浸没场引导的曝光和曝光后烘烤工艺制造技术

本发明专利技术涉及浸没场引导的曝光和曝光后烘烤工艺。在一个实施方式中，一种装置包括处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面；热源，所述热源嵌入在所述基板支撑件中，配置用于将定位在所述基板支撑表面上的基板加热；电极组件，所述电极组件被配置成在基本上垂直于所述基板支撑表面的方向上产生电场，其中所述电极组件与所述基板支撑表面相对地定位，使所述电极组件的向下表面面对所述基板支撑表面，其中所述电极组件与所述基板支撑件间隔开，以便在所述电极组件与所述基板支撑表面之间限定处理容积；以及约束环，所述约束环设置在所述基板支撑件或所述电极组件的边缘，配置用于保持中间介质。

Immersion field guided exposure and post exposure bake process

The present invention relates to an immersion field guided exposure and post exposure baking process. In one embodiment, an apparatus includes a processing chamber, wherein the processing chamber includes a substrate support member, wherein the substrate supporting member has a substrate support surface; heat source, the heat source is embedded in the substrate support, configuration for positioning support table substrate heating on the surface of the substrate; the electrode assembly, the electrode assembly is configured to generate an electric field in basically perpendicular to the substrate support surface direction, wherein the electrode assembly and the substrate support surface positioned opposite to the lower surface of the electrode assembly in the face of the substrate support surface, wherein the electrode assembly and the the substrate support member spaced so that the supporting surface is defined between the processing volume in the electrode assembly and the substrate; and the constraint ring, the constraint or the support ring is arranged on the substrate The edge of the electrode assembly is configured to hold the intermediate medium.

