(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の基板を処理するための処理システムであって、当該処理システムは、
処理するための基板を受け取るように構成され、且つ大きさのチャンバであって、前記チャンバは、半導体製造ツール内に位置決めされ、前記半導体製造ツールは、回転基板上に液体を分配する少なくとも１つのモジュールを含み、且つ、基板を加熱するための加熱機構を有する少なくとも１つのモジュールを含む、チャンバと、
前記チャンバ内に位置決めされ、且つ前記基板を保持するように構成された基板ホルダと、
特定の空間的な熱シグネチャの投影光画像と組み合わせた基板ホルダ熱源と、
前記基板が前記チャンバ内にある場合、前記基板の上面に画像を投影するように構成された画像投影システムであって、前記画像投影システムは、前記画像を投影するマイクロミラー投影デバイスを使用し、各投影されたピクセルは、光強度、光周波数、及び光振幅からなる群から選択されたパラメータによって変化させることができ、前記画像投影システムは、特定の空間的な熱シグネチャに基づいて画像を投影するように構成されている、画像投影システムと、
前記画像投影システムを制御するように、且つ前記画像投影システムが前記基板の前記上面にピクセルベースの画像を投影するように構成されたコントローラであって、前記ピクセルベースの画像は、前記特定の空間的な熱シグネチャに基づく、コントローラと、
を含む、処理システム。
【請求項２】
前記画像投影システムは、光源を含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項３】
前記基板の前記上面が見える所に位置決めされ、且つ、前記基板のピクセルベースの熱シグネチャを捕捉するように構成された熱撮像システム、
をさらに含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項４】
前記画像投影システムは、前記基板の前記上面に前記画像を投影するためにデジタル光処理（ＤＬＰ）デバイス又はグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）デバイスを使用する、請求項１に記載の処理システム。
【請求項５】
前記基板の前記表面上に液体組成物を分配するように構成された分配システム、をさらに含む、請求項１の処理システム。
【請求項６】
前記チャンバは、半導体製造ツール内に位置決めされ、前記半導体製造ツールは、回転基板上に液体を分配する少なくとも１つのモジュールを含み、且つ、基板を加熱するための加熱機構を有する少なくとも１つのモジュールを含む、請求項１に記載の処理システム。
【請求項７】
前記チャンバは、半導体製造ツール内に位置決めされ、前記半導体製造ツールは、
基板上にフォトレジストを分配するように構成された少なくとも１つのモジュールと、
基板上に現像用化学薬品を分配するように構成された少なくとも１つのモジュールと、
基板を焼成するように構成された少なくとも１つのモジュールと、
を含む、請求項１に記載の処理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国仮特許出願第６１／９０９，７１４号（２０１３年１１月２７日出願、発明の名称「光学投影でチューニングしたホットプレート」）の利益を主張する。また、本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、米国仮特許出願第６１／９３２，００５号（２０１４年１月２７日出願、発明の名称「パターン化フィルムの限界寸法をシフトするためのシステム及び方法」）の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本開示は、一般に、シリコンウエハ等の半導体基板を含む基板のパターニングに関する。本開示はまた、半導体デバイス製造の一部として、基板上で膜をコーティングし、且つ現像すること(developing)を包含する、フォトリソグラフィに関わるプロセスにも関係する。本開示は、特に、フォトリソグラフィ及びパターニングプロセスの一部として、パターン化したフィーチャの寸法及び精度を制御することに関する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
フォトリソグラフィは、電磁（ＥＭ）放射に敏感である膜で基板をコーティングするステップと、
膜内で潜像(latent)パターンを定義するため、これらの膜をＥＭ放射のパターンに曝露するステップと、
その後、基板上の物理的パターンもしくはレリーフパターンを露わにするため、膜の一部(some)を現像除去(away)するステップと、
を有する。このような膜の調製及び現像(development)は、熱処理もしくはベークを含むことができる。例えば、新しく適用されたフィルムは、溶媒を蒸発させるため、及び／又は構造的剛性もしくはエッチング耐性を大きくするために塗布後ベーク（post-application  base、ＰＡＢ）を必要とすることができる。また、さらなる溶解を防止するため、与えられたパターンを設定するため、露光後ベーク（post-exposure  bake、ＰＥＢ）を実行することができる。基板をコーティングし、且つ、現像するための製造ツールは、典型的には、フィルムを追加し、レジスト追加し、且つ、基板を現像するのに使用することができる多くのモジュールを含む。
【０００４】
半導体製造プロセスは、しばしば、処理された基板を加熱するのに使用されるシステムため、正確な温度許容度を特定する。このようなシステムは、典型的には、処理チャンバ内のホットプレートとして構成される。典型的なホットプレートは、均一に、その上に位置決めされた（positioned)基板を加熱するために１つ以上の加熱要素又はゾーンを含むことができる。このようなホットプレート及び従来のシステムは、基板の表面を横切って(across)約０．１℃以内の温度均一性に基板を加熱することができる。例えば、特定の温度は、エッチング前のレジスト構造を強化するために０．１℃以内に維持することができる。残念ながら、０．１℃の許容誤差(tolerance)や温度変動を有することは、半導体製造プロセスの欠陥を防止するには不十分であり得る。半導体デバイスは、より小さいサイズに縮小し続けるので、欠陥を防止することがますます重要になる。
