバ４２２が図４に示されている。ファクトリインターフェース４０２は、ロードロックチャンバ４２２によって移送チャンバ４３６に結合される。

【0042】

一実施形態では、ファクトリインターフェース４０２は、基板の移送を容易にするために、少なくとも１つのドッキングステーション４０８と、少なくとも１つのファクトリインターフェースロボット４１４とを含む。ドッキングステーション４０８は、１つ以上の前方開口型統一ポッド（ＦＯＵＰ）を受け入れるように構成される。２つのＦＯＵＰ４０６Ａ－Ｂが、図４の実施形態に示されている。ファクトリインターフェースロボット４１４の一端に配置されたブレード４１６を有するファクトリインターフェースロボット１１４は、ロードロックチャンバ４２２を介して処理するために、基板をファクトリインターフェース４０２から処理プラットフォーム４０４へと移送するように構成される。任意選択的に、１つ以上の処理チャンバ４１０、４２０、４２８、堆積処理チャンバ１０１、マイクロ波処理チャンバ２００は、ファクトリインターフェース４０２の端子４２６に接続されて、ＦＯＵＰ４０６Ａ－Ｂからの基板の処理を容易にする。

【0043】

ロードロックチャンバ４２２の各々は、ファクトリインターフェース４０２に結合された第１のポートと、移送チャンバ４３６に結合された第２のポートとを有する。ロードロックチャンバ４２２は、該ロードロックチャンバ４２２をポンプダウン及びベントして、移送チャンバ４３６の真空環境とファクトリインターフェース４０２の実質的に周囲（例えば、大気）環境との間の基板の通過を容易にする、圧力制御システム（図示せず）に結合される。

【0044】

移送チャンバ４３６は、該チャンバ内に配置された減圧ロボット４３０を有する。減圧ロボット４３０は、ロードロックチャンバ４２２、堆積処理チャンバ１０１、マイクロ波処理チャンバ２００、及び処理チャンバ４１０、４２０、及び４２８の間で基板４０１を移送可能なブレード４３４を有する。

【0045】

集積化システム４００の幾つかの実施形態では、集積化システム４００は、堆積処理チャンバ１０１、及び他の処理チャンバ４１０、４２０、４２８、マイクロ波処理チャンバ２００を含みうる。幾つかの実施形態では、処理チャンバ４１０、４２０、４２８は、堆積チャンバ、エッチングチャンバ、熱処理チャンバ、又は他の同様のタイプの半導体処理チャンバでありうる。

【0046】

システムコントローラ４４４は、集積化システム４００に結合される。コンピューティングデバイス４４１を含みうる、又はコンピューティングデバイス４４１内に含まれうるシステムコントローラ４４４は、集積化システム４００の処理チャンバ４１０、４２０、４２８、堆積処理チャンバ１０１、マイクロ波処理チャンバ２００の直接制御を使用して、集積化システム４００の動作を制御する。あるいは、システムコントローラ４４４は、処理チャンバ４１０、４２０、４２８、堆積処理チャンバ１０１、マイクロ波処理チャンバ２００、及び集積化システム４００に関連するコンピュータ（又はコントローラ）を制御することができる。動作中、システムコントローラ４４４はまた、集積化システム４００の性能を最適化するために、それぞれのチャンバ、並びに堆積処理チャンバ１０１及び／又はマイクロ波処理チャンバ２００などの処理チャンバからのデータ収集及びフィードバックを可能にする。

【0047】

システムコントローラ４４４は、概して、中央処理装置（ＣＰＵ）４３８、メモリ４４０、及び支援回路４４２を備えている。ＣＰＵ４３８は、産業環境で使用することができる任意の形態の汎用コンピュータプロセッサの１つでありうる。支援回路４４２は、慣例的にＣＰＵ４３８に結合され、キャッシュ、クロック回路、入出力サブシステム、電源などを含みうる。ソフトウェアルーチンは、ＣＰＵ１３８を特定の目的のコンピュータ（システムコントローラ）４４４へと変換する。ソフトウェアルーチンはまた、集積化システム４００から離れて配置された第２のコントローラ（図示せず）によって格納及び／又は実行させることができる。

