用于进行浸没场引导的曝光和曝光后烘烤工艺的装置 |
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| 申请号 | CN201620555173.4 | 申请日 | 2016-06-08 | 公开(公告)号 | CN206057801U | 公开(公告)日 | 2017-03-29 |
| 申请人 | 应用材料公司; | 发明人 | 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; | ||||
| 摘要 | 本实用新型涉及用于进行浸没场引导的曝光和曝光后 烘烤 工艺的装置。在一实施方式中，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。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种用于进行浸没场引导的曝光和曝光后烘烤工艺的装置，所述装置包括： |
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| 说明书全文 | 用于进行浸没场引导的曝光和曝光后烘烤工艺的装置技术领域背景技术[0002] 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。 [0003] 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。 [0004] 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。 [0005] 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。 [0006] 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。 [0007] 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。实用新型内容 [0008] 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。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。 [0009] 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。 [0010] 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。附图说明 [0011] 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。 [0012] 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； [0013] 图2是图1的装置的电极组件的实施方式的俯视图； [0014] 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； [0015] 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； [0016] 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； [0017] 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 [0018] 图7是根据一个实施方式的基板处理方法的流程图。 具体实施方式[0020] 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。 [0021] 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、群集处理系统或跟踪处理系统(以下论述)。 [0022] 处理腔室100包括腔室壁102、电极组件116和基板支撑组件138。腔室壁102包括侧壁106、盖组件110和底部108。腔室壁102至少部分包围处理容积112。处理容积112通过基板传送端口(未示出)访问，所述基板传送端口被配置成促成基板140移动出入处理腔室100。在处理腔室100是处理系统的一部分的实施方式中，基板传送端口可允许将基板140传送进出传送腔室。 [0023] 泵送端口114可视情况设置穿过处理腔室100的盖组件110、侧壁106或底部108中的一者，以便将处理容积112耦接到排放端口。排放端口将泵送端口114耦接到诸如真空泵的各种真空泵送部件。泵送部件可减小处理容积112的压力，并且将任何气体和/或工艺副产物排出至处理腔室100外部。 [0024] 基板支撑组件138居中设置在处理腔室100内。基板支撑组件138在处理期间为基板140提供支撑。基板支撑组件138可以包括主体124，所述主体封装任选电极组件118(在图3中描述)。主体124可以包含例如金属(诸如铝)或陶瓷。在主体124包含金属的实施方式中，电极组件118可封装在绝缘材料(未示出)内，所述绝缘材料使电极组件118与金属主体124绝缘。电极组件118可耦接到电源174。在其他实施方式中，电极组件118可耦接到接地。在一些实施方式中，电极组件118被配置成产生平行于基板支撑组件138的第一表面134限定的x-y平面的电场。例如，电极组件118可配置成在x-y平面的y方向、x方向或另一方向中的一者上产生电场。在其他实施方式中，电 极组件118被配置成产生垂直于基板支撑组件138的第一表面134限定的x-y平面的电场。 [0025] 一般来说，基板支撑组件138具有第一表面134和第二表面126。第一表面134与第二表面126相对。第一表面134被配置成支撑基板140。第二表面126具有耦接到该第二表面126的杆142。基板140定位在基板支撑组件138的第一表面134上。基板140可为任何类型基板，诸如电介质基板、玻璃基板、半导体基板或导电基板。基板140可具有设置在该基板140上的层145。层145可为任何期望的层。在一些实施方式中，基板140可以具有多于一个的层 145。基板140还具有设置在层145之上的光刻胶层150。基板140先前已在光刻工艺的曝光阶段中暴露于电磁辐射。光刻胶层150具有通过曝光阶段形成在该光刻胶层150中的潜像线 155。潜像线155可以是基本上平行的。在其他实施方式中，潜像线155可基本上不平行。 [0026] 在一些实施方式中，基板支撑组件138可为静电卡盘。在一些实施方式中，基板支撑组件138的主体124可以包封嵌入式加热器132。嵌入式加热器132诸如电阻元件设置在基板支撑组件138中。嵌入式加热器132可控制地加热基板支撑组件138以及定位在该嵌入式加热器132上的基板140达到预定温度。嵌入式加热器132被配置成使基板140的温度快速爬升，并且控制基板140的温度。在一些实施方式中，嵌入式加热器132连接到电源174并由所述电源控制。电源174可配置成类似以下所论述的电源170。 [0027] 在一些实施方式中，处理腔室100可包括其他加热源。例如，热灯可定位在处理腔室100内或定位在处理腔室100外。在一些实施方式中，可使用一或多个激光器来加热定位在基板140或电极组件116的天线220、221(图2所示)上的光刻胶层150(或其他层)。在一些实施方式中，基板支撑组件138可配置成循环高效传热流体，以便更快速地增加定位在基板支撑组件138上的基板140的温度。 [0028] 在一些实施方式中，基板支撑组件138可配置成提供第一表面134(以及定位在第一表面134上的基板140)与电极组件116之间的相对运动。例如，基板支撑组件138可配置成围绕z轴旋转。基板支撑组件138可配置成连续或恒定地旋转，或者基板支撑组件138可配置成以步进的方式旋转。例如，基板支撑组件138可旋转预定量，诸如90°、180°或270°，并且随后可使旋转停止预定的时间量。在预定的时间量后，旋转可以步进的方式或以连续的方式继续。 [0029] 基板支撑组件138可配置成在z方向上(即)竖直移动。基板支撑组件138可与电极组件116分离。例如，基板支撑组件138和电极组件116可分离开至少约0.1mm的 距离。约束环154设置在基板支撑组件138的边缘上，包围基板支撑组件138，沿z方向限定在基板支撑组件138的第一表面134与电极组件116之间的距离d。约束环154可有助于维持基板140定位在基板支撑组件138的第一表面134上的期望位置处。此外，约束环154还可约束中间介质(即，非气相的介质，诸如固体浆料、凝胶和/或液体介质)，所述中间介质定位在处理容积112中，位于光刻胶层150上方的适当位置处。在一个实例中，约束环154可具有足够的长度(在约0.5mm与约10mm之间)，即，限定距离d，所述长度在中间介质设置在处理容积112中时足以保持中间介质(例如，物种和/或液体介质)处于覆盖基板140上设置的光刻胶层150的整个表面的程度。或者，约束环可设置在电极组件116的边缘上，朝基板支撑组件138的边缘向下延伸，以有助于将基板140引导到期望位置。在一个实例中，约束环154可由对定位在处理容积112中的中间介质有化学惰性的陶瓷材料、导电材料、电介质材料或其他合适材料制造。 [0030] 在一个实例中，中间介质分配工具173穿过腔室壁102设置在处理腔室100中。中间介质分配工具173包括耦接到其上的喷嘴171，所述喷嘴171被配置成将中间介质分配到处理容积112，由约束环154约束在基板140上方。