【０００５】
本明細書中に開示される技術は、しかしながら、約０．０２℃以内の温度均一性を提供することができる。温度均一性におけるこのような増加は、欠陥品率(defectivity)を低減し、半導体デバイスの継続的なスケーリングを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本明細書における技術は、基板上に光又は電磁（ＥＭ）放射線の空間的に制御された投影(projection)を提供するシステム及び方法を含む。このような空間光投影とホットプレート加熱とを組み合わせると、基板の表面にわたる温度均一性の大幅な改善を達成することができる。４００〜７００ｎｍの光の波長、紫外光（ＵＶ）、赤外光、又はオブジェクトに向けられたいずれの波長は、投影光の衝突場所上で熱を生成することができる。基板上の特定ポイントでの総エネルギーが増加するにつれ、定常状態値に達するまで、そのポイントの温度は増大することになる。基板上の定常状態温度は、ランプ等の光源の範囲内の異なる強度及び波長を使用して、変化させ、制御することができる。所与の投影画像は、複数の強度と変更し、同時に複数の基板上に多数の異なる定常状態を維持するように設定することができる様々な波長を含むことができる。換言すれば、特定の空間の熱シグネチャの投影光画像と組み合わせた基板ホルダ熱源は、基板の表面にわたる温度均一性を高めることができる。
【０００７】
一実施形態において、カメラ／検出器とプロジェクタが基板に向けられている。プロジェクタは、赤外線検出カメラから検出された熱シグネチャに基づくことができる光（少なくとも一部は、照射されている）を基板に照射する。その後、基板は、任意の数の光のパターンと強度を有する高空間解像度で変調された温度を持つことができる。熱シグネチャを検出するカメラ（又はセンサ(sensory)アレイ／センサ機構）により、対応するピクセル化画像は、表面温度を変更するために基板表面上に投影することができる。したがって、熱シグネチャをピクセルによって制御することができる、つまり、基板表面上のスポット又は格子点(grid  point)の位置によって制御される。投影された画像は、所望の特定の結果に合わせる(tailored)ことができる。例えば、温度均一性が所望されるならば、その投影画像は、本質的に冷たい領域を加熱及び／又は暖かい領域を維持するための熱シグネチャの逆数(inverse)であることができる。このように、ホットプレートのための微細な制御及び粗(coarse)制御の組み合わせが有意に良好な均一性を提供することができる。光は、熱であるので、空間的な温度調整を必要とする領域は、光量を照射することができる。光は特定の材料（例えばフォトレジストなど）の材料特性を変化させることができるので、既存の暴露(exposures)は、上向き又は下向きのバイアスであるようにことを増強することができる。したがって、さらなる実施形態は、ピクセルベースの投影光パターンを使用して膜特性を調整することを含む。
【０００８】
このようなシステム及び方法は、半導体製造業者が設計要求を満たすことを、を可能にする。半導体製造のための設計仕様は、現在の技術では避けることができない、パラメータのセットをエンジニアに強制することによって、半導体の開発及び製造プロセスを制限する。これらの設計仕様の一つは、半導体製造の焼成(baking)ステップに関連している。基板を焼成する(baked)ときには、特定の温度及び時間量で均一に焼成する。均一な一定温度を可変温度に置き換え可能であることは、プロセスコントローラにより多くの柔軟性を提供し、半導体製造の効率を増大させる。
【０００９】
本開示は、フォトリソグラフィで熱処理に限定されるものではないことに留意されたい。本開示はまた、空間的に基板温度を変更するための技術を取り扱い、且つ、本開示はまた、空間的に基板温度を変更するための技術に対応し、半導体における真空及び非真空処理システム、フラットパネルディスプレイ、及び蒸着システム、エッチングシステム（ウェット及びドライ）を含む太陽光発電システムに適用することができる。例えば、ピクセルベースの投影光パターンは、限界寸法、リソグラフィ露光不均一性、ステッパ露光遅延時間などを修正することができる。
【００１０】
当然のことながら、本明細書に記載される種々のステップの説明の順序は、明確性のために提示された。一般的に、これらのステップは、任意の適切な順序で行うことができる。加えて、異なる特徴、テクニック、構成の各々は、本明細書本開示の異なる場所で議論されてもよいが、また、概念のそれぞれは、互いに独立して又は互いに組み合わせての、実行できることが意図される。従って、本発明は多くの異なる方法で具体化し、表示することができる。
【００１１】
この要約セクションは、全ての実施形態及び／又は本開示もしくは特許請求された発明の漸増新規な態様を指定していないことに注意されたい。その代わりに、この要約は、異なる実施形態の予備的な議論及び従来の技術に比べて新規性の対応点を提供する。さらなる詳細及び／又は本発明の可能な観点については、読者は詳細な説明のセクション及び以下にさらに説明する本開示の対応する図に向けられている。
【００１２】
本発明の様々な実施形態についてのより完全な理解及びそれらに付随する利点の多くは、添付の図面と併せて考慮される以下の詳細な説明を参照すると容易に明らかになる。図面は、必ずしも縮尺通りではなく、その代わりに、特徴、原理及び概念を説明することについて重点を置いている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】基板を調整するための例示的な画像投影システムの概略斜視図である。
【図２】基板を調整するための例示的な画像投射システムの概略側面図である。
【図３】空間的に変化する特性の例示的な基板シグネチャを表す図である。
【図４】基板を調整するための例示的な画像投射システムの概略側面図である。
【図５】基板断面を横切る簡略化した熱シグネチャの例を示す図である。