【技术实现步骤摘要】
背景
本公开大体上涉及用于处理基板的方法和装置，并且更具体地涉及用于改进光刻工艺的方法和装置。
技术介绍
集成电路已发展成可在单个芯片上包括数百万个部件(例如，晶体管、电容器和电阻器)的复杂器件。光刻可用来在芯片上形成部件。一般来说，光刻工艺涉及几个基础阶段。首先，在基板上形成光刻胶层。光刻胶层可通过例如旋涂来形成。化学放大的光刻胶可包括抗蚀树脂和光致酸产生剂。当在后续曝光阶段中暴露于电磁辐射下后，光致酸产生剂在显影工艺中改变光刻胶溶解度。电磁辐射可具有诸如极紫外线区域中的波长的任何合适波长。电磁辐射可来自于任何合适的源，例如像193nm ArF激光器、电子束、离子束、或其他源。随后，在曝光前烘烤工艺中，可将多余溶剂除去。在曝光阶段中，光掩模或光罩可用来选择性地将基板的某些区域暴露于电磁辐射下。其他曝光方法可为无掩模式曝光方法。暴露于光可使光致酸产生剂分解，以产生酸并且在抗蚀树脂中产生了酸潜像(latent acid image)。在曝光后，可在曝光后烘烤工艺中对基板进行加热。在曝光后烘烤工艺中，光致酸产生剂产生的酸会与抗蚀树脂反应，以在后续显影工艺期间改变抗蚀剂溶解度。在曝光后烘烤之后，可显影并冲洗基板并尤其是光刻胶层。根据所使用的光刻胶的类型，基板的暴露于电磁辐射的区域可不易移除或更易移除。在显影和冲洗后，使用湿法蚀刻工艺或干法蚀刻工艺将掩模图案转移到基板。芯片设计发展不断要求更快电路以及更大电路密度。对更大电路密度的需求要求集成电路部件尺寸减小。当集成电路部件尺寸减小时，需要更多元件放置在半导体集成电路上的给定区域中。因此，光刻工艺必须将甚至更小的特征转移到基板上，而光刻必须精确、准确进行这个操作而不造成损坏。为将特征精确且准确地转移到基板上，高分辨率光刻可使用提供小波长辐射的光源。小波长有助于减小基板或晶片上的最小可印刷的尺寸。然而，小波长光刻存在以下问题，诸如低产量、线边缘粗糙度增大和/或抗蚀剂敏感度降低。在最近发展中，电极组件用于在曝光工艺之前或之后向设置在基板上的光刻胶层产生电场，以便修改光刻胶层的电子辐射透射到的一部分的化学性质，从而改进光刻曝光/显影分辨率。然而，对接近光刻胶层而产生的电场的不准确的场强控制可导致透射到光刻胶层以改变化学性质的电场能量不充足。此外，在基板与电极组件之间由于从两者之间的不同中间介质透射而造成的不当的压降还会影响生成到基板上设置的光刻胶层的电场强度。因此，需要一种用于通过对产生到光刻胶层的电场产生的改进控制而使光刻工艺改进的方法和装置。
技术实现思路
本文中公开了用于在光刻工艺期间向光刻胶层施加电场和/或磁场而无气隙介入的装置和方法。在一个实施方式中，一种装置包括处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面；热源，所述热源嵌入在所述基板支撑件中，配置用于将定位在所述基板支撑表面上的基板加热；电极组件，所述电极组件被配置成在基本上垂直于所述基板支撑表面的方向上产生电场，其中所述电极组件与所述基板支撑表面相对地定位，使所述电极组件的向下表面面对所述基板支撑表面，其中所述电极组件与所述基板支撑件间隔开，以便在所述电极组件与所述基板支撑表面之间限定处理容积；以及约束环，所述约束环设置在所述基板支撑件或所述电极组件的边缘，配置用于保持中间介质。在另一实施方式中，一种处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件包括基板支撑表面；电极组件，所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极设置在所述基板支撑件中，所述第二电极与所述基板支撑表面相对地定位，所述第一电极和所述第二电极在它们两者间限定处理容积，所述电极组件被配置成在基本上垂直于所述基板支撑表面的方向上产生电场；以及中间介质，所述中间介质定位在所述处理容积中。在又一实施方式中，提供一种基板处理方法，所述方法包括：将基板上设置的光刻胶层的部分暴露于电磁辐射下，以便通过光致酸产生剂在所述光刻胶层中产生带电荷的物种并且在所述光刻胶层中形成基本上平行的材料线路，所述材料线路具有不同于所述光刻胶层的未暴露于所述电磁辐射的部分的化学性质；使得所述光刻胶层浸没在非气相的中间介质中，而不暴露于空气下；以及在将所述光刻胶层浸没在所述中间介质中同时，将电场施加到所述光刻胶层。附图简述因此，为了能够详细理解本公开的上述特征结构，上文所简要概述的本公开的更具体的描述可以参考实施方式进行，一些实施方式示出在附图中。然而，应当注意，附图仅仅示出本公开的典型实施方式，并且因此不应视为限制本公开的范围，因为本公开可允许其他等效实施方式。图1是根据一个实施方式的用于处理基板的装置的横截面示意图；图2是图1的装置的电极组件的实施方式的俯视图；图3是具有嵌入到其中的电极组件的一个实施方式的图1的装置的基板支撑组件的一个实施方式的侧视横截面示意图；图4A-4B是根据本文中公开的实施方式的可用于处理基板的中间介质的表示的示意图；图5A-5B是根据本文中公开的实施方式的可用于处理基板的中间介质的表示的示意图；图6是根据本文中公开的实施方式的可用于处理基板的一个代表性的群集处理系统的示意图；以及图7是根据一个实施方式的基板处理方法的流程图。为了促进理解，已尽可能使用相同元件符号指定各图所共有的相同元件。另外，一个实施方式中的元件可有利适用于本文中描述的其他实施方式。具体实施方式提供用于最小化线边缘/线宽度粗糙度并改进用于半导体应用的光刻工艺中的曝光分辨率(exposure resolution)的方法和装置。本文中公开的方法和装置可使光刻胶敏感度和光刻工艺的生产率增加。在曝光后烘烤过程中光致酸产生剂产生的带电荷的物种的随机扩散促成线边缘/线宽度粗糙度，并且减小光刻胶敏感度。电极组件可用于在光刻工艺期间将电场和/或磁场施加到光刻胶层。场施加可控制光致酸产生剂产生的带电荷的物种的扩散。此外，在光刻胶层与电极组件之间使用中间介质，以便增强这两者之间产生的电场。限定在光刻胶层与电极组件之间的气隙可以产生施加到电极组件的压降，因此，这不利地降低期望产生到光刻胶层的电场的水平。在光刻胶层处的电场的不准确的水平可导致不足够或不准确的电压功率来用于沿某些期望方向驱动或形成光刻胶层中的带电荷的物种，由此导致对光刻胶层的线边缘轮廓控制减弱。因此，中间介质放置在光刻胶层与电极组件之间，以便防止气隙形成在这两者之间，从而将与光刻胶层相互作用的电场的水平维持在某个期望水平。如此，可沿线和间距方向在期望方向上引导电场所产生的带电荷的物种，从而防止由于不准确的随机扩散而导致的线边缘/线宽度粗糙度。因此，所产生的电场的受控水平或期望水平可使光刻胶层对于曝光和/或显影工艺的准确性和敏感度增大。在一个实例中，中间介质可为非气相的介质，诸如浆料、凝胶、液体溶液或固态介质，当从电极组件传输到基板上设置的光刻胶层时，所述中间介质可有效地维持所施加的电压在确定范围上。图1是根据一个实施方式的用于处理基板的装置的横截面示意图。如图1的实施方式中所示，装置可呈真空处理腔室100形式。在其他实施方式中，处理腔室100可不耦接到真空源。处理腔室100可为独立处理腔室。或者，处理腔室100可为处理系统的一部分，所述处理系统例如像图6所示流线处理系统、群集处理系统或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对基板进行处理的装置，所述装置包括：处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面；热源，所述热源嵌入在所述基板支撑件中，配置用于将定位在所述基板支撑表面上的基板加热；电极组件，所述电极组件被配置成在基本上垂直于所述基板支撑表面的方向上产生电场，其中所述电极组件与所述基板支撑表面相对地定位，使所述电极组件的向下表面面对所述基板支撑表面，其中所述电极组件与所述基板支撑件间隔开，以便在所述电极组件与所述基板支撑表面之间限定处理容积；以及约束环，所述约束环设置在所述基板支撑件或所述电极组件的边缘，配置用于保持中间介质。