中间介质分配工具173被耦接到中间介质源172，所述中间介质源172将中间介质提供到处理容积112。合适中间介质实例包括任何合适液体(诸如水、有机凝胶、树脂、无机溶液、无机凝胶、浆料等等)或可容易地熔融并稍后重新固化以基本覆盖基板140的整个表面的任何固体材料。关于可用中间介质的细节将稍后参考图4A-5B描述。 [0031] 杆142被耦接到升降系统(未示出)，以使基板支撑组件138在升高处理位置(如图所示)与降低基板传送位置之间移动。升降系统可以控制基板140在z方向的位置。在一些实施方式中，还可将升降系统配置成使基板140沿x方向、y方向或x方向和y方向移动。杆142另外提供用于在基板支撑组件138与处理腔室100的其他部件之间的电和热耦引线的导管。波纹管146耦接到基板支撑组件138，以便在处理容积112与处理腔室100外的大气之间提供真空密封，并且促成基板支撑组件138在z方向上移动。 [0032] 盖组件110可视情况包括入口180，供源104所提供的气体可通过所述入口180来进入处理腔室100。供源104可视情况利用气体(诸如氮、氩、氦、氢、氖、氯、其他气体或它们的组合)可控制地加压处理容积112。来自供源104的气体可以在处理腔室100内形成受控环境。在其他实施方式中，来自供源104的气体可以用于产生等离子体。例如，等离子体可产生于远程等离子体源160中。供源104可通过供应导管105直接耦接到处理容积112。在一些实施方式中，如图所示，一或多个源化合物可间接地流入处 理容积112。如图所示，在流入处理容积112前，一或多个源化合物首先流过远程等离子体源160。 [0033] 远程等离子体源160可配置成将带电荷的物种(诸如电子)提供到处理容积112中。所述远程等离子体源可例如为电容耦合的等离子体源或电感耦合的源。远程等离子体源 160耦接到电源176。电源176可例如为RF电源。电源176可配置成递送处于在10Hz与约1MHz(诸如约5kHz)之间的频率的功率。在其他实施方式中，电源176可配置成递送处于13.56MHz的功率。电源176和远程等离子体源160可配置成产生“软”等离子体。例如，所产生的等离子体可包含有具有在约1eV与约1000eV之间(诸如在约5eV与约50eV之间)的离子能量的带电荷的物种。在一些实施方式中，离子能量可以在约1eV与约5eV之间。软等离子体中的电子可用于在垂直于第一表面134的平面的方向上驱动从光致酸产生剂产生的带电荷的物种255(图2所示)。在z方向上驱动带电荷的物种可使抗蚀剂敏感度增大。 [0034] 在使用300mm基板的代表性的实例中，软等离子体可如下产生。可设想，气流可与基板直径成比例的缩放。氢气可以在约10sccm与约1000sccm之间的流速提供到远程等离子体源160中。氩可视情况以高达约1000sccm的流速流入到远程等离子体源160中。等离子体可从在约400W与约800W之间的RF功率在电感耦合的远程等离子体源160中产生。处理容积112的压力可减小到至少10-5托。例如，压力可减小到在约10-6托与约10-8托之间。基板支撑组件138的温度可根据需要维持为从室温到约200℃，诸如在约70℃与约160℃，例如在约90℃与140℃之间。 [0035] 致动器190可耦接在盖组件110与电极组件116之间，以便提供电极组件116与基板支撑组件138之间的相对运动。致动器190可配置成在x方向、y方向和z方向中的一或多个上移动电极组件116。x方向和y方向在本文中称为侧向方向或侧向尺寸。致动器190使得电极组件116能够扫描基板140的表面。致动器190还使得能够调整距离d。在一些实施方式中，电极组件116通过固定杆(未示出)来耦接到盖组件110。在一些实施方式中，致动器190被配置成使得电极组件116围绕z轴旋转。在其他实施方式中，电极组件116可耦接到处理腔室100的底部108的内部、基板支撑组件138的第二表面126或杆142。 [0036] 电极组件116包括一或多个电极。电极组件116可耦接到电源170。在电极组件116包括多于一个电极的实施方式中，每个电极可连接到电源。在一些实施方式中，电极组件116被配置成产生平行于基板支撑组件138的第一表面134限定的x-y平面的电场。 例如，电极组件116可配置成在x-y平面的y方向、x方向或另一方向中的一者上产生电场。在一个实施方式中，电极组件116被配置成在x-y平面中并在潜像线155的方向上产生电场。在另一实施方式中，电极组件116被配置成在x-y平面中并垂直于潜像线155的方向产生电场。电极组件116可另外或替代地配置成在例如像垂直于第一表面134的z方向上产生电场。 [0037] 电源170和/或电源174可配置成将例如在约500V与约100kV之间的电压供应到电极组件116和/或电极组件118中的一或多个电极。在一些实施方式中，电源170和/或电源174是连续或脉冲直流(DC)电源或连续或脉冲AC电源。