【図６】所定の熱シグネチャを補償する投影画像を示す図である。
【図７】基板の断面を横切って簡略化した熱シグネチャの例を示す図である
【図８】基板を調製するための利用可能なグレースケール及び周波数出力を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本書におけるテクニックは、様々な基板特性を調製するため(tune)、基板上に光の空間的に制御した又はピクセルベースの投影を提供するシステム及び方法を含む。このようなピクセルベースの光投影は、臨界寸法の調整、加熱の均一性、蒸発冷却、フォトリソグラフィフレア、ラスタ（raster）遅延、及び感光剤の生成を含む、基板の様々な特性を調製するのに使用することができる。このようなピクセルベースの光投影と、接触型加熱(例えばホットプレート)との組み合わせは、基板の表面にわたる温度均一性の大幅な向上を達成することができる。このようなピクセルベースの光投影と、フォトリソグラフィパターニングプロセスとの組み合わせは、処理の均一性を改善することができ、且つ欠陥を減らすことができる。
【００１５】
一実施形態において、デジタル光処理（ＤＬＰ）チップ、グレーティングライトバルブ(valve)（ＧＬＶ）、又は光源に結合された他のグリッドベースのマイクロ投影技術は、基板上に、（必要に応じてレンズを使用して）画像を集束させ(focus)、且つ、温度及びその他の非均一性を修正もしくは調節することができる。投影画像は、合焦画像(focused  image)の温度出力を変えるために変更することができる。例えば、プレート上に投影された可視スペクトルバルブ(bulb)によるベタ白画像(solid  white  image)は、その特定の電球のために与えられた最高温度にプレートを加熱する。投影ピクセル当たりの温度は、その光源によって生成される光の波長の全て又は一部を使用することにより、又は一切を使用せずに調整することができる。このようなテクニックは、１ｎｍの範囲内に半導体を焼成(bake)ために十分な、半導体の与えられた焼成ステップにわたり、非常に正確な制御を与える。ＤＬＰチップは、基板上に画像を投影し、且つ、基板上のいずれの特定のポイント又は複数ポイントにおいて熱量を変更することがでる。空間温度不均一性を調整するステップは、基板を加熱もしくは冷却するために機能することができることに注意されたい。例えば、基板が冷却されるならば、投影光画像は、冷却されている基板上の他のスポットと比較してあまりにも急速に冷却されているスポットをわずかに暖めることにより、均一な冷却を支援することができる。
【００１６】
従来のベークプレートは、もっぱら０．１℃まで精度を維持することができ、これは、基板の限界寸法に部分的に起因し得る。典型的なホットプレートは、加熱ゾーンを有することができるが、これらのゾーンの大きさは、温度調節を必要とする基板上の面積(area)よりも数桁大きい。このように、従来は、各個別の領域に必要な熱は、所望の仕様に調整することができない。本明細書に開示される投影画像は、しかしながら、選択されたＤＬＰ及び入射領域によりサポートされている多数のピクセルに応じて、すべての個々の原子に熱出力を変化させることができる。すなわち、マイクロミラー投影を使用することから入手可能な熱制御は、その最大投影解像度として、フレキシブルにもしくは微細に調製することが可能である。
【００１７】
一実施形態において、ピクセルベースの光投影システムは、ベーキング装置、露光チャンバ、分配チャンバ、ホットプレート等の制御用コンピュータに接続されている。ピクセルベースの光投影システムは、基板が位置合わせされる露光チャンバ内にレンズシステムを介して集束させることができる。基板の上に又は基板において投影された光は、その後、所望の温度まで基板の所望の領域を加熱する、又は調整する。そのような方法及びシステムのいくつかの用途がある。もう１つ別の用途は、半導体製造の焼成処理の限界寸法要件を低減することである。
【００１８】
図１は、光学投影調整されたホットプレートの例示的実施形態を図示する。処理チャンバ１０８は、シリコンウエハ、フラットパネル、等のような基板を受け入れるためのサイズにすることができる。処理チャンバ１０８は、最大熱保持のため、及び有害光波長からの保護のため、（基板のサイズに基づいて）比較的最小サイズにすることができる。基板アライメントシステム１０７は、０．１ｎｍの範囲内とすることができる基板上の作業可能な領域上に画像を整列させるために使用することができる。基板１０５は、基板ホルダ及び／又はホットプレートの上に位置決めすることができる。基板１０５は、コーティングのいずれのタイプにより従来の反射又は非反射シリコンディスクであり得る。
【００１９】
システムは、処理チャンバ１０８の内側に、隣接して、又は離れて配置されることができる光源１０２を含む。光源１０２は、可視光源、赤外光源、ＵＶ光源、又は光のその他の波長を生成するバルブ(bulbs)のような、複数の光源のいずれであってもよい。光源特性は、処理される特定の基板及び特定のチューニング用途に調整する(tailored)(又は、のために選択する)ことができる。４００〜７００ｎｍの範囲の波長、及び１０８０ｐのＤＬＰ解像度（垂直解像度及びプログレッシブスキャンの１０８０本の水平線）を有する、一部の基板については、６０ワット（又は同等の）ソースで十分であり得る。その他のアプリケーションは、より高いパワーとより高い解像度を必要とするかもしれない。光源は、所望の特定の波長（複数可）に基づいて選択することができる。例えば、紫外光源は、特定の用途のために選択することができる一方、白色又は赤外線源は、他の用途のために選択することができる。光源の選択は、特定の基板及び／又はフィルムの吸収特性に基づくことができる。いずれの解像度を使用することができ、ＤＬＰ、ＧＬＶ、又は他のライトバルブ(valve)技術によってサポートされている。
【００２０】