【技术特征摘要】
2015.06.08 US 14/733,9231.一种用于对基板进行处理的装置，所述装置包括：处理腔室，所述处理腔室包括：基板支撑件，所述基板支撑件具有基板支撑表面；热源，所述热源嵌入在所述基板支撑件中，配置用于将定位在所述基板支撑表面上的基板加热；电极组件，所述电极组件被配置成在基本上垂直于所述基板支撑表面的方向上产生电场，其中所述电极组件与所述基板支撑表面相对地定位，使所述电极组件的向下表面面对所述基板支撑表面，其中所述电极组件与所述基板支撑件间隔开，以便在所述电极组件与所述基板支撑表面之间限定处理容积；以及约束环，所述约束环设置在所述基板支撑件或所述电极组件的边缘，配置用于保持中间介质。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质被配置成设置在所述处理容积中。3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，定位在所述处理容积中的所述中间介质密切接近所述基板支撑表面和所述电极组件的所述向下表面。4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理腔室被耦接到远程等离子体源。5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述处理腔室包括电磁能源，所述电磁能源被配置成执行光刻工艺。6.根据权利要求1所述的装置，其进一步包括：中间介质分配工具，所述中间介质分配工具设置在所述处理腔室中，配置用于在所述处理容积中分配所述中间介质。7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质是DI水。8.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质具有大于10的电介质常数。9.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质是固态介质。10.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质是石英。11.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中间介质基本上填充在限定于所述电极组件与所述基板支撑表面之间的所述处理容积中，而无气隙。12.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·A·小布齐伯格，S·K·南，V·巴巴扬，欧阳盼盼，L·戈代，S·D·耐马尼，
申请(专利权)人：应用材料公司，
类型：发明
国别省市：美国;US