脉冲DC波和AC波可来自半波整流器或全波整流器。电源170和/或电源174可配置成提供处于在10Hz与约1MHz(诸如约5kHz)之间的频率的功率。脉冲DC功率或AC功率的占空因素可以在约5％与约95％之间，诸如在约 20％与约60％之间。在一些实施方式中，脉冲DC功率或AC功率的占空因素可以在约20％与约40％之间。在其他实施方式中，脉冲DC功率或AC功率的占空因素可为约60％。脉冲DC功率或AC功率的上升时间和下降时间可以在约1ns与约1000ns之间，诸如在约10ns与约500ns之间。在其他实施方式中，脉冲DC功率或AC功率的上升时间和下降时间可以在约10ns与约 100ns之间。在一些实施方式中，脉冲DC功率或AC功率的上升时间和下降时间可为约500ns。 在一些实施方式中，电源170和/或电源174是交流电源。在其他实施方式中，电源170和/或电源174是直流电源。 [0038] 如图所示，电极组件116大致横跨基板支撑组件138的宽度。在其他实施方式中，电极组件116的宽度可以小于基板支撑组件138的宽度。例如，电极组件116可以横跨基板支撑组件138的宽度的约10％至约80％之间，诸如约20％至约40％之间。在电极组件116的宽度短于基板支撑组件138的宽度的实施方式中，致动器190可跨定位在基板支撑组件138的第一表面134上的基板140的表面来扫描电极组件116。例如，致动器190可扫描以使得电极组件116可对基板140的整个表面进行扫描。在其他实施方式中，致动器190可仅扫描基板140的某些部分。或者，基板支撑组件138可在电极组件116下方进行扫描。 [0039] 在一些实施方式中，一或多个磁体196可定位在处理腔室100中。在图1所示实施方式中，磁体196被耦接到侧壁106的内表面。在其他实施方式中，磁体196可定位在处理腔室100内或处理腔室100外的其他位置。例如，磁体196可定位在处理腔室100内，并与底部108和/或盖组件110相邻。磁体196可例如为永久磁体或电磁体。代表性 的永久磁体包括陶瓷磁体和稀土磁体。在磁体196包括电磁体的实施方式中，磁体196可耦接到电源(未示出)。磁体196被配置成在相对于电极组件116和/或电极组件118所产生的电场的平行方向、垂直方向或其他方向上产生磁场。磁体196可配置成在第一表面134上产生在约0.1特斯拉(T)与约 10T之间(诸如在约1T与约5T之间)的场强。在包括磁场的实施方式中，磁体196可保持为相对于第一表面134静止或移动。 [0040] 图2是图1的电极组件116的实施方式的俯视图。在图2所示实施方式中，电极组件116包括至少一个第一电极258和第二电极260。第一电极258包括第一端子210、支撑结构 230和一或多个天线220。第二电极260包括第二端子211、支撑结构230和一或多个天线221。 第一电极258的第一端子210、支撑结构230和一或多个天线220可以形成单一主体。或者，第一电极258可以包括能够耦接在一起的单独部分。例如，一或多个天线220可从支撑结构230拆卸下来。第二电极260可以类似地为单一主体，或由可拆卸的单独部件组成。第一电极258和第二电极260可通过任何合适方法来制备。例如，第一电极258和第二电极260可通过机加工、浇铸或加性制造工艺来制造。 [0041] 支撑结构230可由导电材料(诸如金属)制成。例如，支撑结构230可由硅、多晶硅、碳化硅、钼、铝、铜、石墨、银、铂、金、钯、锌、其他材料或它们的混合物制成。支撑结构230可以具有任何期望尺寸。例如，支撑结构230的长度Ls可以在约25mm与约450mm之间，例如，在约100mm与约300mm之间。在一些实施方式中，支撑结构230具有近似等于标准半导体基板的直径的长度Ls。在其他实施方式中，支撑结构230具有大于或小于标准半导体基板的直径的长度Ls。例如，在不同代表性的实施方式中，支撑结构230的长度Ls可为约25mm、约51mm、约76mm、约100mm、约150mm、约200mm、约300mm或约450mm。支撑结构230的宽度Ws可以在约2mm与约25mm之间。在其他实施方式中，支撑结构230的宽度Ws小于约2mm或大于约25mm。支撑结构230的厚度可以在约1mm与约10mm之间，诸如在约2mm与约8mm，诸如约5mm。在其他实施方式中，支撑结构可以具有小于约1mm或大于约10mm的厚度。在一些实施方式中，支撑结构230可以具有正方形、圆柱形、矩形、椭圆形、杆形或其他形状的横截面。具有圆形的外表面的实施方式可以避免拱起。 [0042] 支撑结构231可由与支撑结构230相同的材料制成。支撑结构230和支撑结构231是由不同材料制成。支撑结构230和支撑结构231的长度Ls、宽度Ws和厚度可相同或不同。第一电极258的一或多个天线220还可以由导电材料制成。一或多个天线220可由与支撑结构230相同的材料制成。