投光装置１０３は、ＤＬＰチップ、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、又はその他のライトバルブ(valve)技術として具体化できる。ＤＬＰチップ及びＧＬＶは、従来から利用可能である。レンズシステム１０４は、最小の収差で、画像を生成するために使用することができ、基板１０５のサイズは、基板１０５上に投影される。投影線１０６は、基板１０５に向けて投影されている映像フィールド又はビデオを表す。このビデオ又は画像は、赤外線カメラのような空間温度センサから期待される熱出力及び又は動的フィードバックに基づいて設計することができる。与えられた画像は、ビデオプロセッサからＤＬＰに入力することができる。アイテム１０１は、基板のその他の部分とは異なる温度を有する（加熱されている）基板１０５上の例示的位置設定を示す。投影された画像１０９は、アイテム１０１の１つの形状において光を投射する。アイテム１０１は、偶々基板１０５の残りの表面積よりも低い温度であるならば、投影された画像１０９は、基板全体１０５にわたって均一な温度にするために局所的な表面温度を増加させることができる。
【００２１】
従って、本明細書におけるこのようなシステムは、ホットプレート温度制御、（比較的）粗な(coarse)制御に対応したホットプレート及び（比較的）微細な制御に対応した光投影システム、のための微細及び粗制御システムを組み合わせる。従来の温度制御は、このようにＤＬＰ制御ループからロケーションベースの高分解能で増強される。熱エネルギーは、基板表面に光を投影することによってホットプレートの表面に伝達される。投影されたピクセルがオン又はオフにすることができるすべての場所は、このように、熱、温度、ＣＤ補正、光反応性について微調整を有することができる領域となる。
【００２２】
例えば、画像投影は、均一な温度を作成するために使用される実施形態、チャック（基板ホルダ）及び／又は基板の熱シグネチャは、より正確な補正のために識別することができる。平衡状態における基板の期待値は、基板上のあらゆる点で０．００Ｘ℃であるべきである。０．００Ｘ°Ｃからの偏差は、基板の現在の熱シグネチャである。基板がホットプレート上に置かれたとき、ホットプレートは０．００Ｘ℃で均一ではなく、熱シグネチャを作成する所望の平衡からの偏差を生成する。従来のホットプレートは、０．１℃空間的偏差を有する基板の表面温度を作成することができる。
【００２３】
本明細書のテクニックは、基板加熱用途に適用したときに、温度均一性を高めることができる。所与の投影画像からの熱出力は、その強度、パターン、及び／又は色に依存する。例えば、無投光のポイント位置は、０％の熱増加を有することになり、灰色の光を受光するスペースは、５０％の相対熱の増加を有し得るのに対し、完全な光投影を有するエリアは、利用できる可能な熱の１００％増加をもたらす。
【００２４】
図５は、与えられた基板のための簡略化された例示的熱シグネチャを示すグラフである。これは、基板の断面を横切る熱シグネチャであり得る。この例において、相対的な熱を測定するための１９個のポイント位置がある。このグラフの最上部には、比較的冷たい温度を表し、前記温度は、グラフ内で下降しながら増大し、グラフの最底部は、比較的暖かい温度を示す。例えば、ポイント一１は、比較的ホットなスポットであるのに対して、ポイント位置２は比較的冷たく、ポイント３及び４は、適度に暖かい。基板を横切る温度変化があり、平面の場所による温度の変化は、熱シグネチャの一実施形態であることに留意されたい。
【００２５】
図６は、図５に示される熱シグネチャからの熱変動を補正するために投影された画像を表す図である。換言すれば、投影画像は、温度変動を有する熱シグネチャを補償する。例えば、図５における熱シグネチャからのポイント１、９、１０、１７、及び１８は、比較的ホットスポットであることに留意されたい。図６における投影画像は、これらの位置において投影された光を有しておらず、熱の増加を引き起こさないことに留意されたい。図５における熱シグネチャからのポイント位置２及び１２は、比較的冷たく、且つ、図６における画像投影においてそのようであり、これらのポイント位置は、熱増大の最大値（対応する光源の強度に基づいて、可能な最大の温度変化）を引き起こす完全露光を表す白色として示される。その他のポイント位置は、温度の中程度の変動を表す灰色の変化する濃淡(shades)で表され、光可変光投影で同様に修正される。図７は、図５の熱シグネチャに適用される図６における投影画像から得られる修正された熱シグネチャを示す。図５からの熱シグネチャと比べて、大抵の温度が変更され、それにより実質的に少ない温度変化があることに留意されたい。
【００２６】
図５に示される基板シグネチャは、簡略化された線形シグネチャである。基板は、典型的には平面であり、したがって、均一性の変動は、基板上の平坦な、又はＸ、Ｙ、位置に基づいて変化することができる。図３は、例示的限界寸法シグネチャを示す説明図である。この限界寸法シグネチャは、微細加工処理において使用されるウェハのような、与えられた基板の表面上のポイント位置としてマッピングされる。ＣＤシグネチャ図示上の様々なポイントは、暗さもしくは明るさの度合いが変化することに注意されたい。ＣＤシグネチャ図示上のポイント位置におけるこれらの相対的な違いは、ＣＤ均一性の相対的な差を表す。例えば、完全に暗くされているポイント位置は、小さすぎるＣＤを有する領域を表すことができる一方、完全に影を薄くされている(lightened又はlighter)ポイント位置は、大きすぎるＣＤを有する領域を表すことができる。このＣＤシグネチャは、観察された及び／又は測定された寸法に基づいて生成することができる。
【００２７】
図３におけるこの基板シグネチャ図示はまた、与えられた光投影が、処理されている基板上のように見えることができる何かを表すことができる。ハッチングパターンの暗さの変動は、光強度、振幅及び／又は周波数を表すことができる。したがって、投影光の最大強度を受ける基板の表面上のポイント位置は、図示における光又は白色領域を含むことができる。同様に、よし少ない空白(whitespace)を有するポイント位置は、これらの位置に投影される光の中強度又は部分的な強度を有することができる。この図示において黒い四角として示したポイント位置は、全く露光を受けないか、比較的少ない露光を受ける可能性がある。基板シグネチャが、シグネチャ又は不均一性のタイプに基づいて、視覚的な表現において変化し得ることに注意されたい。例えば、ＣＤシグネチャは、スクライブレーン、シグネチャに対応するいくつかの知覚できるラインを有するとして表示されることがある。ラスタ遅延不均一性を示す基板シグネチャは、基板表面を横切って与えられたステッパ／スキャナの進行のエビデンスを示すことができる。不均一性熱のための基板シグネチャは、円形パターンを有してよく、又は熱ゾーンインターフェースにおいて違いを示すことができる。