【0048】

幾つかの実施形態では、本開示は、減圧基板移送チャンバ；減圧基板移送チャンバに結合された、ポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は不連続なマイクロ波周波数と接触させてポリマーを硬化させるように構成された可変周波数マイクロ波チャンバ；及び、減圧基板移送チャンバに結合された追加のチャンバを含む集積化システムを含み、該集積化システムは、減圧下で、可変周波数マイクロ波チャンバから追加のチャンバへとポリマーを移動させるように構成される。幾つかの実施形態では、追加のチャンバは、ポリマー又はポリマー層を堆積するように構成された堆積チャンバである。

【0049】

幾つかの実施形態では、本開示は、実行されると、可変周波数マイクロ波処理チャンバに、基板上にポリマー層を形成すること；及び、ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることを含む方法を遂行させる命令が格納された、コンピュータ可読媒体を含む。

【0050】

幾つかの実施形態では、本開示は、基板上にポリマー層を形成し；かつ、該ポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させるように構成された、可変周波数マイクロ波処理チャンバを含む。

【0051】

幾つかの実施形態では、本開示は、可変マイクロ波周波数を使用して、基板、ポリマー、又は基板上のポリマー層を硬化する方法に関し、該方法は、例えば、基板、ポリマー、又はポリマー層にマイクロ波エネルギーを供給するなど、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることを含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、摂氏２００度未満の温度で硬化される。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、１分から６０分で硬化される。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含む。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層の少なくとも１つの材料特性は、１つ以上のチューニングノブを調整することによってチューニングされる。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させてポリマー層を硬化させることは、摂氏約１００度から約５００度で行われる。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層を接触させることは、減圧下、マイクロ波処理チャンバ内で基板、ポリマー、又はポリマー層にマイクロ波エネルギーを供給することを含む。幾つかの実施形態では、基板、ポリマー、又はポリマー層は、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のいずれかから形成された有機誘電体材料、若しくは酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物のいずれかから形成された無機誘電体材料のうちの１つである。

【0052】

幾つかの実施形態では、可変マイクロ波周波数を使用して基板又はポリマーを硬化する方法は、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることを含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーは、摂氏２００度未満の温度で硬化される。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーは、１から１８０分で硬化される。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅を含む。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、２から２０の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数を含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数の間を所定の順序及び所定の期間でホッピングすることをさらに含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーの少なくとも１つの材料特性は、周波数、電力、温度、圧力、導波路構成、チャンバ構成、又はチャンバ内マイクロ波分布のうちの少なくとも１つを調整するように構成された１つ以上のチューニングノブを調整することによってチューニングされる。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、３００ＧＨｚから３００ＭＨｚの範囲のマイクロ波周波数で提供される。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることは、摂氏約１００度から約５００度で行われる。幾つかの実施形態では、複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数は、約２５．０マイクロ秒／周波数から１０００マイクロ秒／周波数の掃引速度で提供される。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーを接触させることは、減圧下、マイクロ波処理チャンバ内で、基板又はポリマーにマイクロ波エネルギーを供給することを含む。幾つかの実施形態では、基板又はポリマーは、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）のいずれかから形成された有機誘電体材料、若しくは酸化物、酸窒化物、窒化物、又は炭化物のいずれかから形成された無機誘電体材料のうちの１つである。幾つかの実施形態では、ポリマーは、ポリイミド（ＰＩ）、ポリ（ｐ－フェニレンベンゾビスオキサゾール）（ＰＢＯ）、フェノール樹脂、エポキシ、又はベンゾシクロブテン（ＢＣＢ）である。

【0053】

幾つかの実施形態では、本開示は、ポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は不連続なマイクロ波周波数と接触させてポリマーを硬化させるように構成された可変周波数マイクロ波チャンバを含む、基板処理システムに関する。幾つかの実施形態では、基板処理システムは、可変周波数マイクロ波チャンバが結合されている減圧基板移送チャンバ；及び、減圧基板移送チャンバに結合された追加のチャンバをさらに含み、ここで、基板処理システムは、減圧下で、可変周波数マイクロ波チャンバから追加のチャンバへとポリマーを移動させるように構成される。

【0054】

幾つかの実施形態では、本開示は、実行されると、可変周波数マイクロ波処理チャンバに、基板又はポリマーを複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー帯域幅又は複数の所定の不連続なマイクロ波エネルギー周波数と接触させて基板又はポリマーを硬化させることを含む方法を遂行させる命令が格納された、コンピュータ可読媒体に関する。

【0055】

上記は本開示の実施形態を対象とするが、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うる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】