天线220中的每者可以具有相同尺寸。或者，一或 多个天线220中的一些可以具有不同于其他天线220中的一或多者的尺寸。天线221可由与天线220相同范围的材料制成。适于天线220的尺寸的范围同样适于天线221。 [0043] 天线220数量可以在约1个与约40个天线之间。例如，天线220数量可以在约4个与约40个之间，诸如在约10个与约20个之间。天线220中的每者可以基本上平行于其他天线220中的每者。天线221中的每者可类似地相对于支撑结构231和每个其他天线221而定位。 在一个实例中，支撑结构230和支撑结构231是笔直的。在另一实例中，支撑结构230和支撑结构231可不是笔直的，诸如弯曲、锯齿状的，或具有其他轮廓或形状。在这些实施方式中，天线220中的每者可仍基本上平行于其他天线220中的每者。 [0044] 天线220中的每者可以具有端部(terminal end)223。天线221中的每者可具有端部225。距离C限定在支撑结构230与端部225之间。距离C’限定在支撑结构231与端部223之间。距离C和C’中的每者可以在约1mm与约10mm之间。距离A限定在天线221中的一者与天线221中的相邻一者的相面对的表面之间。距离A'限定在天线220中的一者与天线220中的相邻一者的相面对的表面之间。距离A和A'可以大于约6mm。距离B限定在天线220中的一者与天线221中的相邻一者的相面对的表面之间。距离B可例如为大于约1mm。在天线220与相邻天线之间生成的电场的强度与距离B相关。例如，越小距离B会关系到越强电场。因此，在期望较强电场的实施方式中，较小距离B可以是有利的。 [0045] 在操作中，电源170可向第一端子210供应电压和/或电源170'可向第二端子211提供电压。电源170'可基本类似于电源170。供应电压在一或多个天线220中的每个天线与一或多个天线221中的每个天线之间形成电场。电场在一或多个天线220中的天线与一或多个天线221中的相邻天线之间将会更强。天线220、221的交错且对准的空间关系在平行于第一表面134所限定的平面的方向上产生电场。基板140定位在第一表面134上，使得潜像线155平行于电极组件116产生的电场线。由于带电荷的物种255带电，因此带电荷的物种255受到电场影响。电场在电场方向上驱动在光刻胶层150中由光致酸产生剂产生的带电荷的物种255。通过在平行于潜像线155的方向上驱动带电荷的物种255，就可减小线边缘粗燥度。均匀定向移动由双头箭头270示出。相比之下，当电压未施加到第一端子210或第二端子211时，不形成电场来在任何特定方向上驱动带电荷的物种255。因此，带电荷的物种255可以随机移动，如箭头270'所示。在其他实施方式中，基板140可相对于天线220、221而取向不同。 例如，天线220、221可平行于 潜像线155。 [0046] 图3是具有嵌入到基板支撑组件138中的电极组件118的一个实施方式的图1的基板支撑组件138的一个实施方式的侧视横截面示意图。电极组件118嵌入在主体124的第一表面134与第二表面126之间。电极组件118具有第一表面334和第二表面326。第一表面334和第二表面326彼此相对，并且基本上平行于基板支撑组件的第一表面134。电极组件118的第一表面334要比第二表面326更靠近于基板支撑组件138的第一表面134。距离D表示基板支撑组件138的第一表面134与电极组件的第一表面334分离的距离。距离D可以在约0.1mm与约100mm之间。例如，距离D可以在约8mm与约14mm之间。距离D可以控制由电极组件118提供到第一表面134和/或光刻胶层150的电场的强度。电场强度控制带电荷的物种255的扩散速率。 [0047] 基板支撑组件138具有外侧表面348。电极组件118具有外侧表面328。距离E表示外侧表面328与外侧表面348之间的边缘。距离E可例如为适于距离D的任何距离。距离E可为围绕电极组件118而恒定的，或者距离E可以变化。电极组件118的厚度是由距离TA表示。距离TA可为以上所论述的天线220、221的任何合适厚度。如图所示，电极组件118被耦接到电源174。由电源174供应到电极组件118的功率的性质可为如以上关于图1的电源170所述的性质。 [0048] 图4A描绘基板支撑组件138的一个实例，其中中间介质402设置在处理容积112中并由约束环154来保持在基板140上方。在无中间介质402定位在处理容积112中的情况下，气隙通常限定在处理容积112中、在基板140与电极组件116之间。限定在处理容积112中的气隙的尺寸可由电极组件116与基板140接近处的距离确定。例如，当电极组件116定位成靠近于基板140上设置的光刻胶层150时，在处理容积112中可限定有更小尺寸气隙。相比之下，当电极组件116定位成相对远离于基板140一定距离时，在处理容积112中可限定有更大尺寸气隙。 [0049] 认为处理容积112中形成的空气介质(即，气隙)在电压功率被施加到电极组件116、118时，可不利地导致压降。由于基板140和空气的电介质常数极为不同，例如，基板140为约11.7而空气为1，因此当电压被供应到电组件116以向基板140产生电场时，通常在电压在到达基板140上设置的光刻胶层150前被传输通过处理容积112中形成的气隙时，会观察到压降。认为低电介质常数(例如，电介质常数1)的空气显著改变从电极组件116施加的电压水平。由此，通过插入具有相对高的电介质常数(诸如大于10)的材料以替代处理容积112中限定的气隙，施加后从中产生电场的电压可以维持处于期 望水平而无显著损失，直到到达基板140上设置的光刻胶层150。在一个实例中，处理容积中放置的中间介质402可为具有高电介质常数的液体溶液，诸如去离子(DI，deionized)水、有机凝胶、无机溶液或其他合适介质，这种介质可有助于维持从其中传输通过的电压水平，而无显著压降。在一个实例中，去离子水(例如，具有约80的电介质常数的材料)被设置并放置在基板支撑组件138上方、由约束环154约束的处理容积112中。 [0050] 在一个实例中，中间介质402可以通过中间介质分配工具173从中间介质源172供应以基本填充处理容积112。处理容积112中设置的中间介质402可以形成密切接近电极组件116的向下表面406的界面404。在中间介质源172填充在处理容积112中后，电极组件116可下降以保持电极组件116与中间介质源172之间的最小或可忽略的距离407。如此，就可基本消除低电介质常数的气隙所导致的压降的可能性。 [0051] 除了去离子水外的材料也可用作中间介质源172，其将填充在处理容积112的由约束环154约束的区域中，如图4B所示。在图4B所示实例中，具有大于9的电介质常数的凝胶或可流动的有机液滴410也可用于填充在处理容积112中。凝胶或可流动的有机液滴410可旋涂到基板140上，直到凝胶或可流动的有机液滴410的界面412限定在密切接近电极组件116的向下表面406的位置，而为气隙留下最小和/或可忽略的空间。填充限定在基板支撑组件138上方的由约束环154约束的处理容积112所需要的凝胶或可流动的有机液滴410的量取决于这些部件的几何尺寸。应当注意，凝胶或可流动的有机液滴410可连续地添加，直到在基板上方的处理容积112基本填满，而不留下触及基板140的表面的不当气隙。 [0052] 图5A描绘电极组件116的另一实施方式，其中约束环502从电极组件116的向下表面406设置在电极组件116的边缘。不利用液体介质，可以利用固态介质504来定位在电极组件116的向下表面406下方的由约束环502约束的区域内，并与所述向下表面接触。在固态介质504到位后，随后，可用致动器190来使电极组件116下降，以使固态介质504接触基板140上设置的光刻胶层150，如图5B所示。通过谨慎选择固态介质504的质量和性质(例如，具有期望电介质常数)，固态介质504用作设置在基板支撑组件138中的电极组件116与电极组件118之间的良好介质，以便维持施加到其上的电压水平处于所期望实现电场产生的范围。在一个实例中，固态介质504可为固体圆盘，这种固体圆盘具有可覆盖设置在基板140上的光刻胶层150的整个表面的大小。固态介质504可以通过任何合适技术(包括机械粘结或化学粘结)来附接到电极组件116。当 定位在光刻胶层150上时，固态介质504可放置在由约束环 502约束的位置，所述位置密切接近光刻胶层150，而为气隙留下最小和/或可忽略的空间。 应当注意，在此使用的词组“可忽略的空间”可为尺寸小于10微米的空间。在一个实例中，固态介质504可由具有大于10的高电介质常数的材料制造。固态介质504的合适实例包括石英或TiO2。 [0053] 图6描绘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处理系统600。如图所示，处理系统600包括装载端口610、涂布腔室620、处理腔室100、曝光腔室630(如扫描器)、第二处理腔室100、显影腔室640和后处理腔室650。处理系统600中的每个腔室通过传送腔室605或传送腔室615来耦接到每一相邻腔室。传送腔室605和传送腔室615可为基本类似或不同的。 [0054] 装载端口610可以用于将基板引入处理系统600中，或从处理系统600中移去。涂布腔室620可用于例如将光刻胶施加到基板。涂布腔室620可例如为旋涂机。曝光腔室630可用于将基板曝光于电磁能量下，以便在基板上的光刻胶层中形成酸潜像。显影腔室640可用于例如将光刻胶层的一部分除去。后处理腔室650可用于例如对基板执行各种后处理步骤。处理腔室100可以用于曝光前烘烤、曝光后烘烤和/或其他处理步骤。如上所述，处理腔室100可以包括一或多个电极组件118、远程等离子体源160和磁体196。