【００２８】
図４は、図１と同様であり、光学投影調整された基板１０５の例示的一実施形態を図示する。基板１０５は、フォトレジスト膜とすることができる膜１１５、並びにハードマスク又はパターン化層又はパターン転写のための記憶(memorization)層となることができる下地層１１０を含むことができる。投光装置１０３、又は付随するコントローラは、基板１０５上に投影するピクセルベースの画像を受信することができる。このピクセルベースの画像の投影は、投影画像１０９で示される。基板１０５の一部が照射されるが、その他は照射されないことに注意されたい。フォトリソグラフィ露光のために使用されるマスクベースの光投影の代わりに、ピクセルベースの画像投影が使用される。投影中に、投影された画像は、リアルタイムのフィードバック又はその他のチューニング標的(objectives)に応じて、ばらつく、あるいは変動することができる。
【００２９】
投影された特定の画像又はビデオは、加熱／処理プロセス（静的調整）前、又は動的調整のための加熱／処理プロセス中に、データを収集することができる１以上のセンサに基づくことができる。フィードバックループ内で、所定のセンサ又はセンサアレイは、（熱シグネチャンのような）データを収集することができ、その後、コントローラに、この収集されたデータを送信することができる。コントローラは、その後、収集されたデータに基づいて及び／又はそれが必要とされる熱又は光補正であるか否かに基づいて、基板上に投影する画像を計算することができる。比例積分導関数コントローラ（ＰＩＤコントローラ）は、熱シグネチャフィードバックを実装するために使用することができる。投影された画像は、基板を横切るいずれの温度振動（例えば、中心からエッジまでの振動）に基づいて変化することができる。
【００３０】
光強度又は振幅は、基板の表面上の材料のタイプに基づいて調整することができることに留意されたい。例えば、いくつかのポリマーは、低反射率を有することができる一方、その他の材料（ケイ素及び金属など）が、最大反射率値を有することができる。一具体例材料(即ち銅)において、光が銅に入射する場合、銅表面が加熱するにもかかわらず、反射率は４５％〜９９％であることができる。したがって、本明細書におけるテクニックは、大抵の基板材料に適用することができる。
【００３１】
図２は、改善された基板処理のための例示的なシステムの側面図の図である。基板１０５は、加熱チャックとして具体化される、又は含むことができる基板ホルダ１３０上に載っている。様々な従来技術は、液体回路と加熱ゾーンとを含むチャックベースの加熱のために使用することができる。基板の上方において（処置される基板側に面する）、ＤＬＰプロジェクタ等を、投光装置１０３の一部として、基板表面上に画像を投影するように配置することができる。プロジェクタの位置は、所定のチャンバ内の空間に基づいて、変化させることができる。例えば、微細加工ツールの多くの加熱モジュールは、比較的短い。これらの実施形態において、様々な開口１３５及び／又はレンズシステムは、基板上方のいずれの制限された垂直方向の空間内に画像を投影するために使用することができる。例示的高さ及び幅の測定値が示されているが、これらは非限定的であり、単に特定の一実施形態を説明するためである。
【００３２】
専用の光投影システムは、このような基板チューニング又は加熱モジュールにおいて使用するために製造することができる。あるいは、従来のＤＬＰプロジェクタを使用することができる。従来のＤＬＰプロジェクタの使用のために、カラーフィルタを除去すると、各基板の位置に投影するための利用可能な光（熱）の強度を高めることができる。多くの光プロジェクタにおいて、白色光が、ＤＬＰチップの表面に移動するつれ、光源によって生成される白色光は、カラーフィルタを通過する。これは、波長の大部分は、プロジェクタを離れる前に吸収されることを意味する。いずれのカラーフィルタを除去することに加えて、ランプ強度は、特定の設計仕様に応じて増加させることができる。
【００３３】
他の実施形態は、単一の基板上に光を投影するため、異なる波長のランプを使用することができる。これらのランプはすべて、光の投影に寄与することができ、又は選択的にアクティベートされる。同様に、ホットプレートごとに複数の(multiple)プロジェクタを使用することができる。その他の実施形態において、光投影は、より微細な調整のための（例えば、３Ｄグラフィックスにより）周波数ベースの出力を有することができる。画像ベースの光プロジェクタに加えて、赤外線カメラ１４３は、熱シグネチャベースの投影画像の動的調整のため、リアルタイムで所定の熱シグネチャを識別するために、基板１０５の視野内に配置することができる。別の実施形態において、センサアレイは、ホットプレートの内部に設置することができ、且つ、ＰＩＤコントローラのフィードバックループに接続されている。
【００３４】
基板上に投影された所定の光画像は、強度（グレースケール）、及び／又は周波数（オン及びオフ）に基づくことができる。利用可能なＤＬＰミラーは、１０００以上のグレーの濃淡(shades)で、毎秒１万回まで、オンとオフを切り替えることができる。図８は、どのようなグレースケール及び周波数ベースの光投影が、基板上のポイント位置における温度の所望変化を達成するのに使用することができるかを図示する。温度変化ポテンシャルは、所定の光源の出力又は強度に依存していることに注意されたい。与えられたスポットで投影された光がないと、表面温度は変化しないであろう。与えられたスポットで完全に光投影されると、所定のランプ強度に基づき、及び加熱される材料のタイプに基づき、利用できる可能温度変化の１００％である温度の上昇があることになる。０％〜１００％の温度変化は、典型的には、グレースケール強度に比例する。周波数ベースの光投影は、完全な光強度投影及び光投影なしのサイクル投影であり得る。所定のスポットにおける光投影の間隔が短いほど、対応するローカル温度をより上昇させることができる。