然而，应当理解，也可以类似地装配涂布腔室620、曝光腔室630和显影腔室640。 [0055] 图7是用于处理基板(诸如基板140)的代表性的方法700的流程图。用于处理基板140的方法700具有多个阶段。所述阶段可以任何次序或同时地(除非上下文排除掉所述可能性)进行，并且所述方法可以包括在任何所限定的阶段前、在所限定的阶段中的两者之间或在所有所限定的阶段后(除非上下文排除掉所述可能性)进行的一或多个其他阶段。并非所有实施方式都会包括所有阶段。 [0056] 一般来说，方法700在操作710处通过将含有光致酸产生剂的光刻胶涂覆到基板140开始。在操作710处，光刻胶涂覆到基板140，以便形成光刻胶层150。光刻胶层150可通过例如在旋涂装置(诸如处理系统600中包括的涂布腔室620)内旋涂来涂覆。在这种实施方式中，基板140可以通过装载端口610进入处理系统600，并且之后通过传送腔室605而传送到涂布腔室620。 [0057] 光刻胶可包括溶剂、光刻胶树脂和光致酸产生剂。光刻胶树脂可为任何合适正性光刻胶树脂或任何负性光刻胶树脂。代表性的光刻胶树脂包括丙烯酸、酚醛树脂、聚(甲基丙烯酸甲酯)和聚(烯烃砜)。也可使用其他光刻胶树脂。 [0058] 在光刻胶层150暴露于电磁辐射下时，光致酸产生剂产生带电荷的物种255，诸如 酸阳离子和阴离子。光致酸产生剂还可产生偏振物种。光致酸产生剂使树脂对电磁辐射敏感。代表性的光致酸产生剂包括磺酸盐化合物，例如像磺酸盐、磺酸酯和磺酸酮。其他合适光致酸产生剂包括鎓盐，诸如芳基重氮盐、卤盐、芳族锍盐及锍盐或硒盐。其他代表性的光致酸产生剂包括硝基苄酯、均三嗪衍生物、离子离子型磺酸盐、全氟烷磺酸盐、芳基三氟甲磺酸酯以及其衍生物和类似物、连苯三酚衍生物和烷基二砜。也可使用其他光致酸产生剂。 [0059] 在操作720处，接着通过曝光前烘烤工艺加热基板140。在曝光前烘烤工艺中，基板被加热以部分蒸发光刻胶溶剂。操作720处的曝光前烘烤工艺和操作710处的光刻胶涂覆可发生于同一腔室或不同腔室中。例如，操作710、720两者可以在涂布机中发生，或者基板140可传送到不同处理腔室。例如，在使用处理系统600的实施方式中，基板140可从涂布腔室620通过传送腔室605来传送到处理腔室100。 [0060] 在操作730处，接着，将基板140传送到曝光腔室630，以将基板140暴露于电磁辐射下，以便进行光刻曝光工艺。基板140以及光刻胶层150的部分暴露于电磁辐射下。在曝光过程中，选择性地暴露部分的光刻胶层150，并且选择性地未暴露部分的光刻胶层150。光刻胶层150的暴露于电磁辐射下的部分可以具有与光刻胶层150未暴露于电磁辐射下的部分不同的化学性质。光致酸产生剂所产生的带电荷的物种255导致在抗蚀树脂中的酸潜像。在一些实施方式中，光掩模或光罩可定位在光刻胶层150之间，并且光刻胶层150可以透过掩模或光罩暴露在电磁辐射下。掩模或光照可配置成将包含线的图案转移到光刻胶层150。在其他实施方式中，包含线的图案可使用无掩模式光刻技术转移到光刻胶层150。所转移的潜像线155可以具有任何期望长度、宽度以及在潜像线155之间的间距。例如，在一些实施方式中，线宽度和线间距可以在约10nm与约16nm之间。在其他实施方式中，线宽度和线间距可以小于约10nm或大于约16nm。在一些实施方式中，潜像线155的长度为潜像线155的宽度的约150％。在其他实施方式中，潜像线155的长度大于潜像线155的宽度的约200％，例如像大于潜像线155的宽度的约1000％。 [0061] 电磁辐射一般具有适于暴露光刻胶层150的波长。例如，电磁辐射可具有在极紫外线(EUV)范围内的波长，诸如在约10nm与约124nm之间。在其他实施方式中，电磁辐射可由氟化氩激光器产生。在这种实施方式中，电磁辐射可以具有约193nm的波长。在一些实施方式中，波长可为248nm。其他实施方式可以使用不同波长。在一些实施方式中，电磁辐射来自电子束或离子束。 [0062] 在曝光后，在操作740处，在曝光后烘烤阶段中加热基板140进行曝光后烘烤工艺，以便改变在操作740处暴露于电磁辐射下的膜性质。基板140可从曝光腔室630通过传送腔室615来传送到处理腔室100，以便进行曝光后烘烤工艺。基板140可定位在基板支撑组件138的第一表面134上。电源174可向嵌入式加热器132提供功率，以便加热基板140。嵌入式加热器132可快速地加热基板140以及光刻胶层150。例如，嵌入式加热器132可使光刻胶层 150的温度在小于约2秒内从环境温度上升到约70℃与约160℃之间，诸如在约90℃与约140℃之间。 [0063] 在操作740处的曝光后烘烤过程中，光刻胶层150中的光致酸产生剂可以继续更改光刻胶层150的暴露部分的化学性质。除了烘烤工艺之外，电场可产生到光刻胶层150，如操作701处所述，同时在操作740处执行曝光后烘烤工艺。当在电极组件116和/或电极组件118之间施加电场时，可以通过电场、磁场和等离子体中的至少一者在期望方向上引导带电荷的物种255。磁场可由例如磁体196产生。例如，等离子体可由例如远程等离子体源160产生。通过在处理容积112中利用中间介质402、凝胶或可流动的有机液滴410或固态介质504，用于产生电场的施加到电极组件116、118的电压压降/损失的可能性可显著地降低或消除。当将电场产生到光刻胶层150时，基板140根据需要可或可不具有相对于电极组件116、118的运动，上述相对的运动用于更改在光刻胶层150的不同位置处的电场强度。 [0064] 如上指出，可以任何操作中或以任何操作组合引导带电荷的物种255。在一些实施方式中，在一个操作中，在相对于潜像线155的一个方向上引导带电荷的物种255，并且在另一操作中，在相对于潜像线155的另一方向上引导带电荷的物种255。例如，在曝光操作730过程中，可以在垂直于第一表面134的方向上引导带电荷的物种255，并且在曝光后烘烤操作740过程中，可以在潜像线155的方向上或者同时在潜像线155的方向上和在垂直于第一表面134的方向上引导带电荷的物种255。在另一实施方式中，在曝光操作730过程中，可以在潜像线155的方向上或者同时在潜像线155的方向上和在垂直于第一表面134的方向上引导带电荷的物种255，并且在操作740处的曝光后烘烤过程中，在垂直于第一表面134的方向上引导带电荷的物种255。在一些实施方式中，可以在单个阶段内在不同方向上引导带电荷的物种255。例如，在曝光操作中，或者在曝光后烘烤操作过程中，可以在所述阶段的一部分内在垂直于第一表面134的方向上引导带电荷的物种255，并且在所述阶段的一部分内在垂直于第一表面134的方向上和在沿潜像线的方向的方向上引导带电荷的物种255。在施加竖直磁场时，这种引导方向上 的变化可以通过磁场的打开和关闭实现。 [0065] 随后，在操作750处，对来自基板140的暴露于或未暴露于电磁辐射的区域执行显影工艺，以使光刻胶层显影。在一个实施方式中，在操作740后，基板140被传送到显影腔室，诸如图6所示显影腔室640。在使用处理系统600的实施方式中，基板140可从处理腔室100通过传送腔室605来传送到显影腔室640。显影腔室640还可包括耦接到一或多个电源的电极组件116和/或致动器190和磁体196。基板140可相对于电极组件116和磁体196定位在显影腔室640中，如针对涂布腔室620所述。 [0066] 在操作750过程中，光刻胶层150可通过例如将光刻胶层150暴露于显影剂(诸如氢氧化钠溶液、四甲基氢氧化铵溶液、二甲苯或斯托达德溶剂(Stoddard solvent))进行显影。基板140可用例如水或乙酸正丁酯(n-butylacetate)冲洗。在操作750处的显影工艺后，潜像线155可不再是潜在的。比起常规技术，基板140上的线155将具有较小的线边缘/宽度粗糙度。 [0067] 随后，在操作760处，在显影工艺后，可对基板140执行后处理工艺以对基板进行后处理。后处理工艺可以在例如图6所示后处理腔室650中执行。在使用处理系统600的实施方式中，基板140可从显影腔室640通过传送腔室605来传送到后处理腔室650，以进行后处理。例如，在冲洗后，基板140可烤硬并进行检查。在检查后，可对基板140执行蚀刻工艺。蚀刻工艺使用光刻胶层150的特征，诸如线155，将图案转移到层145。 [0068] 在执行在操作710处将光刻胶层涂覆到基板上、在操作720处加热基板、在操作730处使基板暴露于电磁辐射下、在操作740处加热基板、在操作750处使基板显影以及在操作760处对基板进行后处理的工艺时，可施加电压以产生电场，如操作701处指示，以便在期望方向上(诸如在平行于x-y平面的方向上和在潜像线155的方向上、在平行于x-y平面的方向上和在垂直于潜像线155的方向上、在不同方向上，或它们的组合)引导光致酸产生剂所产生的带电荷的物种255。中间介质402、凝胶或可流动的有机液滴410或固态介质504放置在电极组件116与基板140之间以避免限定在这两者之间的可能气隙，所施加到其上以产生电场的电压随后可维持在期望水平，而无不期望的压降或损失。 [0069] 先前所述实施方式具有许多优点，包括以下优点。例如，本文中公开的实施方式可减小或消除压降/损失，同时在电极组件与基板上设置的光刻胶层之间施加电场，以便减小线边缘/宽度粗糙度。减小或消除压降/损失可通过利用放置在电极组件116与基板140之间以避免限定在这两者之间的可能气隙的中间介质402、凝胶或可流动的有机液滴410 或固态介质504来实现。前述优点均是说明性的，而非进行限制。并非所有实施方式都一定要具有所有优点。 |
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