【００３５】
光／熱投影のより微細な制御が望まれるならば、グレースケール投影は、周波数ベースの投影と組み合わせることができる。例えば、いくつかの従来のＤＬＰチップは、グレイの１，０２４個の濃淡(shades)で、１,７００Ｈｚにおいて実行することができる。グレースケール及び周波数ベースの投影を組み合わせることにより、合計を毎秒合計１，７３９，７７８出力レベルを生成することができる。
【００３６】
ホットプレート上に配置された基板上に熱シグネチャベースの画像を投影するステップは、本明細書におけるシステム及び方法の一実施形態である。半導体製造の種々の段階において基材を処理するため、多くの追加の用途(applications)及び実施形態がある。したがって、用途は、リソグラフィに限定されるものではない。別の実施形態において、投影された光−熱テクニックは、基板のコーティングの際に使用することができる（例えば、フォトレジストによるこのコーティング）。液体のコーティング時、回転(spinning)基板上に画像を投影すると、蒸発冷却の影響を軽減することができる。利点は、より優れたコートの均一性を提供しながら、より低い分注容量(dispense  volume)が必要とされることである。回転チャンバ内に、光投影を妨げる非透明なオブジェクトがあるならば、光は、少なくとも基板のセグメント上に投影することができ、これは、基板の回転に起因して、本質的に周波数ベースの投影になる（これは、半径方向セグメントだけが、所定の時点における照射され得る実施形態のためである）。
【００３７】
その他の実施形態において、光画像投影は、塗布後ベーク（ＰＡＢ）に使用され、露光後ベーク（ＰＥＢ）の両方に使用することができる。光画像投影は、複雑なエッジビード除去（ＥＢＲ）一掃(clear  outs)のために使用することができ、領域は、エッジビード除去のために「描画」又は投影することができる。光画像投影は、アレイを印刷する方法として、ブロックコポリマーの誘導自己組織化(directed  self-assembly,ＤＳＡ)のための領域を定義するために使用することができる。すなわち、誘導自己組織化がアレイ状に印刷可能であるところまで、露光が十分にブーストされることが可能である一方、残りの領域は露出されていない。それにより、ブロックコポリマーは、いくつかの微細加工プロセスにおいて処理ステップを省ける(save)、カットマスクを使用することなく、自己組織化する。
【００３８】
湿式又は乾式基板洗浄システムと共に、実施形態は、本明細書中で使用することができる。湿式洗浄システムでは、投影された光画像は、中央からエッジまでの温度の均一性を支援することができる。液体が回転基板上に分配される、いくつかのプロセスにおいて、膜の厚さは、エッジと比較して基板の中心に向かって大きくなる。しかしながら、本明細書におけるテクニックは、半径方向の温度均一性を均等にする(even)のを助けることができる。分配ノズル及び分配アームの位置に応じて、分配チャンバ内に投影された画像は、本質的に部分画像（例えば、パイ状の画像）であってもよい。基板の一部のみに投影するにもかかわらず、特に回転基板に効果的であり得る。基板の全てが照射され、又は投影画像を通過することができるためである。ＵＶ光を使用して画像を投影することは、化学物質(chemicals)の反応性をさらに支援することができ、例えば、照射の殆どを直接提供するＵＶランプと組み合わせることができる、空間光増強テクニックとして、このような化学物質の半径方向の反応性を改善する。ＵＶ光増強及び投影のため、ＵＶの透過を可能にする光学系、例えば石英、フッ化カルシウム、又は他の透明な導電性媒体、が選択されるべきであることに留意されたい。
【００３９】
明らかに、本明細書中に開示されるシステム及び方法のための多くの様々な実施形態がある。
【００４０】
一実施形態は、基板を処理する方法を含む。この方法は、基板ホルダ上に基板を位置決めするステップを含む。基板を位置決めするステップは、半導体製造装置のモジュール基板を受け取るステップを含むことができる。この半導体製造ツールは、基板上にフォトレジストを分配するモジュール少なくとも１つを含むことができる。このような製造ツールは、処理モジュール間で基板を自動的に移動させるための基板処理機構を含むことができる。次に、光は、位置によって投影される光の振幅を変化させるように構成されたグリッドベースの光投影システムを介して基板の表面上に投影される。典型的なフォトリソグラフィ露光は、光の一部をブロックするマスク又はレチクルを使用して実行され、それにより、光のパターンが基板表面に到達する。これとは対照的に、グリッドベースの光投影システムは、ポイントのアレイ又はマトリックスとして、光を投影し、その場合、各投影ポイントは、オンもしくはオフを切り替え可能であり、及び／又は周波数又は振幅において変化する。投影された光は、その後、基板シグネチャに基づく変化を有する基板の位置により、基板の表面における振幅により、変化する。基板の表面上に光を投影するステップは、デジタル光処理（ＤＬＰ）デバイスを介して基板上に画像を投影するステップを含むことができる。特定の投影画像は、基板に対応する所定の(predetermined)エネルギーシグネチャに基づくことができる。このようなエネルギーシグネチャは、熱シグネチャ、光反射シグネチャ、表面エネルギー、Ｘ線、マイクロ波等を含むことができる。生成された画像は、基板に対応する所定の(predetermined)限界寸法（ＣＤ）、又は基板に対応する所定の(predetermined)リソグラフィ露光シグネチャに基づくことができ、ラスタ遅延又はフレアの結果であり得る。このようなシグネチャは、ラスタースキャン／露光遅延及び極端紫外線（ＥＵＶ）フレアを補償することができる。
【００４１】
基板を処理するステップは、基板の最上部表面より下に位置する熱源を使用して(例えば、ホットプレートを使用することにより)、基板を加熱するステップを含むことができる。したがって、基板を位置決めするステップは、基板上のコートされたレジスト材料をベークするように構成することができ、且つ、従来のガスフロー及び排気成分を含むことができる、半導体製造ツールのベークモジュールのホットプレート上に基板を受け取るステップを含むことができる。基板の表面の空間的な熱シグネチャは、その後、赤外線カメラのような熱画像化装置を使用して同定することができる。温度補正画像は、その後、熱シグネチャに基づいて算出される。温度補正画像は、その後、基板の表面上に投影され、それにより、温度補正画像は、基板の表面全体の平均温度差を減少させる。従って、加熱の均一性が著しく改善される。空間熱シグネチャは、約０．１℃以上までだけ互いに異なる空間的な温度を有することができる。その後、表面上にイメージを投影すると、差分で約０．０２℃未満に低下させるために表面温度の変化を引き起こす。代替実施形態において、基板を処理するステップは、基板の表面上の基板特性の空間的変化を識別するステップと、その後、識別された空間的な変化に基づいて、ピクセルベースの画像を計算するステップと、を含むことができる。所与の基板シグネチャが、特定のツール、ツールセット、及び／又はプロセスシーケンスにより処理された前の基板から識別することが可能であることに注意されたい。換言すれば、基板シグネチャは、処理される基板に関してリアルタイムで計算され得るか、又は与えられた微細加工プロセスのためのシグネチャの繰り返しパターンから計算／観察することができる。このような繰り返しパターンは、特定のツール及び／又は使用される材料のアーティファクトに起因し得る。基板特性は、光学的特性、電気的特性、機械的特性、構造体の高さ、膜厚、温度、等を含むことができる。
【００４２】
いくつかの実施形態において、デジタル光処理装置は、基板の表面上に、独立してアドレス可能なピクセルの画像を投影するように構成されている。デジタル光処理装置は、それぞれ独立にアドレス可能な画素の光強度を変化させるように構成することができる。光強度は、ＤＬＰチップ及び／又は光源によって変化させることができる。いくつかの方法は、基板の最上部表面の下に位置するヒート・シンクを使用して基板を冷却するステップを含むことができる。
【００４３】
別の実施形態は、基板を処理する方法を含む。基板は、処理チャンバ内の基板ホルダ上に配置される。ピクセルベースの画像は、デジタル制御された、マイクロミラー投影デバイスを介して基板の表面上に投影され、前記ピクセルベースの画像は、基板シグネチャに基づいて生成される。基板は、光反応性剤を有する層を含むことができ、それにより、投影されたピクセルベースの画像は、光反応性剤に、基板の所定の位置で投影された光の振幅及び／又は波長に基づいて、ピクセルベースの画像と化学的に反応させる。換言すれば、投影された光のパターンは、光反応性剤に、酸、塩基、又は他の溶解度シフト材料を生成させることを支援することができる。基板シグネチャは、基板表面上の温度について所定の(predetermined)熱・シグネチャに対応することができる。ピクセルベースの画像を投影するステップは、各投影ピクセルによって光の強度、持続時間、及び波長を変化させるステップを含むことができる。
【００４４】
別の実施形態において、基板を処理する方法は、
半導体製造ツールの基板ホルダ上に基板を位置決めするステップと、
前記基板ホルダ内に配置された加熱機構を用いて前記基板ホルダ上の基板を加熱するステップと、
デジタル制御されたマイクロミラー投影デバイスを用いて、前記基板上に、ピクセルベースの画像を投影することにより、前記基板の表面温度を空間的に調整するステップと、
を含む。前記ピクセルベースの画像は、個別にアドレス指定可能な(addressable)ピクセルにより光の振幅を変化させ、且つ、投影されたピクセルベースの画像は、前記基板の熱シグネチャに基づく。
【００４５】
別の実施形態は、基板を処理するためのシステム又は装置を含む。このシステムは、処理のために基板を受け取るように構成され、且つ、大きさのチャンバを含む。基板ホルダは、チャンバ内に配置され、基板を保持するように構成される。基板がチャンバ内にある場合、システムは、基板の上面に画像を投影するように構成された画像投影システムを含む（すなわち、表面が処理されている）。画像投影システムは、画像を投影するマイクロミラー投影デバイスを使用する。マイクロミラー装置は、投影される画像のピクセルに対応する顕微鏡(microscopic)ミラーのアレイを有するデバイスを含むことができる。システムは、画像投影システムを制御し、且つ、画像投影システムに、基板の上面にピクセルベースの画像を投影させるように構成されたコントローラを含む。画像投影システムは、光源を含み、且つピクセルベースの投影システムを使用することができる。各投影ピクセルは、光の波長、光強度、光周波数、及び、光振幅からなる群から選択されたパラメータによって変化させることができる。画像投影システムは、様々な表面特性（熱、露光線量、限界寸法の変動）のピクセルベースの表現であることができる所定の基板のシグネチャに基づいて画像を投影するように構成することができる。
【００４６】
処理システムはまた、基板の上面が見える所に(in  view)配置され（表面が処理されている）、且つ、基板のピクセルベースの熱シグネチャを捕捉するように構成された熱撮像システム、を含むことができる。画像投影システムは、基板の上面に画像を投影するために、デジタル光処理（ＤＬＰ）デバイス又はグレーティングライトバルブ(valve)（ＧＬＶ）デバイスを使用することができる。当該システムは、同じ処理チャンバ内で基板の表面上に液体組成物を分配するように構成された分配システムを含むことができる。チャンバは、回転基板上に液体を分配する少なくとも１つのモジュールを含み、且つ、基板を加熱するための加熱機構を有する、少なくとも１つのモジュールを含む、半導体製造装置内に配置することができる。このようなツールは、時々、コータ／デベロッパとして知られる。別の実施形態において、チャンバは、基板上にフォトレジストを分配するように構成された少なくとも１つのモジュールと、基板上に現像化学薬品を分配するように構成された少なくとも１つのモジュールと、基板をベークするように構成された少なくとも１つのモジュールと、を含む半導体製造装置内に配置される。その他のシステムは、マイクロミラー投影システム又はピクセルベースの投影システムを含むスキャナ／ステッパツールとして具体化することができる。このような実施形態は、リソグラフィ露光スタックとは別のモジュールである、又はリソグラフィ露光中に基板の表面上に画像を投影するように配置されている処理チャンバにより、構成することができる。
【００４７】
別の実施形態は、基板を処理するための処理システムを含む。この処理システムは、処理のための基板を受け取るように構成され、且つ、大きさのチャンバと、前記チャンバ内に配置されたホットプレートと、を含む。ホットプレートは、基板を支持し、且つ、基板に熱を伝達するように構成された上面を含む。ガス注入システムは、不活性ガス流にホットプレート及び／又は基板の上面を曝露するように構成されている。ヒータは、ホットプレートを加熱するように構成されている。画像投影システムは、基板の上面に画像を投影するように構成され、前記画像投影システムは、マイクロミラー投影デバイスを含む。システムはまた、ホットプレートの温度を監視し、ガス注入システムを制御し、ヒータを制御し、画像投影システムを制御するために構成されたコントローラを含むことができる。画像投影システムは、ピクセルベース投影システムを使用することができ、且つ、光源を含むことができる各投影ピクセルは、光強度、光周波数、及び、光振幅の少なくとも１つにおいて変化させることができる。与えられた画像は、光の点の格子として投影することができる。各投影ピクセルの強度は、基板の空間的な熱シグネチャに基づくことができる。いくつかの実施形態において、画像投影システムは、基板の上面に画像を投影するためのデジタル光処理（ＤＬＰ）デバイス又はグレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）デバイスを使用する。任意には、熱撮像システムは、基板の上面が見える所に配置され、且つ、基板のグリッドベースの温度を識別するように構成することができる。ホットプレートは、基板の裏側加熱のための複数の加熱ゾーンを含むことができる。画像投影システムは、光の特定の波長が、基板の上面に投影されることを排除するように構成された光の濾過システムを含むことができる。
【００４８】
別の実施形態において、処理システムは、処理のために基板を受け取るように構成された、且つ、大きさのチャンバと、基板を支持し、且つ、前記基板から熱を除去するように構成された上面を有するコールドプレートと、を含む。ヒートシンクは、前記コールドプレートを冷却するために構成され、画像投影システムは、前記基板の上面に画像を投影するように構成される。画像投影システムは、マイクロミラー投影デバイスを含む。コントローラは、前記コールドプレートの温度を監視し、前記ヒートシンクを制御し、且つ、前記画像投影システムを制御するために構成される。
【００４９】
別の実施形態は、ブロックコポリマーの誘導自己組織化と共に使用される膜を有する基板を受け取るステップを含む。画像は、デジタル光投影を使用して基材フィルム上に投影され、それにより、画像は、空間的に投影された画像に応じて膜を修正する。ブロックコポリマーの膜が適用され、且つ、自己組織化が、アクティベートされ、又は開始され、それにより、ブロックコポリマーは、
は、活性化又は共重合体が空間投影（ピクセルベース）の画像に基づいてパターンに集合するように開始される。
【００５０】
前述の説明において、具体的な詳細が述べられた（例えば、処理システムの特定のジオメトリ、及び本書で使用される様々なコンポーネント及びプロセスの説明）。しかしながら、本書におけるテクニックは、これら具体的詳細から逸脱したその他の実施形態において実施されてもよいこと、及びこのような詳細は、説明目的であって、限定目的ではないことが理解されるべきである。本明細書に開示された実施形態は、添付の図面を参照して説明してきた。同様に、説明の目的のために、特定の数、材料、及び構成は、完全な理解を提供するために記載されている。それにもかかわらず、実施形態は、そのような具体的詳細なしに実施されてもよい。実質的に同一の機能構成を有する構成要素には類似の符号を付して、そのためいずれの重複する説明は省略してもよい。
【００５１】
種々のテクニックは、様々な実施形態の理解を助けるために、複数の別個の動作として記載されている。説明の順序は、これらの動作が必ず順序に依存することを意味すると解釈されるべきではない。実際に、これらの動作は、提示の順序で実行する必要はない。説明した動作は、上記実施形態とは異なる順序で実行されてもよい。様々な追加の動作が実行されてもよい、及び／又は記載された動作は、さらなる実施形態では省略されてもよい。
【００５２】
本明細書中で使用される「基板」又は「標的基板」は、一般に、本発明に従って処理される対象を意味する。基板は、デバイスのいずれの材料部分又は構造、特に半導体又はその他の電子デバイス、を含むことができ、且つ、例えばベース基板構造(例えば半導体ウエハ)、レチクル、又はベース構造の上の(on又はoverlying)層（例えば薄膜）であり得る。したがって、基板は、いずれの特定のベース構造、パターン化もしくは非パターン化下位(underlying)層又は上位(overlying)層、に限定されず、むしろ、いずれのこのような層又はベース構造、及び層及び／又はベース構造のいずれの組合せ、を含むことが意図される。説明は、基板の特定のタイプに言及してよいが、これは、もっぱら説明目的のためである。
【００５３】
当業者はまた、本発明の同じ目的を依然として達成しながら、上述したテクニックの動作に対してなされた多くの変形が存在し得ることを理解するであろう。このような変形は、本開示の範囲に含まれることが意図される。このように、本発明の実施形態の上記の説明は、限定することを意図するものではない。むしろ、本発明の実施形態に対するいずれの制限は、以下の特許請求の範